okna Zagadnienia Współczesnej Fizyki Budowli Struktura bilansu cieplnego energooszczędnych budynków IEA

Transkrypt

1 okna Struktura bilansu cieplnego energooszczędnych budynków IEA Źródło: dr Tomasz Kisilewicz tekst oparty na referacie wygłoszonym podczas seminarium szkoleniowego ITB Termomodernizacjaicodalej ( r.)opublikowano nawww.inzynierbudownictwa.pl Socjalne budynki pasywne wzabudowie szeregowej, Wuppertal, Niemcy (fot. Tomasz Kisilewicz) z: Miesięczne sumy energii słonecznej dla płaszczyzny poziomej i płaszczyzn pionowych o różnych orientacjach Źródło: E. Mazria, The Passive SolarEnergy Book, RodalePress Emaus1979; za: drtomasz Kisilewicz tekst oparty na referacie wygłoszonym podczasseminariumszkoleniowegoitb Termomodernizacjaicodalej ( r.)opublikowano nawww.inzynierbudownictwa.pl drtomasz Kisilewiczhttp:// T. Kisilewicz,Computer Simulation in Solar Architecture Design, Architectural Engineering and Design Management, vol. 3/

2 Ogólne wnioski wynikające z kształtu i wzajemnego ułożenia krzywych na wykresie: - możliwość akumulacji ciepła wmasywnych przegrodach tworzących pomieszczenie pozwala znacznie skuteczniej wykorzystywać energię promieniowania słonecznego, niż jest to możliwe wprzypadku budynku lekkiego; Współczynnik przenikania ciepła okna PN EN ISO powiększanie powierzchni okien południowych izwiązanych znimi zysków słonecznych ma sens jedynie do pewnego ściśle zależnego od pojemności cieplnej pomieszczenia momentu, jego przekroczenie wiąże się zponownym wzrostem zapotrzebowania na ogrzewanie iznacznie nasilonym przegrzewaniem wnętrza; - znaczne przewymiarowanie okna zamiast dużych oszczędności energetycznych prowadzi do dużego wzrostu zapotrzebowania na energię zarówno wokresie zimowym, jak i letnim. Przenikanie ciepła ramy Uf *liniowy współczynnik przenikania ciepła - Ψ [W/mK] Współczynnik przenikania ciepła szyby Pojedyncza szyba 4-milimetrowa Ug = 5,0 5,8 W/(m² K) Współczynnik przenikania ciepła szyby Gaz wypełniający Oszklenie (stężenie => 90%) Szkło Emisyjność Wymiary Powietrze Argon Krypton ,9 2,7 2,6 Szkło Emisyjność Wymiary Zwykłe 0,89 Ug [W/(m² K)] , , ,7 Zwykłe 0,89 Powietrze λ = 0,025 W/(m K) Argon λ= 0,017 W/(m K) Krypton λ = 0,009 W/(m K) Ksenon λ = 0,0054 W/(m K) ,7 2,6 2, ,7 2,6 2,6 Współczynnik przenikania ciepła szyby Współczynnik przenikania ciepła szyby Wymiana ciepła przez typową szybę zespoloną: 70% - promieniowanie 30%- konwekcja i przewodzenie Maria Bonikowska Gazy szlachetne w technologii izolacji okien Świat Szkła 2/8/2006 Źródło: Maria Bonikowska, Świat szkła 7-8/06 2

3 Powłoki niskoemisyjne Źródło: Pilkington dwa typy powłok niskoemisyjnych: powłoki on-line napylane podczas produkcji szkła float, takie jak Pilkington K Glass ; powłoki off-line napylane później, poza linią do produkcji szkła float, takie jak Pilkington Optitherm. Produkty z powłokami on-line zapewniają niższy poziom izolacji cieplnej niż produkty z powłokami off-line. Jednak mają one inne korzystne cechy ich transport i obróbka są łatwiejsze, mogą być bez trudu hartowane lub laminowane. Są również o wiele trwalsze i osiągają znacznie wyższy poziom biernych zysków energii słonecznej (wartość g, czyli całkowita ilość energii słonecznej przepuszczonej przez szybę), co jest korzystne w warunkach chłodnej, a zarazem słonecznej pogody. Współczynnik przenikania ciepła szyby Współczynnik przenikania Budowa ciepła Ug [W/(m 2 K)] szyby[mm] Rodzaj gazu 2,9 - szyba zwykła 4/16/4 powietrze 1,4 4/16/4T powietrze 1,1 4/16/4T argon 1 4/16/4T argon 1 3/18/3T argon 0,9 4/10/4T krypton 0,6 4T/10/4/10/4T krypton 0,5 4T/12/4/12/4T krypton * T Thermofloat Podstawowe parametry szyby Właściwości optyczne szkła Absorpcja energii Ae (%) procent energii słonecznej pochłonięty przez przegrodę (EN 410) Transmisja światła Lt (%) procent światła słonecznego przenikającego przez przegrodę (EN 410) Odbicie światła Lr (%) procent światła słonecznego odbitego przez przegrodę (EN 410) 2,5 7% 3,5 8% 84 90% Podstawowe parametry szyby Współczynnik przepuszczalności energii słonecznej g określa, jaki procent promieniowania słonecznego przenika przez szyby do wnętrza. Stosunek całkowitej energii przepuszczonej do energii padającej. Standardowa wartość to 35-40%, a w oknach pasywnych zaleca się, aby współczynnik g osiągał nawet 55%. Źródło: Pilkington Współczynnik Ug a g? Powłoka twarda dla szyb o konfiguracji wypełnionych argonem (90%) Powłoka miękka dla szyb o konfiguracji wypełnionych argonem (90%) Powłoka miękka dla szyb o konfiguracji wypełnionych argonem (90%) Ramka dystansowa Kryterium ciepłej ramki wg PN-EN ISO Σ (diλi) 0,007 W/K Materiał d1 λ1 d2 λ2 d3 λ3 (d λ) Ciepła ramka Aluminium NIE Stal NIE Stal nierdzewna TAK Tworzywo sztuczne TAK 3

4 Ramka dystansowa Zastosowanie ramki dystansowej z tworzyw sztucznych lub stali nierdzewnej (tzw. ciepła ramka) zmniejsza Ψ do 30% w stosunku do szyby z ramką aluminiową Warunki badania Ramka dystansowa Rodzaj profilu ramy okiennej Rodzaj użytej ramki dystansowej Temperatura na krawędzi szyby wew. w szybie zespolonej [ C] Δt na krawędzi i w środku szyby wewnętrznej [ K] Wilgotność punktu rosy na krawędzi szyby wewnętrznej [%] podniesienie temperatury okna od strony pomieszczenia na styku ramy i szyby zespolonej dopuszczalna względna wilgotność powietrza, przy której w danych warunkach wykrapla się para wodna na powierzchni szyby może być wyższa o ok % bez możliwości wystąpienia kondensacji pary wodnej Temperatura zewnętrzna 0 C temperatura wewnętrzna +20 C Drewno PCV Sztuczne tworzywo Stal nierdzewna 13,3 4,5 64,1 12,4 5,2 62,8 Aluminium 10,8 6,8 55,7 Sztuczne tworzywo Stal nierdzewna 13,2 4,7 64,3 12,5 5,3 62,3 Aluminium 11,1 6,7 56,2 Głębokość osadzenia szyby w profilu Umiejscowienie ramki dystansowej bardzo blisko krawędzi profili okiennych sprzyja zwiększonemu przenikaniu ciepła i pojawianiu się skropliny, a nawet lokalnych oblodzeń na wewnętrznej powierzchni w strefie styku szyby z profilami okiennymi. Profile okienne Profile okienne drewniane Passive Typ okna 90 Grubość profilu Sosna, Meranti, Modrzew, Dąb Rodzaj drewna Biały, Lazur, Ral Kolory Klasa Rw=35 db (35 db<rw<36 db) Rw Uw = 0,7-0,9 W/m²K Uw (W/m2K) 4/18Ar/4/18Ar/4 Ug=0,5 W/m²K Zestaw szybowy TAK RAMKA SWISSPACER Żródło: Profile okienne drewniane Uw= 0,77 W/m 2 K Z jakim pakietem szyb? Jaka ramka dystansowa? okna pasywne DREWEXIM to jedyna w Polsce stolarka pasywna certyfikowana przez PassivHausInstitut o grubości zaledwie 88mm sapele.pl 4

5 przekładki izolacyjne z aerożelu Kształtownik dwukomorowy Kształtownik czterokomorowy Kształtownik trzykomorowy Uf = 1,6 do 1,95 W/m 2 K Uf = 1,35 W/m 2 K Kształtownik pięciokomorowy Uf = 1,00 W/m 2 K Kształtownik sześciokomorowy 5

