Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Badanie poprawy bilansu okna przez instalację dodatkowego okna wewnętrznego

Porównanie parametrów termicznych
dr inż. Jerzy Szyszka  |  IZOLACJE 2/2019  |  06.03.2019
Widok ogólny stanowiska pomiarowego
Widok ogólny stanowiska pomiarowego
Fot. J. Szyszka
Ciąg dalszy artykułu...

Porównanie parametrów termicznych

Ocenę wpływu zainstalowania dodatkowego okna na parametry termiczne powstałego zespołu przeprowadzono w pomieszczeniu biurowym w trakcie jego typowej eksploatacji.

Pomieszczenie posiadało dwa usytuowane od strony południowej okna, oszklone szybą jednokomorową o współczynniku przenikania ciepła Ug = 1,1 W/(m2∙K). Do jednego z okien domontowano okno dodatkowe o takim samym współczynniku przenikania ciepła. Powstały zespół okienny (quasibox) oraz okno niemodyfikowane wyposażono w czujniki temperatury i gęstości strumienia ciepła (FOT. 4).

FOT. 4. Widok stanowiska pomiarowego; fot.: autor (J. Szyszka)
FOT. 4. Widok stanowiska pomiarowego; fot.: autor 

Rejestrację monitorowanych parametrów przeprowadzono z wykorzystaniem rejestratora ALMEMO 2890-9. Dodatkowo w prowadzonych obserwacjach wykorzystano kamerę termowizyjną NEC TV.

RYS. 7. Linia profilowa temperatury – wykres odzwierciedlający efekt oddawania ciepła od zaabsorbowanego promieniowania słonecznego przez okno QS; rys.: autor (J. Szyszka)
RYS. 7. Linia profilowa temperatury - wykres odzwierciedlający efekt oddawania ciepła od zaabsorbowanego promieniowania słonecznego przez okno QS; rys.: autor
RYS. 8. Schemat układu pomiarowego; rys.: autor (J. Szyszka)
RYS. 8. Schemat układu pomiarowego; rys.: autor

Wyniki przeprowadzonych obserwacji ilustruje wykres zmian gęstości strumieni ciepła na wewnętrznych powierzchniach szyb okna QS i okna niemodyfikowanego (RYS. 7 i RYS. 8). Wykres przedstawia zmiany obserwowane w ciągu trzech dni słonecznych i jednego pochmurnego.

Na oknie pojedynczym zaobserwowano wyższe wartości chwilowe gęstości strumienia ciepła na skutek oddziaływania promieniowania słonecznego na szybę w ciągu dnia. Okno QS charakteryzuje niższa, lecz rozłożona w czasie wartość strumienia ciepła. Na szczególe "A" wykresu (RYS. 9) przedstawiono dynamikę zmian gęstości strumienia ciepła.

Okno OS generuje zyski ciepła o około 2,5 godziny dłużej niż okno pojedyncze. Za właściwość pozytywną w tym przypadku można uznać redukcję fluktuacji strumienia, towarzyszącą rozłożonemu w czasie oddawaniu ciepła. Funkcjonowanie termiczne okien w godzinach nocnych ilustruje szczegół "B" wykresu (RYS. 9). W tym przypadku zaobserwowano mniejsze straty ciepła o ponad 10,0 W/m2 okna QS w stosunku do okna niemodyfikowanego.Porównanie parametrów termicznych

RYS. 9a. Wykres zmian gęstości strumienia ciepła porównywanych okien; rys. [6]
RYS. 9b. Wykres zmian gęstości strumienia ciepła porównywanych okien; rys. [6]
RYS. 9. Wykres zmian gęstości strumienia ciepła porównywanych okien; rys. [6]
RYS. 10. Termogram temperatury badanych okien (widok od zewnątrz); rys.: autor (J. Szyszka)
RYS. 10. Termogram temperatury badanych okien (widok od zewnątrz); rys.: autor
RYS. 11. Linia profilowa temperatury badanych okien (widok od zewnątrz); rys.: autor (J. Szyszka)
RYS. 11. Linia profilowa temperatury badanych okien (widok od zewnątrz); rys.: autor
RYS. 12. Zmiany temperatury porównywanych okien; rys. [6]
RYS. 12. Zmiany temperatury porównywanych okien; rys. [6]

Obliczając stosunek gęstości strumienia ciepła do różnicy temperatur powietrza po obu stronach okien, określono empiryczne przybliżone wartości współczynników przenikania ciepła w centralnej części szyby. Wyniosły one odpowiednio 1,15 W/(m2∙K) dla okna pojedynczego oraz 0,77 W/(m2∙K) dla okna QS.

Redukowana wartość współczynnika przenikania ciepła na skutek zamontowania dodatkowego okna z dobrą dokładnością odpowiada w zasadzie odwrotności sumy oporów termicznych łączonych okien.

Termogram przedstawiony na RYS. 10, który wykonano w godzinach nocnych od strony zewnętrznej, potwierdza opisane powyżej relacje wystepujące między badanymi oknami. Dodatkowo wykazuje znaczący wpływ strat ciepła przez ramę okienną.

Są one w przypadku okna niemodyfikowanego o około 60% większe od strat przez szyby, w porównaniu z oknem QS.

Na przedstawionych wykresach zmian temperatury badanych okien (RYS. 11 i RYS. 12) zwraca uwagę przekroczajaca 60°C wartość temperatury powietrza w przestrzeni międzykiennej okna QS. Została ona spowodowana działaniem promieniowania słonecznego. Mimo to w trakcie kilkumiesięcznej obserwacji zjawisk zwiazanych z możliwością wystąpienia naprężen wywołanych różnicą temperatury takich naprężeń nie stwierdzono.

