Tepelná technika

1. Tepelná technika Energetická účinnost budov

2. Koncepce a typologie budov Budova je vytvořená konstrukce, která je plně uzavřena vnější obálkou a která vytváří vlastní mikroklima. Typologie budov: * obytné budovy – trvalé a přechodné bydlení, různý charakter * vzdělávací a kulturní budovy * komerční stavby – banky, hotely, nákupní centra, … * správní budovy – radnice, soudy, policejní stanice, … * průmyslové budovy – továrny, průmyslová zóna * zdravotnická zařízení * zemědělské budovy * sportovní objekty * …

3. Struktura budov Budova jako dýchací krabice Na čem závisí vnitřní pohodlí ? * vnitřní teplota * vlhkost Povrch budovy – výměník tepla * čerpání tepla ze slunečního záření * uvolňování tepla do okolí (větrání, ztráty) Nezanedbatelný úkol obálky ? * dýchání budovy * zabránit zvyšování vlhkosti

4. Tepelné ztráty budovy Jak lze určit tepelné ztráty dané budovy ? Tepelné ztráty lze určit termovizní kamerou, která ukazuje teplotní podmínky budovy úniky tepla nekvalitními okny tepelný most – napojení stropů na stěnu

5. Q Přenos tepla Jaká základní definice platí pro přenos tepla ? Teplo se šíří vždy z místa s vyšší teplotou do místa s nižší teplotou (2. termodynamický zákon). Udržení tepelné pohody (v zimě topení, v létě chlazení) znamená v průměru 70% spotřeby elektrické energie domácnosti.

6. Obálka budovy Co patří do obálky budovy ? Zdi, podlaha, střecha, okna, dveře Jaké části obálky se podílí na ztrátách a jakým způsobem ? Má barva budovy vliv na tepelné bilanci budovy ? Ano, tmavé sluneční svit (tím i teplo) pohlcují, světlé barvy odrážejí

7. Izolace a stavební materiály Jaké jsou hlavní požadavky na izolační materiály ? * malá tepelná vodivost * časová stálost (stárnutí) * „biologická odolnost“ Jak lze rozdělit izolační materiály podle původu ? * rostlinné (korek, sláma, …) * minerální (skleněné vlákno, minerální vlna, pěnové sklo, …) * syntetické (pěnový polystyrén, …) Významy izolačních látek ? * snižují přenos tepla vedením (v létě i v zimě) * menší změny účinné teploty („studené zdi“) * snižuje riziko kondenzace * zlepšuje akustiku budovy

8. Izolace a stavební materiály Srovnání stavebních materiálů a izolačních látek Duté cihly mají velmi dobré tepelně izolační vlastnosti, zlepšují akustiku

9. Okna, prosklené plochy, dveře Tyto části obálky se způsobují ⅓ tepelných ztrát budovy ! Čím jsou tyto ztráty způsobeny ? * větráním * těsnění * prostupem tepla (vedení tepla) * tepelnými mosty (uchycení, armatury) Orientace oken * velká, dobře tepelně izolovaná okna by měla být orientována na jižní stranu  v zimních měsících se kladně podílí na tepelné bilanci. V letních měsících je třeba chránit vnitřní prostory před sluncem  použití žaluzií, rolet, … * na severní stranu jsou zpravidla orientována malá okna Čím je dána „tepelná kvalita okna“ ? * materiál rámu (hliníková, dřevěný, plastový) * jednoduché nebo dvojité sklo, skleněné fólie, výplň mezi skly

10. Klasifikace oken Tepelné vlastnosti okna jsou dány koeficientem prostupu tepla U (W*m-2*K-1), dvojitá okna mají U  2, nejnižší hodnoty U  1 jednoduchá okna mají koeficient prostupu tepla přibližně dvojnásobný

11. Bioklimatická budova Co je bioklimatická budova ? Je to budova s maximální mírou využití solární energie a zároveň s minimálními ztrátami. Může uspořit až ⅓ energie Jaké systémy lze využít ? 1. Aktivní systémy - solární kolektory - fotovoltaické panely 2. Pasivní systémy a) Přímé solární zisky – termální hmota je přímo ve vytápěném prostoru (prosklený povrch na jižní straně, teplo je akumulováno ve stěnách) b) Nepřímé solární zisky – podobný princip jako u přímého solárního zisku, ale termální hmota je mezi sluncem a prostorem, který chceme vyhřát c) Zimní zahrady

