Ten słownik zbiera pojęcia, które pojawiają się w obliczeniach cieplnych, w projektach i w rozmowach z producentami - i tłumaczy je bez zakładania, że czytelnik ma pod ręką normę. Każde hasło jest osobne: nie trzeba czytać od góry, żeby zrozumieć dowolne z nich.
Jeśli szukasz wersji dla inwestora, przygotowaliśmy drugi słownik, dla klientów - z dokumentami i pojęciami, o które instalator prosi na starcie.
Podstawy
OZC
Obliczenie zapotrzebowania na ciepło, czyli projektowe obciążenie cieplne budynku. Odpowiedź na pytanie: ile mocy potrzebuje budynek w najzimniejszej godzinie roku, żeby utrzymać zadaną temperaturę wewnątrz. Wynik to moc w watach albo kilowatach, liczona pomieszczenie po pomieszczeniu. Wszystko, co dzieje się dalej w projekcie - dobór źródła, grzejników, rozstawu rur, bufora - dziedziczy po niej błąd. Szerzej: OZC - co to jest i co od niego zależy.
PN-EN 12831-1
Norma opisująca metodę obliczania projektowego obciążenia cieplnego. Wydanie obowiązujące to PN-EN 12831-1:2017. Polska przyjęła je notą uznaniową, bez publikacji krajowego załącznika NA - w praktyce oznacza to, że wartości domyślne z informacyjnego załącznika B normy pełnią u nas rolę wartości krajowych, o ile projektant świadomie nie przyjmie własnych. Norma korzysta z dwóch innych: PN-EN ISO 6946 dla przegród i PN-EN ISO 13370 dla gruntu.
Moc a energia
Dwie różne wielkości, notorycznie mieszane. Moc (W, kW) to chwilowe zapotrzebowanie w warunkach projektowych i służy do doboru urządzeń. Energia (kWh, kWh/rok) to zużycie w czasie i służy do liczenia kosztów. Pompa o mocy 8 kW i budynek zużywający 12 000 kWh rocznie to dwa niezależne fakty; żaden nie wynika z drugiego bez dodatkowych założeń.
Świadectwo charakterystyki energetycznej
Dokument opisujący roczne zapotrzebowanie budynku na energię (kWh/m²·rok), sporządzany do celów formalnych i porównawczych. Nie jest obliczeniem projektowego obciążenia cieplnego i nie zastępuje OZC przy doborze urządzeń. Bywa natomiast użytecznym źródłem danych wejściowych: często zawiera gotowe współczynniki U przegród i przyjęte założenia wentylacji.
Przegrody
Przegroda
Każdy element oddzielający przestrzeń ogrzewaną od czegoś o innej temperaturze: ściana zewnętrzna, ściana do nieogrzewanego garażu, strop pod poddaszem, dach, podłoga na gruncie, okno, drzwi. Każda przegroda ma swoją powierzchnię, swój współczynnik U i swój współczynnik korekcyjny temperatury.
Współczynnik przenikania ciepła U
Ile watów ucieka przez metr kwadratowy przegrody na każdy kelwin różnicy temperatur, w W/(m²·K). Podstawowa liczba opisująca jakość przegrody - im niższa, tym lepiej. Liczy się ją wg PN-EN ISO 6946 z warstw: U = 1 / (Rsi + ΣR + Rse).
Współczynnik U ściany zewnętrznej
- Cegła pełna 38 cm, bez izolacji1,30
- Ta sama ściana + 5 cm styropianu0,50
- Pustak ceramiczny + 12 cm styropianu0,24
- Pustak ceramiczny + 20 cm styropianu0,16
- Pustak ceramiczny + 30 cm styropianu0,11
Wymaganie WT dla ściany zewnętrznej od 2021 roku: 0,20 W/(m²·K)
Współczynnik przewodzenia ciepła lambda (λ)
Właściwość materiału: jak dobrze przewodzi ciepło, w W/(m·K). Styropian ma około 0,031-0,045, wełna mineralna podobnie, cegła pełna około 0,77, żelbet około 1,7. Lambda nie zależy od grubości - to charakterystyka materiału, nie warstwy. Producent podaje ją w deklaracji właściwości użytkowych.
