Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2019 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Fasady przeszklone - rozwiązania projektowo-architektoniczne

Straty ciepła / Zyski ciepła / Przykładowe kryterium oceny energetycznej fasad przeszklonych
Architektoniczne wariacje na temat elementów zacieniających (Sydney) / Design and architectonic solutions found in glazed facades
Architektoniczne wariacje na temat elementów zacieniających (Sydney) / Design and architectonic solutions found in glazed facades
D. Heim

Fasady z elementów szklanych dają coraz większe możliwości architektoniczne, a dzięki zastosowaniu nowoczesnych technologii mogą mieć także lepszą izolacyjność cieplną.

Pod względem parametrów termofizycznych elementy transparentne stanowiące przegrody zewnętrzne są jednym z najsłabszych elementów budynku – ocena ta dotyczy efektywności energetycznej i latem, i zimą. W związku z tym najnowsze prace badawcze koncentrują się na poprawie ich izolacyjności termicznej, regulacji zysków ciepła od promieniowania oraz częściowym wykorzystaniu przegród przezroczystych do produkcji energii elektrycznej. Powstaje dzięki temu wiele produktów wprowadzających całkowicie nowe rozwiązania techniczne i zmieniających standardy.

W zakresie izolacyjności termicznej możliwe do uzyskania współczynniki przenikania ciepła osiągnęły wartości jedynie dwukrotnie większe niż prawidłowo zaizolowane przegrody pełne [1]. Dzięki systemom elektro- [2] lub termochromowym [3] możliwa jest zmiana charakterystyk optycznych w praktycznie dowolnym, wymaganym zakresie, bez stosowania problematycznych systemów żaluzji zewnętrznych. Integracja nowoczesnych systemów fotowoltaicznych pozwala na zamianę części pochłanianej energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną [4]. Podstawowym mankamentem wymienionych rozwiązań jest ich wysoki koszt. Innym ważnym problemem jest bezwładność cieplna elementów transparentnych, omówiona dokładniej w pracy "Modyfikacja termo-optycznych właściwości transparentnych elementów obudowy budynków" [5].

Straty ciepła

Transport ciepła z pomieszczenia o kontrolowanej temperaturze wewnętrznej do środowiska zewnętrznego odbywa się przez przewodzenie, konwekcję i promieniowanie, z uwzględnieniem dodatkowych procesów, jak konwersja energii promieniowania słonecznego i jej częściowa absorpcja w przegrodzie [6, 7]. Na rys. 1 przedstawiono przykładowy schemat podstawowych procesów zachodzących w układzie dwuszybowym.

O wielkości strumienia ciepła wymienianego przez przewodzenie decyduje grubość poszczególnych warstw oraz ich przewodność cieplna właściwa. Szkło charakteryzuje się wysoką wartością współczynnika przewodzenia ciepła λ na poziomie 1,00 W/(m·K), co przy niewielkiej grubości warstwy materiału daje niskie parametry izolacyjne. Decydująca jest w tym wypadku warstwa międzyszybowa wypełniona np. powietrzem, które ma 40-krotnie niższą przewodność cieplną (0,025 W/(m·K)). Jeszcze lepsze parametry mają argon (0,013 W/(m·K)), krypton (0,009 W/(m·K)) i ksenon (0,0054 W/(m·K)). O całkowitym współczynniku przenikania ciepła oszklenia decyduje dodatkowo wymiana przez konwekcję i promieniowanie między warstwami szyby, powietrzem oraz medium w przestrzeni międzyszybowej. Całość procesu w układach dwuszybowych jednokomorowych daje ostateczną wartość współczynnika przenikania ciepła na poziomie Ug = 1,00 W/(m²·K). O połowę mniejsze wartości uzyskiwane są w odniesieniu do okien próżniowych trójszybowych [8].

ZOBACZ TAKŻE
Jakość energetyczna szklanych domów
Wpływ przegród przezroczystych na jakość energetyczną budynku
Izolacyjność fasad podwójnych 

W rozważaniach przedstawionych w referacie pominięto kwestię izolacyjności termicznej ramy okiennej. Łączne ujęcie zagadnień izolacyjności termicznej części pełnej i przezroczystej pozwala na oszacowanie strumienia strat ciepła oraz na kompleksową ocenę energetyczną komponentów okiennych [10-12].

Zyski ciepła

Strumień energii promieniowania docierający do dowolnej przegrody może ulec częściowemu odbiciu, absorpcji oraz przepuszczeniu promieniowania (rys. 2). Wielkość składowej odbitej Iρ określona jest przez refleksyjność ρ składowej pochłoniętej, Iα - przez absorpcyjność α, a składowej przepuszczonej Iτ - przez przepuszczalność τ [6, 13]. W układach wieloszybowych takie same zjawiska można zaobserwować w odniesieniu do każdej z szyb (rys. 3). Wskutek absorpcji promieniowanie słoneczne ulega konwersji fototermicznej polegającej na zamianie energii fotonów na ciepło.

Przepuszczalność promieniowania słonecznego jest silnie zależna od kąta padania promieniowania względem normalnej do powierzchni. Wraz ze wzrostem kąta θ1 rośnie refleksyjność (rys. 4), która osiąga maksymalną wartość dla kątów θ1 = 90º. W efekcie przepuszczalność promieniowania  maleje wraz ze wzrostem θ1 i osiąga ostatecznie wartość 0 dla θ1 = 90º. Na rys. 4 pokazano zależność ρ, α, τ od θ1 w odniesieniu do podwójnego przeszklenia wykonanego z przykładowego, niemodyfikowanego rodzaju szkła (clear-glass).

WARTO WIEDZIEĆ
Artykuł prezentowany na Konferencji IZOLACJE 2013

Przykładowe kryterium oceny energetycznej fasad przeszklonych

Ocena zewnętrznych przegród transparentnych powinna mieć charakter wielokryterialny i uwzględniać całkowity bilans energetyczny przegrody. Dodatkowo w przypadku nowoczesnych budynków o zautomatyzowanym sposobie zarządzania energią ważne jest odpowiednie zintegrowanie działania fasady jako aktywnego elementu systemu energetycznego.

Jako kryterium określające efektywność energetyczną danego rozwiązania przyjęto dzienny bilans strumieni ciepła między środowiskiem zewnętrznym a pomieszczeniem o kontrolowanej temperaturze. Zdefiniowano go jako różnicę chwilowych strumieni energii traconej z pomieszczenia wskutek przewodzenia oraz zysków energii od promieniowania słonecznego. Pożądanym rozwiązaniem jest minimum funkcji (1):

,
 jeżeli:

,

gdzie:
ql - chwilowy strumień strat energii przez przegrodę transparentną [W],
qg - chwilowy strumień zysków energii przez przegrodę transparentną [W],
qs - chwilowy strumień energii zmagazynowany w analizowanym komponencie [W],
qt - chwilowy strumień energii przekształcony w inną formę, np. energię elektryczną [W].


Jesteś pracownikiem firmy budowlanej albo projektantem/ architektem? Specjalizujesz się w dziedzinie izolacji lub studiujesz budownictwo? Jeśli jesteś związany z szeroko pojętą branżą izolacyjną lub budowlaną, możesz łatwo zyskać dostęp do fachowych artykułów i najnowszych informacji. Zamów bezpłatny newsletter serwisu www.izolacje.com.pl.


Najkorzystniejszym rozwiązaniem z punktu widzenia efektywności energetycznej jest uzyskanie w ciągu całego roku jak największej liczby dni o wartościach f1 (X) zbliżonych do zera. Oznacza to, że w cyklu dobowym przegroda będzie bliska zeroenergetycznej, tzn. straty ciepła na skutek przewodzenia zostaną zbilansowane przez zyski ciepła od promieniowania słonecznego (w okresie grzewczym) lub odwrotnie (w okresie wymagającym chłodzenia). W praktyce jest to rozwiązanie niezwykle trudne do zrealizowania z powodu zmiennych parametrów klimatu zewnętrznego oraz braku pełnej możliwości efektywnego magazynowania energii w komponencie qs. Rozwiązaniem częściowo eliminującym te niedogodności jest wprowadzenie do systemu fasad przestrzeni buforowej o regulowanym przepływie powietrza. Efektywność energetyczna tego typu systemów - znanych jako fasady podwójne - była tematem wielu prac badawczych o charakterze teoretycznym i eksperymentalnym, opisanych m.in. w publikacji "Perspectives of double skin façade systems in buildings and energy saving" [14].

 

 

Ważnym elementem bilansu energetycznego przegrody transparentnej jest możliwość konwersji części energii na energię elektryczną qs, która powoduje częściowe ograniczenie konwersji fototermicznej, a tym samym - obniżenie temperatury elementu transparentnego. Jest to istotne zwłaszcza latem, kiedy podstawowym celem ochrony cieplnej jest zabezpieczenie budynku przed przegrzewaniem.

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 5/2013

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Wybierz najlepszy materiał do ociepleń »


Czym różnią się materiały do izolacji poszczególnych elementów budynku? ZOBACZ »


Poznaj sposoby izolacji dachu płaskiego »

Jak wykonać ocieplenie w systemie ETICS?

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

W przypadku budynków istniejących należy dokładnie sprawdzić jakość... czytaj dalej »

Uzyskaj tytuł mgr. inż. i uprawnienia budowlane!


Wiedza i umiejętności praktyczne zdobyte podczas studiów drugiego stopnia... ZOBACZ »


Jak zapewnić dobrą wibroakustykę budynku?

Rewolucja na rynku termoizolacji?

Zapewnienie dobrej wibroakustyki dla budynku to coraz częściej wyzwanie dla świadomych i wymagających klientów. czytaj dalej » Utrzymanie odpowiedniej temperatury wewnątrz obiektu, położonego w wymagającej strefie... 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 »


Czego użyć do izolacji dachu?

Czym ocieplić piwnicę lub garaż?

Rozwiązaniem, które zapewnia optymalne zaizolowanie są... czytaj dalej » Izolacja stropów nad garażami podziemnymi musi spełniać wysokie wymagania akustyczne, cieplne i przeciwpożarowe... 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 »


Elewacja, która wygląda jak drewno, marmur czy kamień »

Szukasz pomysłu na wykończenie elewacji? Sprawdź

Ładna fasada stanowi wizerunek budynku. Estetyczny wygląd elewacji często...
czytaj dalej »

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

Ekspert Budowlany - zlecenia

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 »
7/8/2020

Aktualny numer:

Izolacje 7/8/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Tarasy wentylowane
  • - Zastosowanie kruszyw lekkich
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

.