TCVN 13101 : 2020 - ISO 6946 : 2017 BỘ PHẬN VÀ CẤU KIỆN TÒA NHÀ - NHIỆT TRỞ VÀ TRUYỀN NHIỆT - PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN | Cộng đồng Kỹ thuật cơ điện Việt Nam EBOOKBKMT

TCVN 13101 : 2020

ISO 6946 : 2017

BỘ PHẬN VÀ CẤU KIỆN TÒA NHÀ - NHIỆT TRỞ VÀ TRUYỀN NHIỆT- PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

Building components and building elements - Thermal resistance and thermal transmittance - Calculation methods

Lời nói đầu

TCVN 13101:2020 hoàn toàn tương đương với ISO 6946:2017 (E).

TCVN 13101:2020 do Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

Tiêu chuẩn này là một phần trong các tiêu chuẩn nhằm mục đích hài hòa quốc tế về phương pháp luận đánh giá hiệu quả năng lượng của các tòa nhà. Các tiêu chuẩn này được gọi là tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng của các tòa nhà.

Tất cả các tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng của các tòa nhà (EPB) tuân theo các quy tắc cụ thể đảm bảo tính nhất quán tổng thể, rõ ràng và minh bạch.

Tất cả các tiêu chuẩn EPB có tính linh hoạt đối với các phương pháp, dữ liệu đầu vào yêu cầu và tham chiếu đến các tiêu chuẩn EPB khác bằng việc đưa ra một bản mẫu quy định trong Phụ lục A và Phụ lục B với các lựa chọn tham khảo mặc định.

Phụ lục A đưa ra một bản mẫu quy định các lựa chọn để sử dụng đúng tiêu chuẩn này. Phụ lục B đưa ra các lựa chọn tham khảo mặc định.

Các đối tượng chính sử dụng tiêu chuẩn này gồm các kiến trúc sư, các kỹ sư và các nhà quản lý. Các đối tượng tiếp theo sử dụng tiêu chuẩn này là các bên muốn thúc đẩy việc phân loại xếp hạng tòa nhà theo hiệu quả năng lượng trên cơ sở kho dữ liệu về tiêu thụ năng lượng của tòa nhà.

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp đánh giá sự tác động của các sản phẩm và các dịch vụ tòa nhà đến bảo tồn năng lượng và hiệu quả năng lượng tổng thể của tòa nhà.

Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp tính hệ số truyền nhiệt của các tường và các mái

- cho phép so sánh giữa các kết cấu xây dựng khác nhau,

- giúp đánh giá sự tuân thủ theo các quy định pháp luật, và

- cung cấp dữ liệu đầu vào cho tính toán mức sử dụng năng lượng hàng năm cho sưởi ấm hoặc làm mát tòa nhà,

Bảng 1 cho biết vị trí của tiêu chuẩn này trong bộ các tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng của tòa nhà (EPB) được cấu trúc theo từng mô đun quy định trong ISO 52000-1.

Bảng 1 - Vị trí của tiêu chuẩn này (trong trường hợp M2-5), cấu trúc theo từng mô đun của bộ các tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng của các tòa nhà

Tổng thể

Tòa nhà

Các hệ thống kỹ thuật của tòa nhà

Mô đun phụ

Mô tả

Mô tả

Sưởi ấm

Làm mát

Thông gió

Làm ẩm

Khử ẩm

Cấp nước

Chiếu sáng

Kiểm soát và tự động hóa tòa nhà

Quang điện, gió

Mô đun phụ 1

M10

M11

Tổng quát

Thuật ngữ và định nghĩa chung; ký hiệu, đơn vị và chỉ số

Nhu cầu năng lượng tòa nhà

Nhu cầu

Các ứng dụng

(Tự nguyện) Các điều kiện trong nhà không có các hệ thống

Tải và công suất tối đa

Cách thể hiện hiệu quả năng lượng

Loại tòa nhà và ranh giới tòa nhà

Truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt

TCVN 13101 (ISO 6946)