Opór cieplny R
Opór warstwy materiału, w m²·K/W, liczony jako R = d / λ, gdzie d to grubość w metrach. 20 cm styropianu o λ = 0,040 daje R = 0,20 / 0,040 = 5,0 m²·K/W. Opory warstw się dodają - i to właśnie z ich sumy powstaje U. Dochodzą jeszcze opory przejmowania ciepła: Rsi po stronie wewnętrznej i Rse po zewnętrznej.
Od materiału do przegrody
Materiał
λW/(m·K)
Jak dobrze materiał przewodzi ciepło. Nie zależy od grubości.
styropian: λ = 0,040
Warstwa
Rm²·K/W
Opór jednej warstwy o konkretnej grubości d.
R = 0,20 / 0,040 = 5,0
Przegroda
UW/(m²·K)
Cała przegroda: wszystkie warstwy plus opory przejmowania.
U = 1 / 6,23 = 0,16
Mostek cieplny
Miejsce, przez które ciepło ucieka szybciej niż przez otaczającą powierzchnię: naroże, wieniec, nadproże, płyta balkonowa, ościeżnica okna, przebicie konstrukcyjne. Liniowe mostki opisuje współczynnik Ψ (psi) w W/(m·K), punktowe - χ (chi) w W/K.
W metodzie z PN-EN 12831-1 § 6.3.2.2 mostki uwzględnia się jako dodatek ΔU_TB doliczany do współczynnika U każdej przegrody, zależnie od jakości rozwiązań konstrukcyjnych: około 0,02 W/(m²·K) dla budynku z dopracowanymi detalami, 0,05 dla standardowego, 0,10 dla termomodernizowanego, 0,15 dla budynku ze słabymi detalami. Metoda szczegółowa Ψ·L·ΔT z załącznika C wymaga katalogu detali dla każdego złącza.
Im lepiej izolowany budynek, tym większy udział mostków w całkowitej stracie - bo maleje udział przenikania przez same przegrody. W nowym budynku pominięcie mostków jest większym błędem niż w starym.
Gdzie powstaje mostek i ile kosztuje
Dodatek ΔU_TB wg jakości detali (PN-EN 12831-1, zał. B.2.1): (W/(m²·K))
- Dopracowane detale0,02
- Standard0,05
- Termomodernizacja0,10
- Słabe detale0,15
Współczynnik korekcyjny temperatury b_u
Mnożnik uwzględniający, że nie każda przegroda styka się z powietrzem zewnętrznym. Dla ściany zewnętrznej b_u = 1. Dla ściany do nieogrzewanego garażu, stropu pod nieogrzewanym poddaszem albo podłogi na gruncie b_u jest mniejszy od 1, bo różnica temperatur jest mniejsza. Wartości domyślne podaje tablica B.2 normy; alternatywnie liczy się b_u = (θint - θu) / (θint - θe) z przyjętej temperatury przestrzeni sąsiedniej.
Warunki obliczeniowe
Projektowa temperatura zewnętrzna (θe)
Temperatura, dla której liczy się obciążenie budynku - nie najniższa zanotowana, tylko wartość statystyczna dla lokalizacji. W Polsce od -16 °C (Szczecin) przez -18 °C (Gdańsk, Wrocław, Poznań) do -20 °C (Warszawa, Kraków, Łódź, Katowice). Ta sama wartość musi obowiązywać w całym łańcuchu: w OZC, w doborze źródła i w dokumentacji.
Strefa klimatyczna
Podział Polski na obszary o wspólnej projektowej temperaturze zewnętrznej. Praktyczna konsekwencja: przy 20 °C w środku różnica między -16 °C a -20 °C to około 11% obciążenia, czyli często cała klasa urządzenia.
Obliczeniowa temperatura wewnętrzna (θint)
Temperatura, którą instalacja ma utrzymać w danym pomieszczeniu. Nie jedna liczba na budynek: pokój dzienny, łazienka i garaż mają różne wartości, a różnica między sąsiadującymi pomieszczeniami generuje przepływ ciepła między nimi, który też się liczy.
