Uutiset:

Kirjoittaja Aihe: Talo_Oulu_mitoituspyyntö  (Luettu 3684 kertaa)

Poissa Rakentaja_oulu

  • Nuorempi jäsen
  • **
  • Viestejä: 15
  • Maalämpöfoorumi
Talo_Oulu_mitoituspyyntö
« : 16.09.18 - klo:20:13 »
Tässä olisi rakennusprojektin perustiedot
- Rakennuksen sijainti Suomen kartalla?Oulu/90650
- Rakentamisvuosi? 2019
- Onko patterilämmitys vai lattialämmitys?Lattialämmitys
- Ilmanvaihto, onko koneellinen iv. lämmöntalteenotolla, huippuimuri, painovoimainen ilmanvaihto? Koneellinen ilmanvaihto
- Lämmitettävän rakennuksen ulkomitat tai ulkoseinien yhteenlaskettu ulkopituus. 66m
- Ulkoseinien lämpöeristeen materiaali ja paksuus, ulkoseinän kokonaispaksuus? 25cm normi vahvuus
- Kerrosten lukumäärä (kellari, alakerta, yläkerta)? 1
- Lämpimien tilojen neliömäärät kerroksittain (väliseiniä yms. ei lasketa pois)? 155
- Huonekorkeudet kerroksittain? 280
- Alapohjan laatu, (maanvarainen, rossipohja jne..) sekä lämpöeristeen laatu ja paksuus? maanvarainen, 20cm
- Yläpohjan lämpöeristeen materiaali ja paksuus? noin50 cm
- Millaiset ikkunat (2– vai 3 lasiset)? Onko ikkunoiden ala huomattavasti normaalia suurempi tai pienempi? ikkunoita n.35m2 osa 0,8 eristysarvolla
- Onko muita lämmitettäviä tiloja, esim. autotalli? Onko rakennusten välillä lämmönsiirtokanaali ja kuinka pitkä? ei
- Tilojen lämpötilat? (Esim. puolilämmin autotalli, jossa +12C lämpö.) ei.

Maaperätutkimuksen mukaan maaperä on hiekkaa, jossa pohjavesi 0,5-1,1m syvyydellä pinnasta. Maapiirin putki olisi mahdollista kaivaa pohjaveden pinnan alle.
« Viimeksi muokattu: 17.09.18 - klo:16:41 kirjoittanut tomppeli »

Poissa tomppeli

  • Yleismoderaattori
  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 8 561
  • Vanha pieru!
Vs: Talo_Oulu_mitoituspyyntö
« Vastaus #1 : 17.09.18 - klo:16:34 »
Tervetuloa mukaan foorumille!
Koetin tehdä laskelman ja liitin siitä tulosteen omaan viestiisi.
Jos laskelman lähtötiedoissa on virheellisyyksiä, kerro niistä ja korjaan ne. Korjaaminen on helppoa.

Tässä laskelman tulos tiivistettynä:
Talo ”Rakentaja_oulu”   OULU   (Pohjois-Pohjanmaa)
LÄMMITYSTARVE ILMAN LÄMMINTÄ KÄYTTÖVETTÄ  -  MUT = -35 C
- Talo: Lattialämmitys, 22 C, 155 m2, 434 m3,      5,99 kW   19 237 kWh
RAKENNUKSEN  LÄMPÖHÄVIÖT  YHTEENSÄ   6,0 kW   19 237 kWh

