Альтернативний спрощений метод для погодинних розрахунків надано для полегшення розрахунку з використанням погодинних графіків споживача (таких, як задана температура, режими вентиляції, керування рухомим сонцезахистом та/або погодинні умови керування, що основані на зовнішніх чи внутрішніх кліматичних умовах). Цей метод надає погодинні результати, але результати для окремих годин не є достовірними і окремі погодинні значення можуть мати суттєві відносні похибки.
Different types of calculation method
There are two basic types of method:
quasi-steady-state methods, calculating the heat balance over a sufficiently long time (typically one month or a whole season), which enables one to take dynamic effects into account by an empirically determined gain and/or loss utilization factor;
dynamic methods, calculating the heat balance with short times steps (typically one hour) taking into account the heat stored in, and released from, the mass of the building.
This International Standard covers three different types of method:
a fully prescribed monthly quasi-steady-state calculation method (plus, as a special option, a seasonal method);
a fully prescribed simple hourly dynamic calculation method;
calculation procedures for detailed (e.g. hourly) dynamic simulation methods.
The monthly calculation gives correct results on an annual basis, but the results for individual months close to the beginning and the end of the heating and cooling season can have large relative errors.
The alternative simple method for hourly calculations has been added to facilitate the calculation using hourly user schedules (such as temperature set-points, ventilation modes, operation schedule of movable solar shading and/or hourly control options based on outdoor or indoor climatic conditions). This method produces hourly results, but the results for individual hours are not validated and individual hourly values can have large relative errors
.
Методики для використання більш детальних методів моделювання забезпечують сумісність та узгодженість між застосуванням різних типів методу. Стандарт визначає загальні правила для граничних умов та вхідних фізичних даних, незалежно від обраного розрахункового підходу.
На національному рівні може бути вирішено, який з цих трьох типів методу є обов’язковим чи допустимим до використання, в залежності від призначення (завдання розрахунку) та типу будівлі.
Примітка. Цей вибір зазвичай залежить від призначення будівлі (житлова, громадська тощо), складності будівлі та/або систем, завдання (вимоги енергоефективності, сертифікат енергоефективності чи рекомендовані заходи з енергоефективності тощо). Дивись додаток Н про необхідність збереження балансу між точністю, прозорістю, надійністю та відтворюваністю.
Головні характеристики різних методів
Динамічні методи
У динамічних методах миттєвий надлишок теплоти протягом опалювального періоду має ефект, за якого внутрішня температура перевищує задане значення, в результаті чого видалення надлишку теплоти відбувається через додаткову трансмісію, вентиляцію та акумуляцію, якщо відсутнє механічне охолодження. Крім того, зменшення або відключення терморегулятором не може безпосередньо призвести до падіння температури через інерцію будівлі (вивільнена теплота від масиву будівлі). Аналогічна ситуація відноситься і до охолодження.
Динамічний метод моделює теплопередачу трансмісією, тепловий потік за рахунок вентиляції, акумулювання теплоти та внутрішні і сонячні теплові надходження до зони будівлі. Існує багато методів, як це здійснити, які поділяються за складністю від простих до дуже детальних. Існують інші стандарти (наприклад, EN 15265[11]), що описують деталізовані методи моделювання або описують критерії для таких методів. Цей стандарт установлює систему стандартних граничних умов та стандартами вхідних і вихідним даних, що дає змогу сумісності та узгодженості між різними методами.
У цьому стандарті один спрощений погодинний метод є повністю визначеним. Це трьох-вузловий погодинний метод.
The procedures for the use of more detailed simulation methods ensure compatibility and consistency between the application of different types of method. This International Standard provides common rules for the boundary conditions and physical input data, irrespective of the chosen calculation approach.
At national level, it may be decided which of these three types of method are mandatory or are allowed to be used, depending on the application (purpose of the calculation) and building type.
NOTE This choice typically depends on the use of the building (residential, office, etc.), the complexity of the building and/or systems, the application (energy performance requirement, energy performance certificate or recommended energy performance measures, other). See Annex H about the need to maintain a balance between accuracy, transparency, robustness and reproducibility.
5.4 Main characteristics of the different methods
Dynamic methods
fn the dynamic methods, an instantaneous surplus of heat during the heating period has the effect that the internal temperature rises above the set-point, thus removing the surplus heat by extra transmission, ventilation and accumulation, if not mechanically cooled. Also, a thermostat set-back or switch-off might not lead directly to a drop in the internal temperature, due to the inertia of the building (heat released from the building mass). A similar situation applies to cooling.
A dynamic method models thermal transmission, heat flow by ventilation, thermal storage and internal and solar heat gains in the building zone. There are numerous methods to do so, ranging in complexity from simple to very detailed. There are other standards (e.g. EN 15265[11]) describing detailed simulation methods or performance criteria for such methods. This International Standard provides the environment of standardized boundary conditions and standardized input and output data that enables compatibility and consistency between the different methods.
