Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2019 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Niskoenergetyczny budynek jednorodzinny

Badanie mikroklimatu
Modelowy budynek energooszczędny Lumina
Modelowy budynek energooszczędny Lumina
Archipelag

Budynki niskoenergetyczne charakteryzują się parametrami, które nie pozostają obojętne dla mikroklimatu wnętrza. Są to: zwiększona powierzchnia okien południowych, zwiększony poziom izolacyjności termicznej przegród zewnętrznych, znaczna akumulacja przegród wewnętrznych, zorganizowana wymiana powietrza wentylacyjnego, zastosowanie rekuperatorów i wymienników gruntowych.

W artykule zostaną omówione wyniki badań dotyczących parametrów powietrza wewnętrznego normalnie eksploatowanego niskoenergetycznego budynku jednorodzinnego, zlokalizowanego w północno-wschodniej Polsce.

Obiekt badawczy i zaplanowany eksperyment

Budynek poddany badaniom został wzniesiony w latach 1998–2000 w północno-wschodnim regionie kraju. Zgodnie z projektem charakteryzował się on wysoką izolacyjnością termiczną przegród zewnętrznych, wentylacją mechaniczną z odzyskiem ciepła i wstępnym ogrzewaniem powietrza wentylacyjnego w wymienniku gruntowym, znaczną akumulacyjnością wnętrza, znaczną powierzchnią okien na południowej elewacji, nowoczesnym systemem ogrzewania z zapasowym źródłem energii (kominek z częściowym rozprowadzeniem ciepła). Przynależność budynku do klasy obiektów niskoenergetycznych została potwierdzona pomiarami zużycia ciepła w trzech pierwszych sezonach grzewczych, a także wykonanymi obliczeniami. Budynek charakteryzował się eksploatacyjnym wskaźnikiem sezonowego zapotrzebowania na ciepło na poziomie ok. 37 kWh/(m²·a).

WARTO ZOBACZYĆ!
Wszystko o energooszczędności
– pobierz za darmo materiały

Oceny komfortu cieplnego wewnątrz budynku w różnych okresach: sezon ogrzewczy, okres przejściowy i sezon letni, dokonano na podstawie obliczonych wskaźników komfortu cieplnego dla warunków umiarkowanych PMV i PPD.
Wskaźnik PMV można wyznaczyć z równania:

PMV = (0,303e0,03 M + 0,028) {(M – W) – 3,05·10–3·[5733 – 6,00(m – w) – pa] + 0,42·[(M – W) – 58,5] – 1,7·10–5 M (5867 – pa) – 0,001·4 M (34 – ta) + 3,96·10–8·fcl·[(tcl + 273)4 (tr + 273)4] fcl·hc (tcl – ta)},

gdzie:
M – metabolizm [W/m²],
W – praca zewnętrzna [W/m²],
fcl – iloraz pola powierzchni ciała okrytego odzieżą i pola powierzchni ciała odkrytego,
ta – temperatura powietrza [°C],
tr – średnia temperatura promieniowania [°C],
pa – ciśnienie cząstkowe pary wodnej [Pa],
hc – współczynnik wymiany ciepła przez konwekcję [W/(m²·°C)],
tcl – temperatura powierzchni odzieży [°C].

Wskaźnik PPD można obliczyć z równania wiążącego go ze wskaźnikiem PMV: PPD = 100 – 95e –(0,03353 PMV4 + 0,2179 PMV2).

Do obliczeń wykorzystano wyniki wieloletnich pomiarów temperatury i wilgotności wewnątrz badanego budynku niskoenergetycznego. Parametry mikroklimatu wnętrza budynku mierzono i rejestrowano za pomocą czujników MicroLog EC 650, które dają możliwość pomiaru i rejestracji temperatury i wilgotności powietrza w odstępach od 10 s do 120 min i zapamiętania do 16 tys. danych. Obliczenia wykonano za pomocą programu numerycznego MICRO.

Wykresy przebiegów wskaźników PMV i PPD wykonano dla poszczególnych okresów:

  • zima (od 11.02.2006 do 10.03.2006),
  • okres przejściowy (od 11.03.2006 do 7.04.2006),
  • lato (od 14.06.2006 do 11.07.2006) w odniesieniu do temperatur maksymalnych i minimalnych w ciągu dnia.

Parametry związane z uczestnikiem pomiarów mikroklimatu, tj.: M – metabolizm, W – praca zewnętrzna, przyjęto na normalnym racjonalnym poziomie występującym w pomieszczeniach mieszkalnych. Przyjęto zróżnicowane parametry odzieży w poszczególnych okresach roku:

  • lato – Icl = 0,045 [W/(m²·K)],
  • zima – Icl = 0,160 [W/(m²·K)],
  • okres przejściowy – Icl = 0,110 [W/ /(m²·K)].

Na podstawie wyrywkowych badań oraz ze względu na system wentylacji budynku (wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna) przyjęto względną prędkość przepływu powietrza na poziomie stałym równym 0,1 [m/s].

