Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Analiza warunków dopływu energii słonecznej przez wieloskrzydłowe okna o zmiennej konfiguracji

Analysis of the conditions of solar energy supply through variable configuration multi-sash windows
Poznaj warunki dopływu energii słonecznej przez okna wieloskrzydłowe do wnętrza budynku
Poznaj warunki dopływu energii słonecznej przez okna wieloskrzydłowe do wnętrza budynku
Archiwum redakcji

Zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania pomieszczeń w budynku zależy od różnicy między stratami a zyskami ciepła. Straty ciepła przez przenikanie w budynku są proporcjonalne do powierzchni elementów przegród budowlanych i ich współczynników przenikania ciepła. Natomiast wielkość zysków ciepła od promieniowania słonecznego przenikającego przez powierzchnię oszkloną zależy od natężenia promieniowania słonecznego występującego w obszarze budynku, przepuszczalności promieniowania słonecznego dla przezroczystej części okien, powierzchni oszklenia, orientacji okien według stron horyzontu, nachylenia okien do poziomu, zacienienia [1].

Przepuszczalność promieniowania słonecznego określa, jaka część promieniowania słonecznego przenika do pomieszczenia. Charakteryzuje się ona bezwymiarowym współczynnikiem g. Ten współczynnik zależy od liczby szyb oraz zastosowanych powłok selektywnych i oblicza się go według metody podanej w PN-EN 410:2001 [2]. Jego wartość według PN-EN ISO 13790-2005 [3] mieści się w zakresie od 0,77 dla oszklenia pojedynczą szybą bez powłoki do 0,45 dla oszklenia potrójnego z dwiema powłokami.

Natomiast powierzchnię oszklenia przy obliczeniu zysków wg rozporządzenia Ministra Infrastruktury i Rozwoju [1] proponuje się określać metodą uproszczoną - mnożenie powierzchni okna przez udział pola powierzchni szklonej do całkowitego pola powierzchni okna C, przy czym dla wskaźnika C przyjmuje się wartość średnią równą 0,7.

Nawet wstępne obliczenia wskaźnika C przeprowadzone przez autorów pokazały, że zależy on od współoddziałujących między sobą powierzchni oszklenia i ramy, a także związanej z nimi szerokości elementów ramy oraz liczby skrzydeł w oknie. W zależności od powierzchni okna, jego konfiguracji i liczby skrzydeł wartość wskaźnika C mieści się w zakresie od 0,30 do 0,90. Z punktu widzenia autorów zastosowanie wartości średniej wskaźnika C = 0,7 w obliczeniach zysków jest podejściem niedokładnym i powodującym potencjalne błędy.

Czytaj też: Analiza przenikania ciepła w ścianie osłonowej z oknem wieloskrzydłowym >>

ABSTRAKT

W artykule wykonano analizę parametru charakteryzującego warunki dopływu energii słonecznej do wnętrza budynku, a mianowicie udziału pola powierzchni szklonej do całkowitego pola powierzchni okna C w zależności od pięciu czynników: pola powierzchni okna Ao, proporcji okna θ, liczby skrzydeł okiennych r1 w kierunku poziomym, liczby skrzydeł okiennych r2 w kierunku pionowym oraz szerokości elementów ramy .
Na podstawie wyników eksperymentu obliczeniowego opracowano deterministyczny model matematyczny tej zależności oraz oszacowano stopień i charakter wpływu badanych czynników.
Informacja może być przydatna dla naukowców, projektantów, producentów i konsumentów stolarki okiennej.

Analysis of the conditions of solar energy supply through variable configuration multi-sash windows

The article analyses the parameter characterising the solar energy supply to the interior of the building, namely – the share of the glass surface area in the total window area C, depending on five factors: the window area Ao, the window proportion θ, the horizontal window sash count r1, the vertical window sash count r2 and the width of the frame elements .
Based on the results of the computational experiment, a deterministic mathematical model of this relationship was developed and the degree and nature of the impact of the studied factors was estimated.
This information can be useful for scientists, designers, producers and consumers of window frames.

W związku z ukazanymi powyżej zależnościami, celem danego badania jest analiza parametru charakteryzującego warunki dopływu energii słonecznej do wnętrza, a mianowicie udziału pola powierzchni szklonej do całkowitego pola powierzchni okna C, w zależności od pięciu czynników:

  • pola powierzchni okna Ao,
  • proporcji okna θ,
  • liczby skrzydeł okiennych r1 w kierunku poziomym,
  • liczby skrzydeł okiennych r2 w kierunku pionowym,
  • szerokości elementów ramy skrzydłowej bf.

Badanie przeprowadzono dla wieloskrzydłowych okien o zmiennej konfiguracji, wykonanych z PVC.

Opis badanego obiektu

Rozmiary współczesnych okien w budynkach często są ograniczone gabarytami pomieszczeń. Wysokość okien lub przegród przezroczystych może osiągać nawet ponad 2,5 m. Szerokość okien waha się w dużym zakresie, nawet od 0,60 m do 3-4 m. W oknach stosuje się kilka skrzydeł.

