ISSO-publicatie 32-2011

publicatie

k e nnisins t i t u u t v o o r d e ins t a l l a t i e s e c t o r

32 herziene versie

2011

Uitgangspunten Temperatuur足 simulatieberekeningen

ISSO-publicatie 32

Uitgangspunten temperatuursimulatieberekeningen

ISBN: 978-90-5044-210-7

INHOUDSOPGAVE

1

Samenvatting

5

Summary

5

Symbolenlijst

7

Begrippenlijst

11

Inleiding

13

1.1

Afmetingen van een vertrek of gebouw

13

1.2

Glasoppervlakte en raamoppervlakte

15

1.3

Tijd

15

1.4

Zomer- en winterseizoen

15

1.5

Tijdvak

16

1.6

Gebruikstijd

16

1.7

Bedrijfstijd

16

1.8

Interne warmtelast

17

1.9

2

4

5

ISSO-publicatie 32

Warmte afgegeven door personen

17

1.8.2

Afgegeven vermogen door apparatuur

18

1.8.3

Afgegeven vermogen door verlichting

19

Schakelcriterium voor verlichting

20

1.10

Schakelcriterium van zonwering

22

1.11

Interne zonverdeling

22

Fysische materiaalgegevens

23

2.1

Niet-transparante materialen

23

2.1.1

Soortelijke massa, warmtegeleidingscoëficiënt en soortelijke warmte

23

2.1.2

Warmtegeleiding grond

23

2.1.3

Warmteweerstand per laag

23

2.1.4

Warmtedoorgangscoëfficiënt

24

2.1.5

Externe zonabsorptie

2.2 3

1.8.1

24

Transparante materialen

24

Externe beïnvloeding

27

3.1

Buitenklimaat

27

3.2

Grondtemperatuur

28

3.3

Kruipruimtetemperatuur

28

Infiltratie/ventilatie

29

4.1

Infiltratie

29

4.2

Ventilatie

30

4.2.1

Woningen

30

4.2.2

Utiliteitsbouw

30

Installatiesetpoints en gebruikersgedrag

33

5.1

Ontwerpbinnentemperaturen

33

5.2

Temperaturen van installaties

34

5.3

Ontwerpcriteria voor vochtigheid

34

5.4

Gebruikersgedrag

34

5.5

Vraagsturing

35

3

Uitgangspunten temperatuursimulatieberekeningen

6

Resultaten van temperatuuroverschrijdingsberekeningen

37

6.1

GIW/ISSO-eis 2008 voor woningen

37

6.2

100 uren over- c.q. onderschrijding

38

6.3

Weegurencriterium/ GTO-methode

38

6.4

ATG-methode

39

6.5

NEN-EN 15251

40

Bijlage A

Overzicht invoerparameters

41

Bijlage B

Richtwaarden voor resulterende temperaturen

43

Bijlage C

Fysische eigenschappen van niet-transparante materialen

45

Bijlage D

Eigenschappen van raamsystemen

48

Bijlage E

Absorptiefactoren voor niet-transparante materialen

49

Bijlage F

Netwerkweergave van veel voorkomende raamsystemen

51

Bijlage G

Specifiek werkzame massa

63

Bijlage H

Berekening infiltratie op basis van spleetlengten

64

Bijlage I

Transformeren naar rechthoekige vertrekken

Literatuurlijst

ISSO-publicatie 32

70 71

4

Uitgangspunten temperatuursimulatieberekeningen

SAMENVATTING

SUMMARY

Temperatuursimulatieprogramma's worden onder andere gebruikt voor energieberekeningen of bepaling van het aantal uren met te hoge binnentemperatuur. De resultaten van deze programma's hangen sterk af van de gebruikte invoergegevens. Deze publicatie gaat nader in op de belangrijkste invoerparameters voor temperatuursimulatieberekeningen.

Voor de verschillende invoerparameters wordt steeds dezelfde opzet gehanteerd: de definitie van de grootheid wordt gevolgd door de eenheid en eventueel het algemeen gebruikte symbool.

Vervolgens wordt ingegaan op aanbevolen waarden.

Waar nodig wordt eerst de waarde voor globale berekeningen/modellen gegeven en later de waarde voor gedetailleerde rekenmodellen. In de bijlagen zijn tabellen met materiaalgegevens/fysische eigenschappen opgenomen.

Temperature simulation programs are used amongst others for energy calculations or determination of the number of hours during which the room temperature is too high. The results of these programs strongly depend on the input data used. This publication discusses in detail the most important input parameters for temperature simulation calculations.

The same structure is always used for various parameters: the definition of the quantity is followed by the unity and, if so desired, the generally used symbol. Subsequently the recommended values are discussed. Where necessary first the general and later the more detailed values are handled. In the annexes tables, containing material data/physical characteristics, are given.

The aim of the publication is to realize a standardization of the input data in temperature simulation calculations so that the design calculations are always based on the same input data. This standardization concerns the use of definitions, the presentation of switch values for e.g. lighting and venetian blinds and simulations of user's behaviour.

Moreover the use of different climate files in practice is explained further.

This publication does not give a method to verify temperature simulation programs.

De publicatie geeft een standaard voor de invoergrootheden bij temperatuursimulatieberekeningen. Door de in deze publicatie aanbevolen standaard van toepassing te verklaren hebben de betrokken partijen (ontwerpers en opdrachtgevers) zekerheid dat de ontwerpberekeningen in ieder geval op dezelfde invoergegevens gebaseerd zijn. Deze standaardisatie betreft het gebruik van definities, het geven van schakelwaarden voor bijvoorbeeld verlichting en zonwering en de simulatie van gebruikersgedrag. Ook wordt het gebruik van verschillende klimaatbestanden in de praktijk nader toegelicht.

Deze publicatie geeft geen methode om temperatuursimulatieprogramma's te verifiĂŤren.

ISSO-publicatie 32

5

Uitgangspunten temperatuursimulatieberekeningen

ISSO-publicatie 32

6

Uitgangspunten temperatuursimulatieberekeningen

SYMBOLENLIJST a

luchtdoorlatendheid per meter spleetlengte

[m3/(m·s·Pa)]

A

oppervlakte

[m2]

Ab

oppervlakte van het doorzichtige deel van de beglazing

[m2]

Ag

geveloppervlakte

[m2]

Agl

voor glasoppervlakte

[m2]

Ao

geprojecteerde oppervlakte van het kozijn

[m2]

Am

oppervlakte van de buitenwand, exclusief ramen en deuren

[m2]

Ar

voor raamoppervlakte

[m2]

Av

totale van binnenuit zichtbare oppervlakte

[m2]

Aw,o

binnenwerkse oppervlakte ondoorzichtig deel

[m2]

Aw,t

totaal binnenwerkse oppervlakte

[m2]

b

breedte

[m]

c

soortelijke warmte

[J/(kg·K)]

cd

winddrukcoëfficiënt

[-]

C

luchtdoorlatendheid

[m3/(s·Pa2/3)]

Ct

totale luchtdoorlatendheid

[m3/(s·Pa2/3)]

C1

luchtdoorlatendheid per m2 buitenmuur

[m3/(m2·s·Pa2/3)]

C2

luchtdoorlatendheid per m2 geveloppervlakte

[m3/(m2·s·Pa2/3)]

CF

convectiefactor

[-]

Clo

clo-waarde (warmteweerstand van kleding)

[m2·K/W]

dn

dikte van laag n

[m]

dwz

thermisch effectieve dikte

[m]

D

doorlatendheid

[-]

E

schakelwaarde voor verlichting

[lux]

E

emissiefactor

[-]

Ed,s

schakelwaarde voor verlichting in het vertrek

[lux]

fwm

reductiefactor

[-]

Fv,h

omrekeningsfactor zon/licht

[lm/W]

g

(absolute) zontoetredingsfactor

[-]

Gg

fractie glasoppervlak van het totale geveloppervlak

[-]

h

hoogte (afmeting)

[m]

h

warmteoverdrachtscoëfficiënt

[W/(m2·K)]

hci

convectieve warmteoverdracht aan binnenzijde

[W/(m2·K)]

he

warmteoverdrachtscoëfficiënt aan het buitenoppervlak

[W/(m2·K)]

hi

warmteoverdrachtscoëfficiënt aan het binnenoppervlak

[W/(m2·K)]

hsi

stralingsoverdracht aan de binnenzijde

[W/(m2·K)]

htot

totale warmteoverdracht

[W/(m2·K)]

