Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [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


Dobierz najlepszy materiał termoizolacyjny. Sprawdź »


Ocieplenie powinno być trwałe i odporne na niekorzystne oddziaływanie czynników atmosferycznych... ZOBACZ »


Jak ochronić przed wodą podpiwniczenia i fundamenty?

Wykańczasz dom i potrzebne Ci wysokiej jakości materiały?

W przypadku aplikacji na podłożach wykazujących mikropęknięcia, przy wykonywaniu izolacji wodoszczelnej wanien...
czytaj dalej »

Dopasuj rozwiązanie do Twoich potrzeb i rodzaju wykonywach prac... czytaj dalej »

Czym skutecznie zaizolować fundament?

Zadaniem hydroizolacji jest zablokowanie dostępu wody i wilgoci do wnętrza obiektu budowlanego. Istnieje kilka rodzajów izolacji krystalizujących, a ich znajomość ułatwia zaprojektowanie i wykonanie szczelnej budowli. czytaj dalej »

 


Uszczelnianie dachu - to warto wiedzieć »

Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd »

Przeczytaj, zanim zdecydujesz się na zakup konkretnego materiału. czytaj dalej » Wszystkie znane obecnie źródła energii, poza energią geotermalną i atomową, są pośrednio efektem działania promieniowania słonecznego... czytaj dalej »

Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Jak zabezpieczyć rury przed stratami ciepła?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Czym powinieneś kierować się przy wyborze odpowiedniej izolacji rur? czytaj dalej »

Akustyczne płyty ścienne i sufitowe »

Energooszczędne płyty warstwowe z izolacją z wełny mineralnej o unikalnych właściwościach przeciwpożarowych i strukturalnych...  czytaj dalej »


Jak przyspieszyć prace budowlane?

Zobacz, jak możesz zaoszczędzić czas (i pieniądze). Uzyskaj bezpłatną wycenę materiałów w 48 godzin!  czytaj dalej »


Łatwa hydroizolacja dachu bez mieszania i odmierzania »

Gdzie stosować izolację polimocznikową?

Wymagania dotyczące dachów płaskich będą zawsze kompleksowe. Już od dawna dachy płaskie stają się „dachami użytkowymi“, przykładowo dla urządzeń fotowoltaicznych, klimatyzacyjnych, wymienników ciepła i wielu innych...
czytaj dalej »

Być może wciąż zastanawiasz się czy Twoja firma powinna zainwestować w posadzki epoksydowe? Jeśli szukasz odpowiedniego materiału na podłogę w hali produkcyjnej... czytaj dalej »


Jak trwale zabezpieczyć budynki przed wodą?

Skutecznie zabezpiecz budowane konstrukcje przed pożarem »

Rozwijamy kreatywne rozwiązania dla osiągniecia pożądanego sukcesu nawet w przypadku specjalnych projektów czytaj dalej » Masywne elementy budowlane w starych obiektach często nie spełniają wymagań przeciwpożarowych określonych w obowiązujących przepisach. czytaj dalej »

Chcesz ograniczyć straty ciepła z budynku? Zobacz »


W obecnych czasach rosnące ceny energii cieplnej i elektrycznej skłaniają do analizy strat ciepła w budynkach mieszkalnych. Jedynym sposobem ograniczenia kosztów jest... ZOBACZ »



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 »
Triflex Polska Triflex Polska
Triflex zyskał na rynku europejskim pozycję lidera w zakresie opracowywania, kompleksowego doradztwa oraz zastosowania uszczelnień i powłok...
6/2019

Aktualny numer:

Izolacje 6/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Problemy eksploatacyjne tynków wewnętrznych
  • - Warunki techniczne robót murarskich
Zobacz szczegóły
Jaką technologię wykonania tarasu wybrać w naszym klimacie?

Jaką technologię wykonania tarasu wybrać w naszym klimacie?

Zarówno w starych, jak i nowo wzniesionych budynkach coraz częściej można zauważyć bardzo zły stan balkonów i tarasów. Dlaczego tak się dzieje?
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

.