Phát thải và kiểm soát

Mức sử dụng tòa nhà và các điều kiện vận hành

Truyền nhiệt bằng rò lọt khí và thông gió

Phân bổ và kiểm soát

Tập hợp các dịch vụ năng lượng và vật mang năng lượng

Thu nhận nhiệt bên trong

lưu giữ và kiểm soát

Các vùng của tòa nhà

Thu nhận nhiệt mặt trời

Phát năng lượng và kiểm soát

Hiệu quả năng lượng tính toán

Động học tòa nhà (nhiệt khối)

Điều độ tải và các điều kiện vận hành

Hiệu quả năng lượng đo lường

Kiểm tra

Cách thể hiện tiện nghi trong nhà

BMS

Các điều kiện môi trường bên ngoài

Tính toán kinh tế

^* Không áp dụng các mô đun trong ô bôi đậm

BỘ PHẬN VÀ CẤU KIỆN TÒA NHÀ - NHIỆT TRỞ VÀ TRUYỀN NHIỆT- PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

Building components and building elements - Thermal resistance and thermal transmittance - Calculation methods

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp tính nhiệt trở và hệ số truyền nhiệt của các bộ phận và cấu kiện của tòa nhà, không bao gồm cửa đi, cửa sổ và các bộ phận khác có lắp kính, hệ vách kính, các bộ phận có liên quan đến truyền nhiệt xuống nền đất và các bộ phận được thiết kế để không khí lọt qua.

Phương pháp tính dựa trên các hệ số dẫn nhiệt thiết kế và các nhiệt trở thiết kế thích hợp của các vật liệu và sản phẩm đối với việc áp dụng liên quan.

Phương pháp này áp dụng cho các bộ phận và các cấu kiện gồm các lớp đồng nhất về nhiệt (có thể bao gồm cả các lớp không khí).

Tiêu chuẩn này cũng quy định một phương pháp gần đúng có thể sử dụng cho các cấu kiện có các lớp không đồng nhất, bao gồm cả tác động của các mối nối liên kết bằng kim loại bằng một số hạng hiệu chỉnh được đưa ra trong Phụ lục F. Các trường hợp khác khi lớp cách nhiệt có cầu nối bằng kim loại thì không thuộc phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn này.

CHÚ THÍCH: Bảng 1 trong phần Lời giới thiệu cho biết vị trí của tiêu chuẩn này trong bộ các tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng của tòa nhà (EPB) được cấu trúc theo từng mô đun quy định trong ISO 52000-1.

2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết khi áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn có ghi năm công bố áp dụng thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả bản sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 9313 (ISO 7345), Cách nhiệt- Các đại lượng vật lý và định nghĩa

TCVN 13102 (ISO 10211), Thermal bridges in building construction - Heat flows and surface temperature - Detailed calculations (Cầu nhiệt trong công trình xây dựng - Dòng nhiệt và nhiệt độ bề mặt - Tính toán chi tiết)

TCVN 13103 (ISO 10456), Building materials and products - Hygrothermal properties - Tabulated design values and procedures for determining declared and design thermal values (Vật liệu và sản phẩm xây dựng - Tính chất nhiệt ẩm - Giá trị thiết kế dạng bảng và quy trình xác định giá trị nhiệt công bố và thiết kế)

TCVN 13105 (ISO 13789), Thermal performance of buildings - Transmission and ventilation heat transfer coefficients - Calculation method (Đặc trưng nhiệt của tòa nhà - Hệ số truyền dẫn nhiệt do dẫn nhiệt và truyền nhiệt thông gió - Phương pháp tính)

ISO 52000-1:2017, Energy performance of buildings - Overarching EPB assesment - Part 1: General framwork and procedures (Hiệu quả năng lượng của tòa nhà - Đánh giá hiệu quả năng lượng tổng thể của tòa nhà - Phần 1: Khung tổng quát và các qui trình)

CHÚ THÍCH 1: Các tài liệu tham chiếu mặc định đối với các tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng của tòa nhà (EPB) khác với ISO 52000-1 được nhận diện theo mã số mô đun và được nêu trong Phụ lục A (Bản mẫu quy định trong Bảng A.1) và Phụ lục B (lựa chọn mặc định tham khảo nêu trong Bảng B.1).

