Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2019 [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


Przepis na idealnie gładkie i naturalnie białe ściany »


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


Szybki montaż stropu – jak to zrobić »

Jak dobrać optymalną elewację do budynku?

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

Począwszy od wyboru rodzaju budynku, w pierwszym kroku, w kolejnych wskaż... 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

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 »
6/2020

Aktualny numer:

Izolacje 6/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Tynki renowacyjne
  • - Potencjał i funkcje dachów zielonych w miastach
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 -...
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

.