chapter-5 heating load

ေကာငးထကၫြန႔ Chapter-5 Heating Load Calculations

5-1

Chapter-5

Heating Load Calculations (RIT/YIT ေနာကဆးႏစ(၁၉၉၅) Air Conditioning ဘာသာရပ ျပဌာနးစာအပျဖစသည Air Conditioning

Principles and Systems an Energy Approach (4th Edition) by Edward G. Pita စာအပမ အခနး(၃)က ဘာသာျပနဆသည။)

Cooling load သ႔မဟတ heating load တြကရန အေဆာကအဥမား၌ အပကးေျပာငးမႈ(heat transfer) ျဖစေပၚပက ေသခာစြာ နားလညသေဘာေပါကရန လအပသည။ အပခခမႈ(resistance)ေကာငးေလ အပေလာကကး ႏငစြမး(conductivity) ညဖငးေလျဖစၿပး အပကးေျပာငးမႈ(heat transfer) နညးေလ ျဖစသည။

ျမနမာႏငငရ အႀကးစားအေဆာကအဥမား အားလးနးပါးတြင အပေပးသညစနစ(heating system) တပဆငထားသညက ေတြ႕ျမငရခသည။ အမားအားျဖင air conditioning system သာ တပဆငၾကသည။ Cooling load တြကရန လအပသည အေျခခသေဘာတရားမားက ေသခာစြာ အေသးစတနားလည သေဘာေပါကေစရန အတြက heating load အခနးက ဘာသာျပနဆျခငးျဖစသည။ တခ႕ေသာ အခကမားက cooling load calculation အခနး(chapter-6)တြင ရငးမျပထားပါ။

ဤအခနးသည အေအးပငးေဒသမားတြင တညေဆာကထားသည အေဆာကအဥမားအတြက လအပသည heating system အတြက heating load တြကနညးမား၊ ၄ငးတ႔ႏင သကဆငသည သေဘာတရားမား၊ အပစးကးမႈအေျခခမားက ေဖာျပထားသည။ ျမနမာ၊ စငကာပ၊ မေလးရား၊ ထငး စသညႏငငမားရ အေဆာကအဥမား တြင heating system တပဆငေလမရေသာေၾကာင တက႐ကမသကဆငေသာလညး air con system cooling load တြကရာတြင ဤအခနးသည မားစြာ အေထာကအကျပႏငေသာေၾကာင ထညသြငးေဖာျပျခငး ျဖစသည။

ဤအခနးက ေလလာၿပးေနာက ေအာကပါ သေဘာတရားမားက နားလညသေဘာေပါကႏငသည။ (၁) အေဆာကအဥေဆာကလပထားသည အစတအပငး(building component)မား၏ R တနဖး(R-value)ႏင U

တနဖး (U-value)မား ရာေဖြတတရန

(၂) မမတြကမည အေဆာကအဥ တညရရာေဒသႏင ကကညသညအခနးအတြငးႏင အခနးျပငပ ဒဇငး အပခနမား (indoor and outdoor design conditions)က ေရြးခယတတရန

(၃) အခနး(room)ႏင အေဆာကအဥ(building)တ႔တြင ျဖစေပၚမည heat transfer loss မားက တြကတတရန

Cooling Load Calculation Ver-15 ေကာငးထကၫြန႔

5-2

(၄) အခနး(room)ႏင အေဆာကအဥ(building)ထသ႔ စမဝငမည ျပငပေလႏင ထညေပးရမည ျပငပေလ (infiltration and ventilation)မားေၾကာင ျဖစေပၚမည heat transfer loss မားက တြကတတရန ႏင

(၅) အခနး(room)ႏင အေဆာကအဥ(building)တ႔အတြက heating load တြကတတရနတ႔ ျဖစသည။

ေဆာငးရာသ သ႔မဟတ အေဆာကအဥျပငပ အပခနနမသညအေျခအေနမားတြင အခနးမား၊ အေဆာက အဥအတြငး၌ သကေသာငသကသာျဖစေစမည အပခနက ထနးထားရနအတြက heating system တပဆငထားရန လအပသည။ ဤအခနးတြင အတကဆးႏင energy efficient အျဖစဆး heat load calculation နညးက ေဖာျပထားသည။ ျမနမာႏငငရ အေဆာကအဥမားတြင heating system တပဆငရန မလေသာလညး cooling load တြကနညးက ကြမးကငစြာ နားလညသေဘာေပါကရန၊ အေဆာကအဥ အတြငးမအျပငသ႔ သ႔မဟတ အျပငမ အတြငးသ႔ အပမားစးကးပက နားလညသေဘာေပါကရနအတြက heating load တြကခကနညးမားက မျဖစမေန ေလလာရန လအပသည။ Heating load တြကနညးက နားလညသေဘာေပါကမသာ cooling load တြကနညးႏင heating load တြကနညးတ႔၏ ကြာျခားခကက ဆကလကေလလာႏငလမမည။

၅.၁ Heating Load ျပငပအပခန အလြနနမသညအခါ အခနးအတြငးအပခန(indoor air temperature)က အလရသည

အပခနတြင ထနးထားရနအတြက heating system က စတငလညပတရန လအပသည။ ျပငပအပခန အလြန နမသညအခါ အခနးအတြငး အပခန ကဆငးသြားရသည အေျခခအေၾကာငးႏစမးမာ -

(၁) အပကးေျပာငးျခငး(heat transfer)ေၾကာင ျဖစသည။

(၂) အခနးအတြငးမ ေႏြးေနသညေလမား(warm inside air)သည နရမား(walls)၊ ျပတငးေပါကမား (windows)ႏင တျခားေနရာမား(other parts of the building envelope)က ျဖတ၍ ေအးေနသည ျပငပ (cold out side)သ႔ အပမားစးကးသြားသည။ အေဆာကအဥရ ေလမလသည အေပါကမား(openings) မတစဆင ျပငပေလေအးမား ယစမမႈ(leakage of cold air)ေၾကာင အခနးအတြငးသ႔ ေလေအးမား ဝငေရာက(building infiltration)လာကာ အပဆး႐ႈးမႈ ျဖစေပၚသည။

ထကသ႔ အပဆးရႈးမႈမား(heat losses)က တ႔ျပနရနအတြက ဆးရႈးသညအပႏင ပမာဏတညသည အပမားက အခနးအတြငးသ႔ အဆကမျပတ ထညေပးရန လအပသည။

အပစြမးအင ညမေနျခငးက energy equation ျဖင ေဖာျပႏငသည။ အခနး(room) သ႔မဟတ အေဆာကအဥ (building)အတြငးရ ေလက control volume အျဖစ သတမတသည။ အခနးထသ႔ ထညေပးရမည စြမးအင(energy added to the room air ( Ein )) သည heating system မ ထတေပးရမညအပပမဏ(heat supplied)ႏင တညရမည။ ထြကသြားသညအပပမာဏ(heat removed - Eout)သည အခနးအတြငးမ ဆး႐ႈးသည အပပမာဏ(heat loss - Qout) ျဖစသည။ သမးဆညးထားသည စြမးအင(stored energy) ေျပာငးလမႈ(Ech)သည အခနးတြငးရေလ(room air)၏ enthalpy(Hch) ေျပာငးလမႈ(change) ျဖစသည။

𝑬𝒄𝒉 = 𝑬𝒊𝒏 — 𝑬𝒐𝒖𝒕

we obtain 𝑯𝒄𝒉 = 𝑸𝒊𝒏 − 𝑸𝒐𝒖𝒕 (5.1)

where Hch = change in room air enthalpy Qin = heat supplied by heating system Qout = heat losses from room air to outside

အခနးတြငးရ ေလအပခန(room air temperature)သည enthalpy အေပၚတြင မတညသည။ Air enthalpy ကဆငး(decrease)လင အခနးအတြငးရ ေလအပခန(temperature) ကဆငး(decrease)သည။ အခနး အတြငးရ ေလအပခန(room air temperature)က အလရသည temperature တြင ထနးထားရနအတြက enthalpy တနဖးက မေျပာငးလေအာင(constant)ထနးထားရန လအပသည။ အခနးအပခန မေျပာငးလေစလလင


5-3

ဆးရႈးသြားသည အပပမာဏႏင ျပနထညေပးရမည အပပမာဏ တညရမည။ Energy equation က အသးျပ၍ ေအာကပါအတငး ေဖာျပႏငသည။

𝟎 = 𝑸𝒊𝒏 − 𝑸𝒐𝒖𝒕

𝑸𝒊𝒏 = 𝑸𝒐𝒖𝒕 (𝟓. 𝟐)

Where Hch = change in room air enthalpy Qin = heat supplied by heating system Qout = heat losses from room air to outside

ပ ၅-၁ Heat exchanges between room air and surroundings. If heat furnished to room (Qin) equals

heat lost from room (Qout ), room air temperature remains constant (Tch = 0).

ပ (၅-၁)တြင အခနးအတြငးသ႔ အပစးဝငပႏင အပမား ထြကသြားပ(heat flow into and out of a room)က ေဖာျပထားသည။ Equation 5.2 အရ room air enthalpy (တစနညးအားျဖင temperature)က အလရသညတနဖး(desired value)တြင မေျပာငးလေအာင(constant) ထနးထားရနအတြက heating system မ ထတေပးသည အပ(heat supply)သည အခနးမ ဆး႐ႈးသြားသညအပ(heat losses)ႏင ညမရမည။

ဤအခကသည heating load တြကခကျခငးႏင cooling load တြကခကရာတြင အေျခခကသည အဓကအခက ျဖစသည။ အေဆာကအဥ(building) တစခအတြငးမ ဆးရႈးသြားသညအပမား(heat losses)က အလြယတက တြကယႏငသည။ ထမတစဆင heating equipment မား၏ capacity က တြကယႏငသည။

Heating equipment ၊ piping အရြယအစား ႏင duct အရြယအစား(sizing) ေရြးခယရနအတြက heating

load တနဖးက တတကကတြကရန လအပသည။ စြမးအငသးစြမႈ(energy utilization)မားက ေလလာရနအတြက heating load တြကျခငးသည အေျခခအဆင(fundamental step) ျဖစသည။ လြနခသည အခနက heating system ဒဇငးလပရနအတြက အပဆး႐ႈးမႈ(heat loss) တြကခကရာတြင တကမႈနညးေသာေၾကာင ျပနာမားစြာ ျဖစေပၚခသည။

ေကနပဖြယေကာငးသည အခနးအပခနမရျခငး(unsatisfactory indoor air conditions)ႏင စြမးအင အတြက ကနကစရတ(energy costs)မားျခငး စသညျပနာမား ျဖစေပၚသည။ ထ႔ေၾကာင ႏငငမား၊ အဖြ႔အစညးမားက heating and cooling load calculation method မားက အတအကသတမတၿပး လကနာရမည စညးမဥးစညးကမးမား(code)က ျပ႒ာနးခၾကသည။ (Cooling load calculation methods will be discussed in Chapter 6.)

Heating load သည အေဆာကအဥမား(buildings)တြင ျဖစေပၚသည အပဆ႐ႈးမႈ(heat loss) (၂)မး ေၾကာင ျဖစသည။ (၁) heat transfer losses ႏင (၂) infiltration/ventilation losses တ႔ျဖစသည။

အေဆာကဥ သ႔မဟတ အခနးက အလရသည အပခနတြင ထနးထားႏငရနအတြက ထညေပးရမည အပပမာဏက “heating load” ဟ ေခၚသည။ (The amount of heat that must be supplied to keep the building or room air at the desired temperature is called the heating load.)


5-4

ေအာကတြင ဥပမာျဖင ေဖာျပထားသည။ အခနးအတြငးရ ေလ(room air)ႏင ေဘးပတ၀နးကင (surroundings)တ႔တြင အပကးေျပာငးျခငး(heat exchange) ျဖစေပၚသည။ အခနးအတြငးသ႔ ထညေပးသည အပ(heat furnished to room (Qin))သည အခနးမ ဆး႐ႈးသြားသည အပပမာဏ(heat lost from room (Qout))ႏင တညေနလင အခနးအပခန မေျပာငးလဘ တညၿငမ(room air temperature remains constant (Tch = 0)) ေနလမမည။

ပ ၅-၂ Heat transfer by natural convection from a terminal unit (hot water convector) to room air.

၅.၂ Heat Transfer အေဆာကအအမ ဆး႐ႈးသြားသည(ထြကသြားသည) အပမား(building heat losses)သည အပ

ကးေျပာငးျခငး(heat transfer)ေၾကာင ျဖစသည။ ထ႔ေၾကာင အပကးေျပာငးပ(basic features of heat transfer process)က နားလညရန လအပသည။

အတြငးႏငအျပင ေနရာ(၂)ခအၾကားတြင ျဖစေပၚသည အပခနကြာျခားခက(temperature difference) ေၾကာင အပမားစးကးသြားျခငး(heat is transferred)ျဖစသည။ အပခနျမငသညေနရာ(higher temperature)မ အပခနနမသညေနရာ(lower temperature)သ႔သာ အပမား အလအေလာက စးကးႏငသည။ အပကးေျပာငးမႈ (heat transfer) ျဖစေပၚႏငသည နညး(၃)နညး(three different ways) ရသည။ Conduction ၊ convection ႏင radiation တ႔ ျဖစသည။

Conduction

Conduction နညးသည နားလညလြယသည အပကးေျပာငးျခငး(heat transfer)ျဖစစဥ ျဖစသည။ အစင

အခမား(solids)တြင ျဖစေပၚသည။ ဥပမာ - ေရေႏြးအးတညသညအခါ မးသညေရေႏြးအးက ျဖတ၍ လကကငဆသ႔ ေရာကကာ လကျဖငစမးလင ပသညဟ ခစားရသည။ ေနာကဥပမာတစခမာ အေဆာကအဥ၏ နရ(building wall)၊ ေခါငမး(roof) စသညတ႔မတစဆင conduction heat transfer ျဖစေပၚျခငး ျဖစသည။ အရညမား(liquids)ႏင အေငြ႔မား(gases) မား၌လညး ျဖစေပၚသည။

Convection Fluid မားတြင အမားဆးျဖစေပၚသည heat transfer အမးအစားမာ convection ျဖစသည။

Conduction သည အရာဝတတစခ(body)၏ အတြငး၌ျဖတ၍ ျဖစေပၚသည အပကးေျပာငးမႈ(heat transfer) ပစ တစမးျဖစသည။ ထသ႔ အပကးေျပာငးမႈ(heat transfer)ျဖစေပၚေစရနအတြက အရာဝတ(body) တစခသည ေရြ႕လားေနရန မလအပေပ။ အတြငးရ ေမာလကးေလးမား၊ electron မားက အပက အဆငဆင လကဆငကမး ကးေျပာငး သယေဆာငေပးျခငး ျဖစသည။

(Conduction is the form of heat transfer through a body that occurs without any movement of the body; it is a result of molecular or electron action.)


