Hoone kütteenergia kulu leidmine kraadpäevade järgi (0)

Hoone kütteenergia kulu leidmine kraadpäevade järgi
Kütteenergia staatiline arvutus toimub kraadpäevade alusel. Kraadpäevad kujutavad endast ööpäeva keskmise hoone siseõhu- ja välistemperatuuri vahet, mis on kuude ja aasta lõikes kokku liidetud. Kütteenergiakulu arvutamisel kasutatakse baasaasta ehk normaalaasta kraadpäevasid. Viimased on leitud antud metoodikas 1975 kuni 2004 aasta vastava piirkonna 30 aasta keskmiste väärtuste alusel. Eesti on jagatud tinglikult kuude eri piirkonda, kus vastavalt klimaatilistele erinevustele on ka erinevad välistemperatuuri kestvused. Arvutustes on soovitav kasutatud Tallinna, numbriliselt III, piirkonna kraadpäevasid. Välispiirete, külmasildade, ventilatsiooni ning infiltratsiooni soojuskadude leidmisel vajalike kraadpäevade kasutamiseks on vaja teada arvutuslikku tasakaalutemperatuuri. Vastavas metoodikas on soovitatud olemasolevate hoonete kütteenergiatarbe hindamisel aluseks võtta selleks 17 ºC ehk kraadpäevadena väljendatuna 4220 °C⋅ d. Hindamaks aga kütteperioodi tuleks alusel võtta kütteperioodi kraadpäevad. 
Alljärgnevalt on kirjeldatud arvutuslike kraadpäevade leidmiseks vajalikke kalkulatsioone.
 t B  = t s  - Δt vs            (1)
 t B           – tasakaalutemperatuur, °C
t s           – hoone keskmine siseõhutemperatuur, °C
Δt vs      – temperatuuri tõus vabasoojuse arvelt
Ülaltoodud valemist ilmneb, et oluline komponent hoone tasakaalutemperatuuri leidmisel on vaba soojusel, mis sõltub hoone sisemistest soojuseraldustest peamiselt: inimeste , elektrivalgustuse, elektriseadmete ja aknast siseneva päikese soojuseraldustest (valem 3). Mida suurem on hoone erisoojuskadu seda väiksem on ka temperatuuri tõus vaba soojuse arvelt (valem 2).
Δt vs  = Φ vs / H           (2)
Φ vs     – keskmine vabasoojuseraldus ruumis W
H         – hoone erisoojuskadu  W/K
Φ vs  = Φ in + Φ el.v  + Φ sead  + Φ p    (3)
Φ in        – keskmine vabasoojuseraldus inimestest, W
Φ el.v     – keskmine vabasoojuseraldus elektrivalgustuses, W
Φ sead   – keskmine vabasoojuseraldus elektriseadmetest, W
Φ p         – keskmine vabasoojuseraldus päikesest, W
Kui soojuseraldused inimestest, elektrivalgustusest ja –seadmetest on MKM-i määruse "Hoonete energiatõhususe arvutamise metoodika" tabel 1 järgi lähtuvalt hoone kasutusotstarbest ja –ajast välja toodud, siis päikeseenergiast tulenevat soojusenergia eraldusi suudavad seni arvesse võtta vaid dünaamilised simulatsiooniprogrammid. Lihtsustatud arvutustes on soovituslikuks vabasoojus eralduste köetava pinna kohta elamutes võtta kokku 50 kWh/m2⋅a.
Antud peatüki järgi on päikesest tulenev vabasoojuseraldus toodud arvutusmudelisse sisse. Päikesekiirguse mõju erinevatele hoone fassaadidele on toodud raamatus "Hoonete küte", mille kohane arvutusjuhis on peatükis toodud exceli tabelarvutustena ka ette antud.
Kui ülaltoodus selgub, et hoone erisoojuskadu on oluline tasakaalutemperatuuri leidmisel, siis erisoojuskaost sõltub tervikuna hoone kütteenergia kulu (valem 4).
Q k  = H⋅S⋅24⋅10-3      (4)
Q k         – kütteenergiakulu, kWh/a
H         – Hoone erisoojuskadu, W/K
S         – aasta kraadpäevade arv sõltuvalt tasakaalutemperatuurist, °C⋅ d
24        – tundi ööpäevas teisendamaks kraadpäevad kraadtundideks, h
Kraadpäevad - Üks kraadpäev väljendab 1 °C erinevust arvestusliku sisetemperatuuri ja ööpäeva (24 tunnise perioodi) keskmise välisõhu temperatuuri vahel. Kui näiteks ööpäeva keskmine välisõhu temperatuur on 2 °C, siis on 24 tunnise perioodi (1 ööpäev) kraadpäevade arv 17 – 2 = 15 (°C×d).
Tasakaalutemperatuurid - Siseõhu temperatuur hoones kujuneb kütte- ja vabasoojuse tulemusel. Viimase allikateks on inimesed, elektriseadmed , elektrivalgustus, päikese-kiirgus. Piltlikult öeldes küttega kaetakse soojuskaod välisõhu temperatuurist kuni tasakaalutemperatuurini tB
Infiltratsiooni erisoojuskadu

• Infiltratsiooni erisisoojuskadu sõltub hoone õhulekke arvu suurusest (m3/(h*m2)
  
• Infiltratsiooni erisisoojuskadu sõltub hoone köetava karbi välispiirete pindalast
  
• Infiltratsiooni erisisoojuskadu sõltub hoone korruselisusest
  

Soojusjuhtivus

• Mida väikesm on soojustakistus seda suurem on soojusjuhtivus
  
• Välisseina soojusjuhtivus elamute puhul on soovitatavalt alla 0,22 W/m2*K
  

Hoone kütteenergia kulu

• Hoone kütteenergia kulu sõltub hoones hoitavast siseõhutemperatuurist ning piirkondlikust temperatuurilisest välistemperatuuride kestvusest võrreldes arvutusliku siseõhutemperatuuriga
  
• Sõltub hoone erisoojuskadudest ning vabasoojuskoormustest
  

Külmasilla soojusläbivus

• Akna külmasild on seda väikesm, mida rohkem on akna leng avatäites väljast poolt soojustatud
  
• Joonkülmasilla soojusläbivuse ühikuks on W/m2*K
  
• Külmasillad nagu: väliseina välisnurk, põrand pinnasel -välissein, katus-välissein liite kohas olevat külmasilda tuleb alati arvutustes külmasilla soojusläbivusena arvesse võtta.
  

Soojusläbivuse on

• Juhtivuslik-, konvektiivne ning soojuskiirguslik soojusülekanne
  

Kraadpäevad

• Juhul kui ööpäeva arvutusliku siseõhutemperatuuri ja keskmise väliõhutemperatuuride vahe on üks kraad , siis tekib ööpäevas 1 kraadpäev
  
• Arvutuslikud kraadpäevad sõltuvad hoone sisemistest vabasoojuskoormustest
  
• Kraadpäevi kasutatakse kütteenergia kulu arvutamiseks
  
• Kraadpäevad sõltuvad arvutuslikus siseõhutemperatuurist ehk tasakaalutemperatuurist
  
• Arvutuslikud kraadpäevad sõltuvad hoone erisoojuskadudest
  

Hoone erisoojuskadu sõltub üksnes hoone piirete soojusläbivuslikest, külmasildade, infiltratsiooni ja ventilatsiooni ersioojuskaost