Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2019 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Szklana fasada o podwójnym przepływie powietrza – aspekt energetyczny

Glass façade with counter-flow heat exchanger – energy aspect
Istota podwójnej fasady polega na zestawieniu dwóch przegród szklanych tworzących wolną przestrzeń buforową.
Istota podwójnej fasady polega na zestawieniu dwóch przegród szklanych tworzących wolną przestrzeń buforową.
Fot.: B.Wilk-Słomka, J. Belok

We współczesnej architekturze bardzo często spotykamy się z budynkami o wysokim udziale powierzchni przezroczystych w obudowie zewnętrznej. W szczególności dotyczy to obiektów użyteczności publicznej, biurowców, ale także coraz częściej budynków jednorodzinnych. Przede wszystkim jest to związane z dużą estetyką takiego rozwiązania. Należy jednak pamiętać, że rosnące wymagania w zakresie efektywności energetycznej budynków narzucają konieczność stosowania rozwiązań energooszczędnych.

W pogoni za optymalizacją energetyczną nie należy zapominać o zachowaniu komfortu termicznego wewnątrz obiektów. Jest to szczególnie trudne w przypadku silnie przeszklonych elewacji, z dużymi powierzchniami przeszklonymi związane są bowiem intensywnie przebiegające procesy wymiany ciepła. Jednym z najprostszych sposobów rozwiązania tego problemu wydaje się zastosowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła i klimatyzacji.

Wadą takiego podejścia do rozwiązania problemu jest niepożądane zwiększenie zużycia energii elektrycznej zasilającej systemy HVAC oraz konieczność uwzględnienia rozwiązań instalacyjnych w projekcie architektonicznym. Estetyka obiektu budowlanego i efektywne wykorzystanie przestrzeni skłaniają do redukowania kubatury zajmowanej przez pomieszczenia techniczne i infrastrukturę wyposażenia technicznego. W związku z tym projektanci skłaniają się coraz częściej ku tzw. zdecentralizowanemu systemowi wentylacji przez fasadę budynku.

 

Optymalnym rozwiązaniem byłyby fasady współpracujące z systemami ogrzewania i wentylacji w budynku, tworząc układ zapewniający pożądany mikroklimat w pomieszczeniach, przy możliwie najniższym zużyciu energii. Dlatego w ostatnich latach w budynkach wysokich o dużych przeszkleniach coraz chętniej stosuje się tak zwane fasady podwójne. Stanowią one „pogodzenie” trzech istotnych aspektów: architektonicznego, użytkowego i energetycznego.

 

Istota podwójnej fasady polega na zestawieniu dwóch przegród szklanych tworzących wolną przestrzeń buforową. Szerokość przestrzeni buforowej waha się w granicach od 10 cm do 2 m. Najczęściej od strony pomieszczenia stosuje się zestawy szybowe o podwójnym oszkleniu, natomiast fasada wykonywana jest z wzmocnionego szkła pojedynczego. Konstrukcję taką często dodatkowo wyposaża się w systemy regulujące dopływ promieniowania słonecznego do pomieszczeń (rolety, żaluzje) [1–5]. Na FOT. 1-2 przedstawiono przykładowe fasady podwójne.

FOT. 1–2. Przykładowa fasada podwójna; fot.: B.Wilk-Słomka, J. Belok
FOT. 1–2. Przykładowa fasada podwójna; fot.: B.Wilk-Słomka, J. Belok

Powyższe rozwiązanie może być zmodyfikowane poprzez wprowadzenie przepływu powietrza przez przestrzeń buforową. Przepływ powietrza może być związany z wentylacją naturalną lub mechaniczną.

RYS. 1. Schemat krzyżowego wymiennika ciepła; rys.: B.Wilk-Słomka, J. Belok

Dążąc do poprawy efektywności energetycznej podwójnej fasady, zaproponowano modyfikację sposobu przepływu powietrza w przestrzeni buforowej, przekształcając ją w wymiennik ciepła. Rozwiązanie takie nawiązuje do konstrukcji np. krzyżowego wymiennika ciepła stosowanego w systemach wentylacyjnych. W rozwiązaniu tym strumień powietrza wywiewanego z budynku, przepływając przez wymiennik, przekazuje energię cieplną strumieniowi powietrza nawiewanego, przez co do budynku zostaje wprowadzone powietrze o temperaturze wyższej od temperatury powietrza zewnętrznego. Wymiennik krzyżowy tworzą równolegle ułożone kanały, którymi strumienie powietrza zimnego i ciepłego przepływają obok siebie, nie mieszając się ze sobą [1–5]. Powyższa zasada została przedstawiona na RYS. 1.