5-5

ဥပမာ- အခနးအတြငးရ ေလ(room air)က hot water convector ျဖင အပေပးျခငး ျဖစသည။ ပေနသည

သတမကႏာျပငအနးရ ေလ(air adjacent to the metal surface) အပမားစးကးျခငးေၾကာင အခနးအတြငးရ ေလအပခန(temperature) တးလာသည။

ပေႏြးသညေလမားသည သပသညးဆနညး(less dense)ေသာေၾကာငအနးရေလေအးမား(surrounding cooler air)ထက ေပါပါး(lighter)ကာ အထကသ႔တက(moves vertically upward)သည။ ထသ႔ပ၍ ေပါပါးသည ေလမားသည space အတြငး ဆကလက ေရြ႕လားေန(continually moves throughout the space)သည။ ဤကသ႔ convection ျဖစျခငးက “natural convection” ဟ ေခၚသည။ သဘာ၀အတငး ကမၻာေျမ ဆြအား(natural gravity forces)ေၾကာင ေရြ႕လားျခငး(fluid moves)ျဖစသည။

အပခန ကြာျခားျခငးေၾကာင သပသညးဆျခားနားခက(density differences) ျဖစေပၚလာသည။ သပသညးမႈနညးသည fluid မားသည အေပၚသ႔ ျမငတက(less dense part of the fluid rises)ၿပး သပသညးမႈ မားၿပး ေလးလသည fluid မားသည ေအာကသ႔ နမဆငး(heavier fluid drops)သည။

Natural convection effect ေၾကာင ျဖစေပၚသည ေရြ႕လားႏႈနး(rate of fluid motion) အလြနေႏးသည။ ထ႔ေၾကာင အပ ကးေျပာငးႏႈနး(rate of heat transfer) အလြနနညးသည။ အပစးႏႈနး(rate of heat transfer) ပေကာငးေစရန အတြက fluid မား ေရြ႕လားႏႈနး(rate of fluid motion) ပျမနရမည။ Fluid မား ေရြ႕လားႏႈနး(rate of fluid motion) ပျမနေစရန အေငြ႕မားအတြက ပနကာ၊ အရညမားအတြက ပန႔က အသးျပ(fan for gases or a pump for liquids)ၾကသည။ ထကသ႔ စကတစမးမးျဖင အပစးကးမႈ ပမားေအာင ျပလပျခငးက “force convection” ဟ ေခၚသည။

Thermal radiation နညးျဖင အပကးေျပာငးမႈ(heat transfer) ျဖစေပၚရနအတြက အရာဝတတစခ၏

အပခနသည တျခားအရာဝတတစခ၏ အပခနထက ပျမငရမည။ အပခနမတညသည မညသညအရာဝတႏစခ (two bodies)အၾကားတြငမဆ Thermal radiation နညးျဖင အပစးကးမႈ(heat transfer) ျဖစေပၚႏငသည။ အရာဝတႏစခအၾကားတြင ေလဟာနယ(vacuum, an absence of all matter) ျဖစေပၚေနလငေတာင အပစးကးမႈ (radiation heat transfer) ျဖစေပၚ ႏငသည။ အရာဝတမားအၾကားရ ဓာတေငြ႔(gas between the bodies)တြင heat transfer ျဖစႏငေသာလညး radiation နညးျဖင စးကးႏႈနး အလြနေႏးသည။ အရာဝတ ႏစခအၾကားတြင အစငအခ(opaque solid object)မား တညရေနျခငးေၾကာင ပတဆ႔မႈျဖစေပၚကာ radiation မျဖစေပၚႏငေပ။

ဥပမာ- မးပနားတြင ရပေနသညအခါ ပသညခစားမႈ ရရျခငးသည မးပမ အပမား ခႏၶာကယသ႔ radiation နညးျဖင ေရာကရလာေသာေၾကာင ျဖစသည။ ေနမ အပမား ခႏၶာကယသ႔ ေရာကရလာျခငးသည radiation နညးေၾကာင ျဖစသည။

သတကသ႔ မာသညမကႏာျပငမားေပၚသ႔ radiation နညးျဖင အပမားေရာကရလာသညအခါ ထအရာ ဝတမ အပတခ႕က စပယ(absorb)ထားသည။ ကနအပတခ႕သည ထအရာဝတမား၏ မကႏာျပငက ထ႐က၍ reflection ျဖစကာ ျပနထြကသြားသည။ စပယလကသည အပပမာဏသည အေရာင(color)ႏင မကႏာျပင ၾကမးမႈ

အရည သ႔မဟတ အေငြ႔မား ေရြ႕လားျခငးမ ျဖစေပၚသည အပကးေျပာငးမႈ(heat transfer)သည convection ျဖစသည။ (Convection is the form of heat transfer that results from gross movement of liquids or gases.)

Thermal radiation သည သးျခားလြတလပစြာ တညရေနသည အရာဝတတစခမား(separated bodies)တစခႏင တစခအၾကား electromagnetic radiation(wave motion)ထတလႊတျခငးေၾကာင ျဖစေပၚ သည အပကးေျပာငးမႈ(heat transfer)ပစ တစမး ျဖစသည။

Thermal radiation is the form of heat transfer that occurs between two separated bodies as a result of a means called electromagnetic radiation, sometimes called wave motion.)


5-6

(roughness of the surface)တ႔ အေပၚတြင မတညသည။ အမညးေရာင၊ ၾကမးသည မကႏာျပငမား(dark and rough surfaces)သည အေရာငႏၿပး ေခာမြတသည မကႏာျပငမား(lighter-colored smooth surfaces)ထက radiant heat က ပစပယႏငသည။

ပ ၅-၃ Heat transfer by radiation from the sun to objects in a room.

မန(glass)ကသ႔ ၾကညလငသည အရာဝတမားက ျဖတေကာ၍ radiation ျဖစေပၚ ႏငသည။ Color tinted glass မားသည solar radiation မျဖစေပၚေအာင ကာကြယတားဆး(prevent the transmission) ထားႏငသည။ ထ႔ေၾကာင အေရာငသြငးထားသညမန(color tinted glass)မားက heat absorbing glass ဟ ေခၚသည။

၅.၃ အပကးေျပာငးမႈႏႈနး(Rate of Heat Transfer) မညသည အရာဝတမားက မဆျဖတေကာ၍ အပေလာကကးျခငး(heat conduction) ျဖစႏငသည။

အရာဝတမားက ျဖတ၍ အပစးကးသြားသညႏႈနး(rate at which heat is conducted through any material)သည ေအာကတြင ေဖာျပထားသည အခက(၃)ခက အေပၚတြငမႈတည(depends on three factors)သည။ (၁) အပစးကးမႈ ျဖစေပၚသညေနရာ၏ အပခန ျခားနားခက(temperature difference across which the

heat flows)

(၂) အပစးကးမႈ ျဖစေပၚသည မကႏာျပင ဧရယာ(area of the surface through which heat is flowing) ႏင

(၃) အရာဝတမား၏ အပစးကးမႈက ဟန႔တား ခခႏငစြမး(thermal resistance (R) of the material to heat transfer) တ႔ ျဖစေပၚလာသည။

ေအာကပါ ညမျခငးျဖင ေဖာျပႏငသည။

𝑸 =𝟏

𝑹 × 𝑨 × ∆𝑻 (𝟓. 𝟑)

∆𝑻 = 𝒕𝑯— 𝒕𝑳

Q= heat transfer rate (BTU/hr) R= thermal resistance of material (hr-ft2-˚F/BTU) A = surface area through which heat flows (ft2)

∆T = Temperature difference across which heat flows, from higher temperature tH to lower temperature tL(˚F)

၅.၄ Thermal Resistance (အပခခႏငစြမး) Thermal resistance(R) ဆသညမာ အရာ၀တ(material)မား၏ အပစးကးျခငး၊ စးဆငးျခငးက ဟန႔တား

ခခႏငစြမး ျဖစသည။ Equation 5.3 ၌ Q ပမာဏသည thermal resistance (R) အေပၚတြင မတညသည။

အေဆာကအဥ အတြငးသ႔ ဝငေရာကလာသည အပပမာဏ သ႔မဟတ ထြကသြားသည ပမာဏ(building heat energy losses or gains) နညးျခငး၊ မားျခငးသည R တနဖး ေပၚတြငမတညသည။ R သည ပငးေျခ (denominator) တြင ရေသာေၾကာင R-value မားေလ အပကးေျပာငးမႈ(heat transfer (Q)) နညးေလ ျဖစသည။ R-value နညးေလ အပကးေျပာငးမႈ(heat transfer)ပမာဏ ပမားေလ ျဖစသည။


5-7

R-value ျမငသည အရာ၀တ(material)မား၏ အပကးေျပာငးမႈႏႈနး(rate of heat transfer) ေႏးသည။ တစနညးအားျဖင R တနဖးမားေလ အပခခႏငမႈ(thermal insulators) ပေကာငးေလျဖစသည။ Air con အတြက စြမးအငသးစြမႈ ေလာနညးေစရနအတြက R-value မားသည ေဆာကလပေရးပစၥညးမား(building construction materials)မားက အသးျပသငသည။

R-value နမသည အရာ၀တ(material)မား ျဖစသညသတမားသည အပကးေျပာငးမႈႏႈနး(rate of heat transfer) ပေကာငးေစေသာေၾကာင ဘြငလာ(boiler) ၊ chiller မား၊ heat exchanger မားတြင အသးျပသငသည။

ေဆာကလပေရးပစၥညး(building materials) အမးမးတ႔၏ thermal resistance မားက table A.4 တြင ေဖာျပထားသည။ Resistance မားက သေကၤတ(symbol)မားျဖင ေဖာျပထားသည။ ဥပမာ- "R-6"ဆသညမာ ခခမႈတနဖးသည (၆) ျဖစသည(R = 6)ဟ ဆလသည။

ပ ၅-၄ ဥပမာ(၅-၁) အတြက ပၾကမး(Sketch for Example 5.1.)

ဥပမာ ၅-၁ ေပ(၂၀)ျမငၿပး ေပ(၁၁၀)ရညသည(20ft x 110 ft) နရက ေလးလကမထသည သာမနအတ(4 in.

common brick) ျဖင တညေဆာကထားသည။ နရ၏ အခနးအတြငးအပခန(temperature on the inside surface of the wall)သည 65˚F ျဖစသည။ နရ၏ ျပငပအပခန(outside surface the temperature)သည 25˚F ျဖစသည။ အပကးေျပာငးႏႈနး(rate of heat transfer)က ရာပါ။ နရက ျဖတ၍ ျဖစေပၚသည အပစးကးနႈနးက ရာပါ။ အေျဖ ပ (၅-၄)တြင ေဖာျပထားသည။ Chapter-14 Appedix ရ table A.4 မ R-value က ဖတယပါ။

R= 0.20 hr-ft2-˚F/BTU per in. x 4 in. = 0.80 hr- ft2 -˚F/BTU

နရဧရယာက တြကပါ။ Area of wall(A)= 110 ft x 20 ft = 2200 ft2

∆𝐓 = 𝐭𝐇— 𝐭𝐋 = 65 — 25 = 40˚F

ညမျခငး 5-3 က အသးျပ၍ တြကေသာ (Using equation 5.3)

𝐐 =𝟏

𝐑 × 𝐀 × ∆𝐓 (𝐸𝑞𝑢𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 5.3)

= 1/0.80 hr-ft2-˚F/BTU x 2200 ft2 x 40˚F

= 110,000 BTU/hr အခနးအတြငးမ အပမားသည နရက ျဖတ၍ တစနာရလင 110,000 BTU ႏႈနးျဖင ျပငပသ႔ အပဆး႐ႈး

ေနသညဟ ဆလသည။

၅.၄.၁ Thermal Resistance of Surface Air Films တြကခကမႈမား တကေစရနအတြက နရမား၊ ေခါငမးမား၏ မကႏာျပငေဘးတြင ရေနသည ေလအလႊာ

တစခက ထညသြငးတြကခကရန လအပသည။ ထထသည နရ(wall) သ႔မဟတ ေခါငမး(roof) စသည ေဆာကလပေရးပစၥညး(solid building element)မား၏ မကႏာျပငေဘးတြင ေလအလႊာတစခ(thin film of still air) ရသည။ မာသညအရာမား(solid materials)ကသ႔ပင ေလအလႊာ(film)၌ အပခခမႈ(thermal resistance)


5-8

ရသည။ ေလအလႊာ၏ အပခခမႈ(resistance of an air film)သည ေဒါငလက(vertical)၊ အလားလက(horizontal) စသည မကႏာျပငအေနအထား(spatial orientation of the surface)ႏင မကႏာျပငနားရ ေလအလင(air velocity near the surface) အေပၚတြင မတညသည။

Table A.5 တြင heating load အတြက ေလအလႊာ(air film)၏ အပခခမႈ တနဖး(thermal resistance) မားက ေဖာျပထားသည။ ေဆာငးရာသ(winter conditions)တြင ေလတကႏႈနး(air velocity at outdoors)သည 15 MPH ျဖစသည။ နရ၊ ျပတငးေပါက(building element)မား၏ အတြငးမကႏာျပင(indoor surface)ႏင ထေနသည ေနရာ၌ရသည ေလသည လႈပရားမႈမရ(still air)ဟ ယဆထား(assumed)သည။ ဥပမာ(၅-၂)တြင table A.5 က အသးျပပက ရငးျပ(illustrate)ထားသည။

ဥပမာ(၅-၂)

Supermarket တစခ၏ နရသည 80 ft ကယ၍ 18 ft ျမငသည။ စတးဆင အတြငးရ ေလအပခန (temperature of the air in the store)သည 70˚F ျဖစသည။ ဆငအတြငး နရအပခန(inside surface of the wall)သည 60˚F ျဖစသည။ နရက ျဖတ၍ ဆး႐ႈးသည အပပမာဏ(heat loss through the wall)က ရာပါ။

အေျဖ ပ(၅-၅)တြင ေဒါငလကမကႏာျပင(vertical surface)ေဘးတြင တညရသည ေလအလႊာ(air film)၏ အပခခမႈ တနဖး(thermal resistance) ေဖာျပထားသည။ Table A.5 မ ဖတယ၍ ရသည R တနဖးသည R = 0.68 ျဖစသည။

A = 80 x 18= 1440 ft2 ∆T = 70 — 60 = 10˚F

𝑸 =𝟏

𝑹 × 𝑨 × ∆𝑻 (𝐸𝑞𝑢𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 5.3)

= 1/0.68 x 1440 x 10

= 21,200 BTU/hr

ပ ၅-၅ ဥပမာ(၅-၂) အတြက ပၾကမး (Sketch for Example 5.2)

၅.၄.၂ Conductance and Conductivity Thermal resistance အျပင conductance ႏင conductivity တ႔သည သတမားမ အပကးေျပာငး

သြားႏငစြမး(material's ability to transfer heat)က ေဖာျပသည နညးပညာေဝါဟာရ ျဖစသည။ Thermal conductance(C)သည အရာဝတ အပခခမႈ(material resistance)၏ ေျပာငးျပန(reciprocal) ျဖစသည။

𝑪 =𝟏

𝑹 (𝐸𝑞𝑢𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 5.4)

Thermal conductance(C)တနဖးက BTU/hr-ft2-˚F ျဖင ေဖာျပေလရသည။ Thermal conductance သည အရာဝတမား၏ အပေလာကကးႏငစြမး(ability of a material to transfer heat) ျဖစသည။ အပ ခခႏငစြမး၏ ဆန႔ကငဘက အဓပၸာယ(opposite meaning of resistance) ျဖစသည။

မကႏာျပငအနးရ ေလလႊာ(air film adjacent to a surface)၏ thermal conductance က “film coefficient” ဟ ေခၚဆေလရသည။ Thermal conductivity (k)သည အရာဝတ(material) တစမး၏ တစယနစ အထတြငရသည အပေလာကကးမႈ(conductance per unit of thickness)ျဖစသည။ Conductivity က ေဖာျပသည ယနစ(unit)မာ BTU/hr - ft2 - ˚F per inch of thickness ျဖစသည။ တစနာရအတြငး မကႏာျပငဧရယာ တစစတရနးေပတြင အပခန 1˚F ကြာျခားခကအတြက ကးေျပာငးသြားသည အပပမာဏ ျဖစသည။


5-9

𝑪 =𝒌

𝑳 (𝐸𝑞𝑢𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 5.5)

C = conductance (BTU/hr-ft2-˚F) k = conductivity (BTU/hr-ft2-˚F per in. of thickness L = thickness of material, inch)

ဥပမာ (၅-၃) Glass fiber insulation ျဖင ျပလပထားသည (၄)လကမအထရ ေခါငမး(roof)၏ thermal conductivity

တနဖးသည k = 0.24 BTU/hr- ft2-˚F per in. thickness ျဖစသည။ Insulation ၏ thermal resistance က ရာပါ။

အေျဖ Equation 5.5 မ conductance သည

𝑪 =𝒌

𝑳=

𝟎. 𝟐𝟒

𝟒= 𝟎. 𝟎𝟔

𝑩𝑻𝑼

𝒉𝒓 − 𝒇𝒕𝟐 − °𝑭

Equation 5.4 မ R တနဖးက တြကယလင

𝑪 =𝟏

𝑹=

𝟏

𝟎. 𝟎𝟔= 𝟏𝟔. 𝟕

𝑩𝑻𝑼

𝒉𝒓 − 𝒇𝒕𝟐 − °𝑭

Thermal resistance ၏ သေဘာတရား(concept)က ရငးလငးစြာ နားလညသေဘာေပါကရန လသည။ ႏငငတငးတြင အေဆာကအဥ အသစေဆာကသညအခါ လကနာရမည စခန၊ စညြနး(new building standards and codes)မား ရသည။ အသးျပမည အရာ၀တ(material)မား အားလးသည standard မားႏင code မားက လကနာရန လအပသည။ အပခခမႈ(thermal resistance)မားသည အရာ၀တ(material)မား၏ အပစးကးမႈ(heat transfer) ေႏးသည။ အပခခမႈ(thermal resistance)နညးသည အရာ၀တ(material)မား၏ အပစးကးမႈ(heat transfer)ျမနသည။