VUOTUINEN LÄMMITYSTARVE:  ( LATTIALÄMMITYS  +31 C )
• Kiinteistö,  155 m2,  434 m3          4,8 COP   5,58 kW   19 237 kWh
- Lämmin käyttövesi         2,6 COP   0,87 kW   6 000 kWh
- Yhteensä         4,0 SCOP   6,5 kWh   25 237 kWh
- Vähennetään taloussähkön lämmitysvaikutus   -720 kWh   0,18 kW   24 517 kWh
- Ei huomioitu mitään lisälämmitysmuotoja    0 kWh   0,00 kW   24 517 kWh
- Pumpulla tuotetaan       6,50 kW   24 517 kWh
- Sähkövastuksella tuotettavaksi jää      0 kWh
  Yhteensä      24 517 kWh
Tarvittava lämmityslaitteen lämmitysteho      6,4 kW
- Valitun lämmityslaitteen lämmitysteho,  ( Optimiteho )      6,5 kW
- Valitun lämpöpumpun teho riittää saakka      -36 C
▪ Maasta kerätään    ( 4 COP)   5,1 kW   18 358 kWh
▪ Sähkölaitokselta tulee pumpun käyttösähköä      6 159 kWh
▪ Ostosähköä yhteensä  (pumpun käyttösähkö + vastuslämmitystä  0 kwh)      6 159 kWh
Tarvitaan 219 aktiivimetrin lämpökaivo. Keruun virtaus oltava vähintään 0,38 l/s (= 22,8 l/minuutissa).
Kaivon aktiivisyvyydellä tarkoitetaan sitä kaivon syvyyttä, jossa keruuputkisto on aina veden ympäröimänä.
Alla keruupiirin painehäviö sileäseinämäisille keräinputkille:
• Kaivon painehäviö 0,38 l/sek virtauksella ja 40 mm putkilla, ΔT = 3,3 K      0,37 bar (37 kPa)
• Kaivon painehäviö 0,38 l/sek virtauksella ja 45 mm putkilla, ΔT = 3,3 K      0,21 bar (21 kPa)
• Kaivon painehäviö 0,38 l/sek virtauksella ja 50 mm putkilla, ΔT = 3,3 K      0,13 bar (13 kPa)

Tai vaakakeruupiiri, märkä hiekka, 704 metriä  = 2 x 400 m PEM40x3,7  SINIRAITA.
Keruuputkien upotussyvyys vähintään 1,5 m.
Hiekka on lämmön keruun kannalta huono maalaji.
Jos maaperä on kuivahkoa hiekkaa tai moreenia, on syytä käyttää suurempaa upotussyvyyttä.
Syvemmällä on enemmän kosteutta.


Tämä laskelma on vain suuntaa antava; ei ole mikään takuumitoitus!               
...
Jos haluat, lähetän koko laskelman sinulle tavalliseen sähköpostiisi. Silloin voisit itse korjata virheelliset lähtötiedot.
Laskentaohjelman avaamiseen tarvitaan koneellesi ladattu ilmainen LibreOffice -toimisto-ohjelma.
Laskentapohja on myöskin ladattavissa täältä.

Tämäkin mitoituslaskelma on vain suuntaa antava; ei ole mikään takuumitoitus.
Luotettavimman suunnittelun ja mitoituksen saat paikalliselta alan ammattisuunnittelijalta.

Poissa Rakentaja_oulu

  • Nuorempi jäsen
  • **
  • Viestejä: 15
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Talo_Oulu_mitoituspyyntö
« Vastaus #2 : 18.09.18 - klo:13:30 »
Kiitos laskelmasta. Tuolla alueella tosiaan pohjavesi on 0,5m-1,1m syyvyydessä, joten lämmönkeruuputken saa reilusti pohjaveden pinnan alle. Minkälaista kosteuslukemaa laskuri käyttää?

Poissa tomppeli

  • Yleismoderaattori
  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 8 561
  • Vanha pieru!
Vs: Talo_Oulu_mitoituspyyntö
« Vastaus #3 : 18.09.18 - klo:14:33 »
Minkälaista kosteuslukemaa laskuri käyttää?
Hyvin yksinkertaista skaalaa,
- kuivahko,
- kostea,
- märkä,
- vetinen,
kun muunlaisia kosteuslukemia ei yleensä ole saatavissa.

