Порівняння програмного забезпечення нагрівального навантаження TGA спеціаліст-планувальник
Програмне забезпечення для розрахунків згідно DIN EN 12831 обіцяє технічно та юридично безпечну конструкцію, а також економічну роботу систем опалення. Це табличне порівняння продуктів показує, як окремі програми детально відрізняються.
Компактна інформація
- Великі зусилля, необхідні для визначення теплового навантаження відповідно до DIN EN 12 831, особливо при частих змінах будівлі, вимагають використання програмного забезпечення для теплового навантаження.
- Програмне забезпечення для теплового навантаження впорядковує розрахунки, дозволяє легко враховувати зміни, оцінку варіантів, аналізи та інші розрахунки.
- У деталях є відмінності - наприклад, при урахуванні теплових мостів, втрат тепла через землю або передачі даних будівель BIM.
- Через численні зміни, виправлення та розширення стандарту нагрівального навантаження доцільно звертати увагу на стан стандарту програмного забезпечення та чи регулярно оновлюється програмне забезпечення.
- Річні витрати на укладання договорів на технічне обслуговування також в деяких випадках значно різняться.
У TGA розрахунок нагрівального навантаження є одним з найважливіших завдань спеціалістів-інженерів та виконавчих компаній. Застосовується у старих та нових будівлях для визначення нагрівальних навантажень, пов'язаних із приміщенням чи зонами, а також для проектування радіаторних, підлогових або настінних систем опалення та котла. Точний розрахунок є необхідною умовою надійної, безпечної та економічної експлуатації.
На додаток до технічного аспекту, розрахунок, що відповідає стандартам, має і юридичний аспект, тим більше, що, крім VOB, частина C, чинна судова практика також вимагає розрахунку нагрівального навантаження відповідно до DIN EN 12 831 [2]. Практично всі будівлі з висотою стель до 5 м, а також будівлі, які опалюються до стаціонарного стану за стандартних умов, підлягають зобов’язанням щодо розрахунку. Це включає житлові будинки, а також адміністративні та адміністративні будівлі, школи, бібліотеки, лікарні, готелі та ресторани, універмаги, комерційні зали та промислові будівлі.
Занадто дорого для ручних рахунків
Розрахункові зусилля є порівняно високими, оскільки для стандартизованого, технічно та юридично достовірного визначення нагрівального навантаження згідно з DIN EN 12 831 потрібно враховувати не лише численні параметри. Для того, щоб розрахувати теплові втрати будівлі, необхідно знати, як поверхні оболонки розсіюють тепло в холодне середовище. Отже, повна фізична кімната та модель будівлі, включаючи геометричний поділ, усі будівельні матеріали, компоненти приміщення, температури тощо, повинні бути зафіксовані заздалегідь у структурованому вигляді. Отже, розрахунок теплового навантаження відповідно до чинного стандарту є економічно недоцільним без програм для розрахунку.
Ідеальні програми не тільки раціоналізують розрахунок нагрівального навантаження, вони також дозволяють проводити додаткові аналізи та розрахунки з вхідними даними, такі як енергетичні оцінки або розрахунок навантаження охолодження. Вони покроково ведуть користувача через стандарт. Інтегровані таблиці дозволяють йому знаходити відповідні дані в кожному конкретному випадку. Значення за замовчуванням прискорюють введення, наприклад B. температура в приміщенні та повітрообмін відповідно до використання приміщення. Перевірка правдоподібності розпізнає неправильні дані та привертає до них увагу.
Геометрію будівлі можна імпортувати в програму теплового навантаження через інтерфейси САПР або взяти безпосередньо через пряме з'єднання САПР. Якщо дані САПР відсутні, геометрію можна ввести в табличній або графічній формі за допомогою інтегрованого моделювання будівель. Часто повторювані кімнати можна задати параметрично і використовувати їх знову і знову - наприклад, санітарні камери в житловому будинку. Це прискорює реєстрацію будівель та спрощує глобальні зміни. Табличне та графічне визначення компонентів кімнати, таких як стіни, стелі, вікна та двері, за допомогою компонентних комп’ютерів та індивідуально розширюваних баз даних матеріалу спрощують обчислення значень U.