Krotność wymian powietrza (n)
Ile razy na godzinę wymienia się całe powietrze w pomieszczeniu, w h⁻¹. Do obliczeń przyjmuje się większą z dwóch wartości: higienicznego minimum wynikającego z przeznaczenia pomieszczenia (0,5 h⁻¹ dla pokoi mieszkalnych wg tablicy B.7) i infiltracji wynikającej ze szczelności budynku.
n50 i test blower door
n50 to krotność wymian przy wymuszonej różnicy ciśnień 50 Pa, mierzona testem blower door. Norma przyjmuje, że infiltracja w warunkach projektowych to około 0,1 × n50, i rekomenduje dla budynków mieszkalnych n50 ≤ 3 h⁻¹. Typowe wartości: około 1,0 dla budynku bardzo szczelnego, 3,0 dla przeciętnego nowego, 6,0 dla nieszczelnego lub starszego.
Strata przez przenikanie i przez wentylację
Dwa niezależne strumienie składające się na obciążenie pomieszczenia. Przenikanie to ciepło uciekające przez przegrody, liczone z U, powierzchni i różnicy temperatur. Wentylacja to ciepło unoszone przez powietrze wymieniane z zewnętrzem, liczone z krotności wymian i kubatury. Ich proporcja mówi, co warto poprawiać: w dobrze izolowanym budynku wentylacja potrafi dominować, a wtedy dokładanie izolacji niewiele zmieni.
Nadwyżka na wychłodzenie (Φ_hu)
Dodatkowa moc potrzebna, żeby wygrzać pomieszczenie po okresie obniżenia temperatury - dotyczy instalacji pracujących z osłabieniem nocnym. Liczona z powierzchni pomieszczenia i jednostkowej mocy nagrzewania (§ 6.3.4 normy). Norma zaznacza, że w wielu przypadkach nie jest potrzebna.
Instalacja i źródło ciepła
Dobór monowalentny
Pompa ciepła pokrywa całe zapotrzebowanie budynku samodzielnie, także w najzimniejszej godzinie roku. Prostsze rozwiązanie, ale zwykle prowadzi do większego i droższego urządzenia, które przez resztę sezonu pracuje przy częściowym obciążeniu.
Punkt biwalentny
Temperatura zewnętrzna, do której pompa pracuje sama; poniżej niej dogrzewa grzałka elektryczna albo drugie źródło. W polskim klimacie chodzi o kilkadziesiąt godzin w roku, więc podniesienie punktu biwalentnego o kilka stopni pozwala dobrać wyraźnie mniejsze urządzenie kosztem niewielkiej ilości energii z grzałki. Punkt biwalentny ma sens tylko wtedy, gdy leży powyżej projektowej temperatury zewnętrznej.
Punkt biwalentny to przecięcie dwóch krzywych
COP i SCOP
COP to sprawność chwilowa: ile kilowatów ciepła pompa oddaje na kilowat pobranej energii elektrycznej, w konkretnych warunkach (temperatura zewnętrzna i temperatura zasilania). SCOP to sprawność sezonowa, uśredniona po całym sezonie grzewczym. Katalogowy COP przy A7/W35 i rzeczywisty SCOP instalacji zasilającej grzejniki przy 55 °C to dwie zupełnie różne liczby. Przewymiarowana pompa taktuje przy częściowym obciążeniu, co obniża realny SCOP.
Temperatura zasilania i ΔT
Temperatura zasilania to temperatura wody wchodzącej do instalacji; ΔT to różnica między zasilaniem a powrotem. Podłogówka pracuje typowo przy 30-40 °C i ΔT rzędu 5 K, grzejniki przy 45-70 °C i ΔT rzędu 10 K. Każdy stopień niższego zasilania podnosi sprawność pompy ciepła - dlatego temperatura zasilania jest wynikiem projektu, nie nastawą dobieraną na miejscu.
Krzywa grzewcza
Zależność temperatury zasilania od temperatury zewnętrznej, zaprogramowana w sterowniku źródła. Im zimniej na zewnątrz, tym wyżej instalacja podnosi zasilanie. Zbyt stroma krzywa oznacza przegrzewanie i niepotrzebnie niski COP, zbyt płaska - niedogrzanie przy mrozie.
Rotametr i nastawa
Rotametr to przepływomierz na rozdzielaczu ogrzewania podłogowego, pokazujący przepływ w danej pętli (zwykle w l/min). Nastawa to ustawiona na nim wartość. Sens: pętle mają różne długości i różne obciążenia, więc bez zrównoważenia woda popłynie najkrótszą drogą, a najdłuższa pętla nie dogrzeje pomieszczenia. Nastawy wynikają z obliczeń hydraulicznych, nie z podziału po równo.
