TCVN 13102:2020 - ISO 10211:2017 CẦU NHIỆT TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG - DÒNG NHIỆT VÀ NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT - TÍNH TOÁN CHI TIẾT

 



TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13102:2020
ISO 10211:2017

CẦU NHIỆT TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG - DÒNG NHIỆT VÀ NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT - TÍNH TOÁN CHI TIẾT

Thermal bridges of building construction - Heat flows and surface temperatures - Detailed calculations

Lời nói đầu

TCVN 13102:2020 hoàn toàn tương đương với ISO 10211:2017 (E).

TCVN 13102:2020 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 phn 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 lưng 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 để đảm bảo tính nhất quán tổng th, 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 tưng 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 đưa ra các chỉ dẫn kỹ thuật đối với một mô hình hình học của một cầu nhiệt cho việc tính toán bằng phương pháp số các hệ số truyền nhiệt tuyến tính, các hệ số truyền nhiệt điểm và các nhiệt độ bề mặt trong.

Bảng 1 cho biết v 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 th

Tòa nhà

Các h thống kỹ thuật của tòa nhà

Mô đun phụ

Mô tả

 

Mô tả

 

Mô tả

i ấm

Làm mát

Thông gió

Làm ẩm

Khửm

Cấp nước

Chiếu sáng

Kiểm soát và tự động hóa tòa nhà

Quang điện, gió

Mô đun phụ 1

 

M1

 

M2

 

M3

M4

M5

M6

M7

M8

M9

M10

M11

1

Tổng quát

 

Tổng quát

 

Tng quát

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Thuật ngữ và đnh nghĩa chung; ký hiệu, đơn vị và ch số

 

Nhu cầu năng lượng tòa nhà

 

Nhu cầu

 

 

 

 

 

 

 

a

 

3

Các ứng dụng

 

(Tnguyện) Các điu kiện trong nhà không có hệ thng

 

Ti và công suất tối đa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

Cách thể hiện hiệu qu năng lượng

 

Cách thể hiện hiệu quả năng lượng

 

Cách thể hiện hiệu quả năng lượng

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

Loại tòa nhà và ranh giới tòa nhà

 

Truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt

TCVN 13102 (ISO 10211)

Phát thải và kiểm soát

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

Mức sử dụng tòa nhà và các điu kiện vận hành

 

Truyền nhit bằng rò lọt khí và thông gió

 

Phân bố và kiểm soát

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

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

 

Thu nhn nhiệt bên trong

 

lưu giữ và kiểm soát

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

Các vùng của tòa nhà

 

Thu nhận nhiệt mặt tri

 

Phát năng lượng và kiểm soát

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

Hiệu quả năng lượng tính toán

 

Động học tòa nhà (nhiệt khối)

 

Điu độ tải các điều kiện vận hành

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

Hiệu qu năng lượng đo lường

 

Hiệu quả năng lượng đo lường

 

Hiệu quả năng lượng đo ng

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

Kiểm tra

 

Kim tra

 

Kiểm tra

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

Cách th hiện tiện nghi trong nhà

 

 

 

BMS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

Các điều kiện môi trường bên ngoài

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

Tính toán kinh tế

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a không áp dụng các mô đun trong ô bôi đậm

 

CẦU NHIỆT TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG - DÒNG NHIỆT VÀ NHIỆT Đ BMẶT - TÍNH TOÁN CHI TIẾT

Thermal bridges of building construction - Heat flows and surface temperatures -
Detailed calculations

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này cung cấp chỉ dẫn kỹ thuật cho mô hình hình học ba chiều và hai chiều của một cầu nhiệt phục vụ việc tính toán:

- dòng nhiệt để đánh giá toàn bộ tổn thất nhiệt từ một tòa nhà hoặc một phần tòa nhà, và

- nhiệt độ bề mặt tối thiểu để đánh giá nguy cơ ngưng tụ ẩm bề mặt.

Chỉ dẫn kỹ thuật bao gồm ranh giới hình học và sự phân chia nhỏ của mô hình, điều kiện biên về nhiệt và giá trị nhiệt và quan hệ được sử dụng.

Tiêu chun này dựa trên giả thiết sau:

- tất cả các tính chất vật lý không phụ thuộc vào nhiệt độ;

- không có các nguồn nhiệt bên trong cấu kiện tòa nhà;

Tiêu chuẩn này cũng được sử dụng để suy ra hệ số truyền nhiệt tuyến tính và truyền nhiệt điểm và hệ số nhiệt độ bề mặt.

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 13101 (ISO 6946), Building components and building elements -Thermal resistance and thermal transmittance - Calculation method (Bộ phận và cấu kiện tòa nhà - Nhiệt trở và hệ số truyền nhiệt - Phương pháp tính toán)

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 và truyền nhiệt thông gió - Phương pháp tính)

ISO 13370, Energy performance of building - Heat transfer via the ground - Calculation methods (Hiệu quả năng lượng của tòa nhà - Truyền nhiệt qua nền đất - Phương pháp tính)

ISO 13788, Hygrothermal performance of building components and building elements - Internal surface temperature to avoid critical surface humidity and interstitial condensation - Calculation methods (Đặc trưng nhiệt ẩm của tòa nhà - Các bộ phận và cấu kiện của tòa nhà - Nhiệt độ bề mặt trong để tránh độ ẩm bề mặt tới hạn và khe ngưng tụ)

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 tiều 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 chun EPB.

3  Thuật ngữ và định nghĩa

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

3.1

Cầu nhiệt (Thermal bridge)

Phần của vỏ bao che tòa nhà, có nhiệt trở đồng nhất bị thay đổi đáng kể do sự thâm nhập toàn bộ hoặc một phần các loại vật liệu có một hệ số dẫn nhiệt khác, và/ hoặc do sự thay đổi chiều dày của kết cấu, và/ hoặc sự chênh lệch giữa diện tích bên trong và bên ngoài thường xuất hiện tại các vị trí tiếp nối của tường/ sàn/ trần.

3.2

Cầu nhiệt tuyến tính (Linear thermal bridge)

Cầu nhiệt (3.1) với mặt cắt ngang không đổi dọc theo một trục của hệ trục tọa độ vuông góc ba chiều.

3.3

Cầu nhiệt điểm (Point thermal bridge)

Cầu nhiệt cục bộ (3.1) mà ảnh hưởng của nó có thể được biểu diễn bằng một hệ số truyền nhiệt điểm (3.20).

3.4

Mô hình hình học ba chiều (Three-dimensional geometrical model 3-D geometrical model)

Mô hình hình học được suy ra từ các sơ đồ tòa nhà sao cho với mỗi một hệ trục tọa độ vuông góc, mặt cắt ngang vuông góc với trục đó thay đổi bên trong ranh giới của mô hình.

CHÚ THÍCH 1: Xem Hình 1.

3.5

Phần tử biên ba chiều (Three-dimensional flanking element 3-D flanking element)

Phần của một mô hình hình học 3-D (3.4) khi xem xét độc lập có thể biểu diễn bằng mô hình 2-D.

CHÚ THÍCH 1: Xem Hình 1 và Hình 2.

3.6

Phần tử trung tâm ba chiều (Three-dimensional Central element 3-D Central element)

Phần của một mô hình hình học 3-D (3.4) nhưng không phải là một phần tử biên 3-D (3.5).

CHÚ THÍCH 1: Xem Hình 1.

CHÚ THÍCH 2: Phần tử trung tâm được biểu diễn bằng một mô hình hình học 3-D (3.4).

3.7

Mô hình hình học hai chiều (Two-dimensional geometrical model 2-D geometrical model)

Mô hình hình học được suy ra từ các sơ đồ tòa nhà sao cho với mỗi một trục tọa độ vuông góc, mặt cắt ngang vuông góc với trục đó không thay đổi bên trong ranh giới của mô hình.

CHÚ THÍCH 1: Xem Hình 2.

CHÚ THÍCH 2: Mô hình hình học 2-D sử dụng cho các tính toán hai chiều.

3.8

Phần tử biên hai chiều (Two-dimensional flanking element 2-D flanking element)

Phần của một mô hình hình học 2-D (3.7) khi xem xét độc lập bao gồm mặt phẳng, các lớp vật liệu song song.

CHÚ THÍCH 1: Mặt phẳng, các lớp vật liệu song song có thể đồng nhất hoặc không đồng nhất.

3.9

Phần tử trung tâm hai chiều (Two-dimensional Central element 2-D Central element)

Phần của một mô hình hình học 2-D (3.7) nhưng không phải là một phần tử biên 2-D (3.8).

3.10

Mặt phng kết cấu xây dựng (construction plane)

Mặt phẳng trong mô hình hình học 3-D (3.4) hoặc mô hình hình học 2-D (3.7) phân tách các vật liệu khác nhau và/ hoặc mô hình hình hình học ra khỏi phần còn lại của kết cấu xây dựng và/ hoặc các phần tử biên khỏi các phần tử trung tâm.

CHÚ THÍCH 1: Xem Hình 3.

3.11

Mặt cắt phân chia (Cut-off plane)

Mặt phẳng kết cấu xây dựng (3.10) là một ranh giới của mô hình hình học 3-D (3.4) hoặc 2-D (3.7) bằng cách phân chia mô hình khỏi phần còn lại của kết cấu xây dựng.

CHÚ THÍCH 1: Xem Hình 3.

3.12

Mặt phẳng phụ trợ (Auxiliary plane)

Mặt phẳng bổ sung cho mặt phẳng kết cấu xây dựng (3.10) chia mô hình hình học thành một số ô.

3.13

Lớp gần đồng nhất (Quasi-homogeneous layer)

Lớp bao gồm từ hai hoặc nhiều loại vật liệu có hệ số dẫn nhiệt khác nhau, nhưng có thể được coi là đồng nhất với hệ số dẫn nhiệt tương đương.

CHÚ THÍCH 1: Xem Hình 4.

3.14  Hệ số nhiệt độ tại bề mặt trong (Temperature factor at internal surface)

Chênh lệch giữa nhiệt độ bề mặt bên trong và bên ngoài chia cho chênh lệch giữa nhiệt độ bên trong và bên ngoài, được tính với một nhiệt trở bề mặt Rsi tại bề mặt trong.

3.15

Hệ số trọng số nhiệt độ (Temperature weighting factor)

Hệ số trọng số biu thị ảnh hưởng tương ứng của nhiệt độ của các môi trường nhiệt khác nhau đến nhiệt độ bề mặt tại điểm đang xem xét.

3.16

Nhiệt độ ranh giới bên ngoài (External boundary temperature)

Nhiệt độ không khí bên ngoài, giả thiết rằng nhiệt độ không khí và nhiệt độ bức xạ lên bề mặt là bằng nhau.

3.17

Nhiệt độ ranh giới bên trong (Internal boundary temperature)

Nhiệt độ vận hành được lấy như giá tr trung bình số học của nhiệt độ bên trong và nhiệt độ bức xạ trung bình của tất cả các bề mặt bao quanh môi trường bên trong.

3.18

Hệ số cặp nối nhiệt (Thermal coupling coefficient)

Lưu lượng dòng nhiệt trên chênh lệch nhiệt độ giữa hai môi trường có liên kết nhiệt với nhau qua kết cấu xây dựng đang xem xét.

3.19

Hệ số truyền nhiệt tuyến tính (Linear thermal transmittance)

Lưu lượng dòng nhiệt ở trạng thái ổn định so với lưu lượng dòng nhiệt tham chiếu được tính toán mà không xét đến cầu nhiệt (3.1) chia cho chiều dài và chênh lệch nhiệt độ giữa các môi trường ở cả hai phía của một cầu nhiệt tuyến tính (3.2).

CHÚ THÍCH 1: Hệ số truyền nhiệt tuyến tính là một đại lượng cho biết ảnh hưởng của một cầu nhiệt tuyến tính đến tổng dòng nhiệt.

3.20

Hệ số truyền nhiệt điểm (Point thermal transmittance)

Lưu lượng dòng nhiệt ở trạng thái ổn định so với lưu lượng dòng nhiệt tham chiếu được tính toán mà không xét đến cầu nhiệt (3.1) chia cho chênh lệch nhiệt độ giữa các môi trường ở cả hai phía của một cầu nhiệt điểm (3.3).

CHÚ THÍCH 1: Hệ số truyền nhiệt điểm là một đại lượng cho biết ảnh hưởng của một cầu nhiệt điểm đến tổng dòng nhiệt.

3.21

Tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng của tòa nhà (EPB Standard)

Tiêu chuẩn phù hợp với các yêu cầu quy định trong ISO 52000-1, CEN/TS 16628[5] và CEN/TS 16629[6]

CHÚ THÍCH 1: Ba tiêu chuẩn 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 y 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].



CHÚ DN:

F1, F2, F3, F4, F5     Các phần tử biên 3-D

C                              Phần tử trung tâm 3-D

CHÚ THÍCH: Các phần tử biên 3-D có các mặt cắt ngang không đổi vuông góc với ít nhất một trục; phần từ trung tâm 3-D là phần còn lại.

Hình 1 - Mô hình hình học 3-D có 5 phần tử biên 3-D và một phần tử trung tâm 3-D



CHÚ DẪN:

F1, F2, F3, F4, F5     Các phần tử biên 3-D

CHÚ THÍCH: F2 đến F5 xem Hình 1.

Hình 2 - Các mặt cắt ngang của các phần tử biên 3-D trong một mô hình hình học 3-D được xử lý như là các mô hình hình học 2-D



CHÚ DN:

Cx Các mặt phẳng kết cấu xây dựng vuông góc với trục x

Cy Các mặt phẳng kết cấu xây dựng vuông góc với trục y

Cz Các mặt phẳng kết cấu xây dựng vuông góc với trục z

CHÚ THÍCH: Các mặt cắt phân chia được biểu thbằng các mũi tên lớn; mặt phẳng phân tách các phần tử biên khỏi phần tử trung tâm được khoanh tròn.

Hình 3 - Ví dụ một mô hình hình học 3-D cho biết các mặt phẳng kết cấu xây dựng



Hình 4 - Ví dụ về một cầu nhiệt điểm nhỏ làm gia tăng dòng nhiệt ba chiều được hợp nhất vào trong một lớp gần đồng nhất

4  Ký hiệu và chỉ số dưới

4.1  Ký hiệu

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

Ký hiệu

Đại lượng

Đơn vị

A

Diện tích

m2

B

Kích thước đặc trưng của sàn

m

b

Chiều rộng

m

d

Chiều dày

m

f

Hệ số nhiệt độ tại bề mặt trong

-

g

Hệ số trọng số nhiệt độ

-

h

Chiều cao

m

L

Hệ số cặp nối nhiệt

W/(m.K)

L2D

Hệ số cặp nối nhiệt từ mô hình tính hai chiều

W/(m.K)

L3D

Hệ số cặp nối nhiệt từ mô hình tính ba chiều

W/K

l

Chiều dài

m

N

Số

-

Q

Cường độ dòng nhiệt

w/m2

R

Nhiệt tr

m2.K/W

T

Nhiệt độ nhiệt động học

K

t

Thời gian

Tháng

U

Hệ số truyền nhiệt

W/(m2.K)

V

Thể tích

m3

w

Chiều dày tường

m

z

Chiều sâu của bề mặt sàn dưới cao độ nền

m

Φ

Lưu lượng dòng nhiệt

W

λ

Hệ số dẫn nhiệt

W/(m.K)

θ

Nhiệt độ Celsius

°C

Δθ

Chênh lệch nhiệt độ

K

χ

Hệ số truyền nhiệt điểm

W/K

ψ

Hệ số truyền nhiệt tuyến tính

W/(m.K)

4.2  Chỉ số dưới

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

Ch số dưới

Định nghĩa

b

Tầng hầm, dưới cao độ nền

c

Bộ phận

e

Bên ngoài

f

Sàn

g

Lớp không khí, khe không khí (8.6)

g

Nền đất (12.4)

ie

Từ bên trong ra bên ngoài

iu

Từ bên trong đến không được sưởi ấm

int

Bên trong

min

Tối thiểu

pe

Hệ số truyền nhiệt chu kỳ bên ngoài

se

Bề mặt ngoài

si

Bề mặt trong

t

Bao gồm cầu nhiệt (tổng cộng)

tb

Cầu nhiệt

ue

Từ không được sưởi ấm ra bên ngoài

w

Tường

0

Không có cầu nhiệt

5  Mô tả phương pháp

5.1  Đầu ra

Kết quả đầu ra của tiêu chuẩn này là hệ số truyền nhiệt tuyến tính, hệ số truyền nhiệt điểm và nhiệt độ bề mặt trong. Công thức tính toán được nêu trong Điều 10 đến Điều 13.

5.2  Mô tả tổng quát

Phân bố nhiệt độ bên trong và dòng nhiệt truyền qua một kết cấu xây dựng có thể tính được nếu biết trước các điều kiện biên và các chi tiết của kết cấu xây dựng. Vì mục đích này, mô hình hình học được chia thành một số các ô vật liệu liền kề, mỗi ô có một hệ số dẫn nhiệt đồng nhất. Điều 7 đưa ra tiêu chí cần phải đáp ứng khi thiết lập mô hình.

Điều 8 giới thiệu hướng dẫn xác định giá trị của hệ số dẫn nhiệt và điều kiện biên.

Phân b nhiệt độ được xác định hoặc theo một phương pháp tính lặp hoặc bằng một phương pháp giải trực tiếp, sau khi giải thì phân bố nhiệt độ bên trong các ô vật liệu được xác định theo phép nội suy. Quy tắc tính toán và phương pháp xác định phân bố nhiệt độ được nêu trong Điều 9.

CHÚ THÍCH: ISO 10077-2 đưa ra các quy trình tính riêng đối với các khung cửa sổ.

...



TÌNH TRẠNG VĂN BẢN (Update 30.06.2023)


TCVN 13102:2020: 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 13102:2020 (BẢN PDF)


LINK DOWNLOAD


TCVN 13102:2020 (BẢN WORD)


LINK DOWNLOAD

 



TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13102:2020
ISO 10211:2017

CẦU NHIỆT TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG - DÒNG NHIỆT VÀ NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT - TÍNH TOÁN CHI TIẾT

Thermal bridges of building construction - Heat flows and surface temperatures - Detailed calculations

Lời nói đầu

TCVN 13102:2020 hoàn toàn tương đương với ISO 10211:2017 (E).

TCVN 13102:2020 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 phn 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 lưng 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 để đảm bảo tính nhất quán tổng th, 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 tưng 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 đưa ra các chỉ dẫn kỹ thuật đối với một mô hình hình học của một cầu nhiệt cho việc tính toán bằng phương pháp số các hệ số truyền nhiệt tuyến tính, các hệ số truyền nhiệt điểm và các nhiệt độ bề mặt trong.

Bảng 1 cho biết v 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 th

Tòa nhà

Các h thống kỹ thuật của tòa nhà

Mô đun phụ

Mô tả

 

Mô tả

 

Mô tả

i ấm

Làm mát

Thông gió

Làm ẩm

Khửm

Cấp nước

Chiếu sáng

Kiểm soát và tự động hóa tòa nhà

Quang điện, gió

Mô đun phụ 1

 

M1

 

M2

 

M3

M4

M5

M6

M7

M8

M9

M10

M11

1

Tổng quát

 

Tổng quát

 

Tng quát

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Thuật ngữ và đnh nghĩa chung; ký hiệu, đơn vị và ch số

 

Nhu cầu năng lượng tòa nhà

 

Nhu cầu

 

 

 

 

 

 

 

a

 

3

Các ứng dụng

 

(Tnguyện) Các điu kiện trong nhà không có hệ thng

 

Ti và công suất tối đa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

Cách thể hiện hiệu qu năng lượng

 

Cách thể hiện hiệu quả năng lượng

 

Cách thể hiện hiệu quả năng lượng

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

Loại tòa nhà và ranh giới tòa nhà

 

Truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt

TCVN 13102 (ISO 10211)

Phát thải và kiểm soát

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

Mức sử dụng tòa nhà và các điu kiện vận hành

 

Truyền nhit bằng rò lọt khí và thông gió

 

Phân bố và kiểm soát

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

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

 

Thu nhn nhiệt bên trong

 

lưu giữ và kiểm soát

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

Các vùng của tòa nhà

 

Thu nhận nhiệt mặt tri

 

Phát năng lượng và kiểm soát

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

Hiệu quả năng lượng tính toán

 

Động học tòa nhà (nhiệt khối)

 

Điu độ tải các điều kiện vận hành

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

Hiệu qu năng lượng đo lường

 

Hiệu quả năng lượng đo lường

 

Hiệu quả năng lượng đo ng

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

Kiểm tra

 

Kim tra

 

Kiểm tra

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

Cách th hiện tiện nghi trong nhà

 

 

 

BMS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

Các điều kiện môi trường bên ngoài

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

Tính toán kinh tế

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a không áp dụng các mô đun trong ô bôi đậm

 

CẦU NHIỆT TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG - DÒNG NHIỆT VÀ NHIỆT Đ BMẶT - TÍNH TOÁN CHI TIẾT

Thermal bridges of building construction - Heat flows and surface temperatures -
Detailed calculations

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này cung cấp chỉ dẫn kỹ thuật cho mô hình hình học ba chiều và hai chiều của một cầu nhiệt phục vụ việc tính toán:

- dòng nhiệt để đánh giá toàn bộ tổn thất nhiệt từ một tòa nhà hoặc một phần tòa nhà, và

- nhiệt độ bề mặt tối thiểu để đánh giá nguy cơ ngưng tụ ẩm bề mặt.

Chỉ dẫn kỹ thuật bao gồm ranh giới hình học và sự phân chia nhỏ của mô hình, điều kiện biên về nhiệt và giá trị nhiệt và quan hệ được sử dụng.

Tiêu chun này dựa trên giả thiết sau:

- tất cả các tính chất vật lý không phụ thuộc vào nhiệt độ;

- không có các nguồn nhiệt bên trong cấu kiện tòa nhà;

Tiêu chuẩn này cũng được sử dụng để suy ra hệ số truyền nhiệt tuyến tính và truyền nhiệt điểm và hệ số nhiệt độ bề mặt.

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 13101 (ISO 6946), Building components and building elements -Thermal resistance and thermal transmittance - Calculation method (Bộ phận và cấu kiện tòa nhà - Nhiệt trở và hệ số truyền nhiệt - Phương pháp tính toán)

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 và truyền nhiệt thông gió - Phương pháp tính)

ISO 13370, Energy performance of building - Heat transfer via the ground - Calculation methods (Hiệu quả năng lượng của tòa nhà - Truyền nhiệt qua nền đất - Phương pháp tính)

ISO 13788, Hygrothermal performance of building components and building elements - Internal surface temperature to avoid critical surface humidity and interstitial condensation - Calculation methods (Đặc trưng nhiệt ẩm của tòa nhà - Các bộ phận và cấu kiện của tòa nhà - Nhiệt độ bề mặt trong để tránh độ ẩm bề mặt tới hạn và khe ngưng tụ)

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 tiều 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 chun EPB.

3  Thuật ngữ và định nghĩa

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

3.1

Cầu nhiệt (Thermal bridge)

Phần của vỏ bao che tòa nhà, có nhiệt trở đồng nhất bị thay đổi đáng kể do sự thâm nhập toàn bộ hoặc một phần các loại vật liệu có một hệ số dẫn nhiệt khác, và/ hoặc do sự thay đổi chiều dày của kết cấu, và/ hoặc sự chênh lệch giữa diện tích bên trong và bên ngoài thường xuất hiện tại các vị trí tiếp nối của tường/ sàn/ trần.

3.2

Cầu nhiệt tuyến tính (Linear thermal bridge)

Cầu nhiệt (3.1) với mặt cắt ngang không đổi dọc theo một trục của hệ trục tọa độ vuông góc ba chiều.

3.3

Cầu nhiệt điểm (Point thermal bridge)

Cầu nhiệt cục bộ (3.1) mà ảnh hưởng của nó có thể được biểu diễn bằng một hệ số truyền nhiệt điểm (3.20).

3.4

Mô hình hình học ba chiều (Three-dimensional geometrical model 3-D geometrical model)

Mô hình hình học được suy ra từ các sơ đồ tòa nhà sao cho với mỗi một hệ trục tọa độ vuông góc, mặt cắt ngang vuông góc với trục đó thay đổi bên trong ranh giới của mô hình.

CHÚ THÍCH 1: Xem Hình 1.

3.5

Phần tử biên ba chiều (Three-dimensional flanking element 3-D flanking element)

Phần của một mô hình hình học 3-D (3.4) khi xem xét độc lập có thể biểu diễn bằng mô hình 2-D.

CHÚ THÍCH 1: Xem Hình 1 và Hình 2.

3.6

Phần tử trung tâm ba chiều (Three-dimensional Central element 3-D Central element)

Phần của một mô hình hình học 3-D (3.4) nhưng không phải là một phần tử biên 3-D (3.5).

CHÚ THÍCH 1: Xem Hình 1.

CHÚ THÍCH 2: Phần tử trung tâm được biểu diễn bằng một mô hình hình học 3-D (3.4).

3.7

Mô hình hình học hai chiều (Two-dimensional geometrical model 2-D geometrical model)

Mô hình hình học được suy ra từ các sơ đồ tòa nhà sao cho với mỗi một trục tọa độ vuông góc, mặt cắt ngang vuông góc với trục đó không thay đổi bên trong ranh giới của mô hình.

CHÚ THÍCH 1: Xem Hình 2.

CHÚ THÍCH 2: Mô hình hình học 2-D sử dụng cho các tính toán hai chiều.

3.8

Phần tử biên hai chiều (Two-dimensional flanking element 2-D flanking element)

Phần của một mô hình hình học 2-D (3.7) khi xem xét độc lập bao gồm mặt phẳng, các lớp vật liệu song song.

CHÚ THÍCH 1: Mặt phẳng, các lớp vật liệu song song có thể đồng nhất hoặc không đồng nhất.

3.9

Phần tử trung tâm hai chiều (Two-dimensional Central element 2-D Central element)

Phần của một mô hình hình học 2-D (3.7) nhưng không phải là một phần tử biên 2-D (3.8).

3.10

Mặt phng kết cấu xây dựng (construction plane)

Mặt phẳng trong mô hình hình học 3-D (3.4) hoặc mô hình hình học 2-D (3.7) phân tách các vật liệu khác nhau và/ hoặc mô hình hình hình học ra khỏi phần còn lại của kết cấu xây dựng và/ hoặc các phần tử biên khỏi các phần tử trung tâm.

CHÚ THÍCH 1: Xem Hình 3.

3.11

Mặt cắt phân chia (Cut-off plane)

Mặt phẳng kết cấu xây dựng (3.10) là một ranh giới của mô hình hình học 3-D (3.4) hoặc 2-D (3.7) bằng cách phân chia mô hình khỏi phần còn lại của kết cấu xây dựng.

CHÚ THÍCH 1: Xem Hình 3.

3.12

Mặt phẳng phụ trợ (Auxiliary plane)

Mặt phẳng bổ sung cho mặt phẳng kết cấu xây dựng (3.10) chia mô hình hình học thành một số ô.

3.13

Lớp gần đồng nhất (Quasi-homogeneous layer)

Lớp bao gồm từ hai hoặc nhiều loại vật liệu có hệ số dẫn nhiệt khác nhau, nhưng có thể được coi là đồng nhất với hệ số dẫn nhiệt tương đương.

CHÚ THÍCH 1: Xem Hình 4.

3.14  Hệ số nhiệt độ tại bề mặt trong (Temperature factor at internal surface)

Chênh lệch giữa nhiệt độ bề mặt bên trong và bên ngoài chia cho chênh lệch giữa nhiệt độ bên trong và bên ngoài, được tính với một nhiệt trở bề mặt Rsi tại bề mặt trong.

3.15

Hệ số trọng số nhiệt độ (Temperature weighting factor)

Hệ số trọng số biu thị ảnh hưởng tương ứng của nhiệt độ của các môi trường nhiệt khác nhau đến nhiệt độ bề mặt tại điểm đang xem xét.

3.16

Nhiệt độ ranh giới bên ngoài (External boundary temperature)

Nhiệt độ không khí bên ngoài, giả thiết rằng nhiệt độ không khí và nhiệt độ bức xạ lên bề mặt là bằng nhau.

3.17

Nhiệt độ ranh giới bên trong (Internal boundary temperature)

Nhiệt độ vận hành được lấy như giá tr trung bình số học của nhiệt độ bên trong và nhiệt độ bức xạ trung bình của tất cả các bề mặt bao quanh môi trường bên trong.

3.18

Hệ số cặp nối nhiệt (Thermal coupling coefficient)

Lưu lượng dòng nhiệt trên chênh lệch nhiệt độ giữa hai môi trường có liên kết nhiệt với nhau qua kết cấu xây dựng đang xem xét.

3.19

Hệ số truyền nhiệt tuyến tính (Linear thermal transmittance)

Lưu lượng dòng nhiệt ở trạng thái ổn định so với lưu lượng dòng nhiệt tham chiếu được tính toán mà không xét đến cầu nhiệt (3.1) chia cho chiều dài và chênh lệch nhiệt độ giữa các môi trường ở cả hai phía của một cầu nhiệt tuyến tính (3.2).

CHÚ THÍCH 1: Hệ số truyền nhiệt tuyến tính là một đại lượng cho biết ảnh hưởng của một cầu nhiệt tuyến tính đến tổng dòng nhiệt.

3.20

Hệ số truyền nhiệt điểm (Point thermal transmittance)

Lưu lượng dòng nhiệt ở trạng thái ổn định so với lưu lượng dòng nhiệt tham chiếu được tính toán mà không xét đến cầu nhiệt (3.1) chia cho chênh lệch nhiệt độ giữa các môi trường ở cả hai phía của một cầu nhiệt điểm (3.3).

CHÚ THÍCH 1: Hệ số truyền nhiệt điểm là một đại lượng cho biết ảnh hưởng của một cầu nhiệt điểm đến tổng dòng nhiệt.

3.21

Tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng của tòa nhà (EPB Standard)

Tiêu chuẩn phù hợp với các yêu cầu quy định trong ISO 52000-1, CEN/TS 16628[5] và CEN/TS 16629[6]

CHÚ THÍCH 1: Ba tiêu chuẩn 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 y 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].



CHÚ DN:

F1, F2, F3, F4, F5     Các phần tử biên 3-D

C                              Phần tử trung tâm 3-D

CHÚ THÍCH: Các phần tử biên 3-D có các mặt cắt ngang không đổi vuông góc với ít nhất một trục; phần từ trung tâm 3-D là phần còn lại.

Hình 1 - Mô hình hình học 3-D có 5 phần tử biên 3-D và một phần tử trung tâm 3-D



CHÚ DẪN:

F1, F2, F3, F4, F5     Các phần tử biên 3-D

CHÚ THÍCH: F2 đến F5 xem Hình 1.

Hình 2 - Các mặt cắt ngang của các phần tử biên 3-D trong một mô hình hình học 3-D được xử lý như là các mô hình hình học 2-D



CHÚ DN:

Cx Các mặt phẳng kết cấu xây dựng vuông góc với trục x

Cy Các mặt phẳng kết cấu xây dựng vuông góc với trục y

Cz Các mặt phẳng kết cấu xây dựng vuông góc với trục z

CHÚ THÍCH: Các mặt cắt phân chia được biểu thbằng các mũi tên lớn; mặt phẳng phân tách các phần tử biên khỏi phần tử trung tâm được khoanh tròn.

Hình 3 - Ví dụ một mô hình hình học 3-D cho biết các mặt phẳng kết cấu xây dựng



Hình 4 - Ví dụ về một cầu nhiệt điểm nhỏ làm gia tăng dòng nhiệt ba chiều được hợp nhất vào trong một lớp gần đồng nhất

4  Ký hiệu và chỉ số dưới

4.1  Ký hiệu

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

Ký hiệu

Đại lượng

Đơn vị

A

Diện tích

m2

B

Kích thước đặc trưng của sàn

m

b

Chiều rộng

m

d

Chiều dày

m

f

Hệ số nhiệt độ tại bề mặt trong

-

g

Hệ số trọng số nhiệt độ

-

h

Chiều cao

m

L

Hệ số cặp nối nhiệt

W/(m.K)

L2D

Hệ số cặp nối nhiệt từ mô hình tính hai chiều

W/(m.K)

L3D

Hệ số cặp nối nhiệt từ mô hình tính ba chiều

W/K

l

Chiều dài

m

N

Số

-

Q

Cường độ dòng nhiệt

w/m2

R

Nhiệt tr

m2.K/W

T

Nhiệt độ nhiệt động học

K

t

Thời gian

Tháng

U

Hệ số truyền nhiệt

W/(m2.K)

V

Thể tích

m3

w

Chiều dày tường

m

z

Chiều sâu của bề mặt sàn dưới cao độ nền

m

Φ

Lưu lượng dòng nhiệt

W

λ

Hệ số dẫn nhiệt

W/(m.K)

θ

Nhiệt độ Celsius

°C

Δθ

Chênh lệch nhiệt độ

K

χ

Hệ số truyền nhiệt điểm

W/K

ψ

Hệ số truyền nhiệt tuyến tính

W/(m.K)

4.2  Chỉ số dưới

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

Ch số dưới

Định nghĩa

b

Tầng hầm, dưới cao độ nền

c

Bộ phận

e

Bên ngoài

f

Sàn

g

Lớp không khí, khe không khí (8.6)

g

Nền đất (12.4)

ie

Từ bên trong ra bên ngoài

iu

Từ bên trong đến không được sưởi ấm

int

Bên trong

min

Tối thiểu

pe

Hệ số truyền nhiệt chu kỳ bên ngoài

se

Bề mặt ngoài

si

Bề mặt trong

t

Bao gồm cầu nhiệt (tổng cộng)

tb

Cầu nhiệt

ue

Từ không được sưởi ấm ra bên ngoài

w

Tường

0

Không có cầu nhiệt

5  Mô tả phương pháp

5.1  Đầu ra

Kết quả đầu ra của tiêu chuẩn này là hệ số truyền nhiệt tuyến tính, hệ số truyền nhiệt điểm và nhiệt độ bề mặt trong. Công thức tính toán được nêu trong Điều 10 đến Điều 13.

5.2  Mô tả tổng quát

Phân bố nhiệt độ bên trong và dòng nhiệt truyền qua một kết cấu xây dựng có thể tính được nếu biết trước các điều kiện biên và các chi tiết của kết cấu xây dựng. Vì mục đích này, mô hình hình học được chia thành một số các ô vật liệu liền kề, mỗi ô có một hệ số dẫn nhiệt đồng nhất. Điều 7 đưa ra tiêu chí cần phải đáp ứng khi thiết lập mô hình.

Điều 8 giới thiệu hướng dẫn xác định giá trị của hệ số dẫn nhiệt và điều kiện biên.

Phân b nhiệt độ được xác định hoặc theo một phương pháp tính lặp hoặc bằng một phương pháp giải trực tiếp, sau khi giải thì phân bố nhiệt độ bên trong các ô vật liệu được xác định theo phép nội suy. Quy tắc tính toán và phương pháp xác định phân bố nhiệt độ được nêu trong Điều 9.

CHÚ THÍCH: ISO 10077-2 đưa ra các quy trình tính riêng đối với các khung cửa sổ.

...



TÌNH TRẠNG VĂN BẢN (Update 30.06.2023)


TCVN 13102:2020: 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 13102:2020 (BẢN PDF)


LINK DOWNLOAD


TCVN 13102:2020 (BẢN WORD)


LINK DOWNLOAD

M_tả

M_tả

Không có nhận xét nào: