Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Projektowe charakterystyki energetyczne przegród z izolacją transparentną

Fragment izolacji transparentnej o strukturze włókniny poliwinylowej
Fragment izolacji transparentnej o strukturze włókniny poliwinylowej
Archiwum autorów

Jednym ze sposobów minimalizacji strat ciepła przez przegrodę jest dokonanie zmian technologicznych w jej budowie. Można to zrobić np. przez wprowadzenie warstwy, której zadanie będzie polegać nie tylko na dobrym izolowaniu, ale przede wszystkim na pozyskiwaniu energii ze środowiska.

Funkcję takiej warstwy pełni m.in. izolacja transparentna. Zastosowanie przegród z izolacją transparentną wymaga jednak wiedzy z zakresu technologii montażu i sposobu ich eksploatacji, a także z zakresu metodyki obliczania charakterystyki energetycznej tego typu przegród. Wiedza ta jest konieczna, aby móc w odpowiedni sposób uwzględnić właściwości przegrody w bilansie cieplnym budynku.

Obecnie praktycznie żaden program komputerowy służący do wspomagania pracy projektanta nie uwzględnia możliwości zastosowania w obliczeniach przegród pozyskujących energię słoneczną [1, 2].

Istota działania izolacji transparentnej

Izolacją transparentną (TI) nazywa się strukturę, której konstrukcja umożliwia przenikanie promieniowania krótkofalowego (słonecznego) przy jednoczesnym ograniczeniu strat ciepła do otoczenia na drodze konwekcji i radiacji w zakresie promieniowania długofalowego (cieplnego) oraz przewodzenia. Strukturę bilansu cieplnego ściany z izolacją transparentną przedstawiono na rys. 1.

Istotę działania izolacji transparentnej można opisać następująco [3]:

  • promieniowanie słoneczne padające na powierzchnię TI częściowo wnika do przezroczystej płyty, a częściowo zostaje od niej odbite,
  • promieniowanie dociera przez TI do warstwy absorbującej i zostaje przekształcone w ciepło,
  • dzięki dobrej przewodności cieplnej materiału ściennego (warstwa masywna) ciepło zostaje odprowadzone do wnętrza pomieszczenia,
  • materiał ścienny służy jednocześnie jako akumulator ciepła.

Charakterystyka przyjętej metodologii

O efektywności zastosowanego rozwiązania decydują nie tylko rozwiązania materiałowo-technologiczne, lecz także warunki klimatyczne związane z oddziaływaniem lokalnych wpływów środowiskowych.

WARTO ZOBACZYĆ!
Wszystko o energooszczędności
– pobierz za darmo materiały

Wartości natężenia promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni ziemi w Polsce są silnie zróżnicowane. Ze względu na ilość energii możliwej do pozyskania z promieniowania słonecznego obszar Polski podzielono na jedenaście regionów helioenergetycznych [4].

Aby zaprezentować skuteczność obliczeniową pozyskania energii słonecznej przez izolację transparentną wbudowaną w ścianę zewnętrzną budynku, wytypowano po cztery regiony helioenergetyczne – korzystne oraz mało korzystne.

W zależności od powierzchni regionów wybrano maksymalnie trzy miejscowości. Dla każdego z regionów określono miejscowość z najmniejszą i największą roczną sumą całkowitego promieniowania słonecznego. Dodatkowo wytypowano miejscowości najbardziej zdaniem autorów reprezentatywne. Przyjęte do analiz regiony oraz miejscowości przedstawiono w tabeli 1.

Zgodnie z obowiązującą metodologią obliczania charakterystyki energetycznej budynku przyjęto, iż obliczenia związane ze stratą i pozyskaniem energii będą prowadzone metodą bilansów miesięcznych [5]. Wartości sum miesięcznych natężenia promieniowania słonecznego przyjęto na podstawie ogólno dostępnych danych wskazanych przez Ministerstwo Infrastruktury [6].

Analizowano pięć rodzajów izolacji transparentnej, wszystkie o grubości 10,0 cm, w odniesieniu do których przyjęto jednakowy współczynnik absorpcji (pochłaniania) promieniowania słonecznego α = 0,95. W tabeli 2 zestawiono charakterystykę radiacyjno-optyczną oraz cieplną transparentnych struktur termoizolacyjnych przyjętych na podstawie pracy L. Laskowskiego [7].

Obliczenia współczynnika przenikania ciepła U zostały wykonane z uwzględnieniem zróżnicowanego usytuowania przegrody budowlanej względem stron świata. Przyjęto, iż tego typu przegrody powinny być tak usytuowane, aby jak najlepiej pozyskiwały energię słoneczną, a jednocześnie minimalizowane było przegrzewanie.

