Интегрален процес на планиране Бъдеща работилница Минск Подпис PDF Безплатно изтегляне
Международна организация за образование и срещи според GmbH и международен център за обучение и срещи Йоханес Рау Минск: Бъдеща работилница Минск Справка: 28463-25 Окончателен доклад на Dipl.-Ing. Клаус Бек, Dipl.-Ing. Йорг Ханеман, Dipl.-Ing. Патрик Юнг, Dipl.-Ing. Хели Каса, Dipl.-Ing. Ernst Merkschien, Dipl.-Ing. Werner Murken, Dipl.-Ing., Dipl-Wirtsch.-Ing. Jörg Probst, Dipl.-Ing. Йорг Роговски, Петер Юнге-Вентруп д-р Астрид Сам Мартин Шьон Есен, декември 2011 г.
Издател: IBB съгл. GmbH Дортмунд Peter Junge-Wentrup Bornstr. 66 44145 Дортмунд Тел: 0231-952096-0 Факс: 0231-521233 2
Съдържание Списък на фигурите 4 Списък на таблици 5 1 Резюме 6 2 Въведение 7 3 Предварително планиране/проектиране на планиране 10 3.1 Архитектура - разработване на чернови версии 10 3.2 Разработване на концепция за захранване 13 3.3 Енергийна концепция за отопление и охлаждане 26 4 Пасивна къща Беларус (PH-St) 30 4.1 Събиране на данни за местните условия 30 4.2 Изчисления на PHPP 33 4.3 Симулация на сграда 40 4.4 Сравнение на варианти на строителна конструкция 49 4.5 Оценка на жизнения цикъл на строителни материали 57 4.6 Дидактическа подготовка на конструктивното сравнение на варианти 60 4.7 Енергийна концепция - техническо строително оборудване 61 5 Дидактика 62 5.1 Програма за оценка и осигуряване на качеството 62 5.2 Планиращи семинари 63 5.3 Разработване на насока за интегрално планиране 63 5.4 Разработване на дидактическа Обща концепция за използването на сградата като място за обучение 63 5.5 Създаване на интернет презентация 64 5.6 Провеждане на еднодневна заключителна конференция в Минск 65 6 Заключение 65 7 Приложение 67 3
Списък на таблици Таблица 1 Генерираща инсталация с данни за производителността 27 Таблица 2 Гранични стойности на пасивната къща 33 Таблица 3 U-стойности на използваните компоненти 34 Таблица 4 Гранични условия за топлинни загуби на вентилация 34 Таблица 5 Резултати за потреблението на отопление 35 Таблица 6 Вариация на качеството на изолацията 36 Таблица 7 Температурна статистика - офиси 41 Таблица 8 Температурна статистика за изложба, конгрес, семинар 42 Таблица 9 V2.1 до V2.3 сравнение на варианти 45 Таблица 10 V2.1 до V2.3 46 Таблица 11 V2.1 до V2.3 сравнение на варианти 47 Таблица 12 Вариантна матрица за строителни конструкции 52 Таблица 13 Енергиен баланс за компоненти, вариант BK3 54 Таблица 14 Енергиен баланс за компоненти, вариант BK4 54 Таблица 15 Енергиен баланс на компоненти, вариант BK5 54 Таблица 16 Енергиен баланс, компоненти на вариант BK6 56 Таблица 17 Екстракт от баланс на строителни материали 59 5
140 kw общо натоварване базово натоварване 120 100 80 60 40 20 33 kw - 0 h 1000 h 2000 h 3000 h 4000 h 5000 h 6000 h 7000 h 8000 h Фигура 4 Годишна крива на продължителност с базово натоварване 33 kw, проста симулация въз основа на климатични данни В по-нататъшния ход на процеса на планиране, a Извършена е симулация на сграда, която доведе до още по-екстремна крива на продължителност. Кривата на продължителността на симулацията формира основата за концепцията и дизайна на избраната система за отопление и охлаждане. В сравнение с кривата на продължителността на първата проста симулация, тя изглежда както следва. 140 kw общо натоварване базово натоварване 120 100 80 60 40 20 33 kw - 0 ч. 1000 ч. 2000 ч. 3000 ч. 4000 ч. 5000 ч. 6000 ч. 7000 ч. 8000 ч. Фигура 5 Нова годишна крива на продължителност за отопление с базов товар от 33kW, базирана на динамична симулация на сграда 3.2.3 Сравнение на разходите за отопление в началната фаза Сравнението на разходите за отопление се основава на системата на VDI 2067, но не включва динамично актуализиране на цените на енергията за срока на 22-ро