VÍ DỤ: Mã số mô đun EPB: M5-5 hoặc M5-5.1 (nếu mô đun M5-5 được chia thành các tiểu mô đun), hoặc M5-5,1 (nếu tham chiếu theo một điều cụ thể của tiêu chuẩn bao gồm cả M5-5).

CHÚ THÍCH 2: Trong tiêu chuẩn này, không có lựa chọn nào liên quan tới các tiêu chuẩn EPB khác. Các mệnh đề và chú thích ở trên được giữ nguyên để duy trì tính đồng nhất giữa tất cả các tiêu chuẩn EPB.

3 Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa nêu trong TCVN 9313 (ISO 7345), ISO 52000-1 và các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1

Cấu kiện tòa nhà (Building element)

Phần chính của một tòa nhà

VÍ DỤ: Tường, sàn hoặc mái.

3.2

Bộ phận tòa nhà (Building component)

Cấu kiện tòa nhà hoặc một phần của cấu kiện

CHÚ THÍCH 1 : Trong tiêu chuẩn này thuật ngữ “bộ phận" được sử dụng để chỉ cả cấu kiện và bộ phận.

3.3

Giá trị nhiệt thiết kế (Design thermal value)

Hệ số dẫn nhiệt thiết kế hoặc nhiệt trở thiết kế

CHÚ THÍCH 1: Giá trị thiết kế bao gồm cả các tác động suy biến có thể gây ra do, ví dụ: Quá trình lão hóa, độ ẩm và/ hoặc sự đối lưu. Ngược lại, giá trị công bố là giá trị kỳ vọng về một tính chất nhiệt của một vật liệu xây dựng hoặc sản phẩm được đánh giá từ dữ liệu đo ở các điều kiện tham chiếu về nhiệt độ và độ ẩm, xem TCVN 13103 (ISO 10456).

3.4

Hệ số dẫn nhiệt thiết kế (Design thermal conductivity)

Giá trị hệ số dẫn nhiệt của một vật liệu hoặc sản phẩm xây dựng ở điều kiện bên ngoài và bên trong cụ thể có thể được coi là giá trị đặc trưng điển hình của loại vật liệu hoặc sản phẩm đó khi được đưa vào trong một bộ phận tòa nhà

3.5

Nhiệt trở thiết kế (Design thermal resistance)

Giá trị nhiệt trở của một sản phẩm xây dựng ở điều kiện bên ngoài và bên trong cụ thể có thể được coi là giá trị đặc trưng điển hình của sản phẩm đó khi được đưa vào trong một bộ phận tòa nhà

3.6

Tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng của tòa nhà (Energy performance of building (EPB) standard)

Tiêu chuẩn tuân thủ các yêu cầu quy định trong ISO 52000-1, CEN/TS 16628^[3] và CEN/TS 16629^[4]

CHÚ THÍCH 1: Ba tiêu chuẩn cơ bản EPB này đã được nghiên cứu xây dựng theo yêu cầu của Ủy ban châu Âu và Hiệp hội mậu dịch tự do châu Âu đối với Ủy ban châu Âu về tiêu chuẩn hóa (CEN) và hỗ trợ các yêu cầu cần thiết của Chỉ thị châu Âu 2010/31/EU về hiệu quả năng lượng của tòa nhà. Một số tiêu chuẩn EPB và các tài liệu liên quan được nghiên cứu xây dựng hoặc soát xét cũng theo yêu cầu nói trên.

[Nguồn: ISO 52000-1:2017,3.5.14]

3.7

Lớp đồng nhất về nhiệt (Thermally homogeneous layer)

Lớp với chiều dày không đổi có các tính chất nhiệt được coi là như nhau

4 Ký hiệu và chỉ số dưới

4.1 Ký hiệu

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các ký hiệu quy định trong ISO 52000-1 và các ký hiệu sau:

Ký hiệu	Đại lượng	Đơn vị
A	Diện tích	m²
d	Chiều dày	m
h	Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt	W/(m².K)
n	Bội số trao đổi không khí	1/h
R	Nhiệt trở	m².K/W
U	Hệ số truyền nhiệt	W/(m².K)
V	Thể tích	m³
λ	Hệ số dẫn nhiệt thiết kế	W/(m.K)

4.2 Chỉ số dưới

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các chỉ số dưới quy định trong ISO 52000-1 và các chỉ số dưới sau:

Chỉ số	Định danh
a	Không khí
c	Bộ phận
eq	Tương đương
e	Bên ngoài
f	Mối nối liên kết bằng cơ khí
g	Lỗ rỗng không khí
nve	không được thông gió
op	Không xuyên sáng
r	Mái có thứ tự lớp đảo ngược
s	Bề mặt
si	Bề mặt trong
se	Bề mặt ngoài
tot	Tổng cộng, toàn phần
tot; upper	Giới hạn trên của giá trị tổng cộng
tot; lower	Giới hạn dưới của giá trị tổng cộng
u	Không được sưởi ấm
ve	Được thông gió, thông gió

5 Mô tả phương pháp

5.1 Kết quả đầu ra

Kết quả đầu ra của tiêu chuẩn này là nhiệt trở và hệ số truyền nhiệt của một bộ phận tòa nhà hoặc một cấu kiện tòa nhà. Các đại lượng này được tính toán như là hàm số của các tính chất nhiệt, thành phần và kích thước hình học của các cấu kiện và các điều kiện biên.

5.2 Mô tả tổng quát

Điều 5.3 và 5.4 đưa ra hai phương pháp tính truyền nhiệt của một bộ phận tòa nhà.

Trong cả hai trường hợp, nhiệt trở được tính từ hệ số truyền nhiệt và Nhiệt trở bề mặt thích hợp tuân theo 6.6.

5.3 Phương pháp tính chi tiết

Phương pháp tính chi tiết là sự mô phỏng bằng số được thực hiện cho toàn bộ cấu kiện tòa nhà hoặc cho một phần đại diện của nó. Các quy tắc mô hình hóa nên theo đúng các quy tắc nêu trong TCVN 13102 (ISO 10211). Phương pháp này được áp dụng cho bất kỳ bộ phận nào của tòa nhà.

5.4 Phương pháp tính đơn giản hóa

Phương pháp tính đơn giản hóa được mô tả trong Điều 6. Nó được áp dụng cho các bộ phận gồm có lớp đồng nhất về nhiệt hoặc lớp không đồng nhất về nhiệt và cho bộ phận có thể có các lớp không khí có chiều dày đến 0,3 m và mối nối liên kết bằng kim loại và phải tuân theo các giới hạn nêu trong 6.7.2.1.

6 Tính toán hệ số truyền nhiệt và nhiệt trở

6.1 Dữ liệu đầu ra

Dữ liệu đầu ra được nêu trong Bảng 2.

Bảng 2 - Dữ liệu đầu ra

Mô tả	Ký hiệu	Đơn vị	Mô đun đích (Bảng 1)	Khoảng có hiệu lực	Thay đổi
Hệ số truyền nhiệt của cấu kiện hoặc bộ phận với dòng nhiệt đi ngang	U	W/(m².K)	M 2-5	≥ 0	Không
Hệ số truyền nhiệt của cấu kiện hoặc bộ phận với dòng nhiệt đi lên	U	W/(m².K)	M 2-5	≥ 0	Không
Hệ số truyền nhiệt của cấu kiện hoặc bộ phận với dòng nhiệt đi xuống	U	W/(m².K)	M 2-5	≥ 0	Không
Nhiệt trở của bộ phận không xuyên sáng	Rc; op	m².K/W	M 2-5	≥ 0	Không

6.2 Khoảng thời gian tính toán

Dữ liệu đầu vào, phương pháp và dữ liệu đầu ra ở các điều kiện trạng thái ổn định và được giả định là không phụ thuộc vào các điều kiện thực tế, như nhiệt độ không khí trong nhà hoặc ảnh hưởng của gió hoặc bức xạ mặt trời, vì vậy không cần thiết phải xem xét theo một khoảng thời gian cụ thể.

6.3 Dữ liệu đầu vào

Bảng 3, 4 và 5 liệt kê các ký hiệu định danh cho dữ liệu đầu vào cần thiết cho tính toán.

Bảng 3 - Ký hiệu định danh về đặc trưng hình học

Tên	Ký hiệu	Đơn vị	Giá trị	Khoảng	Nguồn gốc	Thay đổi
Diện tích	A	m²	-	> 0	-	Không
Chiều dày của lớp vật liệu	d	m	-	> 0	-	Không

Bảng 4 - Ký hiệu định danh về đặc tính nhiệt của một bộ phận tòa nhà

Tên	Ký hiệu	Đơn vị	Giá trị	Khoảng	Nguồn gốc	Thay đổi
Hệ số dẫn nhiệt thiết kế	λ	W/(m.K)	-	0 đến 200	TCVN 13103 (ISO 10456)	Không

Bảng 5 - Ký hiệu định danh về giá trị dạng bảng và quy ước

Tên	Ký hiệu	Đơn vị	Giá trị	Khoảng	Nguồn gốc	Thay đổi
Nhiệt trở bề mặt ngoài	R_se	m².K/W	0,04	0,04	6.8	Không
Nhiệt trở bề mặt trong	R_s_i	m².K/W	-	0,1 đến 0,2	6.8	Không
Nhiệt trở của các không gian không được sưởi ấm	R_u	m².K/W	-	0,06 đến 0,3	6.10	Không
Nhiệt trở của lớp không khí	R_a	m².K/W	-	-	6.9	Không
Nhiệt trở của lớp không khí không được thông gió	R_tot;u	m².K/W	-	0 đến 0,23	6.9	Không
Nhiệt trở của lớp không khí được thông gió	R_tot;c	m².K/W	-	-	6.9	Không
Hệ số bức xạ của một bề mặt vật đen	K_r0	w/(m².K)	5,1	-	Phụ lục C	Không
Hệ số đối lưu; Bề mặt trong	h_c;_i	W/(m².K)	-	0,7 đến 5,0	Phụ lục C	Không
Hệ số đối lưu; Bề mặt ngoài	h_c_;_e	W/(m².K)	20	-	Phụ lục C	Không
Hệ số bức xạ; Bề mặt trong	h_r;_i	W/(m².K)	4,59	-	Phụ lục D	Không
Hệ số bức xạ; Bề mặt ngoài	h_r;e	W/(m².K)	5,13	-	Phụ lục D	Không
Độ phát xạ bán cầu của bề mặt	Ɛ	-	0,9	-	Phụ lục D	Không

Bảng 6 đưa ra ký hiệu định danh cho hằng số.

Bảng 6 - Ký hiệu định danh cho hằng số

Tên	Ký hiệu	Đơn vị	Giá trị	Khoảng	Nguồn gốc	Thay đổi
Hằng số Stefan-Boltzmann	σ	w/(m².K⁴)	5,67x10^-⁸	-	-	Không

Dữ liệu đầu vào về sản phẩm yêu cầu cho việc tính toán hệ số truyền nhiệt được mô tả trong tiêu chuẩn này sẽ là dữ liệu do các nhà sản xuất cung cấp nếu chúng được công bố theo tiêu chuẩn sản phẩm EN hoặc EN ISO liên quan hoặc tương đương ISO hoặc tiêu chuẩn quốc gia.

Dữ liệu đầu vào khác, ví dụ: Dữ liệu về kích thước yêu cầu của các lớp hoặc các bộ phận cho phương pháp tính mô tả trong tiêu chuẩn này sẽ lấy theo thiết kế của các cấu kiện với tất cả chi tiết được quy định trong tiêu chuẩn này.

6.4 Nguyên tắc của quy trình tính đơn giản hóa

Phương pháp tính có nguyên tắc như sau:

a) Tính nhiệt trở của từng phần đồng nhất về nhiệt hoặc không đồng nhất về nhiệt của cấu kiện tòa nhà;

b) Kết hợp các nhiệt trở của từng phần riêng biệt này để thu được tổng Nhiệt trở của cấu kiện tòa nhà bao gồm cả tác động của các nhiệt trở bề mặt (tại nơi thích hợp);

c) Tính hệ số truyền nhiệt theo công thức nêu trong 6.5.2;

d) Áp dụng việc hiệu chỉnh đối với hệ số truyền nhiệt theo Phụ lục F nếu hiệu chỉnh tổng cộng vượt quá 3 % của hệ số truyền nhiệt tính toán.

Các nhiệt trở của các vật liệu riêng biệt trong các lớp không đồng nhất của một cấu kiện tòa nhà được tính theo 6.7.1.1 và sau đó được sử dụng như trung bình số học của các giới hạn trên và dưới của nhiệt trở theo 6.7.2.2. Tổng Nhiệt trở của cấu kiện tòa nhà được tính theo 6.7.2.

Giá trị của nhiệt trở bề mặt nêu ra trong 6.8 là thích hợp trong hầu hết các trường hợp. Phụ lục C đưa ra các quy trình chi tiết đối với bề mặt phát xạ thấp, tốc độ gió bên ngoài đặc trưng và bề mặt không phẳng. Lớp không khí có chiều dày tới 0,3 m có thể được coi như đồng nhất về nhiệt đối với các mục đích của tiêu chuẩn này. Các giá trị Nhiệt trở của các lớp không khí dày rộng không được thông gió với các bề mặt phát xạ cao được đưa ra trong 6.9.2. Phụ lục D cung cấp các quy trình cho các trường hợp khác. Hệ số truyền nhiệt được tính theo cách này áp dụng giữa các môi trường ở cả hai phía của bộ phận đang xem xét, ví dụ: Môi trường bên trong và môi trường bên ngoài, hai môi trường bên trong trong trường hợp có vách ngăn bên trong, một môi trường bên trong và một không gian không được sưởi ấm. Điều 6.10 đưa ra các quy trình đơn giản hóa để xử lý coi một không gian không được sưởi ấm như là một nhiệt trở.

CHÚ THÍCH: Việc tính lưu lượng dòng nhiệt thường được thực hiện sử dụng nhiệt độ vận hành (thường xấp xỉ bằng trung bình số học của nhiệt độ không khí và nhiệt độ bức xạ trung bình) đại diện cho môi trường bên trong tòa nhà và nhiệt độ không khí đại diện cho môi trường bên ngoài. Các định nghĩa khác về nhiệt độ của một môi trường cũng được sử dụng nếu thích hợp với mục đích tính toán. Xem Phụ lục C.

6.5 Hệ số truyền nhiệt

6.5.1 Phương pháp tính chi tiết

Trong trường hợp phương pháp tính chi tiết, hệ số truyền nhiệt là kết quả đầu ra của việc tính toán theo TCVN 13102 (ISO 10211).

...

TÌNH TRẠNG VĂN BẢN (Update 30.06.2023)

TCVN 13101 : 2020: Còn hiệu lực

LINK 1 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 2 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

TCVN 13101 : 2020 (BẢN PDF)

LINK DOWNLOAD

TCVN 13101 : 2020 (BẢN WORD)