RYS. 2. Schemat przepływu powietrza przez szklaną fasadę tworzącą przeciwprądowy wymiennik ciepła; rys. B.Wilk-Słomka, J. Belok
RYS. 2. Schemat przepływu powietrza przez szklaną fasadę tworzącą przeciwprądowy wymiennik ciepła; rys. B.Wilk-Słomka, J. Belok

Podobny efekt uzyskano wprowadzając do konstrukcji podwójnej fasady trzecią przegrodę przezroczystą. Dzięki temu przestrzeń buforowa zostaje rozdzielona na dwie niezależne części, którymi może przepływać powietrze wentylacyjne. Tym samym zachodzi możliwość rozdzielenia przepływającego strumienia powietrza na strumień nawiewany i wywiewany z pomieszczenia. W tym rozwiązaniu zostaje wytworzony układ podobny do płytowego wymiennika ciepła stosowanego w wentylacji mechanicznej. Schemat działania takiego rozwiązania przedstawia RYS. 2.

Modyfikacja taka powinna pozwolić na rozszerzenie możliwości w zakresie regulacji przepływu energii do i z budynku. W okresie grzewczym rozwiązanie to powinno jednocześnie zmniejszać straty ciepła przez przenikanie i wentylację, dodatkowo wprowadzając zyski ciepła od nasłonecznienia do ogólnego bilansu energetycznego budynku. W okresie letnim fasada powinna efektywnie chronić pomieszczenia przed zyskami ciepła od nasłonecznienia, równocześnie umożliwiając oświetlenie pomieszczeń światłem naturalnym oraz zapewnić, jeśli jest to możliwe, chłodzenie pomieszczeń powietrzem zewnętrznym [1–5].

W niniejszym artykule autorzy podjęli próbę określenia aspektu energetycznego szklanej fasady tworzącej przeciwprądowy wymiennik ciepła na przykładzie budynku biurowego.

Czytaj też: Nowoczesne rozwiązania elewacyjne >>>

Abstrakt

W artykule autorzy podjęli próbę określenia aspektu energetycznego szklanej fasady tworzącej przeciwprądowy wymiennik ciepła na przykładzie budynku biurowego 8-kondygnacyjnego. Przedmiotowa fasada została zorientowana w kierunku zachodnim. Model obliczeniowy budynku, w którym usytuowano fasadę, zbudowano jako układ pięciu stref cieplnych: dwie klatki schodowe, komunikacja pozioma, toalety oraz strefy pomieszczeń biurowych. Do szczegółowej analizy przyjęto strefę pomieszczeń biurowych zlokalizowaną na czwartej kondygnacji złożoną z 5 pomieszczeń biurowych o wymiarach 4,0×5,0×3,3 m. Jako metodę badawczą przyjęto badania numeryczne z wykorzystaniem programów ESP-r oraz Window. Analizy przeprowadzono dla rzeczywistych danych klimatycznych – stacja meteorologiczna Katowice. Rozważania obejmowały określenie zużycia energii na grzanie i chłodzenie, czasu pracy rozpatrywanych systemów instalacyjnych oraz temperatury powietrza w fasadzie – strefa zewnętrzna oraz wewnętrzna. Rozpatrywano trzy warianty analiz: W0 – bez obiegu powietrza, W1 – z obiegiem powietrza oraz W2 – z odwróconym obiegiem powietrza w miesiącu lipcu. W artykule zaprezentowano wyniki dla miesiąca stycznia i lipca jako reprezentatywnych z punktu widzenia celu badań.

