Calculation of design heat load of rooms

Product	InstalSystem 5
Type of article	DESIGNING LESSON
Source for translation	2022-02-23

Scope of lesson

The article presents the procedure for preparing data for calculating the design heat load of rooms with the use of standard packages.

Modules and program configuration

• InstalSystem 5 package with the module:
  • Heat loss (Heat loss)

Webinars

We encourage you to see the video from our webinars on the topics described in this article:

The webinars present the topics described in this article, but they aren’t a recording of this lesson.

Project file

The project file used in this lesson: Design heat load in residental building (example for the lesson).

Inital state

The project includes building structure (storeys, building units, rooms, graphical partitions) and starting package of standards.
For more information, see: Preparation of building structure.
Another project file contains definitions of partitions to be imported.

Steps to perform

Default data setting for the project

1. Zakładka Project scope - włączyć zakres projektu: Thermal calculations of building.
2. Zakładka Calculation standards and options - wybrać pakiet normowy i ustawić najważniejsze parametry do obliczeń cieplnych (widoczność niektórych danych na zakładce jest zdeterminowana przez wybór w polu Heat loss standard):
   • Standards package
   • Heat loss standard
   • Heat loss to ground calculation method
   • Calculation method for c.h. interruptions
   • Thermal bridges calculation method
   • Manner of making allowance for thermal bridges
   • Determine temperature of adjacent space.
     

     

     1. Calculation standards and options.

     
     

Edycja danych budynku i jego otoczenia

1. Zakładka Climatic data - określić lokalizację budynku, poprzez wybór w liście pól:
   • Country
   • Town.
     

     

     2. Climatic data

     
     
2. Każda z miejscowości jest automatycznie przypisana do odpowiedniej stacji meteo, dla której w katalogu danych klimatycznych, zostały określone wymagane wartości, np.:
   • External temperature, design θ_e
   • Annual mean external temperature θ_m,e.
3. Zakładka Climatic data - określić wartości w polu Air temperature in building separation gap.
4. Zakładka Storeys management - w razie potrzeby w oknie Data table dla elementu Building skorygować jego Position.
   

   

   3. Position elementu Building

   
   
5. Zakładka Heat losses data - ustalić najważniejsze parametry budynku na potrzeby Thermal calculations of building w polach dostępnych na formatce. Widoczność niektórych danych na tej zakładce jest zależna od wyboru w polu Heat loss standard na zakładce Calculation standards and options.
   Pola danych z czerwonymi znakami zapytania, jeżeli są ustawione w trybie Auto 20 px|, zostaną automatycznie uzupełnione po pierwszych obliczeniach. Na formatce dostępne są następujące dane, np.:
   • Dane dotyczące konstrukcji budynku:
     • Building structure type
     • Building tightness
     • Building sheltering class
     • Air change rate at 50 Pa press. diff..
   • Building parameters:
     

     

     4. Heat losses data

     
     
   • Default ventilation settings.
6. Zakładka Room data - określić najważniejsze dane pomieszczeń:
   

   

   4. Room data

   
   
   • Room type - w liście pola dostępne są domyślne elementy Room type definition. Dane i parametry obliczeniowe możliwe do zmodyfikowania lub zdefiniowana dla wybranych typów pomieszczeń widoczne są w oknie Data table po zaznaczeniu typu pomieszczenia w liście pola.
     Dane wprowadzone dla pierwszego pomieszczenia w liście są domyślnymi danymi dla każdego wstawionego w projekcie elementu Room. W razie potrzeby kolejność w liście należy zmienić przy pomocy strzałek. Dla każdego zaznaczonego elementu Room można zmienić Room type w oknie Data table, dodatkowo istnieje również możliwość definiowania własnych typów pomieszczeń użytkownika.
   • Method of calculating Φ - w przypadku pracy nad zakresem Thermal calculations of building należy wybrać opcję Calculations acc. to standard. Wybór w polu jest propagowany do wszystkich elementów Room wstawionych w projekcie i może zostać ręcznie zmieniony w oknie Data table dla wybranych elementów.
   • Building units - w zależności od potrzeb projektowych ustawić w polu Common to entire building lub Separate for storeys.
     For more information, see: Edycja danych Jednostek Budynku.

Przygotowanie struktury budynku

For more information, see: Przygotowanie struktury budynku - Pełna struktura budynku.
Przygotowanie struktury budynku wprowadza do projektu przegrody graficzne stanowiące elementy konstrukcyjnymi budynku, tj. Wall, Slab, Window, Door, Roof itp.
Na tym etapie projekt może zostać również uzupełniony o model gruntu. For more information, see: Modelowanie gruntu.

Weryfikacja modelu przegród cieplnych

Computation of building structure uruchamiają szereg operacji związanych z dostarczeniem kompletnej struktury budynku. Między innymi, podczas obliczeń, na podstawie elementów konstrukcji i pomieszczeń zdefiniowanych w projekcie, tworzone są przegrody cieplne, wykorzystywane na dalszym etapie projektowania podczas przeprowadzania: Thermal calculations of building.
Przegroda cieplna to element logiczny będący fragmentem przegrody graficznej w obrębie pojedynczego pomieszczenia. Tworzona jest automatycznie i służy do wyliczenia i prezentacji straty ciepła przez przenikanie przez przegrodę na poziomie pojedynczego pomieszczenia.
Uwaga! Pomiędzy elementami typu Room, oddzielonymi od siebie elementem Wall o grubości 0, nie tworzy się przegroda cieplna.
Uwaga! Warunkiem koniecznym do poprawnego utworzenia przegród cieplnych jest rozpoznanie przez program elementów Room Automatic.

1. W oknie 3D view przejść na zakres edycji H&E(T) i zweryfikować czy utworzony model przegród cieplnych jest kompletny. W celu zwiększenia czytelności widoku, dla zakresu edycji Construction wybrać opcję: Invisible when inactive.
   

   

   5. Model przegród cieplnych.

   
   
2. Każda modyfikacja struktury budynku wymaga ponownego wykonania Computation of building structure w celu wygenerowania modelu przegród cieplnych. Jeżeli podczas weryfikacji okaże się, że model jest niepełny lub zawiera błędy, należy uzupełnić strukturę budynku o potrzebne elementy konstrukcji, a potem ponownie wykonać Computation of building structure .
3. Jeżeli w projekcie został użyty element Ground i Building jest zagłębiony poniżej rzędną gruntu, na tym etapie widoczna jest granica pomiędzy przegrodami typu: External wall i Wall near the ground, wyznaczona poprzez kształt obrysu gruntu wokół budynku.
   

   

   6. Przegrody typu: External wall i Wall near the ground wyznaczone poprzez linię gruntu.

   
   

Uzupełnienie i kontrola struktury budynku

1. (Opcjonalne) Wstawić element Compass rose. Element dostępny jest w oknie 2D editor na pasku Main tools w sekcji Construction dla aktywnego zakresu edycji Construction. Raz wstawiony do projektu jest widoczny na wszystkich kondygnacjach, a jego zorientowanie determinuje orientację przegród cieplnych.
   

   

   6. Compass rose.

   
   
2. Zaimportować definicje przegród cieplnych z innego pliku .isproj. Jeżeli w bieżącej pracy będą potrzebne takie same definicje jak w innych projektach, można wykorzystać wcześniejsze pliki .isproj i zaimportować z nich definicje przegród do aktualnie realizowanego projektu.
   
   
   
3. Utworzyć nowe definicje przegród cieplnych w projekcie. W zależności od potrzeb projektowych i dostępnych danych w programie można zdefiniować trzy rodzaje przegród cieplnych:
   • Part. with specified U
   • Part. with defined layers
   • Non-uniform part..
     
     
     
4. W oknie Data table poszczególnych elementów Partition definition określić domyślne definicje poprzez zaznaczenie checkboxa w polu Default for this type oraz wybrać Selection criterion: Any thickness lub Match to thickness with tolerance. Dla opcji Match to thickness with tolerance należy dodatkowo określić wartość w polu: ΔD - Tolerance relative to thickness of graphical partition, ±. Wszystkie domyślne definicje przegród cieplych są pogrubione w liście Partition definitions w oknie Project browser.
   

   

   7.Domyślna Partition definition.

   
   
5. Wywołać Computation of building structure i skontrolować w oknie 2D editor i 3D view dla aktywnego zakresu H&E(T) czy utworzone przegrody cieplne mają przypisane swoje definicje.
   
   
   

Calculating building structure

For more information, see: Computation of building structure

Verification of the correctness of building structure

1. Verify the correctness of storey and room locations within the Building structure editing scope.
   For more information, see: Verification of the correctness of building structure
2. Verify graphically the correctness of creating thermal partitions within the H&E editing scope.
   Thermal partitions are created, arranged and dimensioned based on physical partitions existing in the building structure. Identification of thermal partitions is effected during Computation of building structure .
   
3. Verify graphically the correctness of creating the component.
   

Data editing

Partition definitions

1. Import Partition definitions from file.
   
2. Create new Partition definitions.
   Create new Partition definitions depending on requirements and define them as Part. with specified U or Part. with defined layers.
   
3. Assign Partition definitions to thermal partitions.
   Assignment of Partition definitions may be effected:
   • automatically - upon selecting appropriate Default for this type option for the partition (name of partition in the list of partitions is highlighted), requires calling Computation of building structure ,
     

     

     3. Default for this type

     
     
     Automatic partition definition is defined according to the following criteria:
     • Any thickness - all graphic partitions of a given type, regardless of their thickness, shall have this definition (default option for partition definition: Partition with specified U),
     • Match to thickness with tolerance - all graphic partitions of a given type, with Thickness of partition indicated, and with tolerance in Tolerance relative to thickness of graphical partition, ± shall have thi definition (default option for partition definition: Part. with defined layers and Non-uniform part.).
       The aforementioned criteria regard walls, ceilings and windows; windows and doors are covered by the Default for this type general option.
       

       

       4. Any thickness

       
       
       
   • manually.
     

Thermal linear bridge

1. Verify/correct add-ons for the presence of components Thermal linear bridge depending on the calculation method selected in General data.
   

Building unit/Apartment

1. Correct assignment of rooms to components Building unit/Apartment.
   This may be done in the Data table window of room or using the "drag and drop" function in the building structure tree in the Project browser window.

Room

1. Correct the Room types: bathrooms on both storteys, lounge, kitchen.
2. Specify unheated rooms: entrance porch.
3. Append Ventilation for heat loss data (V̇_ex) for: bathroom and kitchen.
4. Specify heated partitions - if the partition is to be integrated with planned surface heating or cooling, then select the Heated partition option for such partition.
5. (optional) Add tables of cooling partitions if the actual building structure can be modelled graphically in the program.
   

   

   5. Room data editing

   
   

Calculations and diagnostics

1. Launch calculations by clicking the calculator icon Thermal calculations of building in the Calculations section of the toolbar.
2. Verify calculation results, paying attention to:
   • error messages,
   • room calculation results in the H&E window,
     

     

     6. Calculation results for rooms

     
     
   • results of heat load Phi in room labels.
3. (optional) distribute design heat load of rooms among other rooms.

Prepare drawing for printing/export

For more information, see: Presentation of the calculations result