Poczta „MI”. Zgodnie z SI

zobacz artykuł w formie pdf   zobacz pdfa   

Moje zdziwienie wzbudziły zatem oba podane w artykule wzory do obliczania, ściśle mówiąc, tylko jednej ze składowych służących do obliczania mocy źródła ciepła, a nie do obliczenia zapotrzebowania ciepła. Tę drugą składową jest, oczywiście, moc cieplna na pokrycie straty wentylacyjnej powietrza. W obu tych wzorach pojawia się błędna jednostka [W/h] oraz niepotrzebny współczynnik liczbowy 1,163. Wartość tego współczynnika liczbowego pochodzi jeszcze z tego okresu, gdy zamienialiśmy moc cieplną na jednostki układu SI, np. [kcal/h] na [W]. Korzystaliśmy wówczas z równości 1 kcal/h = 4187 J/3600 s = 1,163 W, ale w Polsce już prawie od ok. 50 lat obowiązuje Międzynarodowy Układ Jednostek Miar SI, wprowadzony ustawą sejmową z 17.06.1966 r. o miarach i narzędziach pomiarowych. Konsekwentnie posługując się wielkościami wyrażonymi w podstawowych jednostkach układu SI, nie potrzebujemy dokonywać przekształceń na jednostkach, tylko od razu możemy podawać wynik w jednostkach podstawowych tego układu. 1) Znika zatem balast niedziesiętnych równoważników jednostek, tak dokuczliwy w niekoherentnych (niespójnych) układach jednostek.

2) Znika zatem balast niedziesiętnych równoważników jednostek.

A teraz kilka uwag odnośnie jednostki wynikającej ze wzoru, czyli [W/h]. Autorka przypisała go błędnie do obliczenia zapotrzebowania ciepła. Jednostką energii, jak i jego sposobu przenoszenia, czyli ciepła, jest oczywiście dżul [J]. Natomiast jednostką mocy cieplnej jest wat [W = J/s]. Tak więc [W/h] (poprawnie – i tego samego rzędu wielkości – w układzie SI powinno być [mW/s]) jest wielkością wyrażającą zmianę mocy w czasie. A zatem jednostka [W/h], w odniesieniu do obliczenia mocy grzejnej źródła ciepła, nie ma sensu fizycznego, jest błędna.

Jeszcze kilka słów komentarza do wzoru Krischera i Kasta na obliczanie jednak mocy cieplnej, a nie zapotrzebowania na ciepło. Wzór ten zawiera dwa składniki. Drugi z nich jest tradycyjnym wzorem Pécleta na ustalony w czasie (stacjonarny) strumień ciepła przenikającego przez płaską przegrodę. Nieopisana z tekście wielkość Ko, jak się wydaje, jest współczynnikiem przenikania ciepła, zastępczym dla wszystkich zewnętrznych przegród całego obiektu. Natomiast pierwszy składnik jest członem niestacjonarnym i wyraża konieczność podniesienia energii wewnętrznej konstrukcji obiektu, czyli jej nagrzania. Współczynnik nagrzewania oznaczony symbolem a i wynoszący

[4,4÷5,3] W/(m2 h) powinien być zapisany poprawnie, oczywiście bez nawiasu kwadratowego, podobnie jak zapisujemy np. masę 5 kg czy długość 100 m. Ale jest to, niestety, błędna jednostka! Nie mając dostępu do oryginalnej pracy wskazanych autorów, mogę jedynie podejrzewać, że współczynnik nagrzewania powinien być jednak wyrażony np. w [W/(m2 K)], by uzyskać zgodność mian obu członów we wzorze.

Autorka jest świadoma, że „dodatkowo w bilansie ciepła należy uwzględnić zapotrzebowanie ciepła dla wentylacji”. Ta składowa wentylacyjna w sumie z powyżej omówionym zapotrzebowaniem mocy cieplnej określa dopiero niezbędną moc źródła ciepła na potrzeby ogrzewania obiektu.

dr inż. Piotr Kubski


Szanowny Panie,

Rzeczywiście w wynikowym wzorze Krischera i Kasta na zapotrzebowanie ciepła dla budowli skomplikowanych, jakimi są kościoły, została błędnie zapisana jednostka. Powinna być zapisana jako [W].

Co do nieopisanej wielkości Ko, to nawet przygodny Czytelnik zauważy, że skoro istnieje on przy Fo (powierzchnia okien), to dotyczy tych okien i jest współczynnikiem przenikania dla okien. Co do stosowania przelicznika 1,163 – znajduje on zastosowanie i, wg mnie, nie jest błędem stosowanie tego przelicznika, jeśli korzystamy z literatury fachowej profesorów: Troskolańskiego, Ferencowicza, Malickiego, Recknagla i innych, którzy stworzyli podwaliny inżynierii sanitarnej. Stosują oni w swoich pracach naukowych jednostki sprzed zmian i ja, posługując się ich opracowaniami, nie miałabym śmiałości ich poprawiać.
Jest również oczywiste, że całkowite ciepło potrzebne do uzyskania żądanych parametrów powietrza w kościele musi pokryć straty ciepła przez przegrody budowlane oraz dla minimalnego komfortu wiernych zapewnić ogrzane powietrze do oddychania i utrzymania zabytków w nienaruszonym stanie.

Współczynnik nagrzewania dotyczy wszystkich przegród budowlanych i ma następującą postać (zastosuję  jednostki sprzed zmian):

a = 1/[(1/aw) + (2 * z1/2)/(3,14 * l * c * r)1/2] [kcal/h],

z – czas nagrzewania [h],
aw – współczynnik przejmowania ciepła na wewnętrznych powierzchniach [kcal/(m2 * h * oC)],
l – współczynnik przewodności cieplnej ograniczających murów [kcal/(m * h* oC)],
c – ciepło właściwe materiału ścian [kcal/(kg * oC)],
r – gęstość materiału ścian [kg/m3].

W przypadku, gdy przegrody zewnętrzne są izolowane, współczynnik nagrzewania a1 wyniesie:

a1 = 1/[1/a + b1/l1] [kcal/(m2 * h * oC)],

gdzie:
b1 – grubość warstwy materiału izolacyjnego [m],
l1 – współczynnik przewodności cieplnej materiału izolacyjnego [kcal/(m * h * oC)].

Z poważaniem, Dorota Węgrzyn

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij