• strict warning: Non-static method view::load() should not be called statically in /export/sun1000-2/z2.ib/public_html/modules/views/views.module on line 879.
  • strict warning: Declaration of views_handler_field_user::init() should be compatible with views_handler_field::init(&$view, $options) in /export/sun1000-2/z2.ib/public_html/modules/views/modules/user/views_handler_field_user.inc on line 48.
  • strict warning: Declaration of views_handler_argument::init() should be compatible with views_handler::init(&$view, $options) in /export/sun1000-2/z2.ib/public_html/modules/views/handlers/views_handler_argument.inc on line 745.
  • strict warning: Non-static method view::load() should not be called statically in /export/sun1000-2/z2.ib/public_html/modules/views/views.module on line 879.
  • strict warning: Non-static method view::load() should not be called statically in /export/sun1000-2/z2.ib/public_html/modules/views/views.module on line 879.
  • strict warning: Non-static method view::load() should not be called statically in /export/sun1000-2/z2.ib/public_html/modules/views/views.module on line 879.
  • strict warning: Declaration of views_handler_filter::options_validate() should be compatible with views_handler::options_validate($form, &$form_state) in /export/sun1000-2/z2.ib/public_html/modules/views/handlers/views_handler_filter.inc on line 589.
  • strict warning: Declaration of views_handler_filter::options_submit() should be compatible with views_handler::options_submit($form, &$form_state) in /export/sun1000-2/z2.ib/public_html/modules/views/handlers/views_handler_filter.inc on line 589.
  • strict warning: Declaration of views_handler_filter_boolean_operator::value_validate() should be compatible with views_handler_filter::value_validate($form, &$form_state) in /export/sun1000-2/z2.ib/public_html/modules/views/handlers/views_handler_filter_boolean_operator.inc on line 149.
  • strict warning: Declaration of views_plugin_row::options_validate() should be compatible with views_plugin::options_validate(&$form, &$form_state) in /export/sun1000-2/z2.ib/public_html/modules/views/plugins/views_plugin_row.inc on line 135.
  • strict warning: Declaration of views_plugin_row::options_submit() should be compatible with views_plugin::options_submit(&$form, &$form_state) in /export/sun1000-2/z2.ib/public_html/modules/views/plugins/views_plugin_row.inc on line 135.

PRZEGRODY PRZEZROCZYSTE

Obudowę każdego budynku można podzielić na dwie zasadnicze części: część nieprzezierną (ściany, stropy, dachy, stropodachy, ściany piwnic, posadzki na gruncie) i część przezierną lub inaczej przezroczystą (fasady przeszklone, okna, świetliki, atria, ogrody zimowe). Każdy z tych elementów ma swój udział w kształtowaniu bilansu energetycznego całego budynku. Zastosowanie właściwych materiałów i technologii pozwala poprawić bilans energetyczny oraz utrzymać zapotrzebowanie na energię do ogrzewania, chłodzenia, oświetlenia i innych systemów na racjonalnym poziomie. Również jakość wykonania poszczególnych rozwiązań konstrukcyjnych w budynku ma istotny wpływ z punktu widzenia wymiany ciepła między nim a otoczeniem.

Szkło budowlane jako jeden z głównych elementów składowych fasad przeszklonych, okien zespolonych, świetlików czy atriów, pełni nie tylko funkcję architektoniczną i estetyczną, ale przede wszystkim ma istotny wpływ na kształtowanie bilansu energetycznego budynku i na zapewnienie odpowiedniego komfortu cieplnego i wizualnego użytkownikom budynku. Część przeszklona fasady głównie wskutek wymiany ciepła przez promieniowanie, dostarcza zarówno energię słoneczną jak i światło dzienne do wnętrza budynku. Wykorzystanie Słońca jako źródła energii do celów wspomagania bilansu cieplnego budynku sięgają czasów starożytnych, kiedy w IV w. p.n.e. powstała idea Sokratesa „domu słonecznego”, w którym to energia słoneczna była wykorzystana do celów grzewczych. Ideę tą kontynuują współczesne pasywne i aktywne systemy wykorzystania energii słonecznej.

W niniejszych badaniach poruszono tematykę zastosowania nowoczesnych rozwiązań fasadowych z możliwością adaptacji do zmiennych warunków pogodowych - zastosowaniem zestawów szyb elektrochromowych (o zmiennych właściwościach radiacyjnych) w fasadzie budynku i oceniono ich wpływ na straty ciepła przez przeszklenie i słoneczne zyski cieplne, zapotrzebowanie energii na ogrzewanie i chłodzenie budynku, a także parametry mikroklimatu pomieszczeń.

Głównym celem badań było określenie jakościowego i ilościowego wpływu odpowiednich składowych charakterystyk radiacyjnych zestawów szyb na bilans energetyczny budynków, na ilość dostępnego światła dziennego w pomieszczeniu oraz na wartości średniej temperatury powietrza w pomieszczeniu w miesiącach letnich. Charakterystyki radiacyjne są to cztery współczynniki, które opisują właściwości radiacyjne danego zestawu szyb pod kątem wymiany ciepła ze środowiskiem. Jest to współczynnik przepuszczalności całkowitych zysków słonecznych – SHGC [-] (ang. Solar Heat Gain Coefficient), współczynnik przepuszczalności bezpośrednich zysków słonecznych – DST [-] (ang. Direct Solar Transmittance), współczynnik przepuszczalności światła dziennego – LT [-] (ang. Light Transmittance) oraz współczynnik przenikania ciepła dla zestawu szyb - U [W/m2K]. Zrealizowany zakres badań obejmował zarówno symulacje numeryczne, badania laboratoryjne jak i pomiary na stanowisku doświadczalnym.