Uzyskane wyniki i ich analiza

Na wykresach (rys. 1, 3 i 5) pokazano przebiegi wartości temperatury odpowiednio w okresach: zimowym, przejściowym i letnim (zarejestrowane wartości podzielono na dzień i noc). W okresie zimowym (grzewczym) i przejściowym (w badanym budynku w zasadzie bez ogrzewania) temperatura w dzień jest wyższa od temperatury w nocy.

 

 

Wynika to bezpośrednio ze sterowania ogrzewaniem, z występowania niższych temperatur zewnętrznych w nocy oraz braku efektu nagrzewania obiektu w ciągu dnia występującego latem (rys. 5). Wartości temperatury wewnętrznej w okresie grzewczym (rys. 1) są najbardziej wyrównane, co również wynika z działania systemu automatyki instalacji c.o. W okresie letnim wartości temperatury wewnętrznej są dużo bardziej zróżnicowane (rys. 5).

Daje się zauważyć łagodną tendencję wzrostową temperatury pod koniec lutego i na początku marca (operacja słońca przy wyłączonym ogrzewaniu – zakończenie sezonu grzewczego w badanym obiekcie niskoenergetycznym przypada na marzec, a częste wyłączanie ogrzewania przez system automatyki następuje już w lutym przy intensywnym promieniowaniu słonecznym). Pod koniec lutego widoczny jest efekt większej „dostawy” darmowej energii słonecznej w stosunku do potrzeb cieplnych budynku niskoenergetycznego – temperatura wnętrza rośnie powyżej ustawionej na czujnikach automatyki c.o.

ZOBACZ TAKŻE
Jak obniżyć koszty ogrzewania budynku?
Jak obniżyć koszty ogrzewania budynku?
Pobierz ZA DAMO PDF!

Analogicznie przedstawia się wilgotność powietrza wewnętrznego w poszczególnych analizowanych okresach (rys. 2, 4, 6). Najmniejsze różnice w wartościach wilgotności występują w sezonie grzewczym i rosną, gdy ogrzewanie jest wyłączone, a maksymalne zróżnicowanie wilgotności towarzyszy okresowi letniemu (znacznie większy wpływ zróżnicowanej wilgotności zewnętrznej na warunki wewnętrzne).

W odróżnieniu od wielkości temperatury wartości wilgotności powietrza wewnętrznego w nocy i w dzień są do siebie zbliżone we wszystkich rozpatrywanych okresach eksploatacyjnych. Jeśli chodzi o wartości bezwzględne temperatury powietrza wewnętrznego, to o ile w sezonie grzewczym wynikają one wprost z ustawienia automatyki systemu grzewczego (znikome działanie promieniowania słonecznego i stosunkowo niska temperatura zewnętrzna), to w okresie przejściowym i letnim duży wpływ na tę temperaturę ma zarówno promieniowanie słoneczne, jak i akumulacja we wnętrzu budynku. Promieniowanie słoneczne, głównie w okresie przejściowym, daje możliwość ograniczenia zużycia energii (szczególnie w połączeniu z dużą akumulacyjnością budynku – tak jest w badanym obiekcie). Intensywne nasłonecznienie szczególnie południowej i południowo- zachodniej elewacji jest przyczyną wzrostu temperatury powietrza wewnętrznego (rys. 5).

Na rys. 7 i 8 przedstawiono wyznaczone (na podstawie przeprowadzonych pomiarów oraz przyjętych parametrów dodatkowych) dla badanego budynku wartości wskaźników PMV i PPD charakteryzujących komfort cieplny wnętrza. Wyznaczano je z uwzględnieniem występujących w budynku w poszczególnych okresach skrajnych temperatur wewnętrznych (rys. 7 – wartości maksymalne, rys. 8 – wartości minimalne).

Wartości wskaźników PMV i PPD oscylują wokół idealnych (PMV = 0 i PPD = 5%) w okresie zimowym zarówno dla minimalnych, jak i maksymalnych wartości temperatury wewnętrznej. Pod koniec okresu przejściowego wskaźniki przybierają wartości nieznacznie gorsze, ale ciągle mieszczące się w pojęciu komfortu cieplnego. Najbardziej zróżnicowanymi wartościami wskaźników komfortu charakteryzuje się okres letni (ma to bezpośredni związek z temperaturą zewnętrzną). Wartości PMV dochodzą do –0,5, a PPD do 12%. Należy zwrócić uwagę, iż do wyliczenia wskaźników komfortu brano w różnych okresach różne zestawy odzieży adekwatne do rozpytywanych okresów warunków zewnętrznych.

