Pojęcie strefy cieplnej – klucz do sukcesu

Podstawowym warunkiem szybkiego wykonania prawidłowych obliczeń sezonowego zapotrzebowania na ciepło budynków jest podzielenie wszystkich pomieszczeń, znajdujących się w danym budynku na odpowiednie strefy cieplne i strefy chłodu.

Jest to bardzo ważne zadanie, ponieważ decyduje ono o sposobie dalszych obliczeń. Pochopne przypisanie pomieszczeń do stref może tak bardzo skomplikować dalsze obliczenie cieplne, że ich kontynuowanie stanie się bardzo pracochłonne lub nawet niemożliwe. Wynika to z faktu, że praktycznie nie da się wszystkich parametrów pomieszczeń i stref uśrednić.

Ponieważ tworząc strefy cieplne, trzeba pogrupować razem w jedną strefę odpowiednie pomieszczenia, dlatego w zdecydowanej większości przypadkach nie ma potrzeby definiowania wszystkich pomieszczeń. Jedynie dla bardzo skomplikowanych obiektach, jak na przykład wielkopowierzchniowe i wielofunkcyjne biurowce czy galerie, korzystne jest definiowanie pomieszczeń, ale też nie dosłownie wszystkich, tylko takich, które pod względem parametrów użytkowania istotnie różnią się od pozostałych.

Tak więc warto zadać pytanie, co to jest strefa cieplna?

Odpowiedź jest następująca. Strefa cieplna jest to jedno lub wiele pomieszczeń o regulowanej lub ustalonej w projekcie temperaturze, charakteryzującymi się łącznie wszystkimi poniższymi wymaganiami:

a)      niewielka różnica temperatur (maksymalnie do 4 stopni włącznie),
b)      podobne lub identyczne przeznaczenie,
c)      zbliżone parametry użytkowania,
d)     należą do tej samej funkcji budynku.

Przy czym zupełnie nie jest istotne czy pomieszczenia te sąsiadują ze sobą czy znajdują się w różnych częściach budynku. Najważniejsze kryteria służące do pogrupowania pomieszczeń w strefy cieplne to:

1)      funkcja budynku,
2)      przeznaczenie pomieszczeń,
3)      temperatura wewnątrz pomieszczeń:
a) ogrzewane o regulowanej temperaturze,
b) nieogrzewane,
c) chłodzone o regulowanej temperaturze,
d) niechłodzone,
e) ogrzewane lub chłodzone   o nieregulowanej temperaturze,

4)      typ wentylacji wewnątrz pomieszczeń.

Czasem, jednak dość rzadko, istnieje konieczność zastosowania innych kryteriów, takich jak różne systemy ogrzewania lub chłodzenia, aby dokładnie obliczyć udziały procentowe poszczególnych systemów w całkowitym zużyciu energii, np. w domach jednorodzinnych w przypadku zastosowania ogrzewania podłogowego i grzejnikowego.

Pozostałe parametry jak zyski wewnętrzne, zyski od słońca, pojemność cieplna przegród, oświetlenie, parametry fizyczne przegród, rodzaje zastosowanych systemów ogrzewania, chłodzenia i ciepłej wody użytkowej nie mają wpływu na przypisanie pomieszczeń do stref. Oczywiście bardzo duże znaczenie ma program komputerowy, który pozwala w sposób elastyczny tworzyć i określać parametry stref cieplnych, a potem wykonać szybko odpowiednie symulacje. Takim programem jest na przykład ArCADia-TERMO.

Podstawowym i najważniejszym parametrem, warunkującym korzystanie ze stref cieplnych jest średnia ważona temperatura pomieszczeń obliczona dla każdej oddzielnie strefy. Bez niej korzystanie ze stref cieplnych jest praktycznie niemożliwe!

Poniżej zostaną podane przykładowe, najczęściej występujące strefy cieplne w typowych, różnego rodzaju budynkach.

Domy jednorodzinne:
–          strefa mieszkalna (bez klatki schodowej lub z wewnętrzną klatką schodową) ,
oraz
–          klatka schodowa zewnętrzna, piwnica, poddasze, garaż wewnętrzny, garaż zewnętrzny (dobudowany lub wolnostojący),
–          skład drewna, warsztat,
–          sklepik, biuro, pracownia np. artystyczna wewnątrz budynku

Domy wielorodzinne:
–          strefa mieszkalna,
–          klatka schodowa zewnętrzna, oraz

–          piwnica, pralnia, suszarnia, pracownia, poddasze, garaże wewnętrzne, garaże zewnętrzne (dobudowany lub wolnostojący)-          zsypy,
–          sklepy, biura, małe zakłady usługowe itp. Znajdujące się najczęściej na parterze.

Biurowce:
–          strefa biurowa,
–          klatki schodowe,
–          korytarze oraz

–          sale konferencyjne, kuchnie, łazienki, piwnice, magazyny, pomieszczenia obsługi o ochrony budynku, parkingi, restauracje, sklepy

Szkoły:
–          strefa szkolna użytkowana przez uczniów i nauczycieli (klasy, korytarze, klatki schodowe, pokoje nauczycielskie, sekretariat) oraz

–          świetlica, kuchnia, pokój lekarski i dentystyczny, łazienki (ubikacje), sala gimnastyczna, przebieralnia dla uczniów, szatnia, piwnica

Zakłady produkcyjne:
–          hala produkcyjna,
–          hala magazynowa,
–          część biurowa,
–          klatka schodowa w części biurowej

Uwagi i wnioski końcowe
Dzięki temu czas obliczeń można skrócić wielokrotnie, tym bardziej, ze ryzyko popełnienia błędu także spada.

1. Obliczenia cieplne wykonuje się na konkretną aranżację, dlatego przed rozpoczęciem obliczeń cieplnych trzeba bardzo precyzyjne i jednoznacznie ustalić rodzaj i parametry użytkowe wszystkich pomieszczeń budynku, aby potem móc jednoznacznie przypisać je do określonych stref cieplnych.
2. Nawet niewielka zmiana przeznaczenia (rodzaju i parametrów użytkowych) zaledwie kilku pomieszczeń pod koniec trwania obliczeń cieplnych niekiedy może spowodować konieczność całkowitego powtórzenia pomiarów i obliczeń.
3. Liczba stref cieplnych może być dowolna od jednej do około 20.
4. W przypadku skomplikowanych budynków wielofunkcyjnych prawidłowe określenie stref cieplnych wymaga dużego doświadczenia i warto zwrócić się o pomoc fachowców w tej dziedzinie.
5. Lepiej stworzyć więcej stref cieplnych niż za mało.
6. W budynkach mieszkalnych łazienki oraz inne pomieszczenia mieszkalne, takie jak kuchnie, pokoje, przedpokoje, ubikacje, garderoby można pogrupować w jedną strefę mieszkalną.