Szklana fasada o podwójnym przepływie powietrza – aspekt energetyczny

Double facade with counterstream air flow – energy aspect
Zużycie energii na grzanie i chłodzenie w analizowanym 
pomieszczeniu
Zużycie energii na grzanie i chłodzenie w analizowanym pomieszczeniu
rys. archiwum autorów

Energooszczędne budynki z dużymi przeszkleniami wymagają dokładnego przeanalizowania aspektów energetycznych i wentylacyjnych. W wielu projektach poszukuje się alternatywy dla tradycyjnych scentralizowanych systemów klimatyzacji (wentylacji, ogrzewania i chłodzenia) na rzecz systemów zdecentralizowanych, zarówno z uwagi na dążenie do zredukowania powierzchni technicznych, jak i ze względów energetycznych. Jednym z takich rozwiązań są systemy wentylacji wykorzystujące fasadę budynku. Zastosowanie takich systemów wymaga jednak szczególnej staranności w procesie projektowania oraz wykonania badań symulacyjnych potwierdzających ich skuteczne działanie, tak aby nie narażać inwestora na koszty realizacji inwestycji, która nie przyniesie spodziewanych efektów energetycznych.

We współczesnej architekturze bardzo często spotykamy się z budynkami o wysokim udziale powierzchni przezroczystych w ich zewnętrznej obudowie. W szczególności dotyczy to obiektów użyteczności publicznej, biurowców, ale także coraz częściej budynków jednorodzinnych. Jest to związane przede wszystkim z dużą estetyką takiego rozwiązania. Należy pamiętać, że rosnące wymagania w zakresie efektywności energetycznej budynków narzucają konieczność stosowania rozwiązań energooszczędnych. Z kolei w pogoni za optymalizacją energetyczną nie można zapominać o zachowaniu komfortu termicznego wewnątrz obiektów. Jest to szczególnie trudne w przypadku elewacji przeszklonych. Z dużymi powierzchniami tego typu wiążą się bowiem intensywnie przebiegające procesy wymiany ciepła.

Jednym z najprostszych sposobów rozwiązania tego problemu jest zastosowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła i klimatyzacji. Wadą takiego podejścia jest jednak niepożądane zwiększenie zużycia energii elektrycznej zasilającej systemy HVAC oraz konieczność uwzględnienia rozwiązań instalacyjnych w projekcie architektonicznym. Estetyka obiektu budowlanego i efektywne wykorzystanie przestrzeni skłaniają do redukowania kubatury zajmowanej przez pomieszczenia techniczne i infrastrukturę wyposażenia technicznego, dlatego projektanci skłaniają się coraz częściej ku tzw. zdecentralizowanym systemom wentylacji wykorzystującym fasadę budynku.

Optymalnym rozwiązaniem byłyby fasady współpracujące z systemami ogrzewania i wentylacji w budynku, tworzące układ zapewniający pożądany mikroklimat w pomieszczeniach przy możliwie najniższym zużyciu energii. Dlatego w ostatnich latach w budynkach wysokich o dużych przeszkleniach coraz chętniej stosuje się tzw. fasady podwójne. W rozwiązaniu takim udaje się „pogodzić” trzy istotne aspekty: architektoniczny, użytkowy i energetyczny [1, 2, 3, 4, 5].

Istota podwójnej fasady polega na zestawieniu dwóch szklanych przegród tworzących wolną przestrzeń buforową o szerokości od 10 cm do 2 m. Od strony pomieszczenia stosuje się najczęściej zestawy szybowe o podwójnym oszkleniu, natomiast fasada wykonywana jest ze wzmocnionego pojedynczego szkła. Konstrukcję taką często dodatkowo wyposaża się w systemy regulujące dopływ promieniowania słonecznego do pomieszczeń (rolety, żaluzje) [1, 2, 3, 4, 5]. Na rys. 1 przedstawiono przykładową fasadę podwójną.


Rys. 1. Przykładowa fasada podwójna

Opisane powyżej rozwiązanie może zostać zmodyfikowane poprzez wprowadzenie przepływu powietrza przez przestrzeń buforową. Przepływ powietrza może być związany z wentylacją naturalną lub mechaniczną. Dążąc do poprawy efektywności energetycznej podwójnej fasady, zaproponowano modyfikację sposobu przepływu powietrza w przestrzeni buforowej, przekształcając ją w wymiennik ciepła. Rozwiązanie takie nawiązuje do konstrukcji np. krzyżowego wymiennika ciepła stosowanego w systemach wentylacyjnych. Strumień powietrza wywiewanego z budynku, przepływając przez wymiennik, przekazuje energię cieplną strumieniowi powietrza nawiewanego, dzięki czemu do budynku wprowadzone zostaje powietrze o temperaturze wyższej od temperatury powietrza zewnętrznego. Wymiennik krzyżowy tworzą równolegle ułożone kanały, którymi strumienie powietrza zimnego i ciepłego przepływają obok siebie, nie mieszając się [1, 2, 3, 4, 5]. Powyższa zasada działania została zobrazowana na rys. 2.


Rys. 2. Schemat krzyżowego wymiennika ciepła

Podobny efekt uzyskano, wprowadzając do konstrukcji podwójnej fasady trzecią przegrodę przezroczystą. Przestrzeń buforowa zostaje dzięki temu rozdzielona na dwie niezależne części, którymi może przepływać powietrze wentylacyjne i zachodzi tym samym możliwość rozdzielenia przepływającego strumienia powietrza na strumień nawiewany i wywiewany z pomieszczenia. W rozwiązaniu tym wytworzony zostaje układ podobny do płytowego wymiennika ciepła stosowanego w wentylacji mechanicznej – schemat działania takiego rozwiązania przedstawia rys. 3. Taka modyfikacja powinna pozwolić na rozszerzenie możliwości w zakresie regulacji przepływu energii do i z budynku. W okresie grzewczym rozwiązanie to powinno zmniejszać straty ciepła przez przenikanie i wentylację, dodatkowo wprowadzając zyski ciepła od nasłonecznienia do ogólnego bilansu energetycznego budynku. W okresie letnim fasada powinna efektywnie chronić pomieszczenia przed zyskami ciepła od nasłonecznienia, równocześnie umożliwiając oświetlenie pomieszczeń światłem naturalnym, oraz zapewnić, jeśli jest to możliwe, chłodzenie pomieszczeń powietrzem zewnętrznym [1, 2, 3, 4, 5].


Rys. 3. Schemat przepływu powietrza przez szklaną fasadę tworzącą przeciwprądowy wymiennik ciepła

Autorzy podjęli w artykule próbę określenia aspektu energetycznego szklanej fasady tworzącej przeciwprądowy wymiennik ciepła na przykładzie budynku biurowego.

Czytaj też: Analiza kosztów budowy kanalizacji deszczowej metodą wykopową i bezwykopową >>

---

Literatura

  1. Bugaj Andrzej, Podwójna fasada – efektywny element systemu wentylacji budynku, „Rynek Instalacyjny” 11/2013, rynekinstalacyjny.pl.
  2. Bugaj Andrzej, Praktyczne zastosowanie podwójnej fasady w systemie wentylacji budynku, „Rynek Instalacyjny” 12/2013, rynekinstalacyjny.pl.
  3. Charkowska Anna, Wentylacja fasadowa, „Rynek Instalacyjny” 1-2/2013, rynekinstalacyjny.pl.
  4. Fasady ze skórą podwójną: wybór odpowiedniego zestawienia szkła dla optymalizacji płynących z ich zastosowania korzyści, https://www.swiat-szkła.pl (dostęp: 15.08.2019).
  5. Elewacje dwupowłokowe: zaawansowane okrycia budynków. Charakterystyka i wyzwania, https://www.swiat-szkla.pl (dostęp: 15.08.2019).
  6. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75/2002, poz. 690, z późn. zm.).
  7. https://www.esru.strath.ac.uk/programs (dostęp: 5.09.2019).
  8. https://openstudio.net (dostęp: 5.09.2019).
  9. https://windows.lbl.gov/software/window (dostęp: 5.09.2019).

W artykule:

• Opis procedury badawczej
• Podsumowanie

streszczenie

Autorzy podjęli w artykule próbę określenia aspektu energetycznego szklanej fasady tworzącej przeciwprądowy wymiennik ciepła, na przykładzie ośmiokondygnacyjnego budynku biurowego. Fasada ta jest zorientowana w kierunku zachodnim. Model obliczeniowy analizowanego budynku zbudowano jako układ pięciu stref cieplnych: dwie klatki schodowe, komunikacja pozioma, toalety oraz strefy pomieszczeń biurowych. Do szczegółowej analizy przyjęto strefę pomieszczeń biurowych zlokalizowaną na 4. kondygnacji, złożoną z pięciu pomieszczeń biurowych o wymiarach 4,0×5,0×3,3 m. Jako metodę badawczą przyjęto badania numeryczne z wykorzystaniem programów ESP-r oraz Window. Analizy przeprowadzono dla rzeczywistych danych klimatycznych – stacja meteorologiczna Katowice. Obejmowały one określenie zużycia energii na grzanie i chłodzenie, czasu pracy rozpatrywanych systemów instalacyjnych oraz temperatury powietrza w fasadzie – w strefie zewnętrznej oraz wewnętrznej. Rozpatrywano trzy warianty analiz: W0 – bez obiegu powietrza, W1 – z obiegiem powietrza oraz W2 – z odwróconym obiegiem powietrza w lipcu. W artykule zaprezentowano wyniki dla stycznia i lipca jako miesięcy reprezentatywnych z punktu widzenia celu badań.