W badaniu przyjęto okna z PVC składające się z następujących elementów:

  • górnego i dolnego ramiaka ościeżnicy,
  • dwóch stojaków ościeżnicy,
  • jednakowych rozmiarów skrzydeł, które tworzą górny, dolny i dwa boczne ramiaki oraz oszklenie,
  • ślemii i stojaków do mocowania skrzydeł.

Nazwy elementów podano według normy PN-EN 12519:2007 "Okna i drzwi. Terminologia" [4].

Z uwzględnieniem najczęściej stosowanych rozmiarów okien oraz założonym celem badania zostały wybrane następujące warianty stolarki okiennej:

  • powierzchnia - od 1,20 m2 do 3,60 m2,
  • proporcje okna, czyli stosunek wysokości okna do jego szerokości - od 0,5 do 1,
  • liczba skrzydeł w kierunku poziomym i pionowym jednakowa - od 1 do 3.

Szerokość elementów ramy (ramiaków skrzydłowych) przyjęto zmienne od 0,07 m do 0,11 m. Wybrane czynniki w najwyższym stopniu i bezpośrednio charakteryzują konfigurację okien. Schematy badanych wariantów okien podano na RYS. 1.

Rys. 1. Schematy badanych wariantów okien wieloskrzydłowych; rys.: archiwa autorów (W. Jezierski, J. Borowska)
Rys. 1. Schematy badanych wariantów okien wieloskrzydłowych; rys.: archiwa autorów


Metoda obliczania udziału pola powierzchni szklonej do całkowitego pola powierzchni okna

Przy założeniu, że pole powierzchni okna tworzą oszklenie, rama skrzydłowa, stojaki i ślemia oraz ramiaki i stojaki ościeżnicy, udział pola powierzchni szklonej do całkowitego pola powierzchni okna C, charakteryzujący warunki dopływu energii słonecznej i oświetlenia dziennego do wewnątrz, można obliczyć ze wzoru:

 (1)

gdzie:

Ag, Aƒ, Am, At, Amtos - pole powierzchni, odpowiednio: oszklenia, ramy skrzydłowej, stojaków, ślemii, stojaków i ramiaków ościeżnicy.

Wartości tych pól powierzchni mogą być określone ze wzorów:

    (2)

 (3)

            (4)

      (5)

   (6)

  (7)

 (8)

Rys. 2. Schemat blokowy obliczania udziału pola powierzchni szklonej do całkowitego pola powierzchni okna C; rys.: archiwa autorów(W. Jezierski, J. Borowska)
Rys. 2. Schemat blokowy obliczania udziału pola powierzchni szklonej do całkowitego pola powierzchni okna C; rys.: archiwa autorów

gdzie:

bo, bskr, , bm, bt, bmos, btos - szerokość, odpowiednio: okna, pojedynczego skrzydła, elementów ramy skrzydłowej, stojaków, ślemii, stojaków i ramiaków ościeżnicy,
ho
, hskr - wysokość, odpowiednio: okna, pojedynczego skrzydła,
r1, r2 - liczba skrzydeł w kierunku poziomym i pionowym.

Odnosząc się do przedstawionych wzorów (1-8), autorzy stworzyli algorytm do wyliczania szukanego wskaźnika C przy zmianie wartości wybranych czynników (RYS. 2). Algorytm posłużył jako podstawa do opracowania autorskiego programu w Microsoft Excel.

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA – kliknij tutaj »

[okna, stolarka okienna, stolarka okienno-drzwiowa, okna wieloskrzydłowe, oszklenie, powierzchnia oszklenia, powierzchnia okna]

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 5/2018

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Innowacyjny system kompozytowych wzmocnień konstrukcji »


W przypadku gdy temperatura przekroczy temperaturę zeszklenia, wówczas żywica nie jest... ZOBACZ »


Szukasz materiałów budowlanych dobrej jakości?

Dobierz najlepszy materiał izolacyjny »

Obok wiedzy na temat produktów, równie istotna jest znajomość technologii, którą... czytaj dalej » Niski poziom ochrony cieplnej generuje wysokie koszty utrzymania budynku, stanowiące duże obciążenie budżetu... czytaj dalej »


Opłacalność paneli fotowoltaicznych - najnowsze informacje i porady »

Uszczelnianie obiektów inżynieryjnych - jak to robią specjaliści?

W przyszłym roku nastąpią znaczne podwyżki cen energii elektrycznej, dlatego też warto zastanowić się nad montażem paneli fotowoltaicznych.
czytaj dalej »

Jak prawidłowo chronić ściany fundamentwe i zapewnić gwarancję żywotności obiektu? 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 »

 


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 »

Jak mocować elewacje wentylowane?


Jak w realnych warunkach zachowują się różne systemy mocowań elewacji wentylowanych? ZOBACZ »


Zgarnij bony o wartości 100zł. Zobacz jak »

Jak dobrać posadzkę do obiektu?

3 kroki do Super CashBack
czytaj dalej »

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

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 »


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 »
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...
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

.