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


Przepis na idealnie gładkie i naturalnie białe ściany »


Szybko znajduj ukryte usterki i skracaj czas diagnostyki... ZOBACZ »


Membrany dachowe - poznaj nowoczesne rozwiązania »

Jak mocować materiały izolacyjne?

Jaki materiał zastosować na dachu płaskim, zielonym, odwróconym, a jak na dachu pokrytym wcześniej papą termozgrzewalną?
czytaj dalej »

W pierwszym etapie montażu termoizolacji do ocieplanej przegrody... czytaj dalej »

Jak przygotować się do termomodernizacji domu?


Styropian jest praktycznie niezniszczalnym produktem, nie przepuszcza wody, a jeśli chodzi o zachowanie w obecności ognia, to... ZOBACZ »


Czego użyć do izolacji dachu?

Potrzebny Ci wysokiej jakości tynk?

Rozwiązaniem, które zapewnia optymalne zaizolowanie są... czytaj dalej » Tego typu materiałów poszukują najbardziej wymagający użytkownicy, ceniący estetykę, funkcjonalność, bezpieczeństwo oraz... 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 »


Na czym polegają prace uszczelniające?

Wszystko o izolacji instalacji klimatyzacyjnych i wentylacyjnych »

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 »

Chemia budowlana - porady ekspertów »


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


Jak zapewnić dobrą wibroakustykę budynku?

Wybierz najlepszy materiał do ociepleń »

Zapewnienie dobrej wibroakustyki dla budynku to coraz częściej wyzwanie dla świadomych i wymagających klientów. czytaj dalej » Czym różnią się materiały do izolacji poszczególnych elementów budynku? czytaj dalej »

Malowanie kafli krok po kroku »


Malowanie kafli to wciąż mało popularny sposób zmiany wystroju wnętrza... 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 »


Żaluzje zewnętrzne - dlaczego warto je zamontować?

Szukasz pomysłu na wykończenie elewacji? Sprawdź

To doskonała inwestycja, która nie tylko podnosi wartość budynku mieszkalnego...
czytaj dalej »

Tynki cienkowarstwowe tworzą ochronno-dekoracyjną zewnętrzną warstwę o wysokiej odporności na... czytaj dalej »

Ekspert Budowlany - zlecenia

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 »
6/2020

Aktualny numer:

Izolacje 6/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Tynki renowacyjne
  • - Potencjał i funkcje dachów zielonych w miastach
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

.