ဥပမာ (၅-၄)

(၈)လကမ ကြနကရစဘေလာက(8 in. thick, three oval core concrete block (with sand and gravel aggregate))အတြက thermal resistance (R) ႏင (၁)လကမထသည glass fiber (1 inch thick insulating board made of glass fiber) တ႔၏ thermal resistance (R)က ႏႈငးယဥပါ။

အေျဖ Table A.4 မ R-value ႏစမးစလးက ဖတယပါ။ (၈)လကမ ကြနကရစဘေလာက(concrete block)အတြက R-value သည 1.11 ျဖစသည။ (R = 1.11) Insulating board အတြက R-value သည 4.0 ျဖစသည။ (R = 4.0)

(၈)လကမ ကြနကရစဘေလာကႏင (၁)လကမထသည glass fiber တ႔၏ thermal resistance သည ေလးဆ ကြာျခားသည။ တစလကမခငးႏႈငးယဥလင glass fiber ၏ thermal resistance သည ကြနကရစ ဘေလာကထက (၃၂)ဆ(32 times) ပေကာငးသည။

၅.၅ Overall Thermal Resistance အေဆာကအဥ၏ နရမား(walls) ၊ ေခါငမး(roof)၊ ၾကမးခငး(floor)ႏင တျခားေသာ element မား၌ ျဖစေပၚ

သည အပကးေျပာငးမႈ(heat transfer)သာမက ေဘးတစဘကစတြငရေနသည ေလလႊာ(air film)က ထညတြက သည။ အပသည ေလလြာမတစဆင အစငအခ(solid material)မားက ျဖတသနးၿပးေနာက အျခားမကႏာျပင တစဘကရ ေလလႊာ(air film)က ျဖတသနးရသည။

ဥပမာ- နရတစခ၏ thermal resistance က တြကရနအတြက ေဘးတစဖကတစခကစတြင ရေနသည ေလအလႊာ၏ အပခခမႈ(air film thermal resistance)ကပါ ထညတြကရန လအပသည။

အေဆာကအအတြင အသးျပထားသည အရာမား(elements)က အမးအစား မတညသည အရာ ဝတမားျဖင အလႊာလက ျပလပထားေလရသည။ Overall (total) thermal resistance က တစခခငးစ၏ thermal


5-10

resistances က ေပါငး၍ ေအာကတြင ျပထားသည ပေသနညးအတငး တြကယႏငသည။ (The overall (total) thermal resistance of the combination can be found very simply by adding the individual thermal resistances as follows;)

𝑹𝟎 = 𝑹𝟏 + 𝑹𝟐 + 𝑹𝟑 + 𝒆𝒕𝒄. . . (𝐸𝑞𝑢𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 5.6)

Ro = overall (total) thermal resistance R 1, R2, R3 etc. = individual thermal resistance of each component, including air films

Overall resistance(Ro) တနဖးက သရၿပးေနာက ေအာကတြင ျပထားသည equation 3 က အသးျပ၍ heat transfer ျဖစေပၚသည ပမာဏက တြကယႏငသည။ ဥပမာ(၅-၅)တြင ေလလာႏငသည။

𝑸 =𝟏

𝑹𝟎

× 𝑨 × ∆𝑻 (𝐸𝑞𝑢𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 5.3)

ဥပမာ (၅-၅)

အေဆာကအဥ(building)တစခ၏ ျပငပနရ(exterior wall)က (၈)လကမ ထသည ကြနကရစ(8 in. sand and gravel aggregate concrete)ျဖင ေဆာကလပထားသည။ မးမဖတထားသည ဘေလာကတး(not oven dried)ျဖင ျပလပထားသည။ R-5 insulation ႏင 1/2 in. gypsum board တ႔ျဖင ျပလပထားသည။ နရ(wall)သည 72 ft ရညလားၿပး 16 ft ျမင သည။ အခနးအတြငး(indoor)ႏင အခနးျပငပအပခနသည(outdoor temperatures)သည 70˚F ႏင –10˚F တ႔ ျဖစသည။ နရက ျဖတ၍ ကးေျပာငးသြားသည အပပမာဏ(heat transfer through the wall) က ရာပါ။

ပ ၅-၆ ဥပမာ(၅-၅)အတြက ပၾကမး

ပ(၅-၆)တြင နရက section ျဖတထားသညပ(section through the wall)က ေဖာျပထားသည။ အပခခမႈ (resistances)တနဖးမားက table A.4 ႏင A.5 တ႔တြင ရႏငသည။ အတြငးဘက(inside)ႏင အျပငဘက မကႏာျပင (outside surfaces)တ႔၌ ရေနသည air film ၏ thermal resistances က ထညတြကရမည။

Overall thermal resistance(Ro) တနဖးရရနအတြက တစခခငးစ၏ အပခခမႈ တနဖးအားလးက ေပါငး (adding the individual resistances)ရမည။ (see equation 5.6)။

Wall Item (နရက တညေဆာကထားသညပစၥၥညးမား) R-Value (R တနဖး) Inside air film 0.68 Gypsum board 0.45 Insulation 5.0 Concrete (R = 0.08/in. x 8 in.) 0.64 Outside air film 0.17

Overall thermal resistance (Ro) = 6.94 နရဧရယာအကယ(wall area)သည (၁၁၅၂) စတရနးမတာ ျဖစသည။

A = 72 ft x 16 ft = 1,152 ft2

အပခနကြာျခားခက(temperature difference)သည ∆T = 70 – (–10) = 80˚F Equation 5.3 က အသးျပ၍ overall resistance Ro က တြကယႏငသည။ Heat transfer loss သည

𝑸 =𝟏

𝑹𝟎

× 𝑨 × ∆𝑻 (𝐸𝑞𝑢𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 5.3)


5-11

𝑸 =𝟏

𝟔. 𝟗𝟒 × 𝟏𝟏𝟓𝟐 × 𝟖𝟎 = 𝟏𝟑, 𝟐𝟖𝟎 𝑩𝑻𝑼/𝒉𝒓

၅.၆ Overall Heat Transfer Coefficient (U) ဒဇငနာမားသည အေဆာကအဥတြင ရေနသည နရ၊ ေခါငမး၊ စသည building structure မားက ျဖတ၍

ျဖစေပၚမည အပစးကးမႈမား(heat flows)က တြကခက ေဖာျပရမည။ ပစၥညးအမးမးက အသးျပ၍ တညေဆာက ထားေသာေၾကာင နညးအမးမး တြကခကႏငေသာလညး နညးတစမးတညးကသာ စအျဖစျပ႒ာနးၿပး တြကခက ၾကရန ႏငငမား၊ အဖြ႔အစညးမားက စညးမဥးစညးကမးမား ေရးဆြထားသည။ ပစၥညးထတလပသမားက thermal resistance တနဖးမားက ကကတေလာက(catalogue)တြင ေဖာျပေပးသည။ Overall resistance တနဖးမား၊ overall conductance တနဖးမား သ႔မဟတ overall heat transfer coefficient(U) BTU/hr-ft2-˚F မားက ေဖာျပ ထားသည။ Ro ႏင U တ႔၏ ဆကသြယခက(relationship)မာ -

𝑼 =𝟏

𝑹𝟎 (Equation 5.7)

Heat transfer equation က U တနဖးျဖင ေဖာျပရလင -

𝑸 = 𝑼 × 𝑨 × ∆𝑻 (Equation 5.8)

Where Q = heat transfer rate (BTU/hr) U = overall heat transfer coefficient (BTU/hr-ft2-˚F) A = surface area through which heat flows (ft2) ∆T = temperature difference (˚F)

ေဆာကလပေရးပစၥညးမား(combinations of building components)၏ Overall U-value မားက Table A.6 ၊ A.7 ႏင A.8 တ႔တြင ေဖာျပထားသည။ ဇယားက မနကနစြာ ဖတ႐ႈတတရနအတြက အခကတခ႕က ေအာကတြင ေဖာျပထားသည။ (၁) Table A.6 ႏင A.7 တ႔တြင နရမား(walls)၊ ေခါငမး(roof)၊ ၾကမးခငးမား(floors)၊ အတြငးနရမား(partitions)

ႏင တခါးမား(doors)အတြက U တနဖးမား(U-values)က ေဖာျပထားသည။ ဇယားႏစခအနက ႀကက ႏစသကသည ဇယားက အသးျပႏငသည။ အေဆာကအဥတြင တပဆငထားသည ပစၥညးမားႏင ပ၍ ကကညသည ဇယားက အသးျပရမည။

(၂) Table A.6 တြင section ျဖတထားသညပက ေဖာျပထားသည။ အေဆာကအဥတြင တပဆငထားသည ေဆာကလပေရးပစၥညး(building component)မား၏ တညေဆာကထားပ(construction assembly)မား အေၾကာငးက ေလလာသငသည။ Table A.6 တြင ေဖာျပထားသည assembly မားသည energy codes အရ အသးျပသငရန သငေလာသည assembly မားျဖစၾကသည။ Table A.6 မ energy codes ႏင ကကညသည assembly မားက ေရြးခယ၍ U တနဖးႏင Ro တနဖးမားက ဖတယႏငသည။

(၃) Table A.8 တြင ေဖာျပထားသည U-value မားသည မနျပတငးေပါက(glass windows) ႏင မနတခါး(glass doors)မားအတြက ျဖစသည။ U-value အနညးငယ ကြာျခားသညက သတျပပါ။ Air film coefficient သည ေဆာငးရာသ(winter)တြင ေလတကႏႈနး တစနာရလင(၁၅)မငႏႈနး(15 MPH wind in winter)ႏင ေႏြရာသ (summer)တြင တစနာရလင (၇.၅)မငႏႈနး(7.5 MPH wind in summer)အေပၚတြင အေျခခထားသည။ အဘယေၾကာငဆေသာ R-value မားသည အသးျပထားသည outside air film coefficient အေပၚတြင မတညသည။ U-value တြကရာတြင window effect သ႔မဟတ door frame တ႔၏ ပါ၀ငသည။

U-value table တြင မမတြကလသည အေဆာကအဥ၏ ပစၥညးမား မပါရပါက အထကတြင တြကျပခသည နညးအတငး ပစၥညးတစခခငးစ၏ အပခခမႈတနဖး(individual resistances)က ေပါငး၍ တြကယႏငသည။


5-12

၅.၆.၁ U-values and Energy Standards အေမရကနႏငင၌ ျပဌာနးထားသည စြမးအငႏငသကဆငသည စညးမဥးစညးကမးႏင စခနစညႊနးမား

(State energy codes and standards)အရ အသးျပမည စြမးအငပမာဏ(amount of energy)က ကန႔သတ ထားသည။ HVAC system မားအတြက ကန႔သတထားသည နညးတစမးမာ အမားဆးခြငျပသည U တနဖး (maximum allowable U-values)ႏင အနမဆး Ro တနဖး(minimum Ro value)က သတမတေပးထားျခငး ျဖစသည။ Table 5-1 တြင ႐းရငးသည ဥပမာတစချဖင energy code ၌ ပါရသည regulation တစခက သ႐ပျပ ထားသည။

Table 5-1 Energy conserving Ro and U-value Component Min.Ro (ft2-hr-˚F/BTU) Max U (BTU/hr-ft2-˚F)

Wall 18 0.06 Roof 20 0.05 Glass 1.7 0.60

Table 5-1 တြင ပါရသည တနဖးမားသည ေဆာငးရာသ(cold winter climate) Degree Day (DD) တနဖး 4000-6000 ထက ပမားသည ျပညနယအခ႕(some states)အတြက ျဖစသည။

“Degree day” ဆသညမာ heating season ျဖစေပၚေနသည အခနကာလက ေဖာျပသညတနဖး (a number that reflects the length and severity of a heating season) တစချဖစသည။ Degree day တနဖး table A.9 တြင ေဖာျပထားသည။ လကေတြ႕တြကခကမႈမား ျပလပသညအခါ ဒဇငနာမားသည သကဆငရာ code မား standard မားက လကနာ တြကခကၾကသည။

ဥပမာ(၅-၆)၊ ဥပမာ(၅-၇)ႏင ဥပမာ(၅-၈) တ႔တြင equation 5.8 က မညကသ႔ အသးျပရမညက ေဖာျပ ထားသည။ Building component မားက ျဖတ၍ ျဖစေပၚမည heat transfer က တြကရနလအပသည U-value table မား ျဖစသည။ ဥပမာ (၅-၆)

ဥပမာ (၅-၈)တြင ေဖာျပခၿပးသည နရ(wall) အတြက table A.7 က အသးျပ၍ U-value ရာပါ။ ဥပမာ (၅-၅)တြင တြက၍ရသည တနဖးမားႏင ႏႈငးယဥပါ။ Equations 5.6 ႏင 5.7 က သး၍ တြကပါ။ အေျဖ Table A.7 မ U တနဖး ဖတပါ။ (U = 0.14)။ ဥပမာ (၅-၅)မ Ro တနဖးသည 6.94 ျဖစသည။ (Ro = 6.94) Equation 5.7 က သး၍ တြကလင

𝑼 =𝟏

𝑹𝟎

= 𝟏

𝟔. 𝟗𝟒 = 𝟎. 𝟏𝟒

အေျဖႏစခ တညၾကသည။(results agree) ဥပမာ (၅-၇) အေဆာကအဥ(building) တစခ၌ 120 ft ရညၿပး 40 ft ကယသည ေခါငမးျပား(flat roof)က (၈)လကမထသည ကြနကရစအေပါစား(8 in. lightweight aggregate concrete) ျဖင တညေဆာကၿပး မကႏာၾကက တပဆငထား သည။ အတြငးအပခန(inside temperature)သည 65˚F ျဖစၿပး ျပငပအပခန(outdoor temperature)သည 5˚F ျဖစသည။ ေခါငမးက ျဖတ၍ ျဖစေပၚလာမည အပဆး႐ႈးမႈ(heat transfer loss)က ရာပါ။ အေျဖ - table A.7 မ U = 0.09 BTU/hr-ft2-˚F. Equation 5.8 က အသးျပ၍ -

𝑸 = 𝑼 × 𝑨 × ∆𝑻 (𝐸𝑞𝑢𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 5.8)

𝑸 = 𝟎. 𝟎𝟗 𝑩𝑻𝑼

𝒉𝒓 − 𝒇𝒕𝟐 − °𝑭 × 𝟒𝟖𝟎𝟎 𝒇𝒕𝟐 × 𝟔𝟎°𝑭

= 25,900 BTU/hr


5-13

ဥပမာ (၅-၈) အမတစအမရ အပခနးနရ၏(wall of the bedroom of a house) အခကအလကမားမာ ေအာကပါ

အတငး ျဖစသည။

နရ(wall) : နရကသစသားျဖင ျပလပထား(wood siding)သည။ 12 ft x 8 ft ကယသည။ R-7 value ရသည (၂)လကမအငဆေလးရငး(wood sheathing (2 in. of insulation))က အတြငးဘက၌(inside finish) ထညထားသည။

ျပတငးေပါက(Window) : 3 ft x 4 ft 6 in. ကယသည။ မန(၁)လႊာ(single glass) အလမနယေဘာင(aluminum frame)ျဖင ျပလပထားသည။

အခနးအပခန(room temperature)သည 68˚F ျဖစၿပး ျပငပအပခန(outdoor temperature)သည 2˚F ျဖစသည။ နရ(wall)ႏင ျပတငးေပါက(window)တ႔က ျဖတ၍ ျဖစေပၚမည အပဆး႐ႈးမႈ(heat transfer loss)က ရာပါ။

အေျဖ ပ(၅-၇)တြင နရ(wall)က ျဖတ၍ ျဖစေပၚမည heat transfer loss က တြကၿပး ျဖစသည။ နရေပၚရ

အလငးဝငေရာကႏငသညေနရာမား(opaque part of the wall)ႏင ျပတငးေပါက(window)က ျဖတ၍ heat transfer ျဖစေပၚသည။

U-value မားႏင ဧရယာတ႔မာ table A.7 ႏင A.8 တ႔မ

Window U = 1.10 BTU/hr-ft2-˚F

A = 3 x 4.5 = 13.5 ft2

Wall U = 0.09 BTU/hr-ft2-˚F

Wall Gross A = 12 x 8 = 96 ft2

Wall Net A = 96 — 13.5 = 82.5 ft2

ပ ၅-၇ ဥပမာ(၅-၈) အတြက ပၾကမး(sketch) နရ(wall) ၏ heat transfer ႏင ျပတငးေပါက(window)၏ heat transfer က တြကယ၍ ေပါငးလင နရ

(wall) က ျဖတ၍ ျဖစေပၚလာသည heat transfer ပမာဏ ရသည။

𝑄𝑊𝑎𝑙𝑙 = 0.09 × 82.5 × 66 = 490 BTU/hr

ျပတငးေပါက(window)က ျဖတ၍ ျဖစေပၚလာသည heat transfer ပမာဏ

𝑸𝑾𝒊𝒏𝒅𝒐𝒘 = 11.0 × 13.5 × 66 = 980 BTU/hr

𝑸𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝑸𝑾𝒂𝒍𝒍 + 𝑸𝑾𝒊𝒏𝒅𝒐𝒘 = 1470 BTU/hr

နရႏင ျပတငးေပါကတ႔က ျဖတ၍ ျဖစေပၚလာသည heat transfer ပမာဏသည 1470 BTU/hr ျဖစသည။

၅.၆.၂ Heat Transfer Losses: Basement Walls and Floors နရ(basement walls) ႏင ၾကမးခငးမား(floors)မ ျဖစေပၚသည အပဆး႐ႈးမႈမား(heat losses)က တြကရန

Equation 5.8 က အသးျပႏငသည။ ေျမေအာကထပၾကမးခငး(basement floor below grade)ႏင နရ၏ တခ႕ေနရာ သ႔မဟတ နရတစခလး(part or all of the wall is underground)သည ေျမေအာကထတြင ရေနေသာေၾကာင ညမျခငးက သး၍ တြကခကရန ခကခ႐ႈပေထြး(complicates the use of the equation) လမမည။


5-14

Basement ၏ အခ႕ေသာ ေနရာမားသည ေျမျပင၏အထကတြင(above ground)ျဖစလင table A.6 သ႔မဟတ table A.7 တ႔မ U-value မားက အသးျပႏငသည။

အခနးတြငး(inside) ႏငျပငပဒဇငးအပခန(outside design air temperatures)တ႔၏ အပခနျခားနားခက (temperatures difference)က တြကယႏငသည။ ၾကမးခငး၊ နရ၏တခ႕ေနရာ(part of the structure) ေျမထတြင တညရ(below grade)ေနလင equation 5.8 တြင အသးျပသညအခါ U-value ႏင အပခနျခားနားခက (temperatures difference) ကြျပားလမမည။ အဘယေၾကာငဆေသာ အနးရေျမ၏ အပခခမႈ(effect of the surrounding ground on the thermal resistance)ႏင အပစးဆငးမႈလမးေၾကာငး(heat flow path) တ႔ေၾကာင ျဖစသည။

Table 5.2 တြင ေျမေအာကရနရမား(basement walls)ႏင ေျမေအာကရ ၾကမးခငးမား(floors)အတြက recommended U-value မားက ေဖာျပထားသည။ အပခနျခားနားခက(temperatures difference)က ရာရန အတြက ေျမေအာကရနရ(below grade wall) သ႔မဟတ ေျမေအာကရၾကမးခငး(below grade floor)အတြက ေဆာငးရာသ ျပငပဒဇငးအပခန(outside winter design temperature)က ေျမေအာက အပခန(deep ground temperature value)အျဖစ ယဆသည။

Table 5-2 overall heat transfer coefficient u for basement walls and floors, below grade BTU/hr-ft2-˚F Component Overall heat transfer coefficient (U)

Wall, uninsulated 0.16 Wall, R-4 insulation 0.08 Floor 0.04

မတရန(note) - တနဖးမား(values)သည (၇)ေပအနကသည ေျမေအာကထပ(7 ft high below grade basement)အတြက ျဖစသည။ ေအးသညေဒသ(cold climate)မားအတြက uninsulated wall က အသးျပရန မသငေလာပါ။ နရတစခလးက insulation လပထား(insulation is full depth of wall)ၾကသည။

ဥပမာ(၅-၉)တြင ေျမေအာကထပ(below grade basement)မ ျဖစေပၚသည အပဆး႐ႈးမႈ(heat losses) ပမာဏ တြကယပက ေဖာျပထားသည။ ဥပမာ (၅-၉)

ေျမေအာကထရ နားေနခနး(recreation room of a basement)၏ ၾကမးခငး ဧရယာ(floor area)သည 220 ft2 ျဖစသည။ ေျမေအာကရ insulate လပထားသည နရ(insulated wall below ground) ဧရယာသည 400 ft2 ျဖစသည။ အခနးအပခန(room temperature)သည 70˚F ျဖစၿပး ေျမအပခန(ground temperature)သည 50˚F ျဖစသည။ အခနးမ ဆး႐ႈး သြားမည အပပမာဏ(heat loss)က ရာပါ။

အေျဖ Table 5.2 မ recommended U-value မားက အသးျပ၍ တြကယသည။

𝑄𝐹𝑙𝑜𝑜𝑟= 0.04 x 220 x 20 = 180 BTU/hr

𝑄𝑊𝑎𝑙𝑙= 0.08 x 400 x 20 = 640 BTU/hr

𝑸𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝑸𝐹𝑙𝑜𝑜𝑟 + 𝑸𝑾𝒂𝒍𝒍 = 820 BTU/hr

Basement wall ၏ အခ႕ေနရာမားသည ေျမေပၚတြငရေနမည(above ground) ျဖစၿပး၊ ကနသည နရ (basement wall)သည ေျမႀကးထတြင ရေနသည။ သငေလာသည U တနဖး၊ ဧရယာ(A) ႏင TD value က အသးျပ၍ ေျမေပၚတြငရေနသညအပငး(above ground)ႏင ေျမေအာကတြငရေနသညအပငး(below ground) ႏစမး၏ heat transfer loss မားက သးျခား(separate)ခြ၍ တြကယရသည။ Heat loss ႏစမးက တြက၍ ေပါငးျခငးျဖင နရအတြက အပဆ႐ႈးမႈ စစေပါငး(wall total heat loss)က ရႏငသည။


5-15

၅.၆.၃ Basement Inside Temperature ေျမေအာက(basement) ရအခနးမားတြက ျဖစႏငသည အေျခအေနမား(possible conditions) (၁) အကယ၍ terminal unit မားက အသးျပ၍ အပေပးထားသည basement ျဖစလင ေျမေအာကအခနး၏ ဒဇငးအပခန(basement inside design temperature)က အသးျပ၍ basement

heat loss မားက တြကယရမည။ Basement က အကန႔မား ကန႔၍ အခနးဖြ႕ထားလင(separate calculation) ေနရာ(အခနး) တစခခငးစက သးသန႔ တြကယရမည။

(၂) အပဓာတမေပးထားသည ေျမေအာကခနး(unheated basement)ျဖစလင Unheated basement (with no heat sources)၏ အပခနသည design inside temperature ႏင

design outside temperature တ႔ ႏစခအၾကားတြင ျဖစသည။ ထ basement မး အတြက heat loss calculation လပရန မလအပပါ။

(၃) Heat source equipment မားျဖင အပေပးထားသည basement ျဖစလင Furnace and ducts သ႔မဟတ boiler and piping စသညတ႔သည basement အတြငး၌ တညရလင

ေအာကပါ guideline မားက လကနာသငသည။ (က) Heat source ရသညေနရာ(area)မား သ႔မဟတ hot duct မား သ႔မဟတ ေရပပကမား ျဖတ

သြားသည ေနရာမား၏ အခနးအတြငး အပခနသည(inside temperature) အေဆာကအဥ အတြငးရ ကနေနရာမား(rest of the building)၏ အပခနႏင တညသညဟ ယဆ၍ အပဆး႐ႈးမႈ(heat transfer loss)က တြကပါ။

(ခ) တျခားေသာ အတြငးနရ(partition)ျဖင ကာရထားေသာ ဧရယာမား(areas)က unheated basement အျဖစ သတမတရမည။ အထကတြငေဖာျပထားသည အမတ(၂)(as in item 2) အတငး သတမတရန။

အမတစဥ(၂)ႏင (၃က)တ႔တြင ၾကမးျပငမ အပဆး႐ႈးမႈ(heat loss from the floor) ျဖစေပၚႏငသည။ ထပမာဏက အခနး(room)၏ heat loss တြင ထညေပါငးရသည။ အကယ၍ basement အတြက တကသည အေျခအေနမားက မသႏငလင(if the specific basement conditions are not known) unheated basement အျဖစသတမတ၍ အပခန(temperature) 50˚F ဟယဆ၍ တြကပါ။ 50˚F ထက ပနမသည အပခနက လကခရန မျဖစႏငပါ။ အဘယေၾကာငဆေသာ ပကအတြငးမ ေရမားခသြားႏငေသာေၾကာင ျဖစသည။ (A temperature below this should not be permitted anyway, because of the possibility of freezing water in piping.)

၅.၇ Heat Transfer Losses: Floor on Ground and Floor Over Crawl Space ေျမေပၚကြနကရစၾကမးခငး(concrete floor slab ongrade)က ျဖတ၍ crawl space ေအာကအၾကား တ႔၌

ျဖစေပၚမည heat transfer က တြကရသည။

၅.၇.၁ Floor Over Crawl Space ၾကမးျပင၏ အထကတြင တြားသြားႏငသည ေနရာ(crawl space) ခနထားေလရသည။ ထေနရာ(crawl

space)သည အပဓာတေပးရမည ရာသမား(heating season)တြင ေရခးေရေငြ႕မားေၾကာင ေရသးျခငးမ ကာကြယ ရနအတြက vent လပထားသည။ Crawl space အတြငးရ ေလအပခန(air temperature)သည ျပငပအပခန (outside air design temperature)ႏင တညသည။ ၾကမးခငးက ျဖတ၍ စး၀ငလာမည အပပမာဏ(heat loss)က Equation 5.8 က အသးျပ၍ တြကယႏငသည။

ေအးသည အရပေဒသတြင တညေဆာကထားသည အေဆာကအအမား၏ ၾကမးခငးက insulate လပသငသည။ United State energy codes အရ overall R-20 value ရသည ပစၥညးမားက အသးျပရမည။ Crawl space က ေလေႏြးမား(warm air) သယေဆာငမည heating ductwork အျဖစ အသးျပလင heat loss


5-16

calculation တြကရာတြင ပ၍ ခကခ႐ႈပေထြးသည။ ASHRAE Handbook သ႔မဟတ local energy code မားက ကးကားႏငသည။

၅.၇.၂ Floor Slab on Grade ေျမညထပတြင ရေနသည ၾကမးခငးျဖစလင(floor is on the ground) အျပငဘကစြနးေနရာ(outside

edges (perimeter))တြင ျဖစေပၚသည heat loss အလြနမားလမမည။ အေဆာကအဥပတပတလည အရည (length of these edges)ႏင တက႐ကအခးကသည။ ပ(၅-၈)တြင ၾကမးခငးဧရယာ(area of the floor)ႏင မသကဆငေပ။ ထ႔ေၾကာင equation 5.8 က အသးျပ၍ heat transfer က တြကယ၍ မရႏငေပ။ ေအာကပါ ညမျခငး(equation)က အသးျပ၍ တြကယသည။

𝑸 = 𝑬 × 𝑳 × ∆𝐓 (Equation 5.9) where

Q = heat transfer loss through floor on grade (BTU/hr) E = edge heat loss coefficient (BTU/hr-˚F per ft of edge length) L = total length of outside (exposed) edges of floor (ft) ∆T = design temperature difference between inside and outside air (˚F)

Table 5-3 တြင E တနဖးအမးမးက ေဖာျပထားသည။ နရတညေဆာကပ(wall constructions) အမးမး တ႔အတြက အစြနးပါသညျဖစေစ၊ မပါသညျဖစေစ(with and without edge) insulation ႏစမးစလးက ေဖာျပ ထားသည။ Energy codes အရ insulation မပါမျဖစ တပဆငရမည။

ပ ၅-၈ Heat loss through floor of building without basement.

(Actual insulation arrangement may differ.) Table 5-3 Edge heat loss coefficient, E, for-floor slab on grade (BTU/hr-˚F per ft of edge)

Wall Construction Edge

Insulation Degree Days

3000 5400 7400

8 in. block with face brick None 0.62 0.68 0.72 R-5 0.48 0.5 0.56

4 in. block with face brick None 0.8 0.84 0.93 R-5 0.47 0.49 0.54

Metal stud with stucco None 1.15 1.2 1.34 R-5 0.51 0.53 0.58

Poured concrete, heated floor None 1.84 2.12 2.73 R-5 0.64 0.72 0.9

Adapted from ASHRAE 1997 Handbook-Fundamentals.


5-17

ဥပမာ(၅-၁၀) ကားဂေဒါင(garage)တစခသည 60 ft x 30 ft ကယ၍ ကြနကရစၾကမးခငး(concrete floor slab)ျဖင

တညေဆာကထားသည။ ေျမေပၚရ အခနးတြငးအပခနက 65˚F တြင ထနးထား(on grade is maintained)ရန လသည။ ျပငပအပခန(outdoor air temperature)သည 4˚F ျဖစသည။ Degree days သည 5400 ျဖစသည။ Floor edge သည R-5 insulation ျဖစသည။ နရမား(walls)က (၈)လကမ ဘေလာကတးမား(8 in. block with face brick)ျဖင ျပလပထားသည။ ၾကမးျပင(floor)က ျဖတ၍ ျဖစေပၚမည အပဆး႐ႈးမႈ(heat loss)က ရာပါ။

အေျဖ- ∆𝑻 ၊ E ႏင L တ႔က ပထမဥးဆး ရာေဖြပါ။ ∆𝑻 = 𝟔𝟓 − 𝟒 = 𝟔𝟏 °𝑭

Table 5-3 မ E = 0.50 for 5400 degree days Edge length L= 2(60 + 20) = 160 ft

Using Equation 5.9, 𝑸 = 𝑬 × 𝑳 × 𝑻𝑫

= 0.50 x 160 x 61 = 4880 BTU/hr ၾကမးခငးဧရယာ အနညးငယသာရသည အေဆာကအဥမား(buildings with small floor slab areas)

အတြက၊ Edge loss method (Equation 5.9)က အသးျပရန တကတြနးလသည။

ၾကမးခငးဧရယာ မားစြာရသည အေဆာကအဥမား(buildings with large floor slab areas)တြင edge loss method သည အျပငဘကဆး အခနးမား(perimeter rooms) အတြကသာ အသးျပသငသည။ အတြငးပငး ေနရာမား(interior areas)အတြက basement ၏ U တနဖးႏင ∆𝑻 value တ႔ႏင တြဖက၍ equation 5.8 က အသးျပသငသည။

၅.၈ Infiltration and Ventilation Heat Loss အေဆာကအဥနရမား၊ အမးမားမ အပဓာတမား ဆးရႈးသြားႏငသလ၊ ျပငပမ ေလေအး(cold out door air)

ဝငေရာကျခငးေၾကာငလညး အပဓာတမား ဆးရႈးသြားႏငသည။ ေဆာငးရာသတြင infiltration ႏင ventilation တ႔ေၾကာင ျပငပမ ေလေအးမား အေဆာကအဥ အတြငးသ႔ ဝငေရာကႏငသည။

၅.၈.၁ Sensible Heat Loss Effect of Infiltration Air အေဆာကအဥရ အေပါကမား(building openings)မ အတြငးသ႔ ျပငပေလ(outdoor air)မား ဝငေရာက

ျခငးေၾကာင infiltration ျဖစေပၚသည။ တကေလ၏ဖအား(wind pressure)ေၾကာင အေပါကမား(openings)မ ေလေအးမား ဝငေရာကျခငး ျဖစသည။ တခါးေပါက၊ ျပတငးေပါကေဘးရ အကေၾကာငးမား၊ ဟ,ေနသည ေနရာမား (cracks around window sashes)၊ တခါးစြနး(door edges)၊ တခါးပြငေနသည ေနရာမား(open doors) စသညတ႔ မ infiltration ျဖစေပၚ၍ ေလမား ဝငေရာကလာႏငသည။

ေဆာငးရာသတြင အခနး သ႔မဟတ အေဆာကအဥ အတြငးသ႔ ဝငေရာကလာမည ေလအပခန(entering air temperature)သည အခနးအတြငးရ ေလအပခန(room air temperature)ထက ပနမသည။ ထေလေအး မားေၾကာင ဆးရႈးသြားသည အပမားအတြက အပဓာတ ပထညေပးရန လအပသည။

Infiltration ဆသညမာ ျပငပအပခန နမေနခနတြင အေဆာကအဥအတြငးသ႔ ျပငပမ ေလေအးမား ယစမဝငေရာကျခငး ျဖစသည။ Ventilation ဆသညမာ အေဆာကအဥအတြငးသ႔ ေလေကာငးေလသန႔ (ျပငပေလ)ထညေပးျခငး ျဖစသည။ ျပငပအပခန ျမငေနခနတြင ျပငပမ ေလပမားအခနးအတြငးသ႔ စမ၀ငျခငး ျဖစေပၚသည။

ထေလမားေၾကာင ဆး႐ႈးသြားသညအပပမာဏ(amounts of heat)က infiltration heating load ႏင ventilation heating load ဟ ေခၚသည။


5-18

Infiltrating air ေၾကာင ျဖစေပၚသည sensible heat loss ပမာဏက ေအာကပါ ပေသနညးျဖင တြကယ ႏငသည။ Sensible heat equation က အသးျပ၍ တြကယႏငသည။

𝑸𝒔 = 𝒎 × 𝒄 × ∆𝑻

Where 𝑸𝒔 = heat required to warm cold outdoor air to room temperature (BTU/hr) m = weight flow rate of outdoor air infiltration (lb/hr) c = specific heat of air (BTU/lb -˚F) ∆T = temperature change between indoor and out-door air (˚F)

အထကပါညမျခငး(equation)တြင ေဖာျပထားသည lb/hr ေလသည အေလးခနစးႏႈနး(mass flow rate of air (m)) ျဖစသည။ သ႔ေသာ HVAC လပငနး မားတြင ေလစးႏႈနး(air flow rate)က CFM ျဖငသာ တငးတာ ေဖာျပေလရသည။ ယနစေျပာငး၍ sensible heat equation က ေဖာျပလင

𝑸𝒔 = 𝟏. 𝟏 × 𝑪𝑭𝑴 × ∆𝑻 (𝟓. 𝟏𝟎)

Where Qs= sensible heat loss from infiltration or ventilation air (BTU/hr) CFM = air infiltration (or ventilation) flow rate (ft3/min) ∆T= temperature change between indoor and outdoor air (˚F)

၅.၈.၂ Latent Heat Loss Effect of Infiltration Air ေဆာငးအခါ ျပငပမ၀ငေရာကလာသညေလ(infiltration air)၏ စထငးဆသည အခနးအတြငးရေလ(room

air)၏ စထငးဆထက ပနညးေသာေၾကာင အခနးအတြငးရ ေလစထငးဆ(room air humidity)သည လကမခ ႏငသညအဆင(unacceptable level)အထ ကဆငးသြားႏငသည။ အခနးအတြငးရ ေလ၏စထငးဆ(room air humidity)က ထနးထားႏငရနအတြက အခနးအတြငးရ ေလထသ႔ ေရခးေရေငြ႕(water vapor)မား ထညေပးရန လအပသည။ ထသ႔ ေရခးေရေငြ႕မား ထညေပးျခငးေၾကာင ျဖစေပၚလာမည အပဆး႐ႈးမႈက “latent heat of vaporization of water” ဟ ေခၚသည။ ေအာကပါ ညမျခငး(equation)ျဖင ေဖာျပႏငသည။

𝑸𝑳 = 𝟎. 𝟔𝟖 × 𝑪𝑭𝑴 × (𝑾𝒊′ − 𝑾𝒐

′ ) (𝐸𝑞𝑢𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 5.11)

Where 𝑸𝑳= latent heat required for infiltration or ventilation air (BTU/hr) CFM = air infiltration or ventilation rate (ft3/min) Wi

′= higher (indoor) humidity ratio in grains water/lb dry air (gr w/lb d.a.) Wo

′= lower (outdoor) humidity ratio in grains water/lb dry air (gr w/lb d.a.)

Equation 5.10 ႏင 5.11 တ႔သည အခနးထရေလ(room air)၏ sensible ႏင latent heat loss တ႔က တြကရနအတြက အသးျပသည။ Infiltration air ၏ sensible heat loss က မျဖစမေန တြကရန လအပသည။ အကယ၍ infiltration ေၾကာင အခနးထရ ေလစထငးဆ(room air humidity)သည လကခႏငသည အဆင ျဖစလင latent heat loss က လစလ႐ႈႏငသည။ ထညတြကရန မလအပေပ။

Equation 5.11 တြင ထညတြကရမည humidity ratios (W)က psychometric chart မ ဖတယႏငသည။

၅.၈.၃ Infiltration Rate တြကနညး Infiltration air ၏ စးႏႈနး(CFM)က crack method တြကနညး(methods)ႏင air change method

တြကနညး(methods)ဟ၍ နညး(၂)မးျဖင တြကႏငသည။

“Crack Method” တြကနညး


5-19

“Crack Method” တြကနညးသည အကေၾကာငးမား၊ ဟ,ေနသည ေနရာမား၏ အရညက တငးယ၍ စမဝငႏႈနး(rate of air infiltration per foot of crack opening)ႏငေျမႇာကကာ ေလ(air)ပမာဏက တြကယသည နညးျဖစသည။ Energy codes တြင maximum permissible infiltration rate မားက သတမတေပးထားသည။ Table 5-4 တြင အေဆာကအဥအသစ(new construction) သ႔မဟတ renovation upgrading တ႔အတြက typical allowable infiltration rate မားက ေဖာျပေပးထားသည။ ေလတကႏႈနးတစနာရလင (၂၅)မင(25 MPH wind)က အေျခခ၍ တြကထားသည တနဖးမား ျဖစသည။ ျပငပတြင ေလတကႏႈနး မားလင infiltration rate ပမားလမမည။

Table 5-4 typical allowable design air infiltration rates through exterior windows and doors Component Infiltration Rate

Windows 0.37 CFM per ft of sash crack Residential doors 0.5 CFM per ft2 of door area Nonresidential doors 1.00 CFM per ft2 of door area Component Infiltration Rate

Note: This table is adapted from various state energy standards. အကေၾကာငးအရည(crack lengths)ႏင ဧရယာ(areas)က တြကရန သ႔မဟတ တငးရန လအပသည

အခကအလကမားက ဗသကာပမား(architectural plans) သ႔မဟတ လကေတြ႔တငးတာမႈ(field measurement) မားမ ရႏငသည။ ဥပမာ(၅-၁၁)တြင crack method တြကနညးက အသးျပထားသည။ ဥပမာ (၅-၁၁)

အေဆာကအဥတစခ၏ ျပတငးေပါကက ေဒသဆငရာစြမးအငစခနစညြနး(local infiltration energy standards)ႏင ကကညေအာင တပဆငရန၊ ျပျပငရန လအပသည။ ျပတငးေပါကမား(windows)သည 3 ft (W) x 4 ft (H) ျဖစၿပး double hung type ျဖစသည။ အခနးတြငးႏင ျပငပ ဒဇငးအပခန(indoor ႏင outdoor design temperatures) တ႔သည 70˚F ႏင 10˚F ျဖစသည။ Infiltration ေၾကာင ျဖစေပၚသည sensible heat loss က ရာပါ။

အေျဖ (၁) Table 5.4 မ သတမတေပးထားသည ခြငျပထားသည(allowed) infiltration rate သည အကေၾကာငး (၁)ေပ

လင 0.37 CFM ႏႈနး(0.37 CFM per ft of sash crack) ျဖစသည။ (၂) ႊTotal crack length L = 3(3) + 2(4) = 17 ft. (Note the allowance for the crack at the middle rail of

a double-hung window)။ ပ(၅-၉)တြင ျပတငးေပါကက ေရးဆြ ေဖာျပထားသည။ (၃) ျပတငးေပါကမ စမ၀ငလာသည ႏႈနး(total infiltration rate for the window)သည 6.3 CFM ျဖစသည။

CFM = 0.37 CFM/ft x 17 ft = 6.3 CFM (၄) Equation 5.10 က အသးျပ၍ infiltration ေၾကာင ျဖစေပၚသည sensible heat loss မာ

𝑸𝑺 = 𝟏. 𝟏 × 𝑪𝑭𝑴 × ∆𝑻

= 1.1 x 6.3 x (70 — 10) = 415 BTU/hr

Crack ေၾကာငျဖစေပၚသည infiltration ဆးဝါးစြာ မျဖစေပၚေစရန အရည အေသြးေကာငးသည တပဆငမႈမား(quality of installation) ႏင ျပတငးေပါကမား (windows)၊ တခါးမား(doors)က ေကာငးစြာ ျပျပငထနးသမးမႈမား ျပလပထားရန အေရးႀကးသည။ ျပတငးေပါကမားက ေသခာစြာ မတပဆငထားျခငး(poorly fitted windows) ေၾကာင ျဖစေပၚသည infiltration သည ပမနထက (၅)ဆ(five times)ခန႔ ပမားႏငသည။ Sash leakage မားက table 5-4 တြင ေဖာျပထားသည။

ပ ၅-၉ ဥပမာ(၅-၁၁)အတြက ပၾကမး


5-20

အခနးတစခတြင နရႏစဘကစလးသည ျပငပႏင ထေတြ႕ေနလင(room with two adjacent exposed walls) ေထာငခနး(corner room)ဟ သတမတသည။ ထနရ (၂)ဘကစလးတြင ျပတငးေပါကမား တခါးမား(door or window openings on both sides) ရေနလမမည။

Infiltration သည ျပငပ၌ တကခတေနသည ေလတကႏႈနးေပၚတြင မတညသည။ ထ႔အျပင အခနးတည

ရရာ ေနရာတြငလညး မတညသည။ အခနးတစခနးတြင အေဆာကအဥျပငပႏင ထစပေနသည နရတစဘက သ႔မဟတ ႏစဘကျဖစႏငသည။ ေထာငခနးမား၌ ႏစဘကရႏငသည။ ေလသည အခနးေထာငက ဥးတည၍ တကလင(wind comes obliquely) နရတစခခငးစ၏ projected crack length ေလာနညးသြားေသာေၾကာင နရ တစဘကကသာ ေလတကသည သေဘာမးျဖစသည။ တစခနးလးအတြက ျခတြကလင overall effect တညလမမည။ ထ႔ေၾကာင ေလသည မညသညဘကက တကသညျဖစေစ infiltration ေၾကာင ျဖစေပၚသည heat loss မကြာျခားေပ။

နရမား၊ ျပတငးေပါကမား၌ ရေနသညအကေၾကာငး၊ ၾကားလြတေနရာ၊ ဟ,ေနသည ေနရာမားသည အရြယအစား အမးမးျဖစႏငေသာေၾကာင အမားဆးျဖစႏငသည အကယက အေျခခ၍ တြကသငသည။ တစခနး ခငးစ၊ နရတစဖကခငးစတ႔၏ infiltration က တြက၍ ေပါငး၍ အေဆာကအဥတစခလး(total building infiltration rate) အတြက တြကယႏငသည။ တခါးမားဖြငျခငး(door usage)ေၾကာငလညး infiltration ျဖစႏငသည။

စတးဆင(department stores)၊ ႐းခနး စသည ေနရာမားတြင အ၀ငအထြကမား(frequent door usage) ေသာေၾကာင infiltration က ထညသြငး တြကခကရမည။ ပထမဥးစြာ တခါးဖြငႏႈနး(rate of door usage, number of people per minute)က သတမတရမည။ ဗသကာ(architect) သ႔မဟတ ပငရင(owner)ထမ infiltration အတြက အၾကဥာဏ ရယႏငသည။ ပမးမႏႈနး(average infiltration rates for frequent door usage)မားက table 5-5 တြင ေဖာျပထားသည။

Table 5-5 infiltration rates for frequent door usage တခါး အမးအစား (Door Type) လတစေယာကအတြက ေလထထည (ft3 per Person)

Swinging door, no vestibule 900 Swinging door, vestibule 550 Revolving door 60

အၿမတမး ဖြငေနသည တခါးမား(ဖြငထားမညတခါးမား)၊ အေပါကမား ရေကာငး ရႏငသည။ ထတခါးမား အတြက infiltration rate က ထညတြကရမည။ Infiltration rate ေလာနညးေစရန ေလလကကာ(air curtains) မားက အသးျပၾကသည။ တခါးေပါကအေပၚမ ေလမားက အရနျပငးျပငး(vertical warm air barrier across the opening)ျဖင ထတလႊတေနေသာေၾကာင infiltration rate ေလာနညးသြားသည။

အလြနေသးငယသည အေပါကမားပါရသညနရ(porous wall)မားေၾကာငလညး air infiltration ျဖစေပၚ ႏငသည။ အကယ၍ နရမား(walls)၌ ေပါကမား ရေနပါက significant porosity ၊ sealant coatings သ႔မဟတ တျခားပတဆ႔နညးမား(other coverings)က အသးျပ၍ ကာကြယႏငသည။

အထပျမငသည အေဆာကအအမားတြင အကေၾကာငးမားေၾကာင သာမက thermal stack effect ေၾကာငလညး infiltration ျဖစျခငးက ပဆးရြားေစသည။ အေဆာကအအအတြငး၌ ပေႏြးၿပး၊ အျပင၌ ေအးေနလင

တခါးမား ျပတငးေပါကမားသည နရ(၂)ဘကစလးတြင ရေနေသာလညး ေထာငခနး(“Corner Room”) မား၏ infiltration rate က တြကသညအခါ တစဘကအတြက(နရ)သာ ထညတြကရမည။ အဘယေၾကာငဆေသာ မညသည အခနတြငမဆ(at any given time) ေလသည နရတစဘကကသာ ဥးတည၍ တကခတေနေသာေၾကာင ျဖစသည။ ေလတကေနသညလမးေၾကာငး ေျပာငးလႏငေသာလညး infiltration effect ပမမားႏငပါ။


5-21

thermal stack effect ျဖစေပၚသည။ ေႏြးေနသည ေလမားသည အေဆာကအအအေပၚပငးသ႔ ေရာကရသြားၿပး အေပါကမား၊ အကေၾကာငးမားမ တစဆင အျပငသ႔ ထြကသြားသည။ ထထြကသြားသည ေလမားအစား ျပငပမ ေအးေနသည ေလမားသည အနမပငးေနရာရ အကေၾကာငးမားမ တစဆင ၀ငေရာကလာသည။ Thermal stack effect အေၾကာငးက အေသးစတ အခကအလကမားရရန ASHRAE Handbook မားက မျငမး ႏငသည။ Stack effect အေၾကာငးက ACMV volume one, Chapter-7 စာမကႏာ 7-4 တြင အေသးစတ ဖတ႐ႈႏငသည။

Infiltration ျဖစျခငး ေလာခရန(reducing) အတြက (၁) အေဆာကအဥေဟာငးမား(existing buildings)တြင ရာသဥတဒဏကာကြယေပးမည လကကာမား(weather

stripping) တပဆငျခငး၊ ေဘာငအနးရ အကေၾကာငးမား၊ sill plates ၊ wall penetration မားႏင တျခား အေပါကမား(other openings)က ပတဆ႔ျခငး(sealing of cracks around frames) ျပလပႏငသည။

