Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Konstrukcja fasady szklanej a komfort cieplny w pomieszczeniach

The influence of the structure of a glass facade on the thermal comfort of rooms
Wpływ konstrukcji fasady szklanej na komfort cieplny w pomieszczeniach
Wpływ konstrukcji fasady szklanej na komfort cieplny w pomieszczeniach
Archiwa autorów

W budynkach użytkowanych w ciągu dnia szczególne znaczenie ma odpowiednie rozwiązanie ścian zewnętrznych pod kątem dostępu promieniowania słonecznego do wnętrza obiektu.

Zależy to od geometrii, rozwiązań konstrukcyjnych oraz parametrów fizycznych materiałów, z których zbudowana jest przegroda.

Ważna jest również możliwość sterowania strumieniem energii przepływającym między środowiskiem zewnętrznym a wewnętrznym.

Dobór odpowiednich parametrów wynika głównie z kryterium energooszczędności [1] i sprowadza się do zapewnienia zerowego bilansu energetycznego przegrody w zakładanym czasie, najczęściej podczas jednej doby.

Innym aspektem istotnym z punktu widzenia użytkownika jest zapewnienie optymalnych parametrów środowiska wewnętrznego [2] przez naturalne lub sztuczne systemy energetyczne. Połączenie zagadnienia komfortu i energooszczędności pozwala na przeprowadzenie pełnej, dwukryterialnej analizy optymalizacyjnej [3].

Zobacz też: Fasady przeszklone – rozwiązania projektowo-architektoniczne

W artykule przedstawiono sposób oceny wybranych parametrów środowiska wewnętrznego w bardzo przeszklonych budynkach wyposażonych w różne typy fasad, w tym fasad podwójnych1.

Przewidywana średnia ocena komfortu - PMV

Podstawowym i najczęściej stosowanym wskaźnikiem komfortu jest zaproponowany przez P.O. Fangera [5] wskaźnik PMV (z ang. Predicted Mean Vote), który opisuje przewidywaną średnią ocenę komfortu. PMV jest wiarygodny w przypadku określonych warunków środowiska wewnętrznego, a mianowicie wówczas, gdy:

  • temperatura powietrza utrzymuje się w granicach 10-30°C;
  • średnia temperatura promieniowania przegród (np. ścian zewnętrznych, stropów, okien) wynosi 10–40°C;
  • prędkość ruchu powietrza nie przekracza 1 m/s;
  • ciśnienie cząstkowe pary wodnej nie jest wyższe niż 2700 Pa;
  • poziom aktywności utrzymuje się w granicach 0,8-4,0 met;
  • izolacyjność termiczna odzieży jest na poziomie 0-2 clo.

Wskaźnik PMV jest zatem funkcją zmiennych środowiskowych: temperatury powietrza, średniej temperatury promieniowania, prędkości ruchu powietrza oraz ciśnienia cząstkowego pary wodnej, a także zmiennych fizjologicznych: poziomu aktywności i izolacyjności termicznej odzieży. Wskaźnik ten jest opisany wzorem:

 

ABSTRAKT

W artykule omówiono podstawowe wskaźniki komfortu termicznego człowieka. Przedstawiono analizę numeryczną budynku biurowego wyposażonego w całkowicie przeszklone fasady o budowie pojedynczej i podwójnej. Na podstawie otrzymanych wyników określono różnice i sformułowano wnioski końcowe w formie zaleceń przydatnych w procesie projektowania pomieszczeń biurowych pod kątem parametrów termicznych środowiska wewnętrznego.

The article discusses the basic indicators of human’s thermal comfort. A numerical analysis of an office building with single and double structure glass facades is presented. Based on the obtained results differences were defined and final conclusions were formulated in the form of guidelines useful in the process of designing office rooms in terms of thermal parameters of the internal environment.

gdzie:
M - gęstość strumienia ciepła wynikającego z metabolizmu [W/m²],
η - współczynnik wydajności pracy fizycznej [-],
pa - ciśnienie pary wodnej w powietrzu [Pa],
Ta - temperatura powietrza [°C],
Tcl - temperatura odzieży [°C],
Tmrt - średnia temperatura promieniowania [°C],
fcl - stosunek odkrytej powierzchni ciała do zakrytej [-],
αcl - współczynnik wnikania ciepła na drodze konwekcji [W/(m²·K)].

