Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Izolacyjność fasad podwójnych

Symulacje energetyczne wybranych przypadków
Jaki jest wpływ fasad podwójnych w warunkach klimatycznych Polski na poprawę izolacyjności termicznej?
Jaki jest wpływ fasad podwójnych w warunkach klimatycznych Polski na poprawę izolacyjności termicznej?
www.sxc.hu
Ciąg dalszy artykułu...

Symulacje energetyczne i analiza wyników

Obliczenia wykonano przy wykorzystaniu metody numerycznej opisanej w pracy Clarke’a [15]. Przedstawione wyniki opisują historię zmian temperatury powietrza w fasadzie dla wybranych miesięcy, odpowiednio: stycznia i czerwca. W przypadku stycznia przedstawione wyniki uzyskano przy założeniu odcięcia przepływu powietrza w fasadzie (0% otwarcia), dla czerwca zaś - maksymalnego przepływu (80% otwarcia). W styczniu (rys. 5), przy założeniu całkowitego odcięcia fasady od możliwości napływu do wnętrza powietrza zewnętrznego, zaobserwowano okresowe wzrosty temperatury w wyniku fototermicznej konwersji energii promieniowania słonecznego. Tym samym w opisywanych okresach strumień zysków ciepła z wnętrza fasady jest większy niż strumień strat ciepła do środowiska zewnętrznego.

Zobacz też: Układy konstrukcyjne lekkiej obudowy

W tym okresie fasada działa jako swoista strefa buforowa o znacznych zyskach ciepła od promieniowania słonecznego. W okresie wysokich temperatur zewnętrznych rolą tego typu rozwiązań jest ochrona pomieszczeń przed przegrzewaniem. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu systemu wentylacji w przestrzeni fasady, a tym samym wyprowadzenie części zysków ciepła od promieniowania słonecznego. Rozkład temperatury dla tego przypadku przedstawiono na (rys. 6).

Tym razem dąży się do jak najmniejszych różnic w wartościach temperatury lub nawet do przechłodzenia przestrzeni fasady w stosunku do otaczającego powietrza. Różnice w otrzymanych wartościach temperatur są niewielkie w stosunku do ilości zysków od promieniowania słonecznego odprowadzanych poza fasadę na drodze wymiany powietrza. Potwierdzenie efektów energetycznych widoczne jest na kolejnych rysunkach.

Na rys. 7 i 8 zamieszczono czasowe przebiegi współczynnikow temperaturowych określonych jako:

X= ( Ti-Tf)/ (Ti-Te),

gdzie:
Ti – wynikowa temperatura wewnętrzna [°C],
Tf – wynikowa temperatura w przestrzeni fasady [°C],
Te – temperatura powietrza zewnętrznego [°C].

Ustalono temperaturę wewnętrzną dla zimy na poziomie +20°C, dla lata zaś: +26°C. Najkorzystniejszy przypadek dla okresu zimowego występuje wtedy, kiedy współczynnik osiąga wartości minimalne, natomiast dla okresu letniego maksymalne. Jak wynika z danych przedstawionych na rys. 7 i 8, otrzymane wyniki dla przeważającego okresu (szczególnie w styczniu) należy uznać za zadowalające.

Przedstawione w dalszej części pracy wyniki dotyczą całkowitego zapotrzebowania na energię do chłodzenia/ogrzewania wszystkich pomieszczeń biurowych objętych analizą, dla kolejnych miesięcy roku kalendarzowego (rys. 9–10, 11–12) oraz sumaryczne wykresy rocznego zapotrzebowania na energię (rys. 13–14). Zastosowanie dodatkowego poszycia w postaci fasady przeszklonej oraz prawidłowo dobrana strategia wentylacji powstałej w ten sposób pustki powietrznej pozwalają oszacować oszczędności energii do ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń przyległych do fasady.

Porównując zapotrzebowanie na energię do ogrzewania dla systemu DSF, przy całkowicie zamkniętych/otwartych wlotach, do systemu SSF otrzymamy średnio 30% zmniejszenie zapotrzebowania na energię w skali roku na korzyść systemów DSF. W przypadku fasady podwójnej prawidłowa strategia jej wentylacji prowadzi do kolejnej 15% oszczędności energii. Znaczną redukcję odnotowano natomiast, porównując energię niezbędną do chłodzenia pomieszczeń dla systemów fasad podwójnych i pojedynczych.