(၂) “Air Change Method” infiltration rate သည infiltration ျဖစေပၚသည အခနး၏ number of air changes per hour (ACH) အေပၚတြင အေျခခ၍ တြကျခငးျဖစသည။ One air change ဆသညမာ တစနာရအတြငး အခနးထထည(room air volume)ႏင ညမသည ေလပမာဏစးဆငးေစျခငး၊ circulate လပေပးျခငး ျဖစသည။

ACH ခန႔မနးသညအလပ(expected number of air changes)သည အေတြ႔အၾက(experience)ႏင စမးသပခက(testing)မား အေပၚတြင မတညသည။ ေလအရမးလသည အေဆာကအဥမားအတြက 0.5 ACH ျဖစသည။ ေလမလသည အေဆာကအဥအတြက 1.5 ACH ျဖစသည။(0.5 ACH to 1.5 ACH for buildings ranging from "tight" to "loose" construction)။ ထ႔ေၾကာင ေလအရမးလသည အေဆာကအဥျဖစလင 0.5 ACH ႏႈနးျဖင တြကသည။ ေလမလသည အေဆာကအဥဟ ယဆလင 1.5 ACH ႏႈနးျဖင တြကသည။

Air change နညးအရ equation 5.12 က အသးျပ၍ air infiltration rate (CFM)က ရာႏငသည။

𝑪𝑭𝑴 = 𝑨𝑪𝑯 × 𝑽

𝟔𝟎 (𝟓. 𝟏𝟐)

Where CFM = air infiltration rate to room (CFM) ACH = number of air changes per hour for room V = room volume (ft3)

ACH အဓပၸာယ(meaning)ႏင တြကနညးအသးျပပ(use of the air change method)က ဥပမာ(၅-၁၂) တြင ေဖာျပထားသည။ ဥပမာ (၅-၁၂)

အမတစအမမ အခနးတစခနး၏ အတငးအတာသည 20 ft x 10 ft x 8 ft high ျဖစသည။ Infiltration rate သည 0.7 air changes per hour ျဖစသည။ ACH နညးက အသးျပ၍ infiltration rate က CFM ျဖင ရာပါ။ အေျဖ အခနးထထည(room volume) က တြကရန

Volume = 20 x 10 x 8 = 1600 ft3 Equation 5.12 မ

𝐶𝐹𝑀 = 𝐴𝐶𝐻 × 𝑉

60= 0.7 ×

1600

60= 18.7 𝐶𝐹𝑀

ထအခနး၏ infiltration rate သည 18.7 CFM ျဖစသည။

၅.၈.၄ Crack Method versus Air Change Method မညသညအေျခအေန၊ မညသညလပငနးတြင မညသညနညးက အသးျပရမညဟ တကသည

သတမတခကမား မရေသာလညး ေအာကပါအခကမားက အေျခခ၍ ဆးျဖတသငသည။ (၁) Air change method တြကနညး ေယဘယအားျဖငလေနအမ၊ အေဆာကအဥ(residential construction)မားအတြက air change method


5-22

က အသးျပသည။ လေနအမ၊ အေဆာကအဥ(residential construction)မားအတြက heating load ခန႔မနးရာတြင ယၾကညစတခရသည ေဒတာမား ရရႏငပါက crack method ကလညး အသးျပႏငသည။

(၂) Crack method တြကနညး လေနအေဆာကအဥ မဟတသည စက႐(non residential construction)မားအတြက crack method က

အသးျပသည။ ျပတငးေပါက ထတလပသမား(window manufacturers)ထမ ယၾကညစတခရသည ေဒတာမား(reliable data) ရရႏငလငေသာလညးေကာငး တပဆငမႈ ျပျပငထနးသမးမႈ အရညအေသြး ေကာငးေအာင ထနးခပ(quality control of installation and maintenance)ႏငလငလညးေကာငး crack method သည အသငေလာဆးျဖစသည။ တကသည ရလဒမား ရရႏငသည။ အေဆာကအဥ အေဟာငးမား(older buildings)အတြက ေလယစမသညႏႈနး(leakage rates)က တြကရန ခကခသည။ အဘယေၾကာင ဆေသာ ျပတငးေပါကမား၏ အေျခအေနက အတအက မသႏငေသာေၾကာင ျဖစသည။

၅.၉ Ventilation (Outside Air) Load ေလအရညအေသြး(indoor air quality)က ထနးထားရနအတြက အေဆာကအဥမားအတြငးသ႔

mechanical ventilation equipment သ႔မဟတ air handling unit မားမတစဆင ျပငပေလ(outside air) ထညေပးရန လအပသည။ Outside ventilation air ထညေပးျခငးေၾကာင building heating load ပမားေစသည။ ၀ငလာသည(entering air)ေလ၏ အပခနႏင စထငးဆသည ျပငပေလအပခန(outdoor temperature)ႏင စထငးဆ(humidity)တ႔ႏင တညသည။

Ventilation ေၾကာင ျဖစေပၚမည heating load တြကရနအတြက equations 5.10 ႏင 5.11 တ႔က အသးျပသည။ Ventilation air က အခနးအတြငးသ႔ မထညေပးခင air conditioning equipment မားျဖင အပေပးျခငးႏင ေရခးေရေငြ႔(humidity) ထညေပးျခငးတ႔ ျပလပသည။ Ventilation heating load သည total building heating load ၏ တစစတတစေဒသ ျဖစသည။ သငေလာသည ျပငပေလ(outside ventilation air) ပမာဏ တြကနညးမားက အခနး(၈)တြင ေဖာျပထားသည။

ႀကးမားသည အေဆာကအဥမားတြင တပဆငထားသည mechanical ventilation system မ fan မားျဖင အေဆာကအဥအတြငး၌ ေလဖအားအနညးငယပျမင(positive air pressure)ေအာင ဒဇငးလပ၍ ေမာငးေလ ရသည။ ထ႔ေၾကာင infiltration ျဖစျခငးက ကာကြယႏငသည။ အေဆာကအဥ(building)က ေလလေအာငျပလပ၍ ဖအားအနညးငယ ျမငတကေအာင ျပလပထားလင(relatively tight and pressurized) သ႔မဟတ ျဖစေအာင ျပလပထားျခငးေၾကာင infiltration load ထညတြကရန မလအပေပ။ Outside air ventilation load ကသာ ထညတြကရန လအပသည။

အေဆာကအဥအတြငး ဖအားအနညးငယျမငတကေအာင ျပလပသညအခါ အလြနအကြမျဖစေအာင သတထားသငသည။ လအပသညထက ပမားပါက တခါး ဖြငရန ခကခလမမည။

လေနအမမား၏ air distributing system တြင fan ျဖင ေလက ျပနလညအသးျပ၍ လညပတျခငး

(recirculation) ျပလပသည။ ထ႔ေၾကာင ventilation load တြကရန မလအပေပ။ Infiltration ျဖစျခငးေၾကာင ေလေကာငးေလသန႔(fresh air)မား အခနးအတြငးသ႔ ၀ငေရာကလာသည။

ေခတမလေနအေဆာကအဥ(residences)မားတြင ေလလ(tight)ေသာေၾကာင infiltration ျဖစေပၚမႈ နညးသညအခါ ေလမလေလာကျခငး(inadequate natural infiltration) ျဖစႏငသည။ ျပငပေလ မလေလာကသည

တခ႕ေသာ non-residential building မားတြင ဖြင၍ ပတ၍ မရႏငသည ျပတငးေပါက(fixed windows no openable part)မား တပဆငထားေလရသည။ ထျပတငးေပါကအေသမား အတြက crack infiltration က ထညတြကရန မလအပေပ။ Exterior door မား အတြကသာ တြကရမည။


5-23

အခါ အညစအေၾကး(indoor air pollutant)မားေၾကာင ေရရညတြင ကနးမာေရးထခက(long term health problems) ႏငသည။ ထ႔ေၾကာင ျပငပေလထည ေပးရန(outside ventilation) လအပသည။ ဥပမာ(၅-၁၃)တြင ventilation load တြကနညးက ေဖာျပထားသည။

ဥပမာ (၅-၁၃) ျပတငးေပါကမားက ေလလေအာငျပလပထားသည အေဆာကအဥ(building with sealed windows)

တစခအတြငး၌ အပခနက 72˚F တြင ထနးထားသည။ ျပငပအပခန(outdoor temperature)သည -5˚F ျဖစသည။ Mechanical ventilation system မ ျပငပေလ(outside air) 5000 CFM ထညေပးသည။ Ventilation ေၾကာင ျဖစေပၚသည sensible heating ပမာဏက ရာပါ။

အေျဖ အခနးအတြငး စထငးဆ(inside humidity conditions) လအပခကက သတမတမထားေသာေၾကာင

sensible heat ကသာ တြကရန လသည။ Ventilation air ၏ equation 5.10 က အသးျပ၍ တြကသည။

𝑸𝑺 = 𝟏. 𝟏 × 𝑪𝑭𝑴 × ∆𝑻

= 1.1 x 5000 x 77 = 423,500 BTU/hr

၅.၁၀ Design Conditions Heating and cooling load တြကရနအတြက အသးျပသည အခနးအတြငး(indoor)အပခန၊ စထငးဆႏင

ျပငပအပခန(outdoor air temperature)၊ စထငးဆ(humidity)တ႔က “design conditions” ဟ ေခၚသည။ ေယဘယအားျဖင အခနးအတြငး ဒဇငးအေျခအေနမား(indoor design conditions)က comfort zone ဧရယာ (area)အတြငး၌ ေရြးခယေလရသည။ Comfort zone အေၾကာငးႏင indoor design condition အေၾကာငးက အခနး(၃)တြင အေသးစတ ေဖာျပထားသည။

Table 5-6 တြင indoor design condition မားက ေဖာျပထားသည။ Design condition က ေရြးခယ သညအခါ သကေသာငသကသာျဖစေစမႈ(comfort) တစခတညးကသာ ဥးစားမေပးဘ energy conservation ေကာငးေစရန တာဝနယ(responsible) ရမည။ အခနးတြငး ဒဇငးအေျခအေန(inside design condition)က ေရြးခယသညအခါ energy code က လကနာရန လအပသည။

ေဆာငးရာသျပငပဒဇငးအပခန(outside winter heating design temperature)မားက table A.9 တြင ေဖာျပထားသည။ Table A.9 သည မးေလ၀သ မတတမးမား(weather records)က အေျခခထားသည။ United States ႏင တျခားေသာ ႏငငမား၏ ေနရာ တစခခငးစ၏ ေဆာငးရာသ outdoor air heating design temperature က heating dry bulb column တြင ေဖာျပထားသည။ ထအခကအလက(value)မားသည ႏစေပါငးမားစြာ စစညး ထားသည ရာသဥတ မတတမးမား(weather records) ျဖစၾကသည။

ဇယားတြင ေဖာျပထားသည တနဖးမားထက နမသည outdoor air temperature သည ပမးမ တစႏစ အတြငး နာရေပါငး(၃၅)နာရၾကာ(35 hours each year) ျဖစေပၚခသည။ တစနညးအားျဖင တစႏစအတြငး နာရေပါငး (၃၅)နာရၾကာ ျဖစေပၚမည အလြနနမသည အပခနမားက မေဖာျပထားပါ။

တစခါတစရမသာ ျဖစေပၚႏငသည ရာသဥတမးက design temperature အျဖစ အသးမျပသငေပ။ အသးျပမလင လအပသညထက ပႀကးေအာင အရြယအစားေရြးခယထားသည(oversized) heating equipment ျဖစေစသည။ သငေလာသည(reasonable) design temperature က သတမတသငသည။ ႀကတငေမာလငထား သည ျပငပအပခန(outdoor temperature)သည အနညးငယနမကခလငေသာလညး heating system ၏ operation သည comfortable indoor conditions ေပးႏငသငသည။

အေမရကတြင မျဖစမေန လကနာရမညဟ သတမတထားသည US energy standards သ႔မဟတ local energy standard မားတြင ေဖာျပထားသည ဒဇငးအေျခအေနမားႏင အနညးငယ ကြလြႏငသည။


5-24

ဤစာအပတြင ေဖာျပထားသည ဒဇငးအေျခအေနမားသည heating လပေနစဥ အေဆာကအဥ (building) အတြငးသ႔ ေရခးေရေငြ႔ထညေပးရန(humidification လပေပးရန) လအပလင latent heat energy က တြက၍ ထညေပးရမည။ Outdoor air humidity design level က zero အျဖစ ယဆပါ။ တစနညးအားျဖင ျပငပေလထတြင ေရခးေရေငြ႔မား မရဟ ယဆသည။

Table A.9 တြင summer cooling အတြက outdoor design data က ေဖာျပထားသည။ Latitude ေကာလသည တညရရာအရပေဒသ၏ ဒဂရလတတြဒ (number of degrees of latitude from the equator for the location)က ေဖာျပထားသည။ Degree Days ေကာလသည အပေပးရမည ရာသ၏ ပမာဏ(expresses the severity of the heating season)က ေဖာျပထားသည။

ဥပမာ (၅-၁၄) Chicago, Illinois အရပေဒသတြင တညေဆာကထားမည စတးဆင(Big Bargain department store)

အတြက heating system ဒဇငးလပရန မညသည outdoor indoor winter temperature အသးျပရမညက ဆးျဖတပါ။ Table 5-6 recommended energy conserving indoor air design conditions for human comfort

Air Temperature (DB) ˚F Relative Humidity (RH) %

Maximum Air Velocity* (FPM)

Clothing Insulation (clo)

Winter 68-72 25-30 30 0.9 Summer 76-78 50-55 50 0.5

*At occupant level. အေျဖ

Table A.9 မ Chicago အတြက သငေလာသည outdoor heating design temperature သည 6˚F ျဖစသည။ Table 5-6 မ indoor air design condition က 68˚F အျဖစ ေရြးခယသည။ ေစးဝယသမားသည ေဆာငးရာသ အေႏြးထညမားက ဝတဆငထားၾကမညဟ ယဆေသာေၾကာင(a justification for this is that people generally keep their winter coats on while shopping) နမသညတနဖး(low end of the recommended value)က ေရြးခယျခငး ျဖစသည။

၅.၁၀.၁ Unheated Space Temperature အေႏြးဓာတေပးထားသည အခနး(heated room)ႏင အျပငနရအၾကားတြင အေႏြးဓာတ မေပးထားသည

အခနး(unheated rooms or spaces) တညရႏငသည။ ထအခနးအပခန(temperature)သည heated room ထက ပနမသည။ အေႏြးဓာတေပးထားသည အခနး(heated room)မ အပမားသည အတြငးနရ(separating partition) က ျဖတ၍ unheated room ဆသ႔ ကးေျပာငးသြားႏငေသာေၾကာင heat loss ပမာဏက တြကရန လအပသည။

အပဓာတမေပးထားသညေနရာ အပခန(unheated space temperature)သည အခနးအပခန (indoor conditions)ႏင ျပငပဒဇငး အပခန(outdoor design conditions)တ႔ အၾကားတြင ျဖစသညဟ ဒဇငနာမားက ယဆၾကသည။ အပဓာတမေပးထားသညေနရာ(unheated space)၏ မနမကႏာျပင ဧရယာ (exposed glass area) အလြနမားေနလင ျပငပအပခန(outdoor temperature)ႏင တညသညဟ ယဆ ႏငသည။ Unheated space က heated space မားက ဝငးရထားလင untreated room အပခနက indoor design condition အျဖစ ယဆ၍ heat transfer ျဖစေပၚမႈက ထညတြကရန မလအပေပ။

အပဓာတမေပးထားသညေနရာ(unheated space)မား၏ တညရရာေနရာက လက၍ တြကရသည နညးနင သတမတယရသည အပခနကြျပားမႈ ရသည။


5-25

၅.၁၁ Room heat loss and room heating load Room heat loss ဆသညမာ အခနးတစခနးခငးစ၏ အပဆး႐ႈးမႈစစေပါငး(sum of each of the room

heat transfer losses) ႏင infiltration heat loss တ႔ ေပါငးထားျခငး ျဖစသည။

ဥပမာ (၅-၁၅)တြင room heating load တြကနညး(procedure)က ေဖာျပထားသည။

ဥပမာ (၅-၁၅)

ပ(၅-၁၀)တြင ႐းခနး(office room)တစခက ေဖာျပထားသည။ တစထပ အေဆာကအဥ(one-story building) ျဖစၿပး Des Moines, Iowa ေဒသတြင တညရသည။ အေဆာကအဥထတြင အပေပးထားသည ေျမေအာကခနး(heated basement) ပါရသည။ Design room heating load က တြကပါ။

တညေဆာကထားပ(construction)မာ ေအာကတြင ေဖာျပထားသညအတငး ျဖစသည။ နရ(wall) အမး အစားသည 6 in. concrete (120 #/cu. ft), R-8 insulation, 1/2 in. gypsum board finish ျဖစသည။ ျပတငးေပါက(window) အရြယအစားသည 5 ft(H) x 4 ft (W) ျဖစသည။ ျပတငးေပါက အမးအစားသည pivoted type, double glass, aluminum frame ျဖစသည။ Infiltration rate သည 0.50 CFM/ft ျဖစသည။ ေခါငမး(roof) အမးအစားသည flat roof metal deck, R-8 insulation ျဖစသည။ မကႏာၾကက အမးအစားသည suspended ceiling ျဖစသည။ မကႏာၾကက(ceiling) အျမင(height)သည 9 ft ျဖစသည။

ပ ၅-၁၀ Floor plan for Example 5-15.

အေျဖ (၁) ဇယားျဖင အခကအလကမားက စနစတက ထည၍တြကသည အေလအကငေကာငးက ေမြးျမပါ။

(၂) Design temperature က table 1.10 ႏင A.9 တ႔မ ေရြးခယပါ။ အခနးအတြငးအပခန(indoor temperature) သည 71˚F ျဖစသည။ ျပငပအပခန(outdoor temperature)သည - 9˚F ျဖစသည။

(၃) Table A.6 ႏင A.8 တ႔မ U value မားက ဖတယပါ။

(၄) Equation 5.8 က အသးျပ၍ heat transfer loss မားက တြကယႏငသည။

(၅) Equation 5.10 က အသးျပ၍ infiltration heat loss က တြကယႏငသည။

(၆) Room heating load သည အပဆး႐ႈးမႈ စစေပါငး(sum of all the losses)ႏင ညမသည။

Room heating load သည အခနးအတြငးသ႔ ထညေပးရမည အပပမာဏ(amount of heat) ျဖစ သည။ အခနးအပခနက သတမတထားသည အပခန(indoor design temperature)တြင ထနးထားရနအတြက room heating load သည room heat loss ႏင ညမသည။


5-26

U (BTU/hr-ft2-˚F) x A(ft2) x TD(˚F) = Q(BTU/hr) Wall 0.10 x 106 x 82 = 870 Window 0.60 x 20 x 82 = 980 Roof 0.08 x 168 x 82 = 1100

Total heat transfer loos = 2950 Infiltration heat loss1.1 x 0.50 CFM/ft x 18 ft x 82 = 810

Room heating load = 3760 ထအပဆး႐ႈးမႈမား အားလး၏ စစေပါငး ျဖစသည။

Design heat loss မားက တြကသညအခါ မညသည heat gain ကမ မထညသငပါ။ Solar heat gain ျဖစေပၚႏငေသာလညး အၿမတမး မရႏငေသာေၾကာင စတခရေအာင ထညမတြကသငပါ။ Steady internal gain ရသည အေဆာကအဥမားတြင net heat losses က ထညသြငး တြကခကရမည။ အၿမတမး ပမနျဖစေပၚေနသည heat gain မားရလင ထညတြကႏငပါသည။

၅.၁၂ Building Net Heating Load အခနးတစခနးခငး(individual room)စ၏ heating load အျပင အေဆာကအဥ(building) တစခလး၏

heating load က တြကရန လအပသည။ Building net heating load ဆသညမာ ျပငပဒဇငးအေျခအေန(outdoor design conditions)တြင အေဆာကအဥ(building)တစခလးတြက လအပသည အပပမာဏ(amount of heat) ျဖစသည။ Building net heating load တြင building heat transfer loss မား ၊ infiltration heat loss မား ႏင ventilation load မား ပါဝငသည။ ထ heating load မား အားလး၏ စစေပါငး ပမာဏျဖစသည။

၅.၁၂.၁ Building Heat Transfer Loss Building heat transfer loss သည heat transfer loss မား ေပါငးထားျခငး(sum) ျဖစသည။ အေဆာက

အဥ၏ နရ၊ ျပတငးေပါက၊ တခါး၊ ၾကမးခငး စသညတ႔ မတစဆင ျပငပသ႔ ထြကသြားသည(ဆး႐ႈးသြားသည) အပမား (outdoors through the exposed walls, windows, doors, floor, and roof of the building)ေပါငးထားျခငး ျဖစသည။ တစနညးအားျဖင ဆး႐ႈးသြားသည အပစစေပါငး(sum of the room heat transfer losses) ျဖစသည။ အေဆာကအဥ၏ နရ၊ ျပတငးေပါက၊ တခါး၊ ၾကမးခငးစသည ဧရယာစစေပါငး(total building area)က တငးယ (measure)၍ ထမတစဆင တက႐က တြကယ(calculate directly) သငသည။

၅.၁၂.၂ Building Infiltration Loss အေဆာကအဥ(building)တြင တစခထက ပမားသည အေပါကမား ရေနလင(more than one side with

openings) infiltration air သည ရသမ အေပါကမား အားလးမတစဆင တစၿပငနက ဝငေရာကရန မျဖစႏငေပ။ အဘယေၾကာငဆေသာ ေလသည အၿမတမး ဥးတညရာ တစဖကဖကကသာ တကေနေသာေၾကာင ျဖစသည။ တစနညးအားျဖင ေလတကသည မကႏာစာရ အေပါကမားတြငသာ infiltration ျဖစေပၚသည။ အခနးအတြငး အေျခအေနမား၊ အတြငးနရ(partition)ေၾကာင အတအက တြကခကရန ခကခသည။ Mechanical ventilation system ေၾကာင infiltration ျဖစျခငး ေလာနညးသြားႏငသည။ အေဆာကအဥ(building)မားတြင infiltration မျဖစေအာင ကာကြယႏငသည။

အေဆာကအဥ၏ infiltration ျဖစႏႈနး(CFM)သည နရတစခခငးစတြင ျဖစေပၚမည infiltration ႏႈနး (CFM) စစေပါငးတနဖး၏ တစ၀ကျဖစသည။ တစနညးအားျဖင အေဆာကအဥ၏ infiltration rate သည နရမား အားလးတြင ျဖစေပၚသည infiltration ၏ တစ၀က ျဖစသည။

(The building air infiltration CFM is equal to one-half the sum of the infiltration CFM of every opening on all sides of the building.)


5-27

ေအာကတြင building infiltration heat loss ႏင building net heating load တြကနညး(procedure)က ဥပမာျဖင ေဖာျပထားသည။

ပ ၅-၁၁ ဥပမာ(၅-၁၆)အတြက ပၾကမး (Sketch for Example 5-16) ဥပမာ (၅-၁၆)

ပ(၅-၁၁)တြင ေဖာျပထားသည အေဆာကအဥ၏ အခနးအတြငးအပခန(indoor temperature)သည 70˚F ျဖစၿပး ျပငပအပခန(outdoor temperature) သည 10˚F ျဖစသည။ Building heat transfer loss သည 170,000 BTU/hr ျဖစသည။ Infiltration rate က ေဖာျပထားသည။ Infiltration heat loss ႏင net heating load က ရာပါ။

အေျဖ (၁) အေဆာကအဥ၏ နရမားအားလးတြင ျဖစေပၚသည infiltration rate က ရာပါ။ ထ႔ေနာက တစဝက(one-half) ဝကပါ။ (Find one-half the infiltration rates for all sides of the building)

Building infiltration CFM = 300 + 100 + 200 + 100

2= 350 CFM

(၂) Equation 5.10 က အသးျပ၍ infiltration heat loss က ရာသည။

Q = 1.1 × CFM × ∆T = 1.1 x 350 x (70 — 10) = 23,100 BTU/hr

(၃) Building net heating load က တြကသည။ Heat transfer loss = 170,000 BTU/hr Infiltration heat loss = 23,100 BTU/hr Building net heating load = 193,100 BTU/hr

၅.၁၃ System Heat Losses Direct room ႏင building heat losses(heat transfer and infiltration/ventilation) တ႔အျပင duct မား

ႏင ပကမား(piping)၌ ျဖစေပၚသည heat loss မားေၾကာငလညး system heat loss ပမားလာႏငသည။

၅.၁၃.၁ Duct Heat Transfer Loss Warm air heating system တြင duct မားသည unheated space မား(attics, basements, shafts,

crawl spades စသညေနရာမား)က ျဖတသြားသညအခါ အပကးေျပာငးမႈ(heat transfer) ျဖစေပၚသည။ Duct အတြငးမ ပေႏြးသညေလမားသည ေအးေနသည ေဘးဘကရေနရာမား(cooler surrounding spaces)ဆသ႔ ထြကသြားလမမည။


5-28

Building sensible heat loss ၏ 2% မ 5% ခန႔က duct heat loss အေနျဖင ထညေပါငးရန hand book မားတြင ေဖာျပထားသည။ ထညေပါငးရမည ရာခငႏႈနး(range of value)သည duct အရည(length of duct-work) ၊ insulation ႏင အနးပတ၀နးကငအပခန(surrounding temperature)တ႔ အေပၚတြင မတညသည။ Ductwork မားတြက အနမဆး R-4 အဆင insulation က အသးျပသငသည။

၅.၁၃.၂ Duct Leakage (Duct မားမ ေလယစမမႈ ျဖစေပၚျခငး) Supply duct ရ အဆကမား(seams) တခ႕ေနရာမားတြင ေလယစမမႈ(air leakage) ျဖစေပၚသည။ အပ

ဆး႐ႈးမႈ(heat loss) ျဖစသည။ အမမား(private residences)မားတြင unconditioned space ေနရာမားသ႔ ေလယစမျခငး(air leak)ေၾကာင ျဖစေပၚသည heat transfer ပမာဏသည 5% မ 10% အတြငး ျဖစႏငသည။ ႀကးမားသည အေဆာကအဥမား(larger buildings)တြင ျဖစေပၚသည ေလယစမမႈသည တပဆငမႈ(sheet metal installation)မား၏ အရညအေသြးေပၚတြင မတညသည။

၅.၁၃.၃ Piping Losses Hot water သ႔မဟတ steam heating system မားမ အပဆး႐ႈးမႈ(heat lost) ျဖစေပၚႏငေသာလညး ပေန

သညပက(hot piping)မားသည ေသးငယၿပး insulate လပထားေသာေၾကာင ျဖစေပၚသည heat loss ပမာဏ အလြနနညးသည။ ထ႔ေၾကာင ထညတြကရန မလအပေပ။ Heating system မားအတြက ရာခငႏႈနးအနညးငယ အပေဆာငး(allowance) ထားသည။

၅.၁၃.၄ Pickup Factor or Allowance System မားက စတငေမာငး(start-up)သညအခါ ေပါငးထညရမည တနဖးက “pickup factor” ဟ

ေခၚသည။ အေဆာကအဥ၏ heating system က (၂၄)နာရပတလး ေမာငးမထားသညအခါ(intermittently heated building ျဖစသညအခါ) သ႔မဟတ regular night time temperature setback နညးက အသးျပသညအခါႏင equipment capacity သည building load ႏင တည႐မသာျဖစလင heating equipment သည အခနးမား (rooms) အပခနက design temperature သ႔ ေရာကေအာင အခနအနညးငယအတြငး၌ ျပလပႏငလမမည မဟတေပ။ ထကသ႔ အေျခအေနမး မျဖစေပၚေစရနအတြက central heating equipment မား၏ အရြယအစား ေရြးခယသည အခါ pickup loss allowance ထညသြငးထားသငသည။

တခ႕ေသာ ဒဇငနာမားသည (၁၀)ရာခငႏႈနးခန႔ အပေဆာငး(extra 10% loss)ထားသည။ 10˚F night setback ျပလပသည Intermittently heated building မားအတြက 40% အထ အပေဆာငးထားၾကသည။ Residential equipment မားအတြက ထသ႔ အပေဆာငးထားျခငးေၾကာင equipment အရြယအစားႀကးမားလာၿပး ကနကစရတ ပမားႏငသည။

ႀကးမားသည အေဆာကအဥ(large building)မားတြင equipment sizing allowance ထားျခငးသည setback အတြက ထးစ(standard practice) မဟတေပ။ တျခားေသာနညး(strategies)မား ရသည။ အခနးအပခန (space temperature)က design temperature သ႔ လေလာကသညအခန(sufficient time)အတြငး ေရာကေစရန system က အခန အနညးငယေစာ၍ ေမာငးႏင(start earlier)သည။

ႀကးမားသည အေဆာကအဥ(large building)မားတြင ဘြငလာမား(multiple boiler)ႏင excess standby capacity ထားရၾကသည။ ဘြငလာထတလပသမား၊လပငနးလပကငသမား(boiler industry)က piping ႏင pickup factor(allowance)က ဘြငလာအရြယအစား ေရြးခယမႈ ျပလပသမားအတြက မျဖစမေန ေဖာျပေပးရန လသည။ Standard piping ႏင pickup factor သည 15% မ 25% အတြငး ျဖစႏငသည။ ဘြငလာအမးအစား(boiler type) ႏင အရြယအစား(size)ေပၚတြင မတည၍ လကေတြအေျခအေနတြင piping ႏင pickup losses မား ေျပာငးလ ႏငသည။


5-29

၅.၁၃.၅ Net and Gross Heating Load Net heating load သည အပပမာဏ(amount of heat) ျဖစသည။ အေဆာကအဥအတြငးရ အခနးမား

အားလး(building rooms) လအပသည system heating loss (ducts, piping, pickup) မားသည room load တြင မပါဝငေပ။ မသကဆငေပ။ ထ load မားသည boiler သ႔မဟတ furnace အတြကျဖစသည။ Net load ႏင ေပါငး၍ စစေပါငးတနဖးက “gross heating load” ဟ ေခၚသည။ Heating equipment မား ထတေပးရမည အပပမာဏ(heat output) ျဖစသည။

ဥပမာ (၅-၁၇) အေဆာကအဥတစခ၏ building net heating load သည 350,000 BTU/hr ျဖစသည။

ေလယစမမႈ(leakage)ေၾကာင ျဖစေပၚသည duct heat transfer loss ႏင heat loss ႏစခေပါငးသည 10% ျဖစသည။ အခနးအပခန(space temperature)က ညအခနတြင 10˚F set back ျပလပသည။ Building gross heating load (the required furnace capacity)က ရာပါ။ အေျဖ System loss မားက ေပါငး၍ net load တနဖးရရသည။

Net heating load = 350,000 BTU/hr Duct losses = 0.10 x 350,000 = 35,000 Pickup allowance = 0.40 x 350,000 = 140,000 Furnace capacity (gross load) = 525,000 BTU/hr

ညအခနတြင 10˚F set back ျပလပျခငးေၾကာင pickup allowance 40% ထညတြကသည။ Service (Domestic) Hot Water Heating

တစခါတစရ boiler မ heat output က space heating အတြကသာမက hot water service (kitchens, baths စသညတ႔) အတြကပါ အသးျပသည။ Hot water system အတြက load တြကနညးက ASHRAE Handbook မားမ ေလလာႏငသည။ ဤစာအပတြင hot water service အေၾကာငး မပါ၀ငပါ။

၅.၁၄ Summary of Heating Load Calculation Procedures Heating load တြကနညး အဆငဆင(step-by-step instruction)က ေဖာျပထားသည။ တစခနးခငးစ၏

ေဒတာ(individual room data)ႏင ရလဒမား(results)က room heating load calculations form က ပ(၅-၁၂) တြင ေဖာျပထားသည။ ပ(၅-၁၃)သည building heating load calculations form ျဖစသည။ ထ form မား သည residential ႏင commercial အေဆာကအဥ(၂)မးစလးအတြက အသးျပႏငသည။

၅.၁၄.၁ Room Heating Load Calculations Room Heating Load တြကနညး (၁) သငေလာသည အခနးအတြငး ဒဇငးအပခန(indoor design temperature)ႏင အခနးျပငပ ဒဇငးအပခန

(outdoor design temperature)မားက table 1.1 ႏင A.9 မ ေရြးခယပါ။

(၂) အတငးအတာ-အကယ-အျမင-အရည(dimensions)မားက ဗသကာပ(architecture plans)မ ရယပါ။ အခနး တငး(each room)အတြက heat transfer ျဖစေပၚႏငသည ျပငပနရမား၏ဧရယာ၊ ျပတငးေပါကမား၏ ဧရယာ (areas of exposed windows, walls, and so forth) တ႔က တြကယပါ။

(၃) သငေလာသည overall heat transfer coefficients (U-value) က tables 3.1 ၊ A.6 — A.8 မ ေရြးခယပါ။ ၊ သ႔မဟတ table A.4 and A.5 တ႔မ R-value မားက ဖတယ၍ တြကခကပါ။


5-30

ပ ၅-၁၂ Room heating load calculations form.

(၄) အခနး(room)၏ အျပငဘက မကႏာျပင(exposed surfaces) အားလးအတြက အပဆး႐ႈးမႈ(heat transfer loss)က တြကပါ။ (equation 5.8) room heat transfer loss အားလးက ေပါငးပါ။

(က) ေျမေအာကရ ၾကမးခငး(basement floor) ႏငနရ(wall) တ႔၏ U-value မားက table 3.2 ႏင outdoor ground temperature တ႔မ ဖတယႏငသည။


5-31

(ခ) ေျမျပငအထကရ floor slab မားအတြကႏင အျပငဘကအခနးမား(exterior rooms)အတြက edge loss က (equation 5.9 and table 5.3) တ႔မ ရႏငသည။

(၅) Room infiltration heat loss က တြကပါ။ Crack method က အသးျပ၍ တြကပါ။

(က) ျပတငးေပါကအကေၾကာငးအရည(window crack lengths)ႏင တခါးဧရယာ(door areas)က ဗသကာ ပမား(architectural plans) မ ရရႏငသည။ ေထာငခနးမား(corner rooms)အတြက နရ(wall) တစဖက ကသာ ထညတြကရမည။

(ခ) Table 5.4 သ႔မဟတ အလားတဇယား(equivalent)မ infiltration rate က တြကယႏငသည။

(ဂ) Equation 5.10 က အသးျပ၍ infiltration heat loss က တြကယႏငသည။ အေဆာကအဥသည mechanical ventilation system က အသးျပ၍ ဖအားျမငတကေအာင(pressurized) ျပလပထားပါက infiltration loss မားက လစလ႐ႈႏင(considered negligible)သည။ ထညတြကရန မလအပပါ။

(၆) Room heating load ကရာပါ။

𝐑𝐨𝐨𝐦 𝐡𝐞𝐚𝐭𝐢𝐧𝐠 𝐥𝐨𝐚𝐝 = 𝐫𝐨𝐨𝐦 𝐡𝐞𝐚𝐭 𝐭𝐫𝐚𝐧𝐬𝐟𝐞𝐫 𝐥𝐨𝐬𝐬 + 𝐫𝐨𝐨𝐦 𝐢𝐧𝐟𝐢𝐥𝐭𝐫𝐚𝐭𝐢𝐨𝐧 𝐥𝐨𝐬𝐬

၅.၁၅ Building Heating Load ပ (၅-၁၃)သည Building heating load calculations form ျဖစသည။ Building heating load တြကရန

အဆငမားက ေဖာျပထားသည။ (၁) အျပငဘကနရမား(exposed surfaces)က ျဖတ၍ ျဖစေပၚမည heat transfer losses က တြကပါ။ (total

exterior areas of the walls, roof, and so forth စသညတ႔၏) ျပငပမကႏာျပင ဧရယာက အသးျပ၍ တြကပါ။ အခနး တစခနးစ၏ မကႏာျပငတ႔မ တြကယလင အမားပမားႏငသည။

(၂) အေဆာကအဥအတြငး(interior)၌ ဖအားမားေအာင(pressurize) မျပလပထားလင ေသာလညးေကာငး mechanical ventilation မတပဆငထားလငေသာလညးေကာငး infiltration ျဖစျခငးေၾကာင heat loss ျဖစေပၚသည။ Infiltration ပမာဏက ရာရန

(က) အေဆာကအဥ(building)အတြငးရ အေပါကမား အားလး(all opening)၏ ျဖစေပၚသည infiltration (CFM) က ရာရန crack method အသးျပႏငသည။

(ခ) Infiltration CFM ႏင equation 5.10 က အသးျပ၍ building infiltration heat loss က တြကယပါ။

(၃) Building တြင mechanical ventilation တပဆငထားလင အတြငး(interior)၌ လေလာကသည ဖအား (pressures) ရလင ventilation heat load က တြကပါ။ Infiltration heat loss က တြကရန မလအပေပ။ Ventilation load က ေအာကပါအတငး တြကယႏငသည။

(က) Table 6.17 မ outside ventilation air (CFM)က ေရြးခယပါ။ (ခ) Equation 5.10 က အသးျပ၍ ventilation sensible heat load က တြကပါ။

(ဂ) Building က humidified လပရန လလင equation 5.11 ျဖင ventilation latent heat load က တြကပါ။

(၄) Building net heating load က တြကပါ။

𝐁𝐮𝐢𝐥𝐝𝐢𝐧𝐠 𝐧𝐞𝐭 𝐡𝐞𝐚𝐭𝐢𝐧𝐠 𝐥𝐨𝐚𝐝 = 𝐛𝐮𝐢𝐥𝐝𝐢𝐧𝐠 𝐡𝐞𝐚𝐭 𝐭𝐫𝐚𝐧𝐬𝐟𝐞𝐫 𝐥𝐨𝐬𝐬 + 𝐢𝐧𝐟𝐢𝐥𝐭𝐫𝐚𝐭𝐢𝐨𝐧 𝐥𝐨𝐬𝐬

(၅) Duct loss ႏင piping and pickup allowance စသည system loss မားက ရာပါ။ (Section ၅.၁၁).


5-32

(၆) ဘြငလာ(boiler)က အသးျပထားလင service hot water load က တြကပါ။

(၇) Building Gross Heating Load(BGHL)က တြကပါ။ BGHL က အေျခခ၍ furnace/boiler အရြယအစား (capacity)က ေရြးခယၾကသည။

𝐆𝐫𝐨𝐬𝐬 𝐡𝐞𝐚𝐭𝐢𝐧𝐠 𝐥𝐨𝐚𝐝 = 𝐍𝐞𝐭 𝐥𝐨𝐚𝐝 + 𝐕𝐞𝐧𝐭𝐢𝐥𝐚𝐭𝐢𝐨𝐧 𝐥𝐨𝐚𝐝𝐬 + 𝐒𝐲𝐬𝐭𝐞𝐦 𝐥𝐨𝐬𝐬𝐞𝐬 + 𝐡𝐨𝐭 𝐰𝐚𝐭𝐞𝐫 𝐬𝐞𝐫𝐯𝐢𝐜𝐞 𝐥𝐨𝐚𝐝

An example of heating load calculations for a building may be found in Example Project I in Chapter 17. The student is advised to read Sections 17.1 and 17.2 at this point for an account of some practical problems encountered in doing an actual estimate. The following Web sites provide heating load calculation software:

(၁) www.hvac-calc.com (၄) www.elitesoft.corn (၂) www.wrightsoft.com (၅) www.carmelsoft.com (၃) www.hvacsoft.com

ပ ၅-၁၃ Building heating load calculations form.


5-33

၅.၁၆ Energy Conversation Building heating load က ေလာခႏငျခငးေၾကာင စြမးအငသးစြမႈ ေလာခႏငသည။ ေအာကတြင

building heating load ေလာခႏငသညနညးမားက ေဖာျပထားသည။ (major opportunity for energy conservation)

(၁) အေဆာကအဥတစခလး(building construction)တြင insulation ေကာငးေအာင၊ထေအာငလပပါ။ လြနခသည အခနက တညေဆာကခသည အေဆာကအဥမားတြင insulation မလေလာက(inadequate)ေသာေၾကာင စြမးအငျဖနးတးရာ(wasteful of energy)ေရာကသည။ အေအးပငးဇန(colder climates)တြင ရသည လေန အေဆာကအအမား(residential buildings)၌ overall roof-ceiling resistance အတြက R-20 မ R-30 အဆငက အသးျပသငသည။

(၂) အေဆာကအဥအတြငး လမားမရခန(unoccupied periods)တြင setback(lowering of temperature) က အသးျပ(practice)သငသည။ တစနညးအားျဖင လမားရေနခနတြင heating system ၏ အပခန set point က အနညးငယ ေလာခထားသငသည။

(၃) ေဆာငးရာသတြင အလြနျမငသည အပခနက မခန(set)ဘ သကေသာငသကသာျဖစ႐ အပခနကသာ ခနထားသငသည။ (Use inside winter design temperatures that provide comfort but not excessive temperature.)။ မလအပဘ အလြနျမငသည အပခန မထားသငပါ။ အခနးအပခန 75˚F က မလအပဘ မခန(set point)သငပါ။ အခနး အပခနက 68˚F မ 72˚F အတြငး သင႐ထနထားသငသည။

(၄) ျပတငးေပါကမားႏင တခါးမားအားလးတြင(all windows and doors) weather-stripped မား တပဆငထားပါ။ Mild climate မလြ၍ အေအးပငးဇနတြင ရသည အေဆာကအဥမားအတြက double glass သ႔မဟတ storm windows မားက အသးျပပါ။

(၅) မနကနသည တြကနညး(correct procedures)က အသးျပ၍ အပဆး႐ႈးမႈ(heat losses)က တြကပါ။

(၆) စြမးအငသးစြမႈ ေလာနညး(reducing energy consumption)ေစရနအတြက အေဆာကအဥ၏ ဗသကာဒဇငး မကႏာမရာဘက၊ အသးျပသည မနအမးအစားႏင မနမကႏာျပင ဧရယာ စသညတ႔ (orientation, use of glass, type of materials, and so forth)က ထညသြငးစဥးစားပါ။

(၇) သငေလာသည၊ လကေလာညေထြျဖစသည energy conservation construction standard မားက လကနာပါ။

၅.၁၇ Review Questions 1. What is the heating load and what items make it up? 2. What is the infiltration loss? 3. What is the ventilation load? 4. Define resistance and conductance. What is their relationship? 5. What are the two methods for estimating infiltration? 6. How is the infiltration for a corner room found when using the air change method? 7. What is meant by the term setback? 8. What outside temperature is used to find the heat transfer from below grade surfaces? 9. Through what part of a-building is the heat transfer loss proportional to the perimeter?


5-34

၅.၁၈ Problems 3.1 A homeowner asks an energy consultant to find the heat loss from his home. On one wall, measuring 15 ft by 9 ft (without windows), the consultant measures a temperature of 66˚F on the inside surface of the wall and 18˚F on the outside surface. The wall has a thermal resistance of 0.35 ft2-˚F-hr/BTU. What is the rate of heat loss through the wall?

5.2 An insulating material has a thermal conductivity of k = 0.23 BTU/hr-ft2-˚F per inch. How many inches of the material should the contractor install if energy conservation specifications call for insulation with an R-12 value?

5.3 Find the overall R value and U factor in winter for the wall with construction as shown in Figure 5.14.

5.4 The wall in Problem 5.3 is 30 ft long by 12 ft high. The indoor temperature is 70˚F. What is the heat transfer loss through the wall on a day when the outdoor temperature is —5˚F?

5.5 A state energy code requires a certain wall to have an overall R-15 value. What must be the R-value of insulation added to the wall in Problem 5.3?

5.6 A roof is constructed of built-up roofing on top of a metal deck, R-5.5 insulation, with a suspended V2 in. acoustical tile ceiling. Calculate the R-value of the roof in winter. Com-pare the result with the value from table A.6.

5.7 Find the R-value of the roof in Problem 5.6 if 2 in. more of glass fiber insulating board is added.

5.8 Calculate the heat transfer loss through a 4 ft 6 in. wide by 3 ft high wood sash window with indoor and outdoor temperatures of 68˚F and 3˚F, respectively.

5.9 Calculate the heat transfer loss through a 25 ft by 30 ft roof-ceiling of a house with pitched asphalt shingle roof, vented attic, R-8 insulation, and 1/2 in. acoustical tile on furring ceiling. Inside and outside temperatures are 72˚F and —2˚F.

5.10 What is the heat transfer loss through a 40 ft by 20 ft basement floor when the room is at 65˚F and the ground temperature is 50˚F?

5.11 A warehouse in Cleveland, Ohio. built on grade, is 100 ft by 40 ft in plan. The wall construction is 4 in. block with brick facing. R-5 insulation is used around the edge. The inside temperature is 68˚F. What is the heat loss through the floor?

ပ ၅-၁၄ Sketch for Problem 5.3.


5-35

5.12 Find the sensible heat loss from infiltration through a casement window with a 3 ft wide by 4 ft high operable section if the infiltration rate is 0.8 CFM/ft. The room temperature is 69˚F and the outdoor temperature is —8˚F.

5.13 A room 15 ft by 20 ft by 10 ft has an air infiltration rate of 1.5 air changes per hour. The room is at 72˚F and the outdoor temperature is 1˚F. What is the heat loss from infiltration?

5.14 A building in Milwaukee, Wisconsin, has 2000 ft2 of single-glazed vinyl frame windows. The inside temperature is 72˚F. Using the recommended outdoor winter design temperature, calculate the design heat transfer loss through the windows.

5.15 To save energy, it has been decided to install double glass windows on the building in Problem 5.14. What is the reduction in the design heat transfer loss?

5.16 Find the total heat loss from heat transfer and infiltration through a single-glazed 5 ft wide

by 4 ft high double-hung vinyl frame window in a building in Springfield, Illinois, maintained at 71˚F. The infiltration rate is 0.6 CFM/ft.

5.17 A corner room in a building in Pittsburgh, Pennsylvania, has two 3 ft wide by 4 ft high casement windows on one side with an infiltration rate of 0.7 CFM/ft, and a 7 ft by 3 ft door on the other side with an infiltration rate of 1.2 CFM/ft. The room is at 68˚F. Find the design infiltration heat loss from the room.

ပ ၅-၁၅ Sketch for Problem 5.3.

5.18 Find the total heat loss through the exterior wall and windows of a room at 72 F, as described: Wall: 8 in. concrete. R-5 insulation, 0 in. gypsum wallboard. 30ft long by 15ft high Windows: (5) 4 ft wide by 4 ft high double glass, aluminum frame. casement type. Infiltration rate 0.5 CFM/ft Location: Salt Lake City, Utah

5.19 Find the design heat loss from the room shown in Figure 5.15 on an intermediate floor in an office building in Toronto, Ontario. Use recommended energy conservation design values suggested in this chapter.


5-36

Wall: 4 in. face brick. 8 in. cinder block. 1/2 in. furred gypsum wallboard Windows: 4 ft wide by 5 ft high, double glass. double-hung. vinyl frame Ceiling height: 9ft

5.20 Calculate the individual room heating loads and building heating load for the house shown in Figure 5.16. Use recommended energy conservation design values. Location: Hartford, Connecticut

Walls: wood siding. building paper, wood sheathing. R-4 insulation. 3;8 in. gyp SU/11 board interior

Windows: double-hung. wood sash, single glass

Roof: pitched. asphalt shingles. Building paper, wood sheathing, R-8 insulation. gypsum board ceiling. attic

Doors: 10 in. wood. 7ft high

Ceiling height:

9ft. No basement

5.21 Calculate the heating load for the building shown in Figure 5.17. The building is constructed on grade.

ပ ၅-၁၆ Building plan for Problem 5.20.


5-37

Location: Topeka, Kansas. Factory

Walls: 8 in. concrete block, Furred gypsum board

Windows: double· glazed, aluminum frame

Mechanical ventilation: 2500 CFM

Doors: 1 in. wood

Roof: 4 in. lightweight concrete, finished ceiling

Computer Solution Problems 5.22 Solve Problems 5.19, 5.20, and 5.21 using heating load calculation software available from one of the following Web sites:

www.carmelsoft.com www.elitesoft.com

ပ ၅-၁၇ Building plan for Problem 5.21.

-End-

chapter-5 heating load

Documents