Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Izolacyjność termiczna przegród przezroczystych przy zastosowaniu osłon przeciwsłonecznych

Energooszczędność w budownictwie - cz. 20
mgr inż. Jerzy Żurawski  |  14.12.2010
Archiwum autora

Nowoczesna architektura coraz częściej realizuje ideę szklanych domów. Tendencja do zwiększania w budynkach powierzchni przegród przezroczystych skutkuje jednak pojawieniem się problemów związanych zwłaszcza z zużyciem energii. Co prawda, izolacyjność termiczna takich przegród stale się poprawia, jednak straty ciepła przez przegrody przezroczyste zimą oraz niepożądane zyski ciepła latem zwiększają zużycie energii – zimą na ogrzewanie, latem na chłodzenie. W konsekwencji rosną koszty eksploatacyjne budynku oraz pojawiają się trudności związane z utrzymaniem komfortu cieplnego pomieszczeń i odpowiedniego mikroklimatu.

Podstawowe wymagania, jakie powinny spełniać przegrody przezroczyste, to: zapewnienie odpowiedniego oświetlenia światłem dziennym, ochrona przed nadmiernymi stratami ciepła zimą, ochrona przed nadmiernymi zyskami ciepła latem, ochrona przed niekorzystnym wpływem czynników atmosferycznych, ochrona przed hałasem, zapewnienie dopływu powietrza (wentylacja naturalna), spełnienie funkcji estetycznej w budynku.

W praktyce o rodzaju zastosowanej przegrody często decyduje głównie kryterium estetyczne. Tymczasem w dobie rozwoju budownictwa energooszczędnego wybór przegrody przezroczystej powinien być uzależniony od jej wpływu na energochłonność pomieszczenia, w którym ma być zastosowana.

Funkcje osłon przeciwsłonecznych w budynku

Wpływ przegród przezroczystych na energochłonność pomieszczenia, lokalu czy budynku zależy od: powierzchni przegród przezroczystych, przepuszczalności energii cieplnej i widzialnej oraz izolacyjności termicznej przegrody. Izolacyjność termiczna zaś może być różna w zależności od zastosowanej osłony przeciwsłonecznej.

Osłony przeciwsłoneczne mogą ograniczać straty ciepła, mogą też zmniejszać niepożądane zyski ciepła. W okresie grzewczym powinny umożliwiać w ciągu dnia zyski ciepła od energii słonecznej, a w nocy ograniczać straty ciepła. Latem ich funkcja powinna być zupełnie inna – powinny ograniczać nagrzewanie budynków przez słońce oraz minimalizować refleks świetlny powstający w dni słoneczne na ekranach telewizorów czy monitorach komputerów. W dni pochmurne osłony powinny umożliwiać maksymalny dopływ światła widzialnego do wnętrza budynku.

Osłony powinny więc charakteryzować się zmiennymi parametrami latem i zimą, np. być ruchome.

Wpływ osłon na energochłonność pomieszczenia

Wpływ osłon przeciwsłonecznych na energochłonność pomieszczenia można obliczyć zgodnie z normą PN-EN ISO 13790:2008 [1], według której w odniesieniu do każdego otworu i każdego miesiąca oblicza się:

gdzie:

Fsh,ob – współczynnik zacienienia związany z zewnętrznymi elementami zacieniającymi (liczony na podstawie normy PN-EN ISO 13790:2008 [1]):

gdzie:

Fhor – czynnik zacienienia od otoczenia, wyznaczany na podstawie: kąta wzniesienia (0...40)°, orientacji okna oraz szerokości geograficznej: (49, 50, 51, 52, 53, 54)°,

Fov – czynnik zacienienia od elementów pionowych, wyznaczany na podstawie: kąta dla elementu pionowego (0...60)°, orientacji okna oraz szerokości geograficznej: (49, 50, 51, 52, 53, 54)°,

Ffin – czynnik zacienienia od elementów poziomych, wyznaczany na podstawie: kąta dla elementu poziomego (0...60)°, orientacji okna oraz szerokości geograficznej: (49, 50, 51, 52, 53, 54)°,

Asol – efektywne pole powierzchni nasłonecznionej:

gdzie:

Fsh,gl – współczynnik zacienienia związany z ruchomymi elementami zacieniającymi, liczony z wzoru:

gdzie: 

ggl – współczynnik przepuszczalności energii promieniowania słonecznego bez ruchomych elementów zacieniających,

ggl+sh – współczynnik przepuszczalności energii promieniowania słonecznego z ruchomymi elementami zacieniającymi,

fsh,with – udział czasu użycia ruchomych elementów zacieniających, ggl – współczynnik przepuszczalności energii promieniowania słonecznego,

FF – współczynnik uwzględniający udział powierzchni ramy w całkowitej powierzchni otworu, tj. (1 – C/100),

Aw,p – całkowite pole powierzchni otworu, Isol – średnia miesięczna wartość promieniowania słonecznego na powierzchnię otworu dla danej orientacji oraz kąta nachylenia (kąt uwzględniony jest przez współczynnik kα),

Fr – współczynnik kierunkowy dla danego otworu i powierzchni nieba (1,0 dla *) Dolnośląska Agencja Energii i Środowiska niezacienionego poziomego dachu; 0,5 dla niezacienionej pionowej ściany): 0° – 1,000; 30° – 0,833; 45° – 0,750; 0° – 0,667; 90° 0,500.

