Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2019 [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


Chemia budowlana - porady ekspertów »


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


Planujesz remont balkonu lub tarasu? Sprawdź »

7 zalet stosowania płyt warstwowych

Aby balkon lub taras nie sprawiał właścicielom kłopotów podczas użytkowania...
czytaj dalej »

Obecnie trudno sobie wyobrazić budownictwo, szczególnie halowe użyteczności publicznej, przemysłowe i rolnicze bez obudowy... czytaj dalej »

Alternatywa dla wełny i styropianu »


W porównaniu do tradycyjnych metod izolacji dachu... ZOBACZ »


Konsole do elewacji wentylowanych - wiedz więcej »

Klej do płytek z funkcją hydroizolacji »

Umożliwiają osiągnięcie współczynnika przenikania ciepła dla ścian zewnętrznych na poziomie poniżej... 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?

Jak zabezpieczyć wnętrze przed dużym nasłonecznieniem?

Prace uszczelniające mają na celu odcięcie niebezpiecznych materiałów, substancji lub po prostu... czytaj dalej » Dużym zainteresowaniem właścicieli domów cieszy się też.. czytaj dalej »

Jak pozbyć się grzyba z elewacji?


Elewacja budynku narażona jest nie tylko na zmienne warunki atmosferyczne, lecz także na... ZOBACZ »


Szukasz specjalistycznych noży ręcznych?

Wybierz najlepszy materiał do ociepleń »

Noże z mechanizmem cofania ostrza do rękojeści, z ostrzem ukrytym w konstrukcji... czytaj dalej » Czym różnią się materiały do izolacji poszczególnych elementów budynku? czytaj dalej »

Naprawa balkonów i tarasów - czego użyć?


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


Papa podkładowa - przepłacanie czy oszczędność?

Jak zabezpieczyć budynek przed wilgocią?

Wśród budowniczych wciąż trwa otwarta dyskusja na temat potrzeby stosowania papy podkładowej...
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

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 -...
5/2020

Aktualny numer:

Izolacje 5/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Budowa w czasach pandemii
  • - Najczęściej popełniane błędy podczas deklarowania właściwości użytkowych wyrobów budowlanych
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

.