инвестиции от 20 години. Вместо това рискът беше оценен с помощта на сценарий с висока цена, при който се нанасят ясни възможни увеличения. Сценарият с висока цена включва увеличение на цената на природния газ с 20 EUR/MWh и увеличение на цената на електроенергията с 30 EUR/MWh. Дървесните пелети и централното отопление се увеличават много по-умерено с 10 EUR/MWh и 8 EUR/MWh съответно. Резултатът от сравнението беше както следва: 14.00 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 Разходи за отопление в/m².a Сценарий с висока цена, основен вариант - газ FW HP Geoth. монов. WP Geoth. GM-WP WP + BHKW BHKW 5 SpL FW BHKW 5 SpL газ BHKW 10 SpL FW BHKW 10 SpL газ Фигура 6 Сравнение на разходите за отопление за 10 системи, фаза 1 на планиране следните променени резултати от картината. 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 Разходи за отопление в/m².a Сценарий на висока цена, основен вариант - газ FW HP Geoth. монов. WP Geoth. GM-WP WP + BHKW BHKW 5 SpL FW BHKW 5 SpL газ BHKW 10 SpL FW BHKW 10 SpL газ Фигура 7 Разпределение на разходите за отопление за 10 системи, фаза на планиране 2 23
внимателно от присъстващите 200 души, увеличете натоварването при охлаждане, като същевременно намалите мощността при отопление. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 kw 19 януари 20 януари 21 януари 22 януари 23 януари 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Фигура 9 Типични дневни профили на натоварване през януари Концепцията за отопление и охлаждане следователно осигурява по-добро използване на капацитета на системите и по-голяма равномерност при генерирането на няколко буферни резервоара. Всички генерационни системи се помещават в отделна котелна централа с връзка към центъра за компетентност IBB Минск и хотела. Следващата изложба показва инсталираните генериращи агрегати със съответните данни за производителността: Heat NT Heat HT Cold Electricity Natural gas CHP 1 12.5 5.5 Natural gas CHP 2 12.5 5.5 Heat pump 91 65 26 Геотермални сонди 98 98 98 RLT хладилна машина 36 10 Въздушен охладител 46 Предварително загряване WRG 65 Таблица 1 Генерираща система с данни за производителността Разпределението на топлината и студа в сградата, включително системите за рекуперация на топлина за вентилация, е показано в приложението като диаграма за отопление и охлаждане. 27
За намаляване на топлинните загуби на вентилация се използва вентилационна система с рекуперация на топлина. Предполага се, че степента на възстановяване на топлината е 75 процента. 4.2.3 Резултати според PHPP Необходимото отопление на сградата се дължи на сумата от топлинните загуби при пренос и вентилация минус слънчевите и вътрешните добиви. Получават се следните резултати за местоположението в Минск и за стандартното местоположение в Германия: Таблица 5 Резултати за изискванията за отопление за местоположението в Минск Германия за местоположението - DIN V 4108-6 Изисквания за отопление 37.105 kWh/(m² a) 26.569 kWh/(m² a) Изискването за пасивна къща изискване за отопление от макс. 15 кВтч/(м² а) е явно надвишено и за двете места. За да се определи изискването за първична енергия, енергийните разходи за системите за техническо захранване се добавят към изискванията за отопление, което води до необходимост от топлинна енергия. След това резултатът се умножава по първичния енергиен фактор съгласно DIN V 18599-100: 2009-10, Таблица А1. Резултатите, показани на следната фигура, дават резултат за местоположението в Минск и за стандартното местоположение Германия: Фигура 14 Промяна в потреблението на първична енергия