Osłony przeciwsłoneczne a współczynnik Uw przegrody przezroczystej

To samo okno przy użyciu różnych typów osłon charakteryzować się będzie różną izolacyjnością termiczną. Obliczeń współczynnika przenikania ciepła Uw przegrody przezroczystej można dokonać na podstawie normy PN-EN ISO 10077-1:2002 [2] według wzoru:

gdzie:

Ag, Ug – powierzchnia i współczynnik przenikania ciepła szyby, 

 Ocena stolarki okiennej – aspekt architektoniczny i energooszczędny

 

Bilans cieplny stolarki okiennej

 

Wady i awarie szyb zespolonych

Energooszczędna stolarka budowlana

 

Właściwości i rodzaje nowoczesnych okien

Ocena energetyczna stolarki budowlanej

 

Wybrane aspekty doboru okien w budynkach

 

Analiza stolarki okiennej i drzwiowej na potrzeby termomodernizacji 

 

Af, Uf – powierzchnia i współczynnik przenikania ciepła ramy,

ψg, lg – wartość mostka liniowego oraz jego całkowita długość,

ΔR – wartość dodatkowego oporu cieplnego wynikająca z zastosowania osłon przegród przezroczystych.

Wartość dodatkowego oporu cieplnego zależy od:

  • typu osłony (np. aluminiowa, z tworzywa sztucznego, drewniana),
  • przepuszczalności powietrza przez osłonę przeciwsłoneczną (bardzo wysoka, wysoka, średnia, niska przepuszczalność oraz szczelna osłona).

W tabeli 1 przedstawiono wyniki obliczeń wartości oporu cieplnego wynikającego z zastosowania różnych osłon przeciwsłonecznych.

W celu sprawdzenia wpływu zastosowanej osłony przeciwsłonecznej na wartość współczynnika przenikania ciepła Uw przegrody przezroczystej dokonano obliczeń w odniesieniu do okna o wymiarach 2×1,5 m (współczynnik przenikania ciepła szyby Ug = 1,0 W/(m2·K), współczynnik przenikania ciepła ramy Uf = 1,48 W/(m2·K) oraz wartość mostka liniowego ψ = 0,06 W/(m·K)).

Wyniki obliczeń przedstawiono na fot. 1 i fot. 2 oraz w tabeli 2. Jak wynika z obliczeń, wartość współczynnika Uw analizowanego okna z uwzględnieniem osłon będzie wynosiła od 1,20 do 0,90 W/(m²·K). Oznacza to, że osłony wpływają na poprawę izolacyjności termicznej przegrody przezroczystej o 10–32%, a więc przy zastosowaniu osłon o dużej przepuszczalności powietrza oszczędności w zużyciu energii wyniosą 2,5–3%.

Sprawdzenie skuteczności osłon przeciwsłonecznych zimą

W celu sprawdzenia w praktyce skuteczności zastosowania takich rozwiązań wykonane zostały badania termowizyjne osłon zewnętrznych typu refleksole (perforowane materiały przepuszczające promieniowanie słoneczne o różnej długości fali) z ręczną możliwością regulacji (fot. 3, fot. 4).

W pomieszczeniach o podobnej powierzchni i położeniu (strona południowo-zachodnia) wykonano badania w okresie letnim przy temperaturze zewnętrznej +23,59°C. Wyniki tych badań zostały opisane w 11. odcinku naszego cyklu).

Dla tych samych pomieszczeń badania przeprowadzono również zimą. Termogramy wykonano o godz. 22.30–23.30 przy temperaturze zewnętrznej –0,95°C oraz o godz. 5.30–6.30 przy temperaturze zewnętrznej –3,93°C. Na fot. 5, 6 i 7 przedstawiono zdjęcia termowizyjne badanych okien bez osłony przeciwsłonecznej oraz z opuszczonymi osłonami. W tabeli 3 oraz tabeli 4 zaprezentowano wyniki badań termowizyjnych osłon przeciwsłonecznych.

W pomieszczeniu bez opuszczonych osłon temperatura wewnętrzna wynosiła +22,53°C i była nieznacznie większa (o 0,38°C) od temperatury w pomieszczeniu z działającymi osłonami: +22,15°C. Zatem temperatury na badanych przegrodach przezroczystych również powinny być odpowiednio wyższe. Pomiary pokazały jednak co innego – temperatura na badanym oknie z opuszczoną osłoną była wyższa, co świadczy o zdecydowanie mniejszym strumieniu ciepła przenikającym przez badane okno.

