Kraadpäevade mõiste
Sageli on olemasoleva hoone energiatarbimise hindamisel otstarbekas võrrelda energiatarbimist erinevate perioodide vältel. Suur osa soojuse tarbimisest hoones sõltub valitsevast väliskliimast, mis erinevate aastate vahel pole päris sama. Erinevuste kõrvaldamiseks tuleb kasutada kraadpäevi.
Üks kraadpäev väljendab 1 °C erinevust arvestusliku sisetemperatuuri ja ööpäeva (24 tunnise perioodi) keskmise välisõhu temperatuuri vahel. Kui näiteks ööpäeva keskmine välisõhu temperatuur on 2 °C, siis on 24 tunnise perioodi (1 ööpäev) kraadpäevade arv 17 – 2 = 15 (°C×d).
Miks võetakse arvestuslik siseõhutemperatuur madalam kui tegelik? Sellepärast, et osa kütte soojusvajadusest kaetakse nn vaba soojusega so elektriseadmetelt, inimestelt jne tulevate sisemiste soojuseritustega ja päikese kiirgusega. Näiteks meie viiekordsete tüüpelamute soojusliku käitumise analüüs on näidanud, et keskmisena tõuseb vaba soojuse arvel siseõhu temperatuur ca 3-4 °C.
Võtmepiirkonnad kraadpäevade määramiseks
Tingituna klimaatilistest erinevustest pole kraadpäevade arvud erinevates Eesti piirkondades võrreldavad. Tallinna Tehnikaülikooli poolt läbi viidud uuringu [1] põhjal on pakutud, et kraadpäevade alusel on sobilik Eesti jagada kuueks piirkonnaks. Need kraadpäevade võtmepiirkonnad ja keskused, milliste välisõhu temperatuuride alusel määratakse piirkonna kraadpäevad, on järgmised:
I Jõhvi
II Tartu
III Tallinn
IV Valga
V Pärnu
VI Ristna
Allolev jooniselt on näha soovituslikud võtmepiirkondade piirid.
Lihtsustatud arvutustes võib Tallinna kraadpäevi vaadata kui Eesti keskmisi.
Andmed kraadpäevade kohta
Andmed avaldatakse hiljemalt iga kuu 7. kuupäeval.
Erinevate Eesti võtmepiirkondade kraadpäevade andmed erinevatel tasakaalutemperatuuridel ja aastatel:
I Jõhvi IV Valga
II Tartu V Pärnu
III Tallinn VI Ristna
Erinevate aastate välisõhu temperatuuri mõju kompenseerimine.
Kraadpäevade oluliseks kasutusalaks on erinevate aastate välisõhu temperatuuri mõju elimineerimine soojustarbimisele. Et elimineerida erinevate aastate välisõhu temperatuuride mõju, viiakse reaalse aasta soojustarbimine üle võrreldavale nn normaalaasta tarbimisele, kasutades seost:
kus: QN – normaalaasta soojustarbimine, MWh;
Qteg – tegeliku aasta soojustarbimine, MWh;
SN – normaalaasta kraadpäevade arv (lihtsad kraadpäevad, valitud vastavalt tasakaalutemperatuurile tB hoones);
Steg – tegeliku aasta kraadpäevade arv (valitud samal tasakaalutemperatuuril tB, mis SN);
C - kraadpäevadest sõltumatu soojustarbimine, MWh.
Osa hoonetes tarbitud soojusest on nõrgalt seotud välisõhutemperatuuriga, seega praktiliselt sõltumatu kraadpäevade arvust. Seda iseloomustab eelpool toodud valemis suurus C. Kraadpäevadest sõltumatu soojustarbimise põhiosa moodustab sooja tarbevee valmistamiseks kulutatud soojus. Kraadpäevadest sõltumatu soojustarbe hulka kuuluvad ka sooja tarbevee torustiku soojuskaod, käterätikuivatitega hoonesse antud soojus, samuti võib siia hulka lugeda ka mitteköetavates ruumides (näit kütmata pööningutel) paiknevate küttetorustike soojuskaod.
