Czytaj także -

Aktualne wydanie

2021 06 okladka1

Świat Szkła 06/2021

User Menu

 

 ET-160x600-PL-3

 

 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

Tagi Globalne

 

baner klej do luster 7 7 2021

Potencjalne oszczędności dzięki roletom oraz okiennicom przesuwnym i składanym
Data dodania: 02.06.21

Oszczędzaj energię dzięki zmiennej ochronie termicznej (TWS)
Oszczędzanie energii potrzebnej do ogrzewania i chłodzenia budynków mieszkalnych i biurowych to konieczność w obliczu rosnących kosztów energii i redukcji emisji CO2.

2021 05 12 1

Rys.1 Żaluzje i inne osłony zewnętrzne zapewniają ochronę przed słońcem i hałasem w ciągu dnia oraz lepszą izolację termiczną i komfort cieplny w nocy

 

W wielu krajach priorytetem w związku z tym jest
energetyczna renowacja budynków. Dlatego też racjonalne
wydaje się przeanalizowanie różnych opcji technicznych
i projektowych jeśli chodzi o poprawę efektywności
energetycznej budynków oraz podsumowanie otrzymanych
wyników. To pozwoli określić najbardziej ekonomiczny
wariant pozwalający na realizację tego celu.
Oprócz znanych już i stosowanych rozwiązań
w budownictwie, np. montaż nowych okien lub lepsza
termoizolacja ścian zewnętrznych, stropów między
kondygnacjami i dachów, izolację termiczną przegrody
zewnętrznej w budynku można znacznie poprawić
dzięki nowym roletom.
Dotyczy to w szczególności energetycznej renowacji
okien w krajach o klimacie kontynentalnym,
charaktryzującym się mroźnymi zimami i gorącym
latami oraz w rejonach o niewielkim zachmurzeniu.
Tutaj rolety, rolety przesuwne i składane działają na
dwa sposoby.
Zimą – zmniejszają zapotrzebowanie na ogrzewanie
w chłodnych godzinach nocnych jako zmienna
ochrona przed ucieczką ciepła, a latem odpowiadają
potrzebie chłodzenia – skutecznie zacieniają
pomieszczenia.
Poniższa publikacja ma na celu wyjaśnienie, które
konstruktywne aspekty należy wziąć pod uwagę i jakie
będą potencjalne oszczędności w przypadku zastosowania
przesłon okiennych.
Fizyka budowli,
a tło teoretyczne
Osłony przeciwsłoneczne zewnętrzne i wewnętrzne,
takie jak rolety i okiennice przesuwne, żaluzje i zasłony
tekstylne – spełniające normę EN 13659 - mogą,
w określonych warunkach, służyć również jako czasowa
ochrona przed ucieczką ciepłą przez przezroczyste
powierzchnie (okna i przeszklenia) w zimnych
godzinach nocnych.
Używanie ich w ciągu dnia jest stosunkowo rzadsze,
ponieważ mieszkańcy lub użytkownicy chcą mieć
naturalne światło dzienne i kontakt wzrokowy ze światem
zewnętrznym.
Bardzo dokładne obliczenia możliwych oszczędności
energii z tytułu montażu osłon przeciwsłonecznych
muszą uwzględniać różne parametry charakterystyczna
dla określonego budynku. Aby to ułatwić
sytuacja w budynku jest analizowana za pomocą symulacji
zgodnie z normą EN ISO 13790 w oparciu o
model pojedynczego pomieszczenia zgodnie z normą
EN ISO 13791. Upraszcza to określenie możliwych
oszczędności energii.
Skuteczność zmiennej ochrony termicznej TWS
(temporärem Wärmeschutz) zależy zatem zasadniczo
od następujących czynników:
1. Szczelności TWS (nieruchoma/statyczna warstwa powietrza
i opór przenikania ciepła zgodnie z EN 13125).
2. Wartości izolacji termicznej TWS (oporność cieplna i zatrzymanie
promieniowania dzięki zastosowaniu na powierzchni
powłok odbijających promieniowanie podczerwone).
3. Stopnia izolacji termicznej istniejącej ściany zewnętrznej
i okien / przeszklenia.
4. Warunków klimatycznych (czas nasłonecznienia i temperatury
zewnętrznej w sezonie grzewczym).
5. Rodzaju sterowania i czasu zamykania TWS (czas zamykania
niezmienny lub dostosowany do czasu trwania
światła dziennego).
Współczynnik przenikania
ciepła ΔUW
Aby dokonać dokładnej oceny możliwych
oszczędności energii na poziomie budynku, należy
wziąć pod uwagę dane klimatyczne, projekt istniejącego
budynku, okna i technologię ogrzewania. Jednak
często zdarza się, że klient ma tych informacji

 

będąc w punkcie sprzedaży, ale nawet gdyby je pracowicie
zdobył to ich analiza jest zbyt czasochłonna
podczas wstępnej oceny.
Dlatego sensowne jest rozważenie głównie poprawy
współczynnika przenikania ciepła ΔUW, ponieważ
jest to znany parametr dla architektów, producentów
i budowniczych.
Bezpośrednie obliczenie możliwej oszczędności
energii nie jest możliwe, ponieważ poprawa jest oczywiście
skuteczna tylko wtedy, gdy TWS jest aktywowany.
Do określenia temperatury powierzchni wewnętrznej
oczywiście pomocny jest współczynnik ΔUW,TWS.
Poprawa efektywności energetycznej dzięki TWS
zależy od oporu cieplnego ΔR zewnętrznej osłony
przeciwsłonecznej, który jest w dużej mierze zależny
od przepuszczalności powietrza zewnętrznego osłony
przeciwsłonecznej i wielkości jej izolacji termicznej.
Suma szczelin obwodowych etot (szczeliny boczne,
górne i dolne) wynika z zależności:
etot = e1 + e2 = e3 [etot]=mm (1)
W zależności od etot, osłony przeciwsłoneczne zewnętrzne
są podzielone na 5 klas zgodnie z EN 13125
(Tabela 2). Najwyższą szczelność (klasa 5) można osiągnąć
tylko wtedy, gdy szczeliny w pancerzu rolety
(przepuszczające światło i powietrze) są zamknięte,
a listwy/pręty zazębiają się lub zachodzą na siebie,
a obwodowe spoiny są mniejsze niż 3 mm.
Szczelność można określić w tabeli na podstawie
normy EN 13125 lub dokładnie zmierzyć zgodnie z normą
EN 12835. Norma EN 13125 określa minimalne klasy
szczelności dla niektórych konstrukcji, np. dla żaluzji składanych
to klasa 1, żaluzje zewnętrzne z listwami łączonymi
lub stałymi w pozycji zamkniętej należą do klasy 2.
Opór cieplny pancerza rolety Rsh lub innej zewnętrznej
osłony przeciwsłonecznej musi zostać
określony przez producenta. Jego wartość można
określić za pomocą testów wykorzystując metodę
komory cieplnej zgodną z normą EN ISO 12567-1
lub za pomocą obliczeń przeprowadzonych według
normy EN ISO 10077-2. Otrzymany wynik należy podać
z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku.
Obie procedury weryfikacyjne może przeprowadzić
ift Rosenheim. Powłoka wewnętrznej osłony przeciwsłonecznej
od strony okna odbijająca promieniowanie
podczerwone (cieplne) jest uwzględniana przez
współczynnik k, który zależy od emisyjności ε powłoki,
a następnie mnożony

 

Rys. 2 Istotne czynniki wpływające na zmienną izolację termiczną (TWS) jest przez ΔR.

 

Rys. 3 Umiejscowienie szczelin/połączeń zgodnie z EN 13125

 

Tabela 1 Osłony - przyporządkowanie klas przepuszczalności powietrza zgodnie z normą EN 13125

 