W polu R1 (fot. 6, tabela 3) na badanym oknie wyznaczono średnią temperaturę, która wynosiła +19,58°C. W pomieszczeniu z opuszczonymi osłonami (fot. 7, tabela 4) średnia temperatura w polu R1 na badanym oknie wyniosła +20,1°C, a więc była wyższa o 0,52°C od średniej temperatury okna bez osłon. Gdy uwzględnimy różnicę temperatury w pomieszczeniach wynoszącą 0,38°C, uzyskamy różnicę temperatur na powierzchni badanego okna z osłonami do badanego okna bez osłon równą 0,9°C.

W analizowanym przypadku zastosowanie osłon przeciwsłonecznych pozwoliło na nieznaczną poprawę izolacyjności termicznej przegrody przezroczystej.

Mimo że zastosowanie osłon zimą ma niewielki wpływ na poprawę izolacyjności cieplnej przegród przezroczystych, warto je uruchamiać nawet zimą. Oszacowano, że wykorzystanie ich zimą w nocy może spowodować ograniczenie zużycia energii do ogrzewania o 1,12%. Latem dzięki zastosowaniu tego typu osłon można oczywiście uzyskać dużo większe efekty. Zużycie energii potrzebnej do wytworzenia chłodu będzie wówczas o kilkanaście, a nawet o kilkadziesiąt procent niższe.

LITERATURA

1. PN-EN ISO 13790:2008 „Energetyczne właściwości użytkowe budynków. Obliczanie zużycia energii do ogrzewania i chłodzenia”.

2. PN-EN ISO 10077-1:2002 „Własności cieplne okien, drzwi i żaluzji. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła. Część I. Metoda uproszczona”.

Artykuł „Izolacyjność termiczna przegród przezroczystych przy zastosowaniu osłon przeciwsłonecznych” jest ostatnim odcinkiem z serii „Energooszczędność w budownictwie”. Przez równo 2 lata w tym cyklu omawialiśmy zagadnienia związane z tematyką dotyczącą energooszczędnego budowania. Poruszaliśmy w nim kwestie prawne, a także praktyczne aspekty związane z projektowaniem i wykonywaniem budynków o niskim zapotrzebowaniu na energię.

LISTOPAD/GRUDZIEŃ 2009

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Hydroizolacja fundamentów - co musisz wiedzieć »

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 »

 


Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd »

Wykańczasz dom i potrzebne Ci wysokiej jakości materiały?

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

Dopasuj rozwiązanie do Twoich potrzeb i rodzaju wykonywach prac... czytaj dalej »

Jak zabezpieczać posadzki przemysłowe?

W obiektach przemysłowych obecne są zanieczyszczenia o różnym charakterze, które łączy jedno - wszystkie wpływają negatywnie na bezpieczeństwo pracowników i proces produkcyjny. czytaj dalej »

 


Kleje i fugi do płytek - to musisz wiedzieć »

Szukasz wpustu dachowego dobrej jakości?

Przeczytaj, zanim zdecydujesz się na zakup konkretnego materiału. czytaj dalej » Chcesz kupić wpust nieogrzewany, ale nie wiesz jaki konkretnie wybrać? czytaj dalej »

Dobierz najlepszy materiał termoizolacyjny. Sprawdź »


Ocieplenie powinno być trwałe i odporne na niekorzystne oddziaływanie czynników atmosferycznych... ZOBACZ »


Alternatywa dla tradycyjnych materiałów izolacyjnych »

Szukasz odpowiedniego materiału na podłogę? Zobacz »

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

Być może wciąż zastanawiasz się czy Twoja firma powinna zainwestować w posadzki epoksydowe? Jeśli szukasz odpowiedniego materiału na podłogę w hali produkcyjnej... czytaj dalej »

Akustyczne płyty ścienne i sufitowe »

Energooszczędne płyty warstwowe z izolacją z wełny mineralnej o unikalnych właściwościach przeciwpożarowych i strukturalnych...  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 »


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...
5/2019

Aktualny numer:

Izolacje 5/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Ochrona przed hałasem w budynkach w kontekście izolacyjności akustycznej przegrody zewnętrznej
  • - Wykonanie i odbiór elewacji wentylowanych
Zobacz szczegóły
Hydroizolacje krystalizujące do uszczelniania fundamentów

Hydroizolacje krystalizujące do uszczelniania fundamentów

Zadaniem hydroizolacji jest zablokowanie dostępu wody i wilgoci do wnętrza obiektu budowlanego. Istnieje kilka rodzajów izolacji krystalizujących, a ich znajomość ułatwia...
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

.