I
5.4.2 Квазістаціонарні методи
5.4.2 Quasi-steady-state methods
У квазістаціонарних методах динамічні ефекти взяті до уваги через впровадження кореляційних коефіцієнтів.
Для опалення коефіцієнт використання внутрішня та сонячних теплових надходжень береться до уваги як факт, що тільки частина цих надходжень використана для зменшення енергопотреби для опалення. Залишок призводить до небажаного зростання внутрішньої температури понад задане значення.
Примітка 1. Дивись додаток І для більш детального тлумачення концепції коефіцієнта використання надходжень для опалення.
Ефект теплової інерції у випадку переривчастого опалення або відключення взято до уваги окремо (розділ 13).
Для охолодження існує два різних шляхи відображення того ж методу:
коефіцієнт використання втрат (дзеркальне відображення підходу для опалення): коефіцієнт використання трансмісійної та вентиляційної теплопередачі береться до уваги як факт, що тільки частина трансмісійної та вентиляційної теплопередачі використана для зменшення енергопотреби для охолодження. «Невикористана» трансмісійна та вентиляційна теплопередача відбувається протягом періоді» чи інтервалів (наприклад, вночі), коли вони не впливають на потребу для охолодження, що має місце протягом інших періодів чи моментів (наприклад, вдень); .
коефіцієнт використання надходжень (аналогічно опаленню): коефіцієнт використання шутршкіх та сонячних теплових надходжень береться до уваги як факт, що тільки частина ци надходжень скомпенсоеана за рахунок тедашередачі трансмісією та вентиляцією за умов» певного максимуму внутрішньої температури. Інша «невикористана» частина призводить до необхідності охолодження, щоб уникнути небажаного зростання внутрішньої температури понад задане значення.
Цей стандарт встановлює в категорії квазістаціонарних методів для опалення та охолодження метод місячний та сезонний за методом а). Альтернативне формулювання b) для методу місячного охолодження наведено в додатку D.
Примітка 2. Дивись, додаток І для більш детального тлумачення концепції коефіцієнта використання надходжень або втрат для охолодження.
In the quasi-steady-state methods, the dynamic effects are taken into account by introducing correlation factors.
For heating, a utilization factor for the internal and solar heat gains takes account of the fact that only part of the internal and solar heat gains is utilized to decrease the energy need for heating, the rest leading to an undesired increase of the internal temperature above the set-point.
NOTE 1 See Annex I for a more detailed explanation of the concept of the gain utilization factor for heating.
The effect of thermal inertia in the case of intermittent heating or switch-off is taken into account separately; see Clause 13.
For cooling, there are two different ways to represent the same method:
utilization factor for losses (mirror image of the approach for heating): a utilization factor for the transmission and ventilation heat transfer takes account of the fact that only part of the transmission and ventilation heat transfer is utilized to decrease the cooling needs, the «non-utilized» transmission and ventilation heat transfers occur during periods or intervals (e.g. nights) when they have no effect on the cooling needs occurring during other periods or moments (e.g. days);
utilization factor for gains (similar as for heating): a utilization factor for the internal and solar heat gains takes account of the fact that only part of the internal and solar heat gains is compensated by thermal heat transfer by transmission and ventilation, assuming a certain maximum internal temperature. The other («non-utilized») part leads to cooling needs, to avoid an undesired increase of the internal temperature above the set-point.
This international Standard specifies in the category of quasi- steady-state methods a monthly and seasonal method for healing and cooking following method a). The alternative formulation b) for the monthly cooling method is presented in Annex D.
NOTE 2 See Annex I for a more detailed explanation of the concept of the gain or toss utilization factors for coaling.
Ефект теплової інерції у випадку переривчастого охолодження або відключення взято до уваги окремо (розділ 13).
Більше деталей наведено в 7.2.1.
5.5 Сукупні енергетичні баланси будівлі та систем
Основні умови (усереднені за часом) енергетичного балансу для опалення та охолодження схематично показані в додатку К.
6 ВИЗНАЧЕННЯ МЕЖ ТА ЗОН
Загальні поняття
Процедури цього розділу відносяться до всіх розрахункових методів: сезонного, місячного, спрощеного погодинного та динамічного методу моделювання.
По-перше, межі будівлі при розрахунках енергопотреби для опалення та охолодження повинні бути визначеними (див. 6.2).
По-друге, будівля повинна, якщо необхідно, бути поділена на розрахункові зони (див. 6.3).
Для завдання маркування за енергоефективністю згідно з відповідними стандартами, що визначені у додатку А, розрахунок енергоспоживання при опаленні та/або охолодженні необхідна приводити до площі підлоги. Також, деякі з вхідних параметрів є невідомими для окремих зон будівлі і повинні бути пропорційно призначені для окремих зон, наприклад, використовуючи кондиціоновану площу підлоги кожної зони як ваговий коефіцієнт. Нарешті, деякі вхідні дані є доступними на певному рівні об’єму будівлі та потребують консолідації на рівні зони будівлі. В 6.4 надані методики розрахунку для кондиціонованої площі підлоги, що узгоджена з межами будівлі та (за наявності) з розподілом на зони.
Межі будівлі при розрахунку
Межі будівлі при розрахунку енергопотреби для опалення та/або охолодження складаються з усіх елементів будівлі, що відокремлюють кондиціонований об’єм або об’єми, що розглядаються, від зовнішнього навколишнього середовища (повітря, грунт чи вода), або від суміжних будівель чи некондиціонованих об’ємів.
The effect of thermal inertia in the case of intermittent cooling or switch-off is taken into account separately; see Clause 13.
More details are given in 7.2.1.
5.5 Overall energy balances for building and systems
The main terms of the (time-averaged) energy balance for heating and cooling are schematically illustrated in a series of diagrams in Annex K
6 DEFINITION OF BOUNDARIES AND ZONES
General
The procedures in this clause apply to all calculation methods: seasonal, monthly, simple hourly and dynamic stimulation methods.
First, the boundaries of the building for the calculation of energy needs for heating and cooling shall be defined (see 6.2).
Secondly, the building shall, if necessary, be divided into calculation zones (see 6.3).
For the purpose of energy performance rating, in accordance with the relevant standards as specified in Annex A, the calculated energy use for heating and/or cooling needs to be related to the floor area. In addition, some of the input values are not known for individual building zones and need to be proportionally allocated to the individual zones, for instance using the conditioned floor area of each zone as weighting factor. Finally, some input data are available at individual building-space level and need to be aggregated to building-zone level. In 6.4 are provided the calculation procedures for the conditioned floor area, which is consistent with the boundaries of the building and (if applicable) with the partitioning into zones.
Boundary of the building for the calculation
The boundary of the building for the calculation of the energy need for heating and/or cooling consists of all the building elements separating the conditioned space or spaces under consideration front the external environment (air, ground or water) or from adjacent buildings or unconditioned spaces.
Об’єми, що не є кондиціонованими, можуть бути включеними всередину меж будівлі, але в цьому випадку вони новині розглядатися як кондиціоновані об’єми.
Теплові зони
Загальні положення
Може бути необхідним розділити будівлю на різні зони з розрахунком енергопотреби для опалення та охолодження для кожної зони окремо.
Залежно від умов, як визначено в 6.3.2:
вся будівля може бути змодельована як окрема зона;
будівля може бути розділеною на декілька зон (розрахунок мультизони) з урахуванням теплової взаємодії між зонами;
будівля може бути розділеною на декілька зон (розрахунок мультизони), не беручи до уваги теплової взаємодії між зонами.
Критерій в 6.3.2 відноситься до усіх розрахункових методів (спрощених чи деталізованих), але для деталізованих методів майбутнє розподілення може бути застосованим.
Межа зони будівлі складається з усіх її елементів, що відокремлюють кондиціонований об’єм чи об’єми, які розглядають, від зовнішнього навколишнього середовища (повітря, ґрунт чи вода), від суміжних кондицюнованих зон, будівель чи некондиціонованих об’ємів.
. Критерій поділу на зони
Критерій для розрахунку за однією зоною
Невеликі некондиціоновані об’єми можуть бути включені всередину кондиціонованої зони, але в даному випадку вони повинні розглядатися як кондиціоновані об’єми.
Розподіл будівлі на теплові зони не є обов’язковим, якщо усі наступні умови виконуються до об’ємів всередині будівлі:
задані температури на опалення об’ємів відганяються не. більше ніж на 4 К;
Spaces that are not conditioned may be included within the boundary of the building, but in that case they shall be regarded as conditioned spaces.
6.3 Thermal zones
General
It may be necessary to partition a building into different zones, with separate calculation of the energy need for heating and cooling for each zone.
Depending on the conditions as specified in 6.3.2:
the whole building may be modelled as a single zone;
the building may be partitioned into several zones (multi-zone calculation), accounting for thermal coupling between the zones;
the building may be partitioned into several zones (multi-zone calculation), taking no account of thermal coupling between the zones.
The criteria in 6.3.2 apply to all calculation methods (simple or detailed), but for detailed methods further partitioning can apply.
The boundary of a building zone consists of all the building elements separating the conditioned space or spaces under consideration from the external environment (air, ground or water) from adjacent conditioned zones, from adjacent buildings or from unconditioned spaces.
Criteria for partitioning into zones
Criteria for single-zone calculation
Small, unconditioned spaces may be included within a conditioned zone, but in that case they shall be regarded as conditioned spaces.
Partitioning of the building into thermal zones is not required if all of the following conditions apply to spaces within the building.
Set-point temperatures for heating of the spaces differ by no more than 4 K.
Примітка 1. Завданням е мінімальна температура, що прийнята для розрахунку. Специфікація надана а розділі 13.