Rozstaw rur
Odległość między sąsiednimi nitkami pętli podłogowej, typowo 10-30 cm. Gęstszy rozstaw oznacza wyższą moc z metra kwadratowego przy tej samej temperaturze zasilania - dlatego zagęszcza się go w strefach brzegowych, przy oknach i w łazienkach.
Dobieg
Odcinek rury od rozdzielacza do miejsca, w którym zaczyna się właściwy wzór pętli. Dobieg oddaje ciepło po drodze, więc wlicza się go do długości pętli i do oporów hydraulicznych.
Ślimak i meander
Dwa sposoby prowadzenia pętli podłogowej. Ślimak (spirala) prowadzi zasilanie i powrót naprzemiennie obok siebie, dzięki czemu temperatura podłogi jest równomierna. Meander (wężownica) prowadzi rurę tam i z powrotem rzędami - prostszy w wykonaniu, ale daje wyraźny gradient od strony zasilania. Ślimak jest domyślnym wyborem w pomieszczeniach mieszkalnych, meander sprawdza się w strefach brzegowych i wąskich pomieszczeniach.
Dwa sposoby prowadzenia pętli
Ślimak
Zasilanie i powrót biegną naprzemiennie obok siebie, więc temperatura podłogi jest równomierna. Domyślny wybór w pomieszczeniach mieszkalnych.
Meander
Rura biegnie tam i z powrotem rzędami - prościej się układa, ale zostaje wyraźny gradient od strony zasilania. Dobry w strefach brzegowych i wąskich pomieszczeniach.
Bufor i sprzęgło hydrauliczne
Bufor to zasobnik wody grzewczej zwiększający pojemność cieplną instalacji - wydłuża cykle pracy źródła i ogranicza taktowanie. Sprzęgło hydrauliczne rozdziela obieg źródła od obiegu instalacji, żeby pompy nie walczyły ze sobą o przepływ; ma znikomą pojemność. To dwa różne urządzenia rozwiązujące dwa różne problemy, choć w katalogach bywają mylone.
Pojęcia najczęściej mylone
Cztery pary, które warto rozdzielić
Moc (kW)
Chwilowe zapotrzebowanie w warunkach projektowych. Służy do doboru urządzenia.
Energia (kWh)
Zużycie w czasie, zwykle w skali roku. Służy do liczenia kosztów.
Z mocy nie wynika zużycie, a ze zużycia nie wynika moc - bez dodatkowych założeń o klimacie i profilu użytkowania.
Lambda (λ)
Właściwość materiału, W/(m·K). Nie zależy od grubości warstwy.
Współczynnik U
Właściwość całej przegrody, W/(m²·K). Zależy od wszystkich warstw i ich grubości.
Droga wiedzie od jednego do drugiego: R = d/λ dla każdej warstwy, potem U = 1 / suma oporów.
OZC
Moc projektowa budynku wg PN-EN 12831-1, pomieszczenie po pomieszczeniu.
Świadectwo energetyczne
Roczne zapotrzebowanie na energię, kWh/m²·rok, do celów formalnych.
Świadectwo bywa dobrym źródłem danych wejściowych do OZC, ale go nie zastępuje.
Bufor
Zasobnik zwiększający pojemność cieplną instalacji. Ogranicza taktowanie źródła.
Sprzęgło hydrauliczne
Rozdziela obieg źródła od obiegu instalacji. Pojemność znikoma.
Sprzęgło nie zastąpi bufora, kiedy problemem jest taktowanie, a bufor nie rozwiąże konfliktu pomp.
Gdzie te pojęcia spotkasz w HeatAlgo
Moduł OZC liczy pomieszczenie po pomieszczeniu wg PN-EN 12831-1:2017 i pokazuje przy każdym pomieszczeniu rozbicie na przenikanie, mostki i wentylację, a przy każdej przegrodzie - warstwy, z których powstał jej współczynnik U. Moduł doboru pompy ciepła czyta te wyniki na bieżąco i pracuje na tej samej projektowej temperaturze zewnętrznej. Moduł ogrzewania podłogowego liczy długości pętli z rzeczywistej geometrii rysunku, razem z łukami gięcia i dobiegami.
Więcej materiałów znajdziesz w centrum pomocy.
Załóż darmowe konto