Glass façade with counter-flow heat exchanger – energy aspect

In the article, the authors made an attempt to determine the energy aspect of the glass façade forming a counter-flow heat exchanger on the example of an 8-storey office building. The façade has been oriented westwards. A computational model of the building with the façade was created as a layout of five heat zones: two staircases, horizontal communication, toilets and office space. The office space on the 4th floor consisting of 5 office rooms with dimensions of 4.0×5.0×3.3 m analyzed in detail using the numerical tests as a research method with the help of ESP-r and Windows programs. Analyzes were carried out for real climate data – meteorological station in Katowice. The considerations included determining energy consumption for heating and cooling, operating time of the installation systems as well as air temperature in the façade - external and internal zones. Three analysis variants were considered: W0 – without air circulation, W1 – with air circulation and W2 – with reverse air circulation in July. The article presents the results obtained in January and July as the representative results – from the point of view of the research objective.

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA – kliknij tutaj »
Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 10/2020

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Płyty warstwowe - co warto wiedzieć?


Płyty warstwowe składają się z dwóch zewnętrznych okładzin metalowych, oddzielonych... ZOBACZ »


Wszystko o skutecznej hydroizolacji »

Uzyskaj pomoc w finansowaniu termomodernizacji »

Dlaczego hydroizolacja budynków jest tak ważną kwestią? Każdego roku na całym świecie czytaj dalej »

W praktyce, przeprowadzając termomodernizację budynku dociepla się ściany zewnętrzne, wymienia się okna i drzwi, modernizuje się systemy grzewcze i wentylacyjne..... czytaj dalej »

Co warto wiedzieć o ocieplaniu wełną skalną?


Konieczności ocieplania ścian zewnętrznych wynika nie tylko ze względów ekonomicznych – im lepiej izolowane ściany, tym ZOBACZ »


Systemy mocowań - jaki wybrać? Na co zwrócić uwagę?

Innowacyjne płyty styropianowe »

Dobór system mocowań elewacyjnych uzależniony jest m.in. od rodzaju materiału, z jakiego wykonane są ściany... czytaj dalej » Płyty będą mieć polepszone właściwości użytkowe i tym samym spełniać surowsze normy... czytaj dalej »

Ogniochronny bandaż pęczniejący - gdzie i kiedy go stosować?


Do prawidłowego oznaczenia przepustów instalacyjnych wykonanych przy... ZOBACZ »


Od czego zacząć termomodernizację domu? Co zrobić, aby uzyskać dotację?

Czego użyć do naprawy balkonu lub tarasu?

Jak dzięki termomodernizacji zmniejszyć zuzycie energii na ogrzewanie domów nawet o 69%?.. czytaj dalej » Jak obliczyć spadek balkonu? Po co wykorzystywać sznur dylatacyjny? czytaj dalej »

Farby do wnętrz i elewacji - jakie powinny być?


W 2002 r. rynek farb fasadowych został zrewolucjonizowany przez farbę zolowo-krzemianową, która bazuje na całkowicie nowatorskiej koncepcji spoiw, dzięki czemu... ZOBACZ »


Jak oszczędzić na ogrzewaniu budynku?

Chcesz poprawić efektywność energetyczną domu?

Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd... czytaj dalej » Mniej więcej jedna trzecia globalnie zużywanej energii jest obecnie wykorzystywana do ogrzewania i chłodzenia budynków... czytaj dalej »

Szukasz narzędzi i materiałów do codziennej pracy?


Szukasz produktów w specjalnych promocyjnych cenach? ZOBACZ »


Jak zabezpieczyć budynek przed wilgocią?

Kiedy i gdzie stosować płyty warstwowe?

Wilgoć pojawiająca się w budynku i związana z nią pleśń szkodzą naszemu zdrowiu, powodują wyższe rachunki za ogrzewanie i niszczą mury...czytaj dalej »

Płyty warstwowe z wełny mineralnej posiadają odporność ogniową EI do... 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 »


Termomodernizacja – co obejmuje w praktyce?

Kiedy zastosować izolację z keramzytu?

Izolacja keramzyt

Termomodernizacja to szereg działań, które polegają na zmianach w strukturze budynku, a także... czytaj dalej »

Keramzyt nie traci swoich właściwości wraz z upływem czasu, dlatego można... 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 »
10/2020

Aktualny numer:

Izolacje 10/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Szklana fasada o podwójnym przepływie powietrza
  • - Fala renowacji
Zobacz szczegóły
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 -...
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

.