Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Analiza przenikania ciepła w ścianie osłonowej z oknem wieloskrzydłowym

Analysis of heat transfer in the curtain wall with a multi-sash window
Ściana osłonowa każdego pomieszczenia w budynkach mieszkalnych najczęściej jest fragmentem składającym się z odcinka ściany pełnej i okna.
Ściana osłonowa każdego pomieszczenia w budynkach mieszkalnych najczęściej jest fragmentem składającym się z odcinka ściany pełnej i okna.
Milewski

Zgodnie z obowiązującymi przepisami w Polsce [1], maksymalny dopuszczalny współczynnik przenikania ciepła dla ścian osłonowych w budynkach nowo wznoszonych wynosi Umax = 0,23 W/(m2·K), zaś dla okien Umax = 1,10 W/(m2·K). Należy jednakże zauważyć, że konstrukcja ściany zewnętrznej zazwyczaj jest podobna w każdym budynku przeznaczonym na pobyt stały ludzi - jej członem zasadniczym jest ściana pełna, w której osadzone jest okno składające się z ramy i części szklonej.

Architekci wkładają wiele wysiłku w to, by odpowiednio zaprojektować budynki mieszkalne tak, aby każda przegroda spełniała stawiane im wymagania. Niejednokrotnie jest to o tyle kłopotliwe, że nawet jeśli są znane parametry cieplne materiałów konstrukcyjnych ściany, to dane dotyczące stolarki okiennej zazwyczaj nie są podawane bezpośrednio do wiedzy konsumentów.

W związku z powyższym autorzy uważają, że należy oszacować stopień wpływu pól powierzchni poszczególnych elementów składowych oraz przeanalizować wpływ skrzydeł stolarki okiennej na całkowity współczynnik przenikania ciepła fragmentów ściany osłonowych z oknami. Taka informacja będzie wzmacniać intuicję projektantów i pozwoli szybciej znajdować optymalne rozwiązania przegród budowlanych. Tylko wówczas można prawidłowo wyliczyć współczynnik przenikania ciepła kompleksowej ściany zewnętrznej.

Czytaj też: Analiza współczynnika przenoszenia ciepła fragmentu ściany zewnętrznej z oknem >>>

Celem niniejszego badania jest analiza wpływu udziałów powierzchni elementów składowych (ściany pełnej, ramy okiennej i powierzchni szklonej) oraz liczby skrzydeł w oknie wieloskrzydłowym na współczynnik przenikania ciepła ściany osłonowej z oknem wykonanym z PVC w budynku mieszkalnym, z opracowaniem deterministycznych modeli matematycznych zależności oraz oszacowaniem stopnia wpływu badanych czynników.

Opis obiektu badania

Ściana osłonowa każdego pomieszczenia w budynkach mieszkalnych najczęściej jest fragmentem składającym się z odcinka ściany pełnej i okna. Z uwzględnieniem nowych technologii montażu okien z PVC, jako obiekt badania dla dalszej analizy przyjęto fragment ściany z trzema elementami: ścianą pełną, ramą okienną i powierzchnią szkloną. Schematy takiego fragmentu pokazano na RYS. 1.

RYS. 1. Schematy badanego fragmentu ściany osłonowej z oknem o różnej konfiguracji; rys.: archiwum autorów (W. Jezierski, M. Borowska)
RYS. 1. Schematy badanego fragmentu ściany osłonowej z oknem o różnej konfiguracji; rys.: archiwum autorów

Z uwzględnieniem rozwiązań przestrzennych pomieszczeń mieszkalnych przyjęte zostały następujące rozmiary fragmentu ściany: 2,70×3,60 m (wysokość×szerokość) = 9,72 m2.

W ramach tej wartości w badaniu zmieniały się różne kombinacje pól powierzchni okien, od rozmiaru 1,2×1,48 m = 1,776 m2 do 3,20×1,48 m = 4,736 m2.

Wysokość okna w analizowanym przypadku należało przyjąć jako wartość stałą, równą wysokości okna referencyjnego, która wynosi 1,48 m [2].