Przeciętnie po nałożeniu dodatkowego naturalnie wentylowanego poszycia oszczędności te wynosiły ok. 60%. Wartość ta może zostać poddana dyskusji ze względu na uproszczony model dystrybucji energii promieniowania słonecznego przez elementy oszklone, który zakłada, że po przejściu przez pierwszą warstwę transparentną promieniowanie ulega całkowitemu rozproszeniu. Aby dokonać walidacji modelu obliczeniowego i oceny wiarygodności przeprowadzonych symulacji, niezbędne jest przeprowadzenie długoterminowych badań na modelu rzeczywistym, wykonanym w postaci stanowiska laboratoryjnego. Jest to jednak niezwykle trudne ze względu na koszty tego typu instalacji.

Podsumowanie

W ciągu ostatnich kilku dekad postęp w dziedzinie technologii budowlanych oraz stale wzrastająca troska o środowisko naturalne sprawiły, że projektanci budynków coraz chętniej sięgają do nowatorskich rozwiązań konstrukcyjnych lub starają się usprawnić te istniejące. Obszar ich pracy nie ogranicza się tylko do zaprojektowania bezpiecznej konstrukcji budynku - muszą oni zwracać baczną uwagę także na zagadnienia związane z wydajnością energetyczną, zapewnieniem odpowiedniego komfortu wewnętrznego oraz estetyki i ergonomii.

Koncepcja fasad podwójnych, choć wcale nie nowatorska, stanowi bardzo interesującą alternatywę dla klasycznych fasad budynków biurowych i użyteczności publicznej, od których wymaga się reprezentacyjności i stworzenia sprzyjających warunków pracy. Komfort użytkowania budynków wyposażonych w systemy DSF ma się opierać na założeniach odpowiedniej przepuszczalności światła dziennego przez fasadę przy jednoczesnej minimalizacji nakładów energetycznych na ogrzewanie i chłodzenie oraz przy założeniu wysokiego komfortu termicznego obiektu.

Naturalnie wentylowane fasady są obecnie dość powszechnie stosowane, jednak mimo prostoty ich budowy kompleksowe zaprojektowanie całego systemu stanowi duże wyzwanie. Wynika to z tego, że w przestrzeni obudowy zachodzą stałe wahania temperatury i przepływu powietrza. Sama wielkość natężenia przepływu jest bardzo podatna na zmiany parametrów klimatu, w skrajnych przypadkach zaś może nastąpić nawet odwrócenie jego kierunku.

Warto przeczytać: Nadbudowy i renowacje elewacji z wykorzystaniem materiałów i elementów lekkiej obudowy

Efekty określone na podstawie symulacji pokazują, że przewidywanie skuteczności tego typu systemów stanowi złożone zagadnienie modelowania, które powinno opierać się na skrupulatnej analizie wspartej doświadczeniem praktycznym.

Przy założeniu odpowiedniego sterowania przepływem powietrza wyznaczono ilość energii niezbędnej do ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń w całym roku. Otrzymane wyniki pozwalają oszacować, że przy założeniu zmiennej od 0% do 80% wielkości otwarcia wlotów/wylotów maksymalne oszczędności energii na ogrzewanie wynoszą od 12% dla orientacji północnej (N) do 19% dla orientacji południowej (S). W przypadku oszczędności energii na chłodzenie jest to odpowiednio od 23% (N) do 21% (S).