Analizy symulacyjne przeprowadzono zarówno dla rocznego bilansu cieplnego (zapotrzebowanie energii na ogrzewanie) pojedynczego pomieszczenia biurowego przy różnych stopniach przeszklenia jego elewacji jak i dla rocznego bilansu energetycznego (zapotrzebowanie energii na ogrzewanie i chłodzenie) budynków użyteczności publicznej przy różnych geometriach bryły budynku, orientacjach budynku względem stron świata i stopniach przeszklenia jego elewacji. W obu przypadkach w przeszklonej części elewacji stosowano różne rodzaje zestawów szyb o stałych (szyby bezbarwne lub barwione, z powłokami lub bez) oraz zmiennych (szyby elektrochromowe) wartościach charakterystyk radiacyjnych. W sumie przeanalizowano 84 przypadki pomieszczeń i 1080 przypadków budynków. Na potrzeby symulacji rocznego bilansu energetycznego budynków użyteczności publicznej został opracowany, przez autora pracy, symulacyjny rok meteorologiczny dla Wrocławia na podstawie dane meteorologicznych uzyskanych dzięki uprzejmości Oddziału Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej we Wrocławiu. W obu przypadkach analiz symulacyjnych wyciągnięte wnioski co do wpływu współczynników SHGC i U na składniki bilansu cieplnego pomieszczenia i bilansu energetycznego budynku pokrywały się. Przedstawiono różnice jakie pojawiały się w uzyskiwanych wynikach w zależności od geometrii bryły budynku, jego orientacji względem stron świata czy też stopnia przeszklenia elewacji. Zaprezentowano także wyniki zastosowania zestawów szyb elektrochromowych i ich wpływ na zmianę bilansu cieplnego pomieszczenia i bilansu energetycznego budynków.

W ramach badań laboratoryjnych przeprowadzono pomiary spektrometryczne przepuszczalności i odbicia w zakresie promieniowania słonecznego szkła budowlanego dla próbek czystych. Następnie badane próbki wystawiono na działanie warunków atmosferycznych i ponownie przeprowadzono pomiary na podstawie której wykonano analizę wpływu zanieczyszczenia powierzchni zewnętrznej szyby na jej właściwości radiacyjne.

Zaprezentowano wyniki pomiarów doświadczalnych natężenia promieniowania słonecznego na płaszczyznę pionową, temperatur powietrza wewnątrz kaset pomiarowych oraz gęstości strumienia ciepła przepuszczanego przez szyby o różnych charakterystykach radiacyjnych. Pomiary te wykonano w celu określenia wpływu natężenia promieniowania słonecznego na możliwe do uzyskania słoneczne zyski cieplne. Przedstawiono wyniki dla przykładowych dni z okresu letniego i zimowego czyli wartości zysków słonecznych i kierunki przepływu ciepła w zależności od warunków nasłonecznienia.

Wykonano również pomiary doświadczalne natężenia światła dziennego w modelu pomieszczenia dla różnych rodzajów szyb zastosowanych w oknie i przy różnych warunkach nasłonecznienia. Pomiary wykonano w celu określenia wpływu zastosowanego przeszklenia na dostępność, rozkład i równomierność światła dziennego w pomieszczeniu. Analiza wyników potwierdziła zależność między wartością współczynnika LT a wartością natężenia światła dziennego w pomieszczeniu. Przedstawiono również wpływ zastosowania szkła matowego na możliwość zwiększenia równomierności natężenia światła dziennego w zależności od panujących warunków nasłonecznienia.

O oryginalności przeprowadzonych badań świadczy szeroki zakres przeprowadzonych prac oraz podejściu do rozwiązania zagadnienia z różnych stron i różnymi sposobami. Przeprowadzone analizy symulacyjne, badania laboratoryjne i doświadczalne pozwoliły na wyciągnięcie szeregu istotnych wniosków wynikających z  zastosowania zarówno zestawów szyb zwykłych (o stałych charakterystykach radiacyjnych) jak i elektrochromowych (o zmiennych charakterystykach radiacyjnych). Radiacyjne właściwości przegród przezroczystych istotnie wpływają na wartości strat ciepła przez przeszklenie i zyski słoneczne oraz zapotrzebowania na energię do ogrzewania i chłodzenia w budynkach. Mają również istotny wpływ na dostarczenia światła dziennego do budynków oraz na mikroklimat ich wnętrz.

Autor badań uczestniczył jako członek zespołu badawczego lub jako główny wykonawca w licznych projektach badawczych (grancie badawczym własnym nr N506 086 31/3648, grancie badawczym promotorskim nr N N506 1171 33 oraz Programie Stypendialnym ZPORR dla Najlepszych Doktorantów Politechniki Wrocławskiej nr 129/III).

123
4
5
Pracownicy: 
Portret użytkownika lnowak
dr inż. Łukasz Nowak

Lukasz.Nowak@pwr.wroc.pl

strona WWW

71 320 40 95
613 C7
  • Wtorek 11:00 - 13:00
  • Środa 11:00 - 12:00
  • Sobota 16:00 - 17:00 (terminy zjazdów)