Bilans cieplny w budynku. Zastosowanie izolacji transparentnych (cz. 1)

Zastosowanie izolacji transparentnych
Zastosowanie izolacji transparentnych
Wacotech

W artykule opisano wielofunkcyjne izolacje energetyczne nowej generacji, które chronią przed stratami energii cieplnej, a dodatkowo umożliwiają pobranie energii promieniowania słonecznego. W ten sposób, dostarczając energię słoneczną i ograniczając straty energii cieplnej, izolacje transparentne poprawiają bilans energetyczny budynku i zmniejszają koszty jego eksploatacji.

Dobrze znane termoizolacje stosowane w przemyśle, budownictwie i komunikacji do zahamowania lub ograniczenia strat ciepła z rurociągów, zbiorników, kotłów, ścian i budynków są wykonane z materiałów izolacyjnych o małym współczynniku przewodzenia ciepła λ. Takimi materiałami są: styropian, maty i płyty z wełny mineralnej, maty z wełny szklanej, pianki poliuretanowe, granulat oraz samo powietrze.

Zalety ekologiczne i ekonomiczne wynikające ze stosowania tych technologii oszczędzania energii, które przekładają się bezpośrednio na wymierne korzyści materialne i środowiskowe w postaci wyeliminowania emisji SO2, NOx i CO2 z niespalonego węgla, są dobrze wszystkim znane. Nie zwalnia to nas jednak od szukania jeszcze lepszych, bardziej nowoczesnych i wydajniejszych rozwiązań, do których zaliczyć można izolacje transparentne (TI – Transparent Insulation).

Geneza pomysłu izolacji transparentnych

Inspiracją dla powstania izolacji transparentnych były niedźwiedzie polarne, które mają czarną skórę i białą sierść. Gdy podbiegunowe słońce mocno grzeje w południe, jego promienie odbijają się od białej sierści niedźwiedzia i nie przegrzewają go. W godzinach rannych i popołudniowych znajdujące się nisko nad horyzontem słońce przestaje intensywnie grzać i robi się chłodno. Ale wówczas włosy sierści niedźwiedzia równolegle ustawione do kierunku promieniowania nie odbijają go i energia słoneczna dociera bez przeszkód do czarnej skóry zwierzęcia, ogrzewając ją.

Przekonanie, że kożuch „grzeje” jest w przypadku niedźwiedzia polarnego faktem, a nie tylko poetycką przenośnią. Trawestując ostatnie stwierdzenie, dochodzimy do definicji izolacji transparentnych, która może być ich reklamą, „izolacje, które grzeją”.

Budowa i działanie izolacji

Izolacja transparentna zbudowana jest z pakietu wypełnień komórkowych przylegającego do elewacji zewnętrznej budynku, pomalowanej na czarno. Niekiedy pomiędzy pakietem a ścianą występuje szczelina (rys. 1). Pakiet z drugiej strony zabezpieczony jest płytą szklaną, chroniącą go przed zanieczyszczeniami (deszczem, kurzem, pyłem itd.). Kolor panelu izolacji transparentnej dla obserwatora z zewnątrz budynku nie jest czarny, lecz przyjmuje barwę odbitego w tafli szklanej nieba, sąsiednich budynków lub zieleni miejskiej.

Zasada działania izolacji transparentnej została wyjaśniona na rys. 2. Latem promieniowanie słoneczne, padające ukośnie do paneli, w większości odbija się od nich i nie przekazuje im swojej energii.

Zimą, gdy kąt padania promieniowania słonecznego jest bardziej prostopadły do osłonowej płyty szklanej, udział promieniowania odbitego jest znacznie mniejszy niż pochłoniętego. Dzięki temu energia promieniowania słonecznego dociera do dna komórek wypełnienia izolacji transparentnej, gdzie na czarnej powierzchni ulega absorpcji i konwersji w energię cieplną. Energia ta jest przewodzona do budynku, gdyż izolacja transparentna na zewnątrz jej nie wypuści.

W efekcie izolacja taka, spełniając funkcję tradycyjnego izolatora energii cieplnej, dodatkowo umożliwia dogrzanie domu energią słoneczną, której zimą nie zatrzymuje. Latem natomiast ją odbija, chroniąc dom przed przegrzaniem.

Rozważania teoretyczne

Izolacja transparentna dwukrotnie ingeruje w bilans energetyczny domu, mianowicie chroni przed stratami ciepła z budynku oraz umożliwia dogrzanie go energią słoneczną. Zobrazowano to na rys. 3, na którym zaznaczono kolorami i strzałkami rodzaje i kierunki transportu energii: kolorem żółtym – słonecznej i czerwonym – termicznej, grzejnej.

Promieniowanie słoneczne ulega dwukrotnej konwersji (I i II) w miejscach izolacji transparentnej zaznaczonych niebieskimi okręgami. Miejsce konwersji energii cieplnej (III) w ścianie pomieszczenia zaznaczono czarnym okręgiem.

Konwersja strumieni promieniowania słonecznego w energię cieplną

Konwersja I

Konwersja I ma miejsce na powierzchni zewnętrznej izolacji transparentnej, gdzie dochodzi do transformacji strumienia promieniowania E na trzy składowe strumienie promieniowania: odbitego R, zaabsorbowanego w osłonie A i transmitowanego do wnętrza wypełnienia T:



lub po podzieleniu przez E i wprowadzeniu bezwymiarowych współczynników: transmisyjności t = T/E, refleksyjności r = R/E i absorpcyjności a = A/E, których suma spełnia warunek:



   17.12.2010

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie



Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Zbliża się zima 100-lecia? Z jakim urządzeniem zaoszczędzisz najwięcej »

oszczednosc energii



O czym dowiesz się na międzynarodowym spotkaniu instalatorów »

Czy wiesz, na której platformie znajdziesz niezbędne narzędzia dla instalatora i dostaniesz 500zł »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 



Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


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 naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
7-8/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 7-8/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowe kotły gazowe
  • - Retencja wód opadowych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 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