abstract

In the article, the authors made an attempt to determine the energy aspect of the glass facade forming a countercurrent heat exchanger on the example of an 8-storey office building. The façade has been oriented westwards. The building was modeled as a layout of five zones: 2 staircases, horizontal communication, toilets and office rooms. The above system on 4 floors – 5 office rooms with dimensions of 4.0×5.0×3.3 m was adopted for detailed analysis. Numerical tests using ESP-r and Windows programs were adopted as the research method. Analyzes were carried out for real climate data – meteorological station in Katowice. The considerations included determining the energy consumption for heating and cooling, the working time of the installation systems under consideration and the air temperature in the facade – external and internal zones. Three analysis variants were considered: W0 – without air circulation, W1 – with air circulation and W2 – with reverse air circulation in July. The article presents the results for the months of January and July as representative from the point of view of the research objective.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[podwójna fasada wentylowana, przestrzeń buforowa, przeciwprądowy wymiennik ciepła, zużycie energii na grzanie i chłodzenie, szklana fasada, przepływ powietrza]

Ten artykuł jest PŁATNY. Aby go przeczytać, wykup dostęp.
DOSTĘP ABONAMENTOWY
DOSTĘP SMS
Dostęp za pomocą SMS czasowo zawieszony







Reklamacje usługi prosimy zgłaszać przez formularz reklamacyjny
Masz już abonament - zaloguj się:
:
:
zapomniałem hasła
Nie posiadasz konta - kliknij i załóż »
Nie masz abonamentu - wykup dostęp:
Abonament umożliwia zalogowanym użytkownikom dostęp do wszystkich płatnych treści na naszym portalu.
Dostępne opcje abonamentowe:
Bezpłatny dostęp przy opłaconej prenumeracie (365 dni) - 0,00 zł
Dostęp do treści portalu rynekinstalacyjny.pl przy opłaconej prenumeracie
Bezpłatny dostęp przy opłaconej prenumeracie (730 dni) - 0,00 zł
Dostęp do treści portalu rynekinstalacyjny.pl przy opłaconej prenumeracie
Roczna E- prenumerata PDF - 150,00 zł
wysyłka meilowa miesięczników w pdf+ dostęp online ► ZAMÓW
Dwuletnia E-prenumerata PDF - 275,00 zł
wysyłka meilowa miesięczników w pdf+ dostęp online ► ZAMÓW
Roczna studencka E-prenumerata PDF - 90,00 zł
wysyłka meilowa miesięczników w pdf+ dostęp online ► ZAMÓW
Roczna prenumerata papierowa (10 numerów) + roczny dostęp do portalu - 150,00 zł
wydanie papierowe + dostęp online ► ZAMÓW
Dwuletnia prenumerata papierowa (20 numerów) + dwuletni dostęp do portalu - 275,00 zł
wydanie papierowe + dostęp online► ZAMÓW
Roczna studencka prenumerata papierowa (10 numerów) + roczny dostęp do portalu o portalu - 90,00 zł
wydanie papierowe + dostęp online► ZAMÓW
Prenumerata papierowa + PDF (365) - 188,00 zł
wydanie papierowe + wysyłka meilowa miesięczników w pdf+ dostęp online ► ZAMÓW
Prenumerata papierowa + PDF (730) - 344,00 zł
wydanie papierowe + wysyłka meilowa miesięczników w pdf+ dostęp online ► ZAMÓW
Roczny dostęp on-line (365 dni) - 98,00 zł
Dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Dwuletni dostęp on-line (730 dni) - 180,00 zł
Dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Roczny dostęp on-line dla studentów (365 dni) - 63,00 zł
Dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Dostęp on-line (30 dni) - 18,00 zł
30-dniowy dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Bezpłatny dostęp dla autorów Rynku Instalacyjnego (730 dni) - 0,00 zł
Bezpłatny dostęp dla autorów Rynku Instalacyjnego (730 dni)
Regulamin korzystania z portalu RynekInstalacyjny.pl - zobacz regulamin
Uwagi prosimy zgłaszać na adres:
   11.01.2021
Wyniki symulacji zastosowania szklanej fasady z obiegiem powietrza zintegrowanej z instalacją fotowoltaiczną wskazują na możliwość zmniejszania zużycia energii w budynku biurowym zarówno na potrzeby... więcej »

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Jak uzyskać do 5000 zł za polecenie instalacji na gaz »

ogrzewanie na gaz


 

Który grzejnik wybrać? Aluminiowy czy stalowy »

grzejniki aluminiowe czy stalowe


 


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 »

 


Skróć czas montażu i uruchomienia układu mieszającego nawet o 50% »

uklad mieszający projektowanie



Jak zadbać o higienę w miejscach publicznych »

Na której platformie znajdziesz niezbędne narzędzia dla instalatora »
 
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 »

 


Jakich elemntów potrzebujesz do projektu fotowoltaicznego »

alternatywne zrodla energii


 


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 »

 


Czy pompa ciepła się opłaca »

alternatywne zrodla energii


 


Poznaj metody na oszczędność wody »

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

 


Co osuszy powierznię do 80 m² »

osuszanie pomieszczeń


 

 


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
10/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 10/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - Zmiany klimatyczne a ogrzewanie
  • - Rekomendacje dla central basenowych
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