Poissa Rakentaja_oulu

  • Nuorempi jäsen
  • **
  • Viestejä: 15
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Talo_Oulu_mitoituspyyntö
« Vastaus #4 : 18.09.18 - klo:15:54 »
Oliko tuosta maaperän energia arvoista joku tutkimustieto?  Jossain vanhassa keskustelussa viittasit tutkimukseen aiheesta.

Poissa tomppeli

  • Yleismoderaattori
  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 8 561
  • Vanha pieru!
Vs: Talo_Oulu_mitoituspyyntö
« Vastaus #5 : 18.09.18 - klo:19:41 »
Oliko tuosta maaperän energia arvoista joku tutkimustieto?  Jossain vanhassa keskustelussa viittasit tutkimukseen aiheesta.

Esimerkiksi tämä: http://www.swedgeo.se/globalassets/publikationer/varia/pdf/sgi-v511.pdf

Poissa Rakentaja_oulu

  • Nuorempi jäsen
  • **
  • Viestejä: 15
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Talo_Oulu_mitoituspyyntö
« Vastaus #6 : 21.09.18 - klo:20:24 »
Käyttääkö laskuri lukuarvoja tuosta ruotsalaisesta tutkimuksesta maapiirin mitoituksessa? Koitin löytää vastaavia, mutta en vain löydä.

Poissa tomppeli

  • Yleismoderaattori
  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 8 561
  • Vanha pieru!
Vs: Talo_Oulu_mitoituspyyntö
« Vastaus #7 : 22.09.18 - klo:08:10 »
Ei ihan suoraan. Tuokin dokumentti antaa arvot varsin laajalla skaalalla.
Tarkkaa arvoa on mahdotonta ilmoittaa, koska maaperän ominaisuudet ovat niin vaikeasti määritettävät.
Energiapotentiaalin vaikuttaa sekä varastoitunut energia, että lämmönjohtavuus.
Mukana on myöskin faasimuutoksesta (jäätyminen) saatava energia. Faasimuutos muuttaa myöskin lämmönjohtavuutta.
Lisäksi energiapotentiaaliin vaikuttaa kovasti maaperän lämpötila, joka on etelässä korkeampi, kuin pohjoisessa.

Käytän määrityksessä aika karkeaa asteikkoa.
Lisäksi asteikko muuttuu etelästä pohjoiseen mentäessä. Pohjoiseen sallitaan hiukan kylmempi maasta tulevan lämpötila, kuin etelään.

Vaakakeruupiiri ei ole yhtä kriittinen mitoitettava, kuin porakaivo.
Vaakakeruun ympäristö sietää paremmin jäätymistä ja on jopa lämmön keruun kannalta edullistakin.
Rajoitteena on se, että maahan menevän liuoksen lämpötila ei saisi alittaa -7 ... -8 C arvoa. Uhkana on höyrystimen jäätyminen.

Olisiko sinulla asiasta hyvää tutkimustietoa?

Poissa Rakentaja_oulu

  • Nuorempi jäsen
  • **
  • Viestejä: 15
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Talo_Oulu_mitoituspyyntö
« Vastaus #8 : 23.09.18 - klo:13:07 »
Ei ole parempia lähteitä kuin tuo jakamasi. Siinä käytetyt lähteet ruotsalaisen mitoitustavan osalta kiinnostavat.

Ruotsalaisesta mitoituksessa lähdetään tehon kautta. Siis w/putkimetri. Mitä kosteampi maa sitä enemmän siitä voi ottaa tehoa/putkimetri. Tämän lisäksi maa jaettu neljään vyöhykkeeseen, josta tulee kerroin tuolle teholle. Sitten vaikuttaa käyttötunnit ym.

Toisena mitoitus parametrina on vuosittainen energiamäärä/m2.
Tämä tulisi olla alle 50 KWh/m2(sivu 183), kaikille maa-aine ja kosteusmäärille. Luulisi, että märissä maissa olevan enemmän energiaa kuin kuivissa.
mutta toisessa taulukossa puhutaan riskistä ikijäähän Esim. Luleån korkeudella 90 KWh/m2 vuodessa, jos putket 0,8m ja pohjavesi 1,5m(sivu184)). Joku raja siinäkin on, että ei ehdi kesän aikana enää sulaa.