6 OKNO TYPU AD BEZ USZCZELNIENIA ŚRODKOWEGO Uszczelnienie AD ( Anschlag Dichtung ) jest to system uszczelnienia składający się wyłącznie z dwóch uszczelek przylgowych tzw. przylgi zewnętrznej i przylgi wewnętrznej OKNO TYPU MD Z USZCZELNIENIEM ŚRODKOWYM Uszczelnienie MD ( Mittel Dichtung ) jest to system uszczelnienia składający się z trzech uszczelek przylgowych. Oprócz przylgi zewnętrznej i wewnętrznej występuje dodatkowe uszczelnienie w części środkowej styku ramy ościeżnicy i skrzydła okiennego. Uf = 0,92 W/m 2 K OKNOTEST.PL 7- komorowe IGLO ENERGY produkt o najniższym współczynniku przenikania ciepła na rynku Okna INTERNORM KF 400 THERMO PSSIV Uw = 0,6 W/(m 2 K)* (???) *dla okna o wymiarach 1230mm x 1480mm (szyba Ug=0,3 W/(m 2 K)) z ramką Swisspacer, wzmocnienie z włókna szklanego). Uf = 0,85 W/(m 2 *K) * oszklenie 4/18/4/18/4 z argonem * szerokość całkowita ramy ościeżnicy 98 mm Izolacyjność cieplna (EN ISO : ) Uw= 0,80 W/m2K z oszkleniem standardowym Ug 0,6 W/m2K Uw= 0,69 W/m2K z oszkleniem Ug 0,5 W/m2K Opis systemu: Izolowana konstrukcja drewniano-aluminiowa Rama drewniana z podwójnym połączeniem czopowym Profile aluminiowe ścięte ukośnie, usztywnione kątownikami z PCvi aluminium oraz sklejone na całej powierzchni Kolory anodowane, RAL, farby strukturalne, metalizowane i kolory drewnopodobne o wysokiej odporności na warunki pogodowe są dostępne na zewnętrznej powierzchni aluminiowej 11 standardowych kolorów drewna od wewnątrz dostępne są kolory RAL i NCS 3 płaszczyzny uszczelnienia z uszczelek EPDM i Q-LONna całym obwodzie Grubość szkła 48 mm Szyby przyklejone na obwodzie i uszczelnione przezroczystym silikonem Współczynnik przenikania ciepła całego okna Uw (W/m2*K) z szyba U=0,7 wg EN 673 oraz termiczna ramka międzyszybowa Master Therm Współczynnik przenikania ciepła całego okna Uw (W/m2*K) z szyba U=0,5 wg EN 673 oraz termiczna ramka międzyszybowa Master Therm V90+ 0,89* 0,75* *Współczynnik przenikania ciepła dla całego okna jedno skrzydłowego o wymiarach 1230 x 1480 mm 6

7 Cechy systemu: głębokość profili - 86 mm, system z uszczelką środkową profile 6-komorowe współczynnik przenikania ciepła Uf do 0,79 W/m²K materiał - rdzeń z tworzywa kompozytowego RAU-FIPRO z zawartością włókna szklanego, warstwa zewnętrzna z wysokiej klasy tworzywa RAUPVC doskonała izolacyjność akustyczna okna Rw (C; Ctr) do 47 (0; -2) db dla szyby o izolacyjności akustycznej 50 db, osiągana bez wzmocnienia stalowego Passiv-line współczynnik przewodzenia ciepła okna referencyjnego Uw=0,5 (W/m2K) wklejany pakiet 4-szybowy z kryptonem Ug=0,3 (W/m2K) w profilach zamiast wzmocnień zastosowano termoplastyczne wkładki wzmocnione włóknem szklanym z tworzywa Ultradur High Speed firmy BASF oraz wypełnienie komór pianą poliuretanową. profil o głębokości zabudowy 85mm potrójny zestaw uszczelek poza polepszeniem termiki okien, wpływa również na poprawę ich izolacyjności akustycznej profil o głębokości zabudowy 73mm wypełnienie komór pianą poliuretanową wklejana szyba energooszczędny system trzyszybowy Ug =0,6W/m2K współczynnik przewodnictwa okna referencyjnego Uw=0,79 (W/m2K) ciepła ramka międzyszybowa, która w znacznym stopniu eliminuje zjawisko skraplania się pary wodnej Passiv-line Ultra..tradycyjny montaż okna?

8 ..tradycyjny montaż okna? Pozycja okna w murze - Karol Reinsch, Aluplast Sp. z o.o Pozycja okna w murze - Karol Reinsch, Aluplast Sp. z o.o montaż okna..tradycyjny montaż okna? Pozycja okna w murze - Karol Reinsch, Aluplast Sp. z o.o montaż okna czy pasywny? Tradycyjny a pasywny montaż okna Pozycja okna w murze - Karol Reinsch, Aluplast Sp. z o.o 8

9 Pasywny montaż okna Przykład zamontowanego okna z wykorzystaniem Systemu JB-D mgr inż. Mariusz Pawlak 9

10 Konsola dolna JB-DK150-HVW (standardowo wyposażona w podporę wzmacniającą AW75) mgr inż. Mariusz Pawlak