12. Aktivní a pasivní solární prvky

13. Bioklimatická budova Co je bioklimatická budova ? Je to budova s maximální mírou využití solární energie a zároveň s minimálními ztrátami. Jaké systémy lze využít ? 1. Aktivní systémy - solární kolektory - fotovoltaické panely 2. Pasivní systémy - přímé solární zisky (prosklený povrch na jižní straně) - nepřímé solární zisky (podobný princip jako u přímého zisku, teplo je ale akumulováno například ve stěně) - zimní zahrady

14. Pasivní solární prvky Trombeho stěna Podle obrázku vysvětlete princip fungování Zimní zahrada Podle obrázku vysvětlete princip fungování

15. Vytápění Opakování - co je tepelná pohoda ? Jsou to podmínky, kdy je zachována rovnováha mezi člověkem a okolím Opakování – jaká jsou základní kritéria pro tepelnou pohodu ? * vnitřní teplota vzduchu * účinná teplota okolních stěn * vlhkost * proudění vzduch Jaká je vliv tepelné pohody na pracovní výkon ? * pro fyzicky lehčí práce je optimální teplota 220C * při 270C klesá výkonnost na 75 %, při 300C na 50 % * s tepelnou pohodou se úzce spjata vlhkost – při vytápění může klesnout vlhkost až na 20%, což má nepříznivý vliv na sliznice člověka

16. Tepelná pohoda Co je lokální tepelná nepohoda ? Lokální působení „rušivých vlivů“ v prostředí, kde je tepelná pohoda * průvan * radiace * velké vertikální teplotní rozdíly * příliš nízká nebo vysoká teplota podlahy

17. Systémy vytápění Podle umístění zdroje ? * lokální vytápění * ústřední topení * dálkové vytápění Podle teplonosné látky ? * horká voda – optimální pro pevná fosilní paliva, systémy s radiátory * teplá voda – nízkoteplotní zdroje pro plošné vytápění * horký vzduch – využíván zejména v obchodních centrech, průmyslových a sportovních halách * teplý vzduch – moderní systémy spojené s rekuperací tepla

18. Otopné prvky Jaký je význam otopných prvků ? Dodávat do vnitřního prostoru dostatek tepla a vytvořit tepelnou pohodu. Kde by měly být umístěny otopné prvky ? Nejlépe v nechladnější části místnosti, pod okny. Sníží se tak konvekční proudění vzduchu, které vzniká při velkém rozdílu teplot. Druhy otopných prvků ? * radiátory - článkové (litina) – vysoká hmotnost, malá dynamika - deskové (plech) – zhruba 1/3 vody, velká dynamika * konvektory - přenos tepla prouděním, většinou ventilátor * podlahové vytápění – nižší požadavky na teplotu vody (TČ) * stěnové vytápění

19. Zdroje pro vytápění Fosilní paliva * pevná – černé a hnědé uhlí, koks (hlavní zdroj znečištění vzduchu – CO2, popílek, NOX, SO2) * kapalná – nafta (zejména v zemích s vlastními zdroji) * plynná – zemní plyn (minimální škodliviny, dobrá regulace) Elektrická energie

20. Zdroje pro vytápění Obnovitelné zdroje – biomasa Co je to biomasa ? Biomasa je hmota organického původu Příklady biomasy ? * dřevní (dřevní odpad, cíleně pěstovaná) * rostlinná (sláma, zemědělské přebytky, cíleně pěstovaná) * výroba bioplynu (bioplyn vzniká rozkladem organických látek bez přítomnosti kyslíku) Spalování biomasy ? Pro spalování biomasy platí jiné podmínky než pro spalování fosilních paliv. Proto je nutné používat speciální kotle s dvoustupňovým spalováním (při spalování biomasy vznikají spalitelné plyny, jejich hoření probíhá ve 2. stupně při přívodu sekundárního vzduchu).

21. Příklady biomasy pro vytápění Dřevo Sláma

22. Tepelné čerpadlo - samostatná prezentace

23. Zdroj: IUSES Energetická účinnost budov www.iuses.eu Materiál je určen pouze pro studijní účely