Фигура 19 Сравнение на измерените метеорологични данни и метеорологичните данни за PHPP За допълнителни параметри на изчисление и физически характеристики на сградата вижте приложението. 4.3.1 Основен вариант V0 изискване за отоплителна енергия Специфичното изискване за отоплителна енергия, като се вземе предвид референтната площ на енергията според Института за пасивни къщи (PHI) от 2 005,5 m² (към 23 май 2011 г.), е 15,5 kWh/m² за сградата в основния вариант. Предполагаемите вътрешни натоварвания са високи при 9 W/m² (съответстващи на 75 kWh/(m² a)), което се дължи на нерегулираното осветление и голямата плътност на използване. В основната версия сградата не би отговаряла на критерия за пасивна къща за първична енергия поради голямото търсене на електроенергия. 4.3.2 Летни температури V0 В следващите таблици са изброени часовете за прегряване на основните използваеми площи. Температурата на въздуха в помещенията до 42 C може да се появи през лятото. Таблица 7 Температурна статистика - офис зона Часове над 27 C [h] Дял от годишното работно време от 2610h [%] макс. Темп. Сутерен_офис 813 31 37,36 Партер_офис 947 36 39,63 1-ви етаж_офис_NW 948 36 39,93 1-ви етаж_офис_W 1038 40 40,90 1-и етаж_офис_O 1205 46 40,85 1-и етаж_офис SO 1010 39 40,64 41
CC Окончателен доклад 33 Дневен ход на възприетата температура (07.08.) Извън сутерен_офис EG_office 1-ви етаж_офис_NW 1-ви етаж_офис_W 1-ви етаж_офис_O 1-ви етаж_офис SO 2-ри етаж_офис_NW 2-ри етаж_офис_W 2-ри етаж_офис_NO 2-ри етаж_офис_O 2-ри етаж_офис_SO 2-ри етаж 2-ри етаж_офис 31 26 25 24 23 22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Час от денонощието (07.08.) Фигура 20 V1 Дневен ход на възприеманите температури в офиси 33 Дневен ход на възприеманата температура (07.08.) Навън UG_Ausst. Чернобил UG_Ausstellung EG_Ausstellung EG_Kongress 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Час на деня (07.08.) Фигура 21 V1 Дневен ход на възприетите температури Изложба 43
Фигура 23 V2.1 до V2.3 Годишни енергийни добиви за три архитектурни варианта Отоплението съответства на топлинните изисквания, стойността на електрическото осветление съответства на енергийната потребност на електрическата светлина. Соларните топлинни печалби означават пасивни слънчеви печалби през прозорците. Ако частичните енергийни суми се оценяват по отношение на първичната енергия, тогава вариант 2.2 с предвидените досега площи на прозореца се представя най-добре. Изискването за първична енергия във вариант 2.3 с по-висок дял на прозорците показва по-голямо изискване за отоплителна енергия. Това може до голяма степен да бъде компенсирано от намалените енергийни нужди за осветление. Във вариант 2.1 с разполовени прозорци, изискването за отоплителна енергия е по-ниско, отколкото при вариант 2.2. Необходимата енергия за осветление обаче е значително по-висока, а също и по-висока от икономията на отоплителна енергия. Таблица 9 V2.1 до V2.3 Сравнение на вариантите Половина на прозореца наполовина V2.1 QH = 14,62 kwh/m²a (топлинна) QBel = 24,57 kwh/m² (електрическа) QEnd, H + Bel = 39,19 kwh/m²a QPE, H + Bel = 84,87 kWh/m²a 45
Планирана площ на прозореца V2.2 QH = 20.14 kWh/(m² a) (топлинна) QBel = 16.71 kWh/m² (електрическа) QEnd, H + Bel = 36.85 kWh/(m² a) QPE, H + Bel = 69,95 kwh/(m² a) Повишен дял на прозорците V2,3 QH = 25,49 kwh/(m² a) (термичен) QBel = 14,42 kwh/m² (електрически) QEnd, H + Bel = 39,91 kwh/(m² a) QPE, H + Bel = 70.10 kwh/(m² a) 4.3.6 Вариант 2.2 - Анализ на сенките За да се покаже слънчевото влияние на съседното строителство върху сградата, са извършени анализи в сянка със и без съседно развитие. Таблица 10 V2.1 до V2.3 Модел със съседни сгради Модел без съседни сгради Бяха оценени четири прозореца с различна ориентация от 1-ви етаж. 46
