Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [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


Nowy, dostępny 24h na dobę sklep budowlany. Sprawdź »


Typowe zastosowania obejmują budynki rolnicze i magazynowe, budynki mieszkalne czy hale, gdzie wymagana jest... ZOBACZ »


Czy przysługuje Ci dofinansowanie na termomodernizację domu?


Dowiedz się, na czym polega rządowy program „Czyste Powietrze”, i sprawdź, czy przysługują Ci dotacje... ZOBACZ »


W 3 prostych krokach zaprojektuj elewację »

Jak uzyskać pełne uprawnienia architektoniczne?

Łatwo i szybko dobierz optymalny system elewacyjny dla budynku... czytaj dalej » Co zrobić, by samodzielnie wykonywać zawód architekta w Polsce i UE? czytaj dalej »


Zgarnij bony o wartości 100zł. Zobacz jak »

Tłumienie dźwięków uderzeniowych i drgań budynków. Zobacz »

3 kroki do Super CashBack
czytaj dalej »

Zapewnienie dobrej wibroakustyki dla budynku to coraz częściej wyzwanie dla świadomych i wymagających... 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 »


Czego jeszcze nie wiesz o ognioodporności płyt PIR?

Jak usunąć wilgoć ze ścian?

W zależności od wymagań izolacyjności, czy odporności ogniowej możemy dobrać odpowiedni rodzaj płyt...
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 »

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 »

Popularność tego materiału rośnie. Dlaczego?

Dostarczamy innowacyjne systemy hydroizolacji oraz pokryć dachowych, mające na celu zmianę sposobu życia i pracy naszych klientów... czytaj dalej » To nowoczesny materiał termoizolacyjny, który zdobył... czytaj dalej »

Jak powstają konstrukcje nowoczesnych hal stalowych?


Jak powstają konstrukcje nowoczesnych hal stalowych? ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Szukasz wpustu balkonowego dobrej jakości?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Wpust balkonowy prosty, wpust balkonowy skośny, ogrzewany lub nieogrzewany? Co wybrać? czytaj dalej »

Jak zatrzymać ciepło i ochronić dom przed zimnem?


Komfortowy i energooszczędny dom zapewnia swoim mieszkańcom izolację od gorąca, zimna, hałasu oraz... wysokich rachunków za ogrzewanie i klimatyzację... ZOBACZ »


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...
10/2019

Aktualny numer:

Izolacje 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Konserwacje i renowacje systemów ociepleń
  • - Odporność ogniowa elementów drewnianych
Zobacz szczegóły
Ulga remontowo-modernizacyjna w PIT 2017

Ulga remontowo-modernizacyjna w PIT 2017

W aktualnych przepisach prawa podatkowego nie znajdziemy wielu ulg, które obowiązywały w poprzednich latach. Wśród nich jest ulga remontowo- modernizacyjna. Niektórzy...
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

.