H

hoogte (ligging)

[m]

Hg

hoogte van het gebouw

[m]

Hor

effectieve ruwheid ter plaatse van het gebouw

[m]

ISSO-publicatie 32

7

Uitgangspunten temperatuursimulatieberekeningen

Hos

effectieve ruwheid ter plaatse van het weerstation

[m]

Hr

effectieve ruwheid

[m]

Hv

verplaatsingshoogte

[m]

l

lengte

[m]

l1

reductiefactor

[-]

LTA

lichttoeredingsfactor

[-]

mw

werkzame massa

[kg]

M

metabolisme

[W/m2]

ni

infiltratievoud

[m3/(m3·h)]

Pp

voelbaar afgegeven warmte

[W]

Pv

vermogen van kunstverlichting per m2 vloeroppervlak

[W/m2]

q

irradiantie

[W/m2]

qa

geabsorbeerde zonnestraling

[W/m2]

qad

additioneel doorgelaten zonnestraling

[W/m2]

qce

convectiewarmte aan de buitenzijde

[W/m2]

qci

convectiewarmte aan de binnenzijde

[W/m2]

qd

doorgelaten zonnestraling (kort golvig)

[W/m2]

qr

gereflecteerde zonnestraling

[W/m2]

qse

warmtestraling aan de buitenzijde (langgolvige straling)

[W/m2]

qsi

warmtestraling aan de binnenzijde (langgolvige straling)

[W/m2]

qv

luchtvolumestroom ventilatie

[dm3/s]

qv,10

luchtvolumestroom infiltratie bij 10 Pa drukverschil over de gevel

[dm3/s]

qv,10,kar

karakteristieke luchtvolumestroom infiltratie

[dm3/s·m2]

qze

totaal opvallende zonnestraling

[W/m2]

qzi

totaal binnenkomende zonnestraling

[W/m2]

qz,s

schakelwaarde t.g.v. irradiantie op de gevel

[W/m2]

Q

in vertrek komende vermogen

[W]

r

reflectiefactor

[-]

rv

relatieve vochtigheid

[%]

Rc

warmteweerstand van de constructie

[m2·K/W]

Re

warmteweerstand aan de buitenzijde van de constructie

[m2·K/W]

Ri

warmteweerstand aan de binnenzijde van de constructie

[m2·K/W]

Rm

warmteweerstand van de laag

[m2·K/W]

Rspn

warmteweerstand van de n-de spouw

[m2·K/W]

t

tijd

[h]

tv

tijdvak

[h]

U

warmtedoorgangscoëfficiënt

[W/(m2·K)]

Ub

U-waarde van het centrum van de beglazing

[W/(m2·K)]

Uo

U- waarde van het kozijn

[W/(m2·K)]

Urs

U-waarde van het raamsysteem

[W/(m2·K)]

v

luchtsnelheid

[m/s]

vH

windsnelheid, ter hoogte H vanaf het maaiveld

[m/s]

vp

vochtproductie

[mg/s]

ISSO-publicatie 32

8

Uitgangspunten temperatuursimulatieberekeningen

vr

windsnelheid ter plaatse van het gebouw

[m/s]

vs

maximum ontwerp-windsnelheid

[m/s]

α

absorptiefactor

[-]

ρ

soortelijke massa

[kg/m3]

ρw

soortelijke massa van de wand

[kg/m3]

λ

warmtegeleidingscoëfficiënt

[W/(m·K)]

λg

warmtegeleidingscoëfficiënt van grond

[W/(m·K)]

λn

warmtegeleidingscoëfficiënt van laag n

[W/(m·K)]

θ

temperatuur

[°C]

θg

grondtemperatuur

[°C]

θk

kruipruimtetemperatuur

[°C]

Δp

drukverhoging aan de gevel

[Pa]

ISSO-publicatie 32

9

Uitgangspunten temperatuursimulatieberekeningen

ISSO-publicatie 32

10

Uitgangspunten temperatuursimulatieberekeningen

BEGRIPPENLIJST

qzc

qse qce

Convectiefactor CF De verhouding tussen de direct door convectie aan de vertreklucht afgegeven warmte en de in het vertrek binnenkomende zonnewarmte of verlichtingswarmte.