Aby jednak ograniczyć tę możliwość, w ekstremalnych sytuacjach można rozważyć umieszczenie w przestrzeni międzyokiennej materiału zmiennofazowego MZF (w j. ang. PCM). Ma on zdolność do odbioru ciepła na poziomie nawet ponad 20 kJ/kg, dzięki czemu może ograniczyć nadmierny przyrost temperatury i zredukować proporcjonalne do jego wartości straty ciepła na zewnątrz okna.

Zmiany wilgotności względnej

Na RYS. 13 przedstawiono wykres zmian wilgotności względnej w przestrzeni międzyokiennej.

RYS. 13. Wykres zmian wilgotności względnej i temperatury w przestrzeni międzyokiennej okna QS; rys. [6]
RYS. 13. Wykres zmian wilgotności względnej i temperatury w przestrzeni międzyokiennej okna QS; rys. [6]

Czytaj też: Wpływ sposobu połączenia szyby z ramą na przenoszenie ciepła w ścianie osłonowej z oknem wieloskrzydłowym >>>

W okresie prowadzenia badań w pomieszczeniu biurowym wilgotność nie przekroczyła poziomu 50%. Taki stan był możliwy dzięki ogólnie niskiej wartości wilgotności w pomieszczeniu, w którym zainstalowano okno. Analizując wahania temperatury w przestrzeni międzyokiennej (RYS. 12 i RYS. 13), można zauważyć jej lokalne minima na poziomie nawet poniżej 10°C. W warunkach wilgotności względnej powietrza około 52% przy temperaturze 20°C taki spadek temperatury odpowiada punktowi rosy.

Podsumowanie

Przeprowadzone obserwacje wykazały wpływ dodatkowego okna na redukcję wartości współczynnika przenikania ciepła o ok. 33%. Przedstawiony sposób termomodernizacji okna daje możliwość poprawy jego bilansu cieplnego tak w sezonie ogrzewczym, jak i w lecie.

Do pozytywów rozwiązania można zaliczyć ograniczenie fluktuacji temperatury na wewnętrznej powierzchni szyby i wydłużenie czasu dogrzewania pomieszczenia ciepłem pochodzacym od zaabsorbowanego promieniowania słonecznego w stosunku do zwykłego okna.
Dodatkowym atutem tego rozwiązania może być poprawa izolacyjnośći akustycznej.

Rozwiązanie to nadaje się do stosowania w pomieszczeniach, w których wilgotność powietrza (w sezonie ogrzewczym) nie osiąga dużych wartości. W budynkach mieszkalnych, zwłaszcza w pomieszczeniach kuchennych, suszarniach itp. należy przeprowadzić analizę możliwości skraplania się pary wodnej w przestrzeni międzyokiennej.

Składam podziękowanie dla Pana Sylwestra Łaty z firmy REHAU Polska za cenną pomoc w przeprowadzeniu badań opisanych w niniejszym artykule.

Literatura

1. J. Szyszka, "Izolacje aerożelowe”, "IZOLACJE" 9/2009, Dom Wydawniczy Medium, Warszawa 2009.
2. M. Bochenek, "Izolacje próżniowe (VIP) - właściwości i przykłady zastosowań w budownictwie", "IZOLACJE" 10/2012, Dom Wydawniczy Medium, Warszawa 2010.
3. B. Dębska, L. Lichołai, J. Szyszka, "Innovative composite on the basis of an aerogel mat with an epoxy resin modified with PET waste and PCM", "E3S Web of Conferences", 44, 00031 (2018).
4. L. Licholai, A. Starakiewicz, P. Murias, J. Szyszka, "Wpływ ramki dystansowej na rozkład temperatury na powierzchni szyby zespolonej w świetle badań termowizyjnych", "Fizyka budowli w teorii i praktyce", t. 7, Nr 1, Łódź 2015.
5. M. Makarewicz, "Oszklenia izolacyjne wg technologii vacuum (VIG)", "Świat Szkła" 1/2009.
6. J. Szyszka, A. Starakiewicz, "A quasi-box window concept to improve the thermal-insulation property of old windows - case study", "E3S Web of Conferences" 49, 00115 (2018).

[okna, prace badawcze, izolacyjność okien, okna energooszczędne, okno dodatkowe, okno wewnętrzne, wymiana szyby, okno skrzynkowe, wymiana okien, termomodernizacja, prace termomodernizacyjne, powierzchnia szyby, izolacje próżniowe, aerożel]

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 2/2019

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 »


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 »

Czy przysługują Ci dotacje na termomodernizację domu?

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

W Polsce z powodu zanieczyszczenia powietrza umiera ok. 45 000 osób! Co możesz zrobić, żeby poprawić jakość powietrza? 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 »

Zbliża się sezon wakacyjnych remontów. Sprawdź, gdzie szukać materiałów »

Zbliża się sezon wakacyjnych remontów. Sprawdź, gdzie szukać materiałów » czytaj dalej »

 


Alternatywa dla tradycyjnych materiałów izolacyjnych »

Wnętrze bez hałasu - jak zwiększyć izolacyjność akustyczną?

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

Jakość pochłaniania dźwięku w dużym stopniu uzależniona jest od układu wnętrza oraz zatosowanych materialów. czytaj dalej »

Jak skutecznie ocieplić poddasze?


Ocieplenie dachu jest konieczne, by przebywanie na poddaszu było komfortowe. Izolacja musi być wykonana prawidłowo... ZOBACZ »


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 »



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

.