коригираното уплътнение на ръба и ситуацията на монтаж Коригираната стойност на U W е 0,91 W/(m² K). Височините на пода са ревизирани в съответствие с изгледните чертежи от архитектите на Бек от 19 април 2011 г. Вариант BK2 Вариантът BK2 се основава на варианта BK1. Конструкциите на непрозрачните компоненти са адаптирани към препоръчания, необвързващ сграден стандарт TKP45-2-04-43-2006, валиден от 1 юли 2010 г. в Беларус. - Външна стена U = 0,30 W/(m² K) - Външна стена срещу земята U = 0,30 W/(m² K) - Покрив U = 0,16 W/(m² K) - Основа U = 0,30 W/(m² K) - прозорец U = 0.91 W/(m² K) Стойностите за вентилация и вътрешни натоварвания остават непроменени. Варианти BK3 до BK6 Вариантите BK3 до BK6 се основават на варианта BK1. Конструкциите са изградени съгласно следната матрица: Таблица 12 Вариантни конструкции на матрични конструкции Обозначение/скица Конструкция V BK3 V BK4 V BK5 V BK6 AW - Конструкция от дървена конструкция 1) Дървен кофраж 2) Ленти 3) Броячи 4) 2.2cm DWD 6) 24cm MW WLG 035 7 ) 1,8 cm OSB 8) 6 cm MW WLG 035 9) 2,5 cm гипсокартон U = 0,127 W/(m²K) XXXX AW срещу почва V_1 1) почва 2) PP филтърно руно 3) 8 cm EPS дренаж. 4) 26cm XPS WLG 035 5) 1cm битум 6) 25cm стоманобетон U = 0,129 W/(m²K) X X X 52
AW срещу почва V_3 AW стоманобетон 1) почва 2) РП филтър руно 3) 4cm опорен елемент. 4) 30cm гранулиран стъклен пяна WLG 080 5) 16cmXPS WLG 035 6) 1cm битум 7) 25cm стоманобетон U = 0,116W/(m²K) 1) 1cm шпатула 2) 28cm EPS WLG 035 3) 20cm стоманобетон U = 0,121 W/(m²K) XXXXX Обозначение/скица структура V BK3 V BK4 V BK5 V BK6 Плоча фундамент 1 1) Повърхност 2) 6 см циментова замазка 3) 12 см EPS WLG 035 4) 30 см стоманобетон 6) 20 см пяна стъкло WLG 050 XXXU = 0,129 W/(m²K) Плоча фундамент 2b 1) Покритие 2 ) 6 см циментова замазка 3) 12 см PUR WLG 025 4) 30 см стоманобетон 6) 20 см пяна стъкло WLG 050 U = 0,131 W/(m²K) X плосък покрив 1) 1 см битум XXXX 2) 2,2 см груб шев 3) 4 см вентилация 4) 2,2 см OSB 6 ) 30cm WLG 040 целулозна изолация 8) 6cm WLG 040 целулозна изолация 9) 2,5cm гипсокартон U = 0,120 W/(m²K) топлоизолационно стъкло Ug = 0,7W/m²K XXX g = 57% слънцезащитно стъкло Ug = 0,7W/m²K X 53
Таблица 17 Извлечение от фундамента на баланса на строителния материал 1 AW срещу Erdreich V_3 AW дървена конструкция 59
отчитайте частите и тяхното поведение при влага и ги документирайте за дълъг период от време. 4.7 Енергийна концепция - техническо строително оборудване По дидактически причини за бъдещия проект на цеха е избрана концепция за отопление и охлаждане, която не е оценена само от чисто икономическа гледна точка. За възможно най-добра комуникация на избраната технология на системата, техническият център е създаден като отделна сграда, която е подходяща за посещения от групи посетители. Може да се види следната технология на системата: - Свързване на геотермални сонди - Помпи на геотермални сонди - Плоча топлообменник на геотермални сонди - Термопомпа - Разпределител за топлина и студ - Комбинирани топлоелектрически централи - Буферно съхранение - Вентилация на смукателна охладителна машина - Вентилация на охлаждащата машина - Технология за управление MSR - Оборудване за централно отопление (опция) Етажен план на техническия център За допълнителни планови документи на техническия център със съответната легенда вижте приложението. 61