(CF = qci/qzi).

qsi qci qa

Doorlatendheid De verhouding van de doorgelaten zonnestraling (kortgolvig) en de totaal op het vlak vallende zonnestraling (volledig spectrum).

qzi

qr

g-waarde De verhouding tussen de totaal binnenkomende zonnewarmte (kortgolvige zonnestraling, langgolvige stralingswarmte en convectiewarmte) en de totaal op het vlak vallende zonnestraling (g = (qad+ qd)/qze).

Voorheen werd deze waarde de ZTA-waarde genoemd.

qd

Afb. Stralings- en warmtestromen bij een zonbeschenen transparant vlak

Infiltratie Lekverlies door de gevel dat continue aanwezig is. Dit lekverlies is afhankelijk van drukverschillen tussen binnen en buiten (t.g.v. temperatuur en wind).

Waarin: qa

= geabsorbeerde zonnestraling

[W/m2]

qad = additioneel doorgelaten zonnestraling

[W/m2]

qce = convectiewarmte aan de buitenzijde

[W/m2]

qci

= convectiewarmte aan de binnenzijde

[W/m2]

qd

= doorgelaten zonnestraling (kort golvig)

[W/m2]

qr

= gereflecteerde zonnestraling

[W/m2]

Irradiantie De totale hoeveelheid opvallende zonnestraling (zowel direct als diffuus en gereflecteerd).

(Absolute) lichttoetredingsfactor LTA De verhouding van de stralingsfluxdichtheid van de direct zichtbare zonnestraling en de totaal opvallende zichtbare zonnestraling.

qse = warmtestraling aan de buitenzijde [W/m2] (langgolvige straling) qsi

= warmtestraling aan de binnenzijde [W/m2] (langgolvige straling)

qze = totaal opvallende zonnestraling qzi

Metabolisme M De energie per tijdseenheid die in het lichaam wordt omgezet door verbranding van voedsel [W/m2].

= totaal binnenkomende zonnestraling

[W/m2]

Reflectiefactor De verhouding van de gereflecteerde zonnestraling en de totaal op het vlak vallende zonnestraling.

[W/m2]

Thermisch open plafond Een verlaagd plafond met tenminste 20% opening, waardoor in de plafondspouw luchtstroming optreedt en de bovengelegen bouwkundige massa warmte accumuleert.

Absorptiefactor De verhouding van de door het oppervlak geabsorbeerde zonnestraling en de totaal op het oppervlak vallende zonnestraling.

Bezettingsgraad Het aantal m2 vloeroppervlakte per persoon.

Clo-waarde De warmteweerstand van kleding in gedragen toestand en gemiddeld over het lichaamsoppervlak, uitgedrukt in eenheden van 0,155 m2路K/W.

ISSO-publicatie 32

11

Uitgangspunten temperatuursimulatieberekeningen

Thermische behaaglijkheid De toestand waarin de mens tevreden is over zijn thermische omgeving en geen voorkeur heeft voor een warmere of koudere omgeving. Deze thermische behaaglijkheid wordt beĂŻnvloed door een aantal persoonsgebonden factoren (kledingisolatie en activiteitenniveau) en een aantal omgevingsfactoren (lucht- en stralingstemperatuur, luchtsnelheid en luchtvochtigheid). Volgens de theorieĂŤn van prof.

Fanger is (gemiddeld beschouwd) de thermische behaaglijkheid te beschijven door de PMV-waarde.

Deze waarde moet voor thermische behaaglijkheid tussen -0,5 en + 0,5 liggen [17, 19]. Indien de PMVwaarde niet bekend is, wordt voor een tabel met richtwaarden van de luchttemperaturen verwezen naar bijlage B. Ventilatie Vervangen van de vertreklucht door lucht van buiten het vertrek.

ISSO-publicatie 32

12

Uitgangspunten temperatuursimulatieberekeningen