Abstrakt

W artykule przeanalizowano wpływ udziałów powierzchni elementów składowych (odcinków ściany pełnej, ramy okiennej i powierzchni szklonej) oraz liczby skrzydeł w oknie wieloskrzydłowym na współczynnik przenikania ciepła ściany osłonowej z oknem wykonanym z PVC w budynku mieszkalnym. Przy realizacji eksperymentu obliczeniowego zastosowano lokalne planowanie sympleksowe w warunkach ograniczenia zakresu zmienności wybranych czynników. Analiza wykonana została na podstawie opracowanych deterministycznych modeli matematycznych opisujących tę zależność.

Analysis of heat transfer in the curtain wall with a multi-sash window

The article analyses the impact of surface shares of component parts (sections of a full wall, window frame and glazed surface) and the number of sashes in a multi-sash window on the heat transfer coefficient of a curtain wall with a window made of PVC in a residential building. While implementing the computational experiment, local simplex planning was used in the conditions of limiting the range of variability of selected factors. The analysis was made on the basis of developed deterministic mathematical models describing this relationship.

Metoda obliczania współczynnika przenikania ciepła

Współczynnik przenikania ciepła fragmentu ściany osłonowej z oknem wieloskrzydłowym obliczano według metody składnikowej [3].
Według tej metody współczynnik przenikania ciepła Uw układu "ściana osłonowa + rama okienna + oszklenie" należy obliczać za pomocą wzoru:

 (1)

gdzie:

Ug, Uƒ, Up -współczynniki przenikania ciepła, odpowiednio: oszklenia, ramy oraz ściany pełnej,
ψg,ƒ, ψƒ,p - liniowe współczynniki przenikania ciepła spowodowane połączonymi efektami cieplnymi elementów, odpowiednio: szklącego i ramy oraz ramy i ściany pełnej,
lg,ƒ, lƒ,p - długość liniowego mostku cieplnego powstającego na styku, odpowiednio: szkła i ramy oraz ramy i ściany pełnej,
Ag, Aƒ, Ap, Aw - pole powierzchni, odpowiednio: oszklenia, ramy, ściany pełnej oraz fragmentu ściany osłonowej.

Nawet przy trzech elementach składowych wzór ten daje ponad 10 czynników do przeanalizowania. Każdy dodatkowy element składowy, w zależności od lokalizacji, zwiększa liczbę czynników o 4-6 parametrów.

Jednak najtrudniejszym zadaniem do przeprowadzenia analizy jest warunek, którym są powiązane trzy pierwsze zmienne:

  (2)

Odnosząc się do przedstawionego wzoru (1), autorzy stworzyli algorytm do wyliczania szukanego współczynnika przenikania ciepła okna Uw przy zmianie wartości wybranych czynników (RYS. 2).

RYS. 2. Schemat blokowy obliczania współczynnika przenikania ciepła Uw fragmentu ściany osłonowej, gdzie ho, bo, Ao to odpowiednio: wysokość, szerokość i powierzchnia okna; r – liczba skrzydeł w oknie; C – udział powierzchni szklonej do powierzchni okna; bƒ – szerokość elementów ramy; rys.: archiwum autorów (W. Jezierski, M. Borowska)
RYS. 2. Schemat blokowy obliczania współczynnika przenikania ciepła Uw fragmentu ściany osłonowej, gdzie ho, bo, Ao to odpowiednio: wysokość, szerokość i powierzchnia okna; r - liczba skrzydeł w oknie; C - udział powierzchni szklonej do powierzchni okna; bƒ - szerokość elementów ramy; rys.: archiwum autorów

W tym algorytmie przewiduje się wprowadzenie wartości pól powierzchni oszklenia Ag i ramy Af.

Przy znanych rozmiarach okna (bo - szerokość, ho - wysokość, Ao - powierzchnia), liczbie skrzydeł r i szerokości elementów ramy bƒ wartości Ag, Aƒ można obliczyć w następujący sposób:

 (3)

                        (4)

Algorytm posłużył jako podstawa do opracowania autorskiego programu komputerowego w Microsoft Excel.

