Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2019 [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


Jak zapewnić trwałe mocowanie izolacji?


Dla doboru optymalnego systemu podwieszenia... ZOBACZ »


Jakie są rodzaje płyt warstwowych?

Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd »

Ukryte mocowanie oznacza, że łączniki płyt są niewidoczne, co poprawia...
czytaj dalej »

Maksymalną mocą jaką można wykorzystać bezpośrednio z energii słonecznej na jednym metrze kwadratowym powierzchni jest... czytaj dalej »

Czego użyć do izolacji dachu?

Która fuga szybko wiąże i jest łatwa w utrzymaniu czystości?

Obecnie co piąte systemy dachowe płaskie, zielone lub strome oraz co piąta termoizolacja na krokwiach w Niemczech... 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 »


Czego użyć do izolacji podłogi, ścian, sufitu?

Wibroizolacja i wibroakustyka - co warto wiedzieć?

Płyty styropianowe PODŁOGA/DACH mogą być stosowane w aplikacjach wymagających przenoszenia średnich... czytaj dalej » To jedyna dostępna na polskim rynku ściana dwuwarstwowa, w której obie warstwy – mur i ocieplenie, wykonane są z tego samego materiału... czytaj dalej »

Czego użyć do izolacji kanałów wentylacyjnych?


Systemy ochrony energii w budownictwie i w instalacjach technicznych, spełniają najbardziej restrykcyjne normy europejskie definiując... ZOBACZ »



Poliole poliestrowe - co powinieneś wiedzieć?

Czego jeszcze nie wiesz o izolacji balkonów?

Poliole to grupa wyrobów przeznaczonych do wytwarzania szerokiej gamy... czytaj dalej » Tradycyjne systemy balkonowe sprawdzają się tylko i wyłącznie wtedy, kiedy wykonawstwo jest na najwyższym poziomie... czytaj dalej »

Naprawa balkonów i tarasów - czego użyć?


Balkony, tarasy, loggie i schody są elementami obiektów budowlanych stale narażonymi na niszczące czynniki środowiska... ZOBACZ »


Trwałe mocowanie izolacji - czego użyć?

Jak zabezpieczyć budynek przed wilgocią?

Które parametry gwarantują stabilność układu ociepleniowego i przeciwdziałają drganiom wywołanym przez siły ssące wiatru?
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 »


Jak zaoszczędzić dzięki kompleksowej izolacji domu?

Szukasz pomysłu na wykończenie elewacji? Sprawdź

Ciepło ucieka przez dach, ściany, okna, drzwi oraz podłogi na gruncie lub piwnicę.
czytaj dalej »

Tynki cienkowarstwowe tworzą ochronno-dekoracyjną zewnętrzną warstwę o wysokiej odporności na... 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 »
Synthos S.A. Synthos S.A.
Grupa Kapitałowa Synthos S.A. jest jednym z największych producentów surowców chemicznych w Polsce. Spółka jest pierwszym w Europie...
3/2020

Aktualny numer:

Izolacje 3/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Ludomir Duda: Kierunek: budownictwo plusenergetyczne
  • - Ocena techniczna systemów ETICS
Zobacz szczegóły
GRILTEX - specjaliści w uszczelnianiu obiektów inżynieryjnych

GRILTEX - specjaliści w uszczelnianiu obiektów inżynieryjnych

Griltex Polska jest firmą o francuskich korzeniach z międzynarodowym doświadczeniem o ponad 50-letniej tradycji, produkującą wszelkiego rodzaju folie budowlane oraz...
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

.