Tasakaalutemperatuurid
Siseõhu temperatuur hoones kujuneb kütte- ja vabasoojuse tulemusel. Viimase allikateks on inimesed, elektriseadmed, elektrivalgustus, päikese-kiirgus. Piltlikult öeldes küttega kaetakse soojuskaod välisõhu temperatuurist kuni tasakaalutemperatuurini tB. Soojuskaod tasakaalutemperatuurist kuni ruumi siseõhu temperatuurini tS kaetakse vabasoojusega. Tallinna Tehnikaülikooli poolt läbi viidud uuringus [2] määrati olulisemate hoonete tasakaalutemperatuurid erinevat tüüpi hoonetele, mida kraadpäevade määramisel on soovituslik kasutada.
Elamud (tS=21°C)
Uuringute tulemusel on aasta kütte soojusvajaduste määramiseks saadud järgmised ligikaudsed tasakaalutemperatuurid:
| Hoone iseloomustus |
Tasakaalu-temperatuur |
| vana tüüpi renoveerimata kortermajad (loomulik ventilatsioon) |
17°C |
| vana tüüpi renoveeritud kortermajad (loomulik ventilatsioon) |
13°C |
| kortermajad (sund-väljatõmbe ventilatsioon) |
15°C |
| uued kortermajad (sissepuhke-väljatõmbe ventilatsioon) |
12°C |
Üksikute kuude soojusvajaduste määramisel kütteks on paremate tulemuste saamiseks soovitatav kasutada mõnevõrra teisi tasakaalutemperatuure. Külmematel kuudel (oktoober, november, detsember, jaanuar, veebruar, märts, aprill) võiksid need olla alljärgnevad:
| Hoone iseloomustus |
Tasakaalu-temperatuur |
| vana tüüpi renoveerimata kortermajad (loomulik ventilatsioon) |
18°C |
| vana tüüpi renoveeritud kortermajad (loomulik ventilatsioon) |
14°C |
| kortermajad (sund-väljatõmbe ventilatsioon) |
16°C |
| uued kortermajad (sissepuhke-väljatõmbe ventilatsioon) |
13°C |
Soojemate kuude (september, mai jt) soojusetarbimise analüüsil on soovitatav kasutada alljärgnevaid tasakaalutemperatuure:
| Hoone iseloomustus |
Tasakaalu-temperatuur |
| vana tüüpi renoveerimata kortermajad (loomulik ventilatsioon) |
15°C |
| vana tüüpi renoveeritud kortermajad (loomulik ventilatsioon) |
11°C |
| kortermajad (sund-väljatõmbe ventilatsioon) |
13°C |
| uued kortermajad (sissepuhke-väljatõmbe ventilatsioon) |
10°C |
Koolid (tS=21°C)
| Hoone iseloomustus |
Tasakaalu-temperatuur |
| renoveeritud akendega ja renoveerimata ventilatsiooniga tüüpkoolimajas |
15°C |
| renoveeritud piirdetarinditega ja renoveerimata ventilatsiooniga tüüpkoolimajas |
13°C |
| renoveeritud piirdetarinditega ja sund-väljatõmbe ventilatsiooniga tüüpkoolimajas |
15°C |
| renoveeritud piirdetarinditega ja soojustagastitel baseeruva sund- sissepuhke-väljatõmbe ventilatsiooniga koolimajas |
13°C |
Büroohooned (tS=21°C)
Büroohoonete soojuslik toimimine on oluliselt komplitseeritum. Suurt rolli sisetemperatuuri kujunemise protsessis mängib tegelik vabasoojus ning insenerisüsteemid ja nende automatiseerituse tase. Seetõttu saab soovitada ainult ligikaudseid arvestuslike tasakaalutemperatuuride (ööpäeva keskmistena) vahemikke olenevalt suletud netopinnast töötaja kohta:
| Suletud netopind töötaja kohta büroohoones |
Tasakaalu-temperatuur |
| kuni 16 m2/in |
7..11°C |
| 16 kuni 30 m2/in |
11..13°C |
| üle 30 m2/in |
13..15°C |
Uuringud
Kraadpäevade kasutamisega seonduvast temaatikast sügavama ülevaate saamiseks soovitame tutvuda järgnevalt viidatud uuringutega.
[1] Eesti kraadpäevad ja nende kasutusjuhend: I etapp. TTÜ Keskkonnatehnika Instituut, 2003.
[2] Eesti kraadpäevad, TTÜ Keskkonnatehnika Instituut, 2006.
Soovitame tutvuda ka uuringutes antud arvutusnäidetega reaalse aasta soojustarbimise normaalaastale üleviimise kohta (näiteks [2], osa 3.1).