Literatura

  1. M. Twarowski, "Słońce w architekturze", Arkady, Warszawa, 1996.
  2. L. Laskowski, "Ochrona cieplna i charakterystyka energetyczna budynku", Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, wyd. 2, Warszawa 2008.
  3. P. Narowski, J. Sowa, "Problemy określania strumieni energii od nasłonecznienia w silnie przeszklonych budynkach o skomplikowanym kształcie”, materiały VI Sympozjum Naukowego "Budownictwo Ekologiczne 2009", P. Klemm i D. Heim [red.], Politechnika Łódzka, Łódź 2009, s. 51–68.
  4. K. Gertis K, "New facade developments – do they make sense from a building physics point of view? Part 2: glass double facades", "Bauphysik" 2/1999, s. 54–66 (in German).
  5. Belgian Building Research Institute 2002. Source book for better understanding of conceptual and operational aspects of active facades, "Department of Building Physics, Indoor Climate and Building Services, BBRI", version 1.
  6. B. Bielek, M. Bielek, M. Palko, "Dvojite transparentne fasady budov, 1. Diel: Historia, vyvoj, simulacia, experiment a konstrukcja torby", Coreal, spol. S r.o., Bratislava 2002.
  7. J. Hensen, M. Bartak, F. Drkal, "Modeling and simulation of a double-skin facade system", ASHRAE Transactions, Atlanta 2002, USA, vol. 108:2.
  8. D. Saelens, H. Hens, "Comparison of the energy demand of multiple-skin facade", [w:] "Research in Building Physics", J. Carmeliet, H. Hens, G. Vermeir [ed.], Balkema Publishers, Leiden 2003, s. 503–511.
  9. D. Heim, "Termomodernizacja budynkow z wykorzystaniem fasad podwójnych", "Energia i Budynek", nr 5/2007, Vol. 5, s. 20–22.
  10. D. Heim, M.V. Sprysch, A. Romanowska, "Podwójna eksperymentalna fasada budynku uniwersyteckiego w Braunschweigu", Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej "Budownictwo i Inżynieria Środowiska", z. 40, Rzeszów 2006, nr 229, s. 213–218.
  11. D. Heim, Ł. Jabłoński, "Rozdział 3. Charakterystyka termiczna fasad podwójnych o rożnych zdolnościach do akumulowania ciepła”, [w:] „Problemy naukowo-badawcze budownictwa", t. III: "Materiały Technologie i organizacja w budownictwie", Monografia KILiW PAN, Białystok 2007, s. 177–184.
  12. D. Heim, M. Janicki, "Korzyści energetyczne zastosowania wentylowanych fasad podwojnych w warunkach klimatycznych Polski Środkowej", Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej "Budownictwo i Inżynieria Środowiska", z. 54, Rzeszow 2010.
  13. P. Narowski, D. Heim, "Dane klimatyczne dla potrzeb modelowania transportu ciepła i wilgoci w przegrodach budowlanych", [w:] "Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce", t. 3, Łódź 2008, s. 85–92.
  14. J.L.M. Hensen, "Simulation of building energy and indoor environmental quality – some weather data issues", [w:] „Proc. Int. Workshop on Climate data and their applications in engineering", 4–6 October, Czech Hydrometeorological Institute in Prague, 1999.
  15. J.A. Clarke, "Energy simulation in building design", 2nd-edition, Butterworth-Heineman, Oxford 2001.
  16. ANSI/ASHRAE STANDARD, 140 Standard Method of Test for the Evaluation of Building Energy Analysis Computer Programs.
Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 7/8/2010

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Najlepszy system stropowy?


Betonowe stropy można produkować na różne sposoby – z betonu przygotowanego na placu budowy lub w fabryce, gdzie panują kutemu optymalne warunki. ZOBACZ »



Odkryj nowy wymiar bezpieczeństwa dla Twojego domu »

Żaluzje ceramiczne, szklane, wentylowane. Co wybrać?

Każdemu z nas zależy na zapewnieniu odpowiedniego bezpieczeństwa swoim bliskim i miejscu, które jest dla nas najważniejsze. Wybór...
czytaj dalej »

Które rozwiązanie sprawdzi się w Twoim przypadku? Jak ochronić wnętrze przed słońcem, hałasem lub zimnem? 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 »

 


Izolacja natryskowa - co warto wiedzieć?

Dobierz najlepszy materiał izolacyjny »

Produkty polimocznikowe można stosować wszędzie tam, gdzie wymagana jest... czytaj dalej » Niski poziom ochrony cieplnej generuje wysokie koszty utrzymania budynku, stanowiące duże obciążenie budżetu... czytaj dalej »

Uszczelnianie trudnych powierzchni! Zobacz, jak to zrobić skutecznie »


Doszczelniając przegrodę od strony wewnętrznej budynku ograniczamy przenikanie pary wodnej do warstwy izolacyjnej, natomiast... ZOBACZ »


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 »

Jak wykonać trwałe posadzki?

Jakich technologii oraz materiałów użyć do wykonania podłóg przemysłowych, naprawy betonów lub przeprowadzenia renowacji posadzek?  czytaj dalej »


Dlaczego hydroizolacja budynków jest tak ważna?

Sprawdzony sposób na przyspieszenie ocieplenia »

W budynkach nowo wznoszonych barierę dla wody gruntowej stanowi hydroizolacja zewnętrzna ścian piwnic i izolacja pod płytą fundamentową... czytaj dalej » Jakiego produktu użyć, by aplikacja była łatwa, efektywność większa, a tempo pracy ekspresowe? czytaj dalej »

Czego użyć do izolacji podłóg, dachów i fasad?


Istotną różnicą pomiędzy styropianami białymi i grafitowymi jest ich odporność na ZOBACZ »


Najlepszy produkt na tynku termoizolacji? Sprawdź »

Jak dobrać posadzkę do obiektu?

Obniżona wartość λ pozwala zmniejszyć straty energetyczne oraz wydatki na eksploatacje budynków.
czytaj dalej »

Wybierz posadzkę, która będzie funkcjonalna i łatwa w czyszczeniu... czytaj dalej »

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...
9/2019

Aktualny numer:

Izolacje 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowoczesne rozwiązania elewacyjne
  • - Jakość wykonania izolacji z szarego styropianu
Zobacz szczegóły
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

.