Переваги не лише тоді, коли відбуваються зміни
Програмне забезпечення нагрівального навантаження виявляє свої переваги, особливо у разі змін: його можна вводити в процесі будівництва з мінімальними зусиллями, розрахунки, плани та ярлики можна відповідно оновлювати. Наприклад, якщо значення U зміниться, нагрівальне навантаження також можна швидко оновити. Це не тільки спрощує подальші зміни, а й варіанти розрахунків, завдяки чому кращі заходи ізоляції або вікон негайно відображаються на нагрівальному навантаженні.
Покращений робочий процес даних: введені геометрії приміщення та будівлі можуть бути використані для подальших розрахунків - для оцінки енергії відповідно до EnEV, DIN V 18 599, розрахунків навантажень охолодження згідно з VDI 2078 або для концепцій вентиляції згідно з DIN 1946-6. І навпаки, дані з розрахунку навантаження на охолодження можуть потрапляти в розрахунок нагрівального навантаження, саме тому деякі постачальники програмного забезпечення також пропонують комбінований розрахунок навантаження на опалення/охолодження.
Оцінки та функції звітів щодо пропорцій площі, втрат на передачу, пропорцій навантаження опалення будівлі тощо дають швидкий огляд проекту. Всі дані розрахунку можна виводити на принтер або у вигляді файлу, необов’язково для всіх, позначених, згрупованих, відфільтрованих або окремих приміщень.
За допомогою інтегрованих або модульно підключених конструкторських програм можна визначити радіатори та радіаторні клапани з розрахунковими даними теплового навантаження, спроектувати опалення стін/підлоги та багато іншого. Якщо радіатори, включаючи маркування, перенести на САПР, вони можуть бути використані для створення діаграм ліній, списків деталей або детальних планів монтажу для задіяної компанії.
Розраховане тепло відповідно до DIN EN 12 831
Нагрівальне навантаження вказує, який тепловий потік повинен подаватися в приміщення або будівлю, коли зовнішня температура взимку є найнижчою для місцевості, щоб можна було підтримувати бажану температуру. Він був розрахований з квітня 2004 року на основі DIN EN 12 831, який замінив старий DIN 4701 [2], який використовувався протягом багатьох десятиліть у ході європейської стандартизації та гармонізації методів розрахунку.
З тих пір новий стандарт теплового навантаження кілька разів доповнювався: З DIN EN 12 831, Додаток 1 [3], стандарт теплового навантаження був адаптований до звичних в Німеччині звичок опалення та вентиляції, погодних даних тощо. Спрощений метод розрахунку для визначення теплового навантаження будівлі відповідно до Метод обволікаючої поверхні був визначений у додатку 2 [4].
Додаток 3 [5] до спрощеної процедури визначення навантаження на опалення приміщення доступний в ескізній формі з серпня 2014 року (TGA 11-2014: Спрощене визначення навантаження на опалення приміщення, веб-код 616341). Це дозволяє проводити розрахунки у випадку неповних даних для існуючих будівель або на ранніх етапах планування нових будівель.
На додаток до цих доповнень для практичних методів наближення, DIN EN 12 831 має бути нещодавно складений та розширений як частина реалізації Директиви ЄС про будівництво (EPBD) [10]. Основний стандарт та три додаткові аркуші узагальнені у DIN EN 12 831, частина 1 [6]. Цей проект доповнений частиною 3 [7], яка також є новою, для розрахунку енергетичної потреби для опалення ГВП (TGA 4-2015: Розрахунок нагрівального навантаження в контексті EPBD, веб-код 643307).
Постачальники програмного забезпечення навряд чи можуть встигнути за цим стрімким розвитком та безліччю змін у поточному стандарті нагрівального навантаження. Хоча два додатки 1 і 2 вже інтегровані в більшість програм, проекти стандартів, такі як додаток 3, не беруться до уваги або лише декілька програм - залежно від того, чи є запити користувачів.
Нагрівальне навантаження деяких програм також розраховується відповідно до інших специфічних для країни стандартів - наприклад, для Австрії згідно з ÖNORM H 7500-1, для Швейцарії згідно з SN SIA 384.201, для Франції згідно з NF P 52-612/CN або для Туреччини згідно з TS 2164.