Podstawowymi czynnikami środowiska wewnętrznego w budynkach z bardzo przeszkloną fasadą są temperatura powietrza (Ta) i średnia temperatura promieniowania (Tmrt). Zmieniające się warunki zewnętrzne mają znaczący wpływ na oba parametry.

Ponadto ich wartości są zależne od położenia w danym pomieszczeniu, a w szczególności od odległości od źródła promieniowania, jakim mogą być bardzo przeszklone przegrody zewnętrzne. W przedstawionej analizie przyjęto, że użytkownik znajduje się w geometrycznym środku badanego pomieszczenia biurowego.

Obliczona wartość PMV może zostać określona zgodnie z siedmiostopniową skalą odczuć cieplnych opracowaną przez P.O. Fangera [5] (tabela 1).
Środowisko wewnętrzne danego pomieszczenia może zostać uznane za komfortowe, jeśli wskaźnik PMV określony dla tej przestrzeni wynosi –0,5  <  PMV  <  +0,5.

Przewidywany procent osób niezadowolonych - PPD

Drugim sposobem oceny komfortu człowieka opracowanym przez P.O. Fangera jest wskaźnik PPD (z ang. Predicted Percentage of Dissatisfied). Określa on procentowy udział osób niezadowolonych z warunków panujących w pomieszczeniu i jest wyrażany w procentach.

Minimalna wartość PPD to 5%, przyjmowana ze względu na indywidualne różnice w odczuwaniu mikroklimatu przez osoby przebywające w danym pomieszczeniu. Wskaźnik PPD jest bezpośrednio związany ze wskaźnikiem PMV następującą zależnością [3]:

Na RYS. 1 przedstawiono zależność między wskaźnikami PMV i PPD. Na podstawie poniższego wykresu można stwierdzić, że jeśli wskaźnik PMV spełnia zależność 0,5 < PMV < +0,5, to 10% osób jest niezadowolonych z warunków panujących w danym pomieszczeniu, ponieważ jest im za zimno (5%) lub za gorąco (5%).

Temperatura wynikowa - Tres

Jednym z pierwszych zaproponowanych wskaźników komfortu jest temperatura wynikowa (z ang. Resultant Temperature). Parametr ten wprowadzono w latach 30. XX w. To temperatura termometru kulistego o wymiarach czaszy, właściwych do odwzorowania wymiany ciepła przez promieniowanie i konwekcję między ciałem człowieka a otaczającym środowiskiem.

Warto zobaczyć: Przegrody przezroczyste - nowe wymagania cieplne

W obliczeniach tego wskaźnika uwzględnia się: temperaturę powietrza, średnią temperaturę promieniowania oraz prędkość ruchu powietrza. Poprawna ocena komfortu termicznego za pomocą temperatury wynikowej jest możliwa tylko przy małych prędkościach ruchu powietrza [6].

W modelu obliczeniowym zaproponowanym przez J.A. Clarke’a [7] temperaturę wynikową termometru suchego określono jako temperaturę rejestrowaną przez termometr położony w centrum zaciemnionej kuli o średnicy 100 mm, z uwzględnieniem temperatury powietrza, średniej temperatury promieniowania oraz prędkości ruchu powietrza:

gdzie:
Tmrt - średnia temperatura promieniowania [°C],
Ta - temperatura powietrza [°C],
ν - prędkość ruchu powietrza [m/s].

W odniesieniu do prędkości ruchu powietrza wynoszącej ν = 0,1 m/s równanie to przyjmuje postać:

Analizowane przypadki

Analizę komfortu termicznego przeprowadzono w odniesieniu do ośmiokondygnacyjnego budynku. Przyjęto dane typowego roku meteorologicznego wyznaczonego dla Łodzi. Założono, że analizowany obiekt jest budynkiem biurowym, a badane pomieszczenie to biuro z przestrzenią otwartą. Zgodnie z normą PN-EN ISO 15251:2007 [8] zaklasyfikowano je jako pomieszczenie kategorii II.

Ocenę mikroklimatu wnętrza sformułowano na podstawie wskaźnika PPD oraz wartości temperatury wynikowej Tres. Przeanalizowano 4 orientacje fasady względem stron świata.

Rozpatrzono 5 wartości izolacyjności termicznej przegrody zewnętrznej z uwzględnieniem dwóch podstawowych rodzajów konstrukcji fasady przeszklonej: podwójnej (RYS. 2) i pojedynczej (RYS. 3). W odniesieniu do fasady podwójnej przyjęto trzy różne przypadki (U1, U2, U3), natomiast dla fasady pojedynczej - dwa (UX, UY).

W TABELI 2 przedstawiono dokładne wartości izolacyjności termicznej poszczególnych płaszczyzn przeszklenia, a w TABELI 3 - oznaczenia przyjęte dla poszczególnych przypadków.

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 10/2013

Komentarze

(0)

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 »



Odkryj nowy wymiar bezpieczeństwa dla Twojego domu »

Żaluzje ceramiczne, szklane, wentylowane. Co wybrać?

Każdemu z nas zależy na zapewnieniu odpowiedniego bezpieczeństwa swoim bliskim i miejscu, które jest dla nas najważniejsze. Wybór...
czytaj dalej »

Które rozwiązanie sprawdzi się w Twoim przypadku? Jak ochronić wnętrze przed słońcem, hałasem lub zimnem? 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 »

 


Izolacja natryskowa - co warto wiedzieć?

Dobierz najlepszy materiał izolacyjny »

Produkty polimocznikowe można stosować wszędzie tam, gdzie wymagana jest... czytaj dalej » Niski poziom ochrony cieplnej generuje wysokie koszty utrzymania budynku, stanowiące duże obciążenie budżetu... czytaj dalej »

Uszczelnianie trudnych powierzchni! Zobacz, jak to zrobić skutecznie »


Doszczelniając przegrodę od strony wewnętrznej budynku ograniczamy przenikanie pary wodnej do warstwy izolacyjnej, natomiast... 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 »

Jak wykonać trwałe posadzki?

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


Dlaczego hydroizolacja budynków jest tak ważna?

Sprawdzony sposób na przyspieszenie ocieplenia »

W budynkach nowo wznoszonych barierę dla wody gruntowej stanowi hydroizolacja zewnętrzna ścian piwnic i izolacja pod płytą fundamentową... czytaj dalej » Jakiego produktu użyć, by aplikacja była łatwa, efektywność większa, a tempo pracy ekspresowe? czytaj dalej »

Czego użyć do izolacji podłóg, dachów i fasad?


Istotną różnicą pomiędzy styropianami białymi i grafitowymi jest ich odporność na ZOBACZ »


Najlepszy produkt na tynku termoizolacji? Sprawdź »

Jak dobrać posadzkę do obiektu?

Obniżona wartość λ pozwala zmniejszyć straty energetyczne oraz wydatki na eksploatacje budynków.
czytaj dalej »

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

dr hab. inż. Dariusz Heim
dr hab. inż. Dariusz Heim
Autor jest absolwentem Wydziału Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska Politechniki Łódzkiej. Zatrudniony jest jako adiunkt w Katedrze Inżynierii Środowiska Politechniki Łódzkiej. Zajm... więcej »
mgr inż. Dominika Knera
mgr inż. Dominika Knera
Ukończyła Budownictwo Miejskie i Przemysłowe na Wydziale Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska Politechniki Łódzkiej. Pracuje na Wydziale Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska Poli... 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 »
Triflex Polska Triflex Polska
Triflex zyskał na rynku europejskim pozycję lidera w zakresie opracowywania, kompleksowego doradztwa oraz zastosowania uszczelnień i powłok...
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

.