PODSUMOWANIE

Obliczone wartości parametrów mikroklimatu oraz wskaźników komfortu cieplnego (PMV i PPD) pokazują, że w budynku energooszczędnym eksploatowanym w klimacie właściwym dla północno-wschodniej Polski można uzyskać akceptowalny mikroklimat wnętrza we wszystkich charakterystycznych okresach (zima, lato, okres przejściowy). Badany jednorodzinny budynek niskoenergetyczny spełnia więc w warunkach strefy klimatycznej północno-wschodniej Polski wymagania stawiane obiektom mieszkalnym. Poprawne rozwiązania architektoniczno- budowlane i instalacyjne zapewniają utrzymanie parametrów mikroklimatu wnętrza na poziomie zapewniającym komfort termiczny. Wykonano w ramach pracy W/WBilŚ/07/08

LITERATURA

  1. T. Klinke, K. Krygier, J. Sewerynik, „Mikroklimat pomieszczeń i obliczanie czynników powodujących zmiany stanu powietrza w pomieszczeniach”, [w:] T. Klinke, K. Krygier, J. Sewerynik, „Ogrzewnictwo, wentylacja, klimatyzacja”, Warszawa 1991.
  2. J.A. Pogorzelski, A. Panek, „Przyszłość oszczędzania energii w budownictwie”, „Materiały Budowlane” nr 1/2006.
  3. W. Sarosiek, B. Sadowska, „Eksploatacja energooszczędnego budynku jednorodzinnego”, „Rynek Instalacyjny” nr 10/2003.
  4. W. Sarosiek, B. Sadowska, „Wilgoć na wewnętrznych powierzchniach przegród zewnętrznych a mikroklimat mieszkań”, „Materiały Budowlane” nr 7/2006.
  5. A. Szponar, B. Szponar, „Zmiany mikroklimatu pomieszczeń w budynku po termomodernizacji”.

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Na czym polega ciepły montaż okien?


Montaż taki pozwala wyeliminować mostki termiczne powstające na łączeniu muru z oknem... ZOBACZ »


Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd »

Kiedy i gdzie stosować płyty warstwowe?

Wszystkie znane obecnie źródła energii, poza energią geotermalną i atomową, są pośrednio efektem działania promieniowania słonecznego... czytaj dalej »

Panele wybierane są przez wielu architektów jako elementy wieńczące i tworzące... czytaj dalej »

Sprawdzone sposoby na ocieplenie i izolację budynku »


Konieczność ocieplania ścian zewnętrznych wynika nie tylko ze względów ekonomicznych – im lepiej izolowane ściany, tym... ZOBACZ »


Na czym polegają prace uszczelniające?

Wszystko o izolacjach technicznych »

Prace uszczelniające mają na celu odcięcie niebezpiecznych materiałów, substancji lub po prostu... czytaj dalej » Produkty przeznaczone do instalacji klimatyzacyjnych i wentylacyjnych, jak i... czytaj dalej »

Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr...
czytaj dalej »


Od czego zacząć termomodernizację domu? Co zrobić, aby uzyskać dotację?

Czego użyć do naprawy balkonu lub tarasu?

Jak dzięki termomodernizacji zmniejszyć zuzycie energii na ogrzewanie domów nawet o 69%?.. czytaj dalej » Nawierzchnia drenażowa typu kamienny dywan powstaje z połączenia naturalnego kruszywa marmurowego... czytaj dalej »

Chemia budowlana - porady ekspertów »


Masz wątpliwości i pytania jak rozwiązać Twój problem techniczny? Dobierz stosowną technologię do Twoich potrzeb... ZOBACZ »


Czego użyć do izolacji dachu?

Chcesz zaoszczędzić nawet 30% na zużyciu energii?

Rozwiązaniem, które zapewnia optymalne zaizolowanie są... czytaj dalej » Oprócz niższych rachunków za energię mamy zdecydowanie wyższy komfort mieszkania... czytaj dalej »

Jak zrobić spadki na balkonie i tarasie?


Dach, balkon czy taras jest płaski, a więc jak wygląda kwestia odwodnienia? ZOBACZ »


Co warto wiedzieć o systemach natryskowych?

Jak zabezpieczyć budynek przed wilgocią?

Budynek ocieplony pianką jest szczelny akustycznie a przede wszystkim... czytaj dalej »

Wilgoć pojawiająca się w budynku i związana z nią pleśń szkodzą naszemu zdrowiu, powodują wyższe rachunki za ogrzewanie i niszczą mury... czytaj dalej »

Planujesz wymianę dachu? Sprawdź »


Dzięki lekkości dachówek nie ma potrzeby wzmacniania Twojej starej struktury dachowej. W niektórych przypadkach jest nawet... ZOBACZ »


Elewacja, która wygląda jak drewno, marmur czy kamień »

Jak budować energooszczędnie?

Ładna fasada stanowi wizerunek budynku. Estetyczny wygląd elewacji często... czytaj dalej »

Przekonaj się, jakie rozwiązania sprawdzą się w nowoczesnym, energooszczędnym budownictwie... czytaj dalej »

Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
9/2020

Aktualny numer:

Izolacje 9/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Akustyka w budownictwie mieszkaniowym
  • - Renowacja i uszczelnianie cokołów
Zobacz szczegóły
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Flowcrete Polska Sp. z o.o.
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Jesteśmy producentem i dystrybutorem materiałów do wykonywania bezspoinowch posadzek żywicznych -...
Dlaczego warto zadbać o balkon i taras?

Dlaczego warto zadbać o balkon i taras?

Trudno wyobrazić sobie nowoczesny dom bez jego wizytówki, czyli balkonu lub tarasu. Elementy te stanowią dodatkową powierzchnię, która pozwala na chwilę oddechu na...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.