Wpływ wysokich temperatur letnich na projektowanie termiczne podłóg w jednokondygnacyjnych budynkach mieszkalnych w Polsce

Założenia i dane do obliczeń
Wpływ wysokich temperatur letnich na projektowanie termiczne podłóg w jednokondygnacyjnych budynkach mieszkalnych w Polsce
Wpływ wysokich temperatur letnich na projektowanie termiczne podłóg w jednokondygnacyjnych budynkach mieszkalnych w Polsce

Zjawiska pogodowe związane z globalnym ociepleniem coraz częściej i bardziej dotkliwie wpływają na mikroklimat w budynkach mieszkalnych. Mogą mieć szkodliwy wpływ na życie ludzkie, zwłaszcza w regionach o umiarkowanym klimacie, w których budynki mieszkalne zazwyczaj nie są przystosowane do przedłużających się okresów ciągłego występowania wysokich temperatur w okresie letnim.

Latem 2003 r. obszar wschodniej i centralnej Europy dotknęła fala gorąca [1], która spowodowała wzrost średniej temperatury zewnętrznej w lipcu o 20–30%. W wielu krajach Europy ekstremalnie wysoka temperatura utrzymywała się przez ponad 20 dni, a liczba osób, które zmarły w wyniku upałów, szacowana jest na ponad 30 tys.

Wysokie temperatury panowały na obszarach południowo­‑wschodniej Francji i rozciągały się z północnej Hiszpanii do Czech oraz z Niemiec do Włoch [2]. Podobne zjawiska występują coraz częściej w wielu regionach świata [3, 4].

Zobacz także: Projektowanie podłóg w świetle nowych wymagań cieplnych

Nawet najbardziej optymistyczne scenariusze Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC) przewidują, że szkodliwy wpływ ekstremalnych fal gorąca będzie stale wzrastał. Zmiany zachodzące w środowisku powinny więc wpłynąć na podejście do termicznego projektowania budynków.

Należałoby zacząć szukać takich rozwiązań, które zapewniałyby właściwe warunki termiczne nie tylko w okresie zimowym, lecz także letnim, i w minimalny sposób wpływały na zużycie energii z możliwością skompensowania strat ciepła w sezonie grzewczym.

ABSTRAKT

W artykule przedstawiono analizę wpływu wysokich temperatur zewnętrznych na kształtowanie się temperatur wewnątrz jednokondygnacyjnego budynku mieszkalnego charakteryzującego się wysokim poziomem izolacyjności termicznej obudowy. Aby poprawić mikroklimat pomieszczeń, zaproponowano całkowitą bądź częściową rezygnację z izolacji termicznej podłóg na gruncie i wykorzystanie pojemności cieplnej gruntu jako źródła chłodu. Zaprezentowano wyniki obliczeń numerycznych dla różnych wariantów izolacji termicznej podłogi na gruncie. W odniesieniu do każdego z nich przeprowadzono obliczenia temperatury wewnętrznej, strat ciepła do gruntu oraz zapotrzebowania na chłód.

The article presents an analysis of the effect of high summer temperatures on indoor air temperature pattern in a one-storey, passive residential building. To improve microclimate in the building, it is suggested to abandon (completely or partially) ground slab thermal insulation, directly utilising ground heat storage capacity. The article includes detailed numerical simulations including all various solutions of concrete ground floor slabs in conjunction with various solutions of their thermal insulation. The article presents calculations of indoor air temperature, heat losses to the ground and cooling demand.

W artykule oszacowano wpływ długotrwałych okresów wysokich temperatur letnich na kształtowanie się temperatur wewnątrz budynków mieszkalnych. Przeanalizowano wszystkie relacje rozwiązań betonowej podłogi na gruncie w połączeniu z różnymi wariantami izolacji termicznej i sposobami obniżenia temperatury wewnętrznej latem.

Zaproponowano konstrukcje podłogi na gruncie, które wydają się obiecującym rozwiązaniem pozwalającym na obniżenie temperatury wewnętrznej w okresie letnim z jednoczesnymi umiarkowanymi konsekwencjami w całkowitym zużyciu energii.

Założenia i dane do obliczeń

Do obliczeń niestacjonarnego, trójwymiarowego przepływu ciepła między budynkiem i gruntem zastosowano program komputerowy WUFI®plus. Rozkład temperatur w gruncie pod budynkiem wyznaczono na podstawie metody bilansów elementarnych [5].

W pewnej odległości od budynku, nie mniejszej niż połowa wymiaru jego rzutu w każdym kierunku (długość i szerokość) oraz na głębokości 10 m pod poziomem posadzki założono występowanie płaszczyzn adiabatycznych. Podział modelowanego ośrodka na elementy bilansowo-różnicowe ze zmiennym podziałem siatki był automatycznie dokonywany przez program.

Aby uzyskać realistyczne prognozy temperatury powietrza wewnętrznego, opracowano model obliczeniowy wymiany ciepła budynku z termicznym sprzężeniem z gruntem. Przykład zastosowania takiego modelu przedstawiono w pracy „Evaluation of simplified calculation method of heat exchange between building and ground” [6].

Sprzężenie termiczne założono przez określenie temperatury powietrza wewnętrznego jako warunku brzegowego dla podłogi wewnątrz budynku. Temperaturę tę ­otrzymano iteracyjnie z bilansu ciepła rozpatrywanej strefy. Bilans uwzględnia wymianę ciepła obudowy termicznej budynku, w tym podłogę i ściany podziemia, zużycie ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego oraz słoneczne i wewnętrzne zyski ciepła zgodnie z normą EN-ISO 13790 [7].

Jako zewnętrzny warunek brzegowy w odniesieniu do budynku i gruntu przyjęto rzeczywiste dane meteorologiczne dla Słubic. Wyniki podawane były w odstępie godzinowym.

W obliczeniach rozważano 5 wariantów różnych rozwiązań betonowej podłogi na gruncie w kombinacji z różnymi możliwościami izolacji termicznej (tabela 1) w 3 przypadkach (tabela 2).

Dla uproszczenia do obliczeń przyjęto jednokondygnacyjny, pasywny budynek mieszkalny. Charakterystykę konstrukcji przegród oraz okien zestawiono w tabeli 3. Powierzchnia podłogi analizowanego budynku wynosiła 108 m², kubatura netto – 300 m³, współczynnik A/V – 0,85 1/m.

Głębokość ściany fundamentowej poniżej powierzchni gruntu wynosiła 1,0 m. Wartość współczynnika przewodzenia ciepła gruntu l przyjęto zgodnie z normą PN-EN ISO 13370: 2008 [8] na poziomie 2,0 W/(m·K) oraz pojemność cieplną (r·c) 2,0·106 J/(m³·K). Jako temperaturę wewnętrzną w budynku przyjęto 20°C. Wymiana powietrza opisana została w tabeli 2.

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 6/2012

Komentarze

(1)
TAGBA | 03.07.2014, 20:23
Aby uniknąć powyższych problemów proponuję zastosować ocieplenie pianką poliuretanowąhttp://www.purizol.pl/piany-zamknieto.html
   1 / 1   

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 »


"Wirtualne malowanie" - wykonaj sam symulację online »

Dobierz najlepszy materiał izolacyjny »

Obok wiedzy na temat produktów, równie istotna jest znajomość technologii, którą... czytaj dalej » Niski poziom ochrony cieplnej generuje wysokie koszty utrzymania budynku, stanowiące duże obciążenie budżetu... czytaj dalej »


Zgarnij bony o wartości 100zł. Zobacz jak »

Jak dobrać posadzkę do obiektu?

3 kroki do Super CashBack
czytaj dalej »

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

 


Jak zapewnić trwałość mocowania elewacji?


Wsporniki przejmują ciężar muru i za pomocą zabetonowanych szyn kotwiących lub kotew przekazują go na ścianę nośną... ZOBACZ »


Płynne membrany poliuretanowe - gdzie je stosować?

Uszczelnianie obiektów inżynieryjnych - jak to robią specjaliści?

Siła związania do podłoża przekraczająca 20 kg/cm2, wysoka odporność na niszczące czynniki eksploatacyjne...
czytaj dalej »

Jak prawidłowo chronić ściany fundamentwe i zapewnić gwarancję żywotności obiektu? czytaj dalej »

Jak wykonać trwałe posadzki?

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


Dowiedz się więcej o hydroizolacji dachów »

Chcesz ograniczyć straty ciepła z budynku? Zobacz »

Dostarczamy innowacyjne systemy hydroizolacji oraz pokryć dachowych, mające na celu zmianę sposobu życia i pracy naszych klientów... czytaj dalej » W obecnych czasach rosnące ceny energii cieplnej i elektrycznej skłaniają do analizy strat ciepła w budynkach mieszkalnych. Jedynym sposobem ograniczenia kosztów jest... czytaj dalej »

Jak mocować elewacje wentylowane?


Jak w realnych warunkach zachowują się różne systemy mocowań elewacji wentylowanych? 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 »

Innowacyjny system kompozytowych wzmocnień konstrukcji »


W przypadku gdy temperatura przekroczy temperaturę zeszklenia, wówczas żywica nie jest... ZOBACZ »


dr inż. Anna Staszczuk
dr inż. Anna Staszczuk
Jest zatrudniona na stanowisku adiunkta w Instytucie Budownictwa Uniwersytetu Zielonogórskiego. W swojej pracy naukowej zajmuje się zagadnieniami fizyki budowli, w szczególności problematyką wymiany ci... więcej »
prof. dr hab. inż. Tadeusz Kuczyński
prof. dr hab. inż. Tadeusz Kuczyński
Jest zatrudniony na stanowisku profesora zwyczajnego w Instytucie Inżynierii Środowiska Uniwersytetu Zielonogórskiego. Koordynuje kilka projektów polskich i zagranicznych w zakresie efektywności energe... więcej »
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 »
Alpha Dam Alpha Dam
O FIRMIE Alpha Dam Sp. z o.o. produkuje od ponad 10 lat profesjonalne materiały wodochronne i przeciwwilgociowe dla budownictwa.  Do 2008...
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

.