Нагрівальне навантаження поетапно
Документи, необхідні для розрахунку, включають план ділянки, включаючи інформацію про напрямок компаса, інформацію про тип будівлі (будинок на одну сім’ю, багатоквартирний будинок або нежитловий будинок), висоту сусідньої будівлі, географічне розташування об’єкта та місцеву глибину підземних вод. Для опису геометрії приміщення та будівлі потрібні додатки будівель або робочі плани (плани поверхів, перерізи, види, можливо у вигляді CAD-файлу). На додаток до всіх розмірів будівлі, кімнати, вікна та дверей, вони також повинні містити всі назви кімнат, використання приміщень та номери кімнат.
Крім того, потрібен детальний опис будівлі, який містить інформацію про стіни, стелю та конструкцію даху, вікна та двері (тип скління, матеріал каркасу тощо). Крім того, будь-які задані значення, що відхиляються від стандартних температур у приміщенні, повинні бути узгоджені з власником будівлі або користувачем.
Сам розрахунок проводиться в кілька етапів: Після того, як за місцем розташування була визначена стандартна зовнішня температура, визначаються дані приміщення (розміри, опалення/неопалення, стандартна внутрішня температура) та дані будівлі (розміри, теплові властивості). Після введення даних про приміщення та будівлю нагрівальне навантаження, яке складається з передавальних та вентиляційних втрат тепла, можна розрахувати по кімнатах.
Втрати тепла при передачі обчислюються з використанням коефіцієнтів тепловіддачі (значення U) відповідно до DIN EN ISO 6946 [8] всіх поверхонь, що закривають простір. Теплові мости враховуються при розрахунку як паушальна сума з використанням поправочного значення або детально, причому остання є визначальною для точного розрахунку нагрівального навантаження, особливо в старих будівлях.
Також особливу увагу приділяють різним типам передачі: тепловтрати назовні, через неопалювані приміщення назовні, через землю або в сусідні опалювальні приміщення. У більшості програм можливий спрощений або детальний розрахунок ґрунту відповідно до DIN EN ISO 13 370 [9]. На додаток до стандартного випадку «плита перекриття без утеплення країв», також можна розрахувати горизонтальну та вертикальну утеплення країв, які часто трапляються на практиці.
При розрахунку тепловтрат вентиляції враховуються тепловтрати, спричинені негерметичними компонентами, такими як вікна або двері, а також ті, що спричинені ручною або механічною вентиляцією приміщення. Залежно від типу будівлі (одноквартирний будинок, багатоквартирний будинок, нежитловий будинок), герметичності огороджувальної оболонки, захищеності будівлі від вітру та кількості отворів, визначається певний об'ємний потік повітря з мінімальним об'ємним потоком для кожної кімнати як основа з гігієнічних міркувань розміщується.
Чи слід враховувати додаткову потужність опалення для того, щоб привести приміщення з перерваною роботою опалення на ніч або на вихідні до стандартної температури в приміщенні протягом певного часу, також можна домовитись окремо з власником/користувачем будівлі. Ця продуктивність нагрівання відображається окремо від стандартного нагрівального навантаження. Стандартне нагрівальне навантаження приміщення виникає із суми всіх втрат тепла та вентиляції та додаткової потужності опалення.
Які є рішення?
Близько 30 постачальників пропонують програми розрахунку теплового навантаження (див. Таблицю та інформаційне вікно). Більшість програм розрахунків є частиною розширених рішень для розрахунку енергії та/або будівельних послуг або інтегровані в програми САПР. Останній має ту перевагу, що дані про будівлі та компоненти передаються до розрахунку нагрівального навантаження через інтерфейс.
Однак лише близько половини програм, представлених тут, мають інтерфейс IFC або gbXML (Green Building XML). З огляду на важливість робочого методу BIM для зони TGA, це незрозуміло, тим більше, що робоче навантаження для розрахунку нагрівального навантаження та охолоджуючого навантаження можна значно мінімізувати, взявши на себе тепловіддачу навколишніх територій, дані приміщення або значення U.
Однак робочі процеси можуть бути раціоналізовані в такій формі лише в тому випадку, якщо архітектор/планувальник будівель працює орієнтовано на модель і дані імпорту мають належну якість. Однак на практиці на сьогодні цим вимогам було задоволено лише декілька проектів. Багато постачальників програмного забезпечення зосереджуються на розробці ефективних інструментів для запису геометрії приміщення та побудови.
Калькулятори теплового навантаження також пропонуються як частково безкоштовні програми. Однак це лише приблизна оцінка навантаження на опалення приміщення/будівлі у разі реконструкції на основі DIN EN 12 831, частково також на вилученому DIN 4701 Частина 3. Розрахунки не замінюють стандартизований розрахунок нагрівального навантаження.
Однак часті зміни, виправлення та розширення поточного стандарту нагрівального навантаження призводять до певної міри невизначеності серед розробників та користувачів. Розробники іноді чекають, поки не зрозуміють зміни стандартів у своєму програмному забезпеченні. Тому користувачі повинні звертати увагу на те, на яких стандартах базується відповідне програмне забезпечення та чи регулярно оновляється програмне забезпечення шляхом оновлення/оновлення.
З огляду на витрати на програмне забезпечення, які коливаються від 0 євро (додаток), від 300 до 500 євро (програмне забезпечення нагрівального навантаження), 3000 євро (TGA-CAD з інтегрованим розрахунком нагрівального навантаження) та багато іншого, подальші витрати на Враховуються оновлення та оновлення або річні витрати на укладання договорів на технічне обслуговування, які іноді значно відрізняються.Маріан Беханек
література
[1] Правила DIN 4701 для розрахунку потреби в теплі будівель, Частина 1: Основи розрахунку, Частина 2: Таблиці, зображення, алгоритми, Частина 3: Проектування пристроїв опалення приміщень. Берлін: Beuth Verlag, березень 1983 р. Та серпень 1989 р. Стандарти були замінені на DIN EN 12 831
[2] DIN EN 12 831 Системи опалення в будинках - метод розрахунку стандартного нагрівального навантаження. Берлін: Beuth Verlag, серпень 2003 р
[3] DIN EN 12 831 Додаток 1 Системи опалення в будинках - Метод розрахунку стандартного нагрівального навантаження - Національний додаток NA; Берлін: Beuth Verlag, квітень 2004 р., Виправлення в липні 2008 р. Та листопаді 2010 р
[4] DIN EN 12 831 Додаток 2 Системи опалення в будинках - Порядок розрахунку стандартного нагрівального навантаження - Додаток 2: Спрощена процедура визначення нагрівального навантаження в будівлі та потужності теплогенератора. Берлін: Beuth Verlag, травень 2012 р
[5] DIN EN 12 831 Додаток 3 (проект) Системи опалення в будинках - Порядок розрахунку стандартного нагрівального навантаження - Додаток 3: Спрощена процедура визначення нагрівального навантаження в приміщенні. Берлін: Beuth Verlag, серпень 2014 р
[6] DIN EN 12 831, частина 1 (проект) Системи опалення та системи охолодження на водній основі в будинках - Метод розрахунку стандартного нагрівального навантаження - Частина 1: Навантаження на опалення приміщення. Берлін: Beuth Verlag, січень 2014 р
[7] DIN EN 12 831, частина 3 (проект), системи опалення та системи охолодження на водній основі в будинках - метод розрахунку енергетичних потреб та ступеня використання систем, частина 3: Опалення гарячої води, нагрівальне навантаження та визначення вимог. Берлін: Beuth Verlag, грудень 2014 р
[8] DIN EN ISO 6946 Тепловий опір і теплопроникність - метод розрахунку. Берлін: Beuth Verlag, квітень 2008 р
[9] DIN EN ISO 13 370 Теплова поведінка будівель - передача тепла через землю - метод розрахунку. Берлін: Beuth Verlag, квітень 2008 р
[10] Директива 2010/31/ЄС Європейського Парламенту та Ради від 19 травня 2010 року про енергоефективність будівель (перероблена); [EPBD або Директива ЄС про будівництво]. Офіційний вісник ЄС від 18 червня 2010 р., L 153/13; Завантажити: веб-код 296893