Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2019 [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


Jak błyskawicznie zlokalizować mostki termiczne?


Szybko znajduj ukryte usterki i skracaj czas diagnostyki... ZOBACZ »


Szybki montaż stropu – jak to zrobić »

Jak dobrać posadzkę do pomieszczenia? Wypróbuj »

Różne wysokości konstrukcyjne stropów i różne rozstawy...
czytaj dalej »

Konfigurator pomoże Ci w łatwy i szybki sposób dobrać... czytaj dalej »

Jak przygotować się do termomodernizacji domu?


Styropian jest praktycznie niezniszczalnym produktem, nie przepuszcza wody, a jeśli chodzi o zachowanie w obecności ognia, to... ZOBACZ »


Czego użyć do izolacji dachu?

Potrzebny Ci wysokiej jakości tynk?

Rozwiązaniem, które zapewnia optymalne zaizolowanie są... 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 »


Na czym polegają prace uszczelniające?

Wszystko o izolacji instalacji klimatyzacyjnych i wentylacyjnych »

Prace uszczelniające mają na celu odcięcie niebezpiecznych materiałów, substancji lub po prostu... czytaj dalej » Produkty przeznaczone do instalacji klimatyzacyjnych i wentylacyjnych, jak i... czytaj dalej »

Chemia budowlana - porady ekspertów »


Masz wątpliwości i pytania jak rozwiązać Twój problem techniczny? Dobierz stosowną technologię do Twoich potrzeb... ZOBACZ »


Jak zapewnić dobrą wibroakustykę budynku?

Wybierz najlepszy materiał do ociepleń »

Zapewnienie dobrej wibroakustyki dla budynku to coraz częściej wyzwanie dla świadomych i wymagających klientów. czytaj dalej » Czym różnią się materiały do izolacji poszczególnych elementów budynku? czytaj dalej »

Jak przygotować się do termomodernizacji domu?


Styropian jest praktycznie niezniszczalnym produktem, nie przepuszcza wody, a jeśli chodzi o zachowanie w obecności ognia, to... ZOBACZ »


Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd

Jak zabezpieczyć budynek przed wilgocią?

Ilość energii jaką jest w stanie „wyprodukować” dany system fotowoltaiczny, zależy...
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 »


Żaluzje zewnętrzne - dlaczego warto je zamontować?

Szukasz pomysłu na wykończenie elewacji? Sprawdź

To doskonała inwestycja, która nie tylko podnosi wartość budynku mieszkalnego...
czytaj dalej »

Tynki cienkowarstwowe tworzą ochronno-dekoracyjną zewnętrzną warstwę o wysokiej odporności na... czytaj dalej »

Ekspert Budowlany - zlecenia

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 »
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Flowcrete Polska Sp. z o.o.
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Jesteśmy producentem i dystrybutorem materiałów do wykonywania bezspoinowch posadzek żywicznych -...
6/2020

Aktualny numer:

Izolacje 6/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Tynki renowacyjne
  • - Potencjał i funkcje dachów zielonych w miastach
Zobacz szczegóły
Dlaczego warto zadbać o balkon i taras?

Dlaczego warto zadbać o balkon i taras?

Trudno wyobrazić sobie nowoczesny dom bez jego wizytówki, czyli balkonu lub tarasu. Elementy te stanowią dodatkową powierzchnię, która pozwala na chwilę oddechu na...
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

.