Yksi mielenkiintoinen yksityiskohta näkyy muutamassa taulukossa, että lämmönlähteenä hiekka pohjavedessä on lähes saven ja siltin veroinen. Kuivempana sitten huonompi.
-sivu 1 värmekapasitet
-sivu 54 lämmönjohtokyky
-sivu 56 jäänmuodostusenergia kuutiota kohti

Poissa Rakentaja_oulu

  • Nuorempi jäsen
  • **
  • Viestejä: 15
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Talo_Oulu_mitoituspyyntö
« Vastaus #9 : 29.01.19 - klo:17:58 »
Nyt on mielenkiintoinen lähde maapiirin mitoitukseen. Joni Lapin opinnäytetyö. Löytyy netistä.
Siinä esimerkiksi 79 sivulla seuraavasti, tietokone mallinnuksella on laskettu, suurin vuosittaisen lämmönoton määrä saadaan korkea saturaation hiekasta ja heti sen perässä tulee silttinen savi.
Lisäksi eri maalajien lämmönjohtokyky on esitetty liitteessä 4, tilavuuslämpökapasiteetti liitteessä 5, ja latenttilämpö liitteessä 6.

Tonttimme  alue on soiden ympäröimä ja kaupungin teettämässä maaperätutkimuksessa kerrotaan 0,5-1,1m syvällä olevasta pohjavestä alueella.
Maaperä on tonttikohtaisen maaperätutkimuksen mukaan routimatonta karkeaa hiekka.

Mitä arvoa suosittelisit käytettäväksi tilanteessa, että pohjavesi on n. metrin syvyydessä(alku ja loppu syksyltä kaksi mittausta, kahdesta eri kohdasta tonttia), mittaan keväällä vielä ennen lumien sulamista uudestaan. Maapiirinputket tulisi vähintään 30cm pohjaveden pinnan alle.

Laskurissasi Oulun korkeudelle vuosittaiset energia-arvot
vetinen siltti 38kwh/m
vetinen hiekka 21 kwh/m

Ihmetyttää ristiriita hiekan ja siltin välillä laskurin ja insinöörityön arvoissa.
Toki hiekassa pohjaveden korkeus muuttuu helpommin kuin siltissä, mutta jos on pidemmältä ajalta pohjaveden korkeusmittaustuloksia, niin voiko tuon hiekan arvon nostaa siltiksi tai jopa hieman ylikin?


Poissa tomppeli

  • Yleismoderaattori
  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 8 561
  • Vanha pieru!
Vs: Talo_Oulu_mitoituspyyntö
« Vastaus #10 : 30.01.19 - klo:12:25 »
Vaakakeruupiirin mitoittaminen on paljon haastavampaa, kuin kallioon poratun energiakaivon.
Tämä siksi, että maaperän rakennetta ja kosteutta ei tunneta liittävän hyvin.
Maaperän vesipitoisuudella on hyvin suuri merkitys saatavaan lämpöenergian määrään.
Kosteus myöskin vaihtelee vuodenaikojen mukana. Kevättalvella, kun energian tarve on suurin, on maaperän kosteus alhaisimmillaan.
Vesipitoisuus vaihtelee vuosittain ja riippuu sademääristä ja sateiden ajoittumisesta.
Kosteus muuttuu ympäristörakentamisen seurauksena. Vettä on enemmän syvemmällä maaperässä.
Jossain tulee vastaan pohjaveden taso, jolloin vesipitoisuus on maksimissaan. Pohjaveden korkeus vaihtelee vuoden aikojen mukaan ja vuosittain.
Mitoittaminen on tehtävä huonoimpien olosuhteiden (worst case) mukaan.

Vaakakeruun mitoituksessa huomioidaan sijainti, maaperän lämpötila, joka noudattelee paikallisen ilmaston keskilämpötilaa, routaraja, maaperän laatu, kosteuden määrä. Näille annetaan tietty painoarvo kullekin ja laskennan tuloksena pitäisi tulla W/m/a -arvo ja tarvittava keräimen upotussyvyys. Mitoituksessa tulee huomioida myöskin hetkellisesti suureksi nouseva kuorma. Tämä tulee aiheelliseksi silloin, kun vuotuinen kuormitus tapahtuu tyypillistä lyhyemmän ajan kuluessa. Näin käy silloin, kun lämmityskohteena on esimerkiksi teollisuushalli, jossa lämpötilaksi halutaan vaikkapa +5 C. Lämmityskausi jää tällöin huomattavasti lyhyemmäksi, kuin asuintilojen lämmityksessä.

Vaakakeruussa ei tapahdu sellaista lämpöenergian hiipumista, kuin tapahtuu energiakaivossa. Maan pintaosan lämpöenergia on peräisin aurinkoenergiasta, geoenergian määrä on lähes nolla. Vaakakeruuseen latautuu joka kesä uusi lämpöenergian varasto.

Mitoituskaavan tekeminen ehdottoman oikein laskevaksi edellyttäisi melkoista tutkimustyötä ja se on tietääkseni vielä tekemättä.
Laskentaohjelmassani olen koettanut löytää käytettävissäni oleviin tietoihin perustuvan kaavan, joka vuorenvarmasti ei ole ehdottoman oikea.
En ole löytänyt mistään yleispätevää ratkaisua vaakakeruun mitoitukseen.

Luin tuon mainitsemasi dokumentin, olen lukenut sen jo aikaisemminkin.
En pidä käyttökelpoisina hänen luvussa 2.2.1 kertomiin tietoihin. Noilla perusteilla mitoitettu lämpökaivo jäätyy.

Vaakakeruupiirien toimivuudesta on saavissa aika vähän dataa. Keräämällä kattavan datakannan keruupiirien toimivuudesta ja kohteiden maaperästä, saataisiin todennäköisesti syntymään hyvät perusteet kohtuullisen luotettavalle mitoittamiselle. Tuollaisen tehtävän toteuttaminen on yksityishenkilölle ylivoimainen. Tässäpä olisi mielenkiintoinen tehtävä jollekin instituutille.

Kiitos foorumilaisten, foorumille on kertynyt tietoa keruupiireistä. Olen sitäkin kovasti seuraillut, mutta ei se vielä riitä sellaiseksi tietonannaksi, jonka perusteella voisi alkaa laatimaan yhtälöä keruun mitoittamiseksi. Lämpökaivon jäätymisen raja sieltä jo alkaa hahmottumaan.

Vaakakeruun mitoittaminen on haastavaa, mutta toisaalta vaakakeruupiiri on armollisempi, kuin lämpökaivo. Vaakakeruupiirin jäätyminen ei yleensä vahingoita keruun putkistoa. Kaivossa asia on toisin.

Poissa Rakentaja_oulu

  • Nuorempi jäsen
  • **
  • Viestejä: 15
  • Maalämpöfoorumi
Vs: Talo_Oulu_mitoituspyyntö
« Vastaus #11 : 03.02.19 - klo:20:13 »
Et vastannut miksi vetinen hiekka ja siltti eroaa toisistaan laskurissa siltin hyväksi noin paljon, vaikka pohjaveden alla oleva hiekka on tutkitus siltin veroinen.
Mitä tapahtumaa vastaan mitoitus suoritetaan? Mitä siis tapahtuu, kun kyseinen energiamäärä on otettu maasta?
Mitoitustapa poikkeaa Ruotsalaisesta mitoituksesta. Kuka sen on keksinyt?

Poissa tomppeli

  • Yleismoderaattori
  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 8 561
  • Vanha pieru!
Vs: Talo_Oulu_mitoituspyyntö
« Vastaus #12 : 03.02.19 - klo:20:26 »
En pysty väittelemään tästä asiasta.