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA – kliknij tutaj »

[okno, okno wieloskrzydłowe, ściana osłonowa, współczynnik przenikania ciepła, przenikanie ciepła, stolarka okienna, okno dwuskrzydłowe, okno trójskrzydłowe]

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 4/2018

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Jak poprawnie obliczać koszty materiałów?

Kalkulator materiałowy jest aplikacją umożliwiającą obliczenia zużycia produktów. czytaj dalej »

 


Ile kosztuje strop? Jaki strop wybrać? Bezpłatna wycena online »

Przekonaj się! Wystarczy poświęcić kilka minut na wybór i wycenę odpowiedniego stropu czytaj dalej »

 


Kleje i fugi do płytek - to musisz wiedzieć »

Jak uniknąć kosztów związanych z renowacją ścian?

Przeczytaj, zanim zdecydujesz się na zakup konkretnego materiału. czytaj dalej » W klimacie, w którym zanieczyszczenie powietrza i warunki klimatyczne powodują ciągłe brudzenie ścian... czytaj dalej »

Dobierz najlepszy materiał ociepleniowy. Sprawdź »


Ocieplenie powinno być trwałe i odporne na niekorzystne oddziaływanie czynników atmosferycznych... ZOBACZ »


Alternatywa dla tradycyjnych materiałów izolacyjnych »

Szukasz odpowiedniego materiału na podłogę? Zobacz »

Odporność na wodę, niepalność, wysoka odporność mechaniczna, niska waga oraz doskonałe parametry izolacyjne czynią je doskonałą...
czytaj dalej »

Być może wciąż zastanawiasz się czy Twoja firma powinna zainwestować w posadzki epoksydowe? Jeśli szukasz odpowiedniego materiału na podłogę w hali produkcyjnej... czytaj dalej »

Akustyczne płyty ścienne i sufitowe »

Energooszczędne płyty warstwowe z izolacją z wełny mineralnej o unikalnych właściwościach przeciwpożarowych i strukturalnych...  czytaj dalej »


Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd »

Trwała elewacja w 4 krokach »

Wszystkie znane obecnie źródła energii, poza energią geotermalną i atomową, są pośrednio efektem działania promieniowania słonecznego...
czytaj dalej »

Dopasuj rozwiązanie do Twoich potrzeb w 4 KROKACH. Wybierz rodzaj wykonywach prac... czytaj dalej »

Jak przyspieszyć prace budowlane?

Zobacz, jak możesz zaoszczędzić czas (i pieniądze). Uzyskaj bezpłatną wycenę materiałów w 48 godzin!  czytaj dalej »


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 »

Izolacja natryskowa - to powinieneś wiedzieć »

Nawet minimalne nieprawidłowości związane z izolacją budynku mogą być odpowiedzialne za znaczne straty ciepła w przyszłości, a ewentualne błędy... czytaj dalej »

 



Jaka powinna być dobra hydroizolacja?

Skutecznie zabezpiecz budowane konstrukcje przed pożarem »

Fundamenty, elewacje, posadzki, garaże. Poznaj problemy i rozwiązania » czytaj dalej » Masywne elementy budowlane w starych obiektach często nie spełniają wymagań przeciwpożarowych określonych w obowiązujących przepisach. czytaj dalej »

Chcesz ograniczyć straty ciepła z budynku? Zobacz »


W obecnych czasach rosnące ceny energii cieplnej i elektrycznej skłaniają do analizy strat ciepła w budynkach mieszkalnych. Jedynym sposobem ograniczenia kosztów jest... ZOBACZ »



prof. dr hab. inż. Walery Jezierski
prof. dr hab. inż. Walery Jezierski
Walery Jezierski ukończył Wydział Architektury Brzeskiego Państwowego Instytutu Inżynieryjno-Budowlanego w specjalności budownictwo miejskie. Pracuje w Katedrze Gospodarki Przestrzennej i Budowni... więcej »
mgr inż. Joanna Borowska
mgr inż. Joanna Borowska
Joanna Borowska ukończyła Wydział Budownictwa na Politechnice Białostockiej. Jest doktorantką PB. 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...
4/2019

Aktualny numer:

Izolacje 4/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Korozja ocieplonych fasad budynku
  • - Uszkodzenia styropianu grafitowego
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

.