Jako reprezentatywne wybrano następujące zorientowanie przegrody z izolacją transparentną względem stron świata: południe, południowy wschód oraz południowy zachód. Część konstrukcyjną ściany stanowi mur z cegły betonowej prasowanej o grubości 38,0 cm o współczynniku przewodzenia ciepła λ = 1,3 W/(m·K).

Zagadnienie obliczania współczynnika przenikania ciepła U nietypowych elementów ścian zewnętrznych zostało przedstawione m.in. w pracach [1, 7, 8] oraz w normie PN-EN 832:2001, Az: 2006 [5]. Rzeczywiste funkcjonowanie przegrody z izolacją transparentną próbowano opisywać (obliczać) z wykorzystaniem uproszczonej sieci cieplnej.

Takie podejście opisał Goetzberger w 1984 r. Zastosowanie typowego zawartego w literaturze sposobu obliczeń jest dość skomplikowane i nie zawsze nadaje się do zastosowania w metodach komputerowych. W obliczeniach uproszczonych dobrym przybliżeniem dla ekwiwalentnego współczynnika przenikania ciepła Ueq jest wzór Wossa [1]:



gdzie:
Ic – natężenie promieniowania słonecznego [W/m²],
Δt – różnica temperatur powietrza wewnętrznego i zewnętrznego [K].

Wzór ten uwzględnia własności izolacji transparentnej w sposób pośredni i nie nadaje się do obliczeń w metodzie bilansów miesięcznych. Wydaje się, iż najlepszą metodą obliczeń będzie zastosowanie metody sumowania strumieni energii pozyskanej i traconej przez przegrodę w okresie bilansowania. Strumień ten można obliczyć zgodnie ze wzorem [9]:

 

gdzie:
q – strumień ciepła przepływający przez przegrodę z izolacją transparentną [W/m²],
U – współczynnik przenikania ciepła całej przegrody (po przekształceniu wzoru (3)) [W/m²·K],
ti – temperatura powietrza wewnętrznego [ºC],
te – temperatura powietrza zewnętrznego [ºC],
ξTI – współczynnik transmisyjności (przepuszczalności) promieniowania słonecznego,
α – współczynnik absorpcji,
Ic – natężenie promieniowania słonecznego (suma miesięczna) [W/m²].

 

 

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 5/2011

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Jakiego poziomu izolacyjności akustycznej potrzebujesz i jakie rozwiązanie jest najlepsze?


Dlaczego nie można użyć cienkiej izolacji, dzięki której osiągnęlibyśmy oczekiwany komfort akustyczny? czytaj dalej »


Czy prowadzenie prac budowlanych zimą jest możliwe?

Szukasz wpustu dachowego dobrej jakości?

Napięte harmonogramy prac budowlanych wymuszają wybieranie materiałów mało wrażliwych na warunki pogodowe.
czytaj dalej »

Chcesz kupić wpust nieogrzewany, ale nie wiesz jaki konkretnie wybrać? czytaj dalej »

Building Information Modelling - jak to działa?

BIM odnosi się do programów, które wspomagają projektowanie. Ich działanie polega na... czytaj dalej »

 


Dobierz najlepszy materiał ociepleniowy. Sprawdź »

Szybki i skuteczny sposób na renowację pokrycia dachowego »

Inwestorzy szukają wciąż lepszych, mocniejszych i bardziej wytrzymałych, a przede wszystkim bezpiecznych dla zdrowia produktów. Gdzie je znaleźć? czytaj dalej » Dach pełni nie tylko funkcję estetyczną, ale zapewnia też mieszkańcom bezpieczeństwo i komfort. Musi być szczelny i odporny na działanie mrozu, wiatru i słońca... czytaj dalej »

Jak ograniczyć straty ciepła i wyciszyć hałas?

Wybierz rozwiązanie, które ochroni uszczelniane powierzchnie przed tworzeniem się mostków termicznych... czytaj dalej »

 


Jak skutecznie uszczelnić dach płaski?

Jak zoptymalizować przepływ powietrza przez ściany?

Aby dach był skuteczny, woda powierzchniowa powinna być szybko usuwana bez powstawania zastoin.
czytaj dalej »

Zwiększenie izolacyjności budynku przynosi wymierne korzyści ekonomiczne przez cały okres eksploatacji budynku. czytaj dalej »

Moduły fotowoltaiczne efektywne przy każdej pogodzie?

Wysokowydajne moduły fotowoltaiczne są efektywne w każdych warunkach atmosferycznych, dostarczając energię przez następne dziesięciolecia.czytaj dalej »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Farby do wnętrz i elewacji - jakie powinny być?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » W 2002r. rynek farb fasadowych został zrewolucjonizowany przez farbę zolowo-krzemianową, która bazuje na całkowicie nowatorskiej koncepcji spoiw, dzięki czemu... 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...
1/2019

Aktualny numer:

Izolacje 1/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Diagnostyka konstrukcji murowych
  • - Ocieplanie budynków drewnianych
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

.