Konstruktywna implementacja
Konstrukcja TWS (rolety, żaluzje itp.) powinna nie
tylko poprawiać izolacyjność cieplną, ale także przejmować
inne ważne funkcje dodatkowe, np. ochronę
przeciwsłoneczną, antywłamaniową oraz ochronę
przed wpływem warunków atmosferycznych, np. zacinającym
deszczem, gradem lub wiatrem.
Na wartość izolacyjności cieplnej TWS wpływa
opór cieplny materiału (pancerz rolety) oraz szczelność
zewnętrznej osłony przeciwsłonecznej zamontowanej
na zewnętrznej ścianie, oknie lub elewacji.
Dzięki temu pomiędzy TWS a oknem powstaje nieruchoma/
spokojna warstwa powietrza.
Zmniejszenie transmisji ciepła dzięki powłoce
odbijającej podczerwień jest możliwa dla osłon wewnętrznych,
biorąc pod uwagę następujące czynniki:
1. nakładania warstwy odbijającej promienie podczerwone
w miejscach o słabej konwekcji, zwykle stroną
zwróconą w stronę okna
2. optymalnego zabezpieczenia elementów o mniejszej
izolacji termicznej.
3. zabezpieczenia warstwy przed zanieczyszczeniem
4. ochrony warstwy przed uszkodzeniem podczas
czyszczenia lub eksploatacji
W przypadku osłon zewnętrznych nie można
brać pod uwagę powłoki odbijającej promieniowanie
podczerwone zgodnie z EN 13125 oraz z powodu
zabrudzenia w okresie użytkowania.
Renowacja starszego okna o UW = 2,8 W/(m²∙K)
przy pomocy urządzenia TWS umożliwia poprawę
wartości U o około 0,85 W/m²K, a okna nowoczesnego
o UW = 1,3 W/(m²∙K), odpowiadającego wymogom
EnEV 2009, o około 0,2 W/(m²∙K). Może to znacznie
poprawić komfort cieplny, szczególnie wieczorem
i w nocy. Możliwe oszczędności energii zależą
naturalnie od klimatu, i można je również odczytać
z rys. 4 dla różnych typów okien.
Oszczędność energii w różnych
regionach klimatycznych
Aby precyzyjnie obliczyć potencjalne oszczędności
energii na poziomie budynku, konieczne jest poznanie
danych klimatycznych (czas nasłonecznienia,
temperatury zewnętrzne), projektu istniejącego budynku
i okien (standard izolacji, masy akumulacyjne)
oraz technologii ogrzewania (redukcja nocna). Oczywiście
nie można tu brać pod uwagę lokalnych zjawisk,
takich jak „zimne zapadliska”, obszary mgły lub
większe prędkości wiatru.
Biorąc pod uwagę wpływy klimatyczne (globalne
promieniowanie, dane dotyczące wiatru i temperatury,
a także położenie słońca), na podstawie danych
z Meteonorm [10]) można dość precyzyjnie określić
możliwe oszczędności wykorzystywanej energii. Symulacja
efektów odbywa się zgodnie z EN ISO 13790
na podstawie modelu pojedynczego pomieszczenia
- według EN ISO 13791. Wyniki badań mogą być
udostępniane przez ift Rosenheim jako usługa dla
klientów mających obiekty znajdujące się w różnych
regionach klimatycznych.
Możliwe oszczędności energii są związane z powierzchnią
okna. Nie bierzemy w tym przypadku pod
uwagę możliwego wpływu budynku, w tym strat
ciepła w wyniku wentylacji lub wewnętrzne źródła
ciepła. Należy też pamiętać, że im lepsza izolacja cieplna
przegrody zewnętrznej budynku i okna lub przeszklenia,
tym mniejszy wpływ TWS.
Jako przykład podano oszczędności dla budynków
zbudowanych w Würzburgu, Mińsku, Moskwie i
Kijowie. Istniejące okno musi mieć określone parametry
techniczne, ponieważ poprawa dzięki TWS maleje
wraz z niższymi wartościami UW. Symulacje zostały
zatem określone dla typowych i często używanych
typów okien (patrz tabela 2).
Wnioski
Rolety zewnętrzne i inne zewnętrzne osłony przeciwsłoneczne
skutecznie i efektywnie zapobiegają
przegrzewaniu w okresie letnim, a tym samym znacznie
oszczędzają zużycie energii przez system klimaty-

 

Tabela 2 Okno referencyjne do oceny zmiennej ochrony termicznej TWS


Rys. 4 Oszczędność energii dzięki roletom aluminiowym przy Rsh = 0,02 m²K/W i klasie szczelności 4 dla różnych typów
okien i lokalizacji (obliczenia dla innych konstrukcji i lokalizacji można uzyskać w ift Rosenheim)

 

 

zacji. Natomiast wartość U, zwłaszcza starszych okien
i przeszkleń, można znacznie poprawić, stosując odpowiednie
materiały i rozwiązania.
Oprócz oszczędności energii, również komfort
cieplny we wnętrzu ulega znacznej poprawie, ponieważ
temperatura powierzchni wewnętrznej okna
wyraźnie wzrasta.
Zależy to jednak od starannego i przemyślanego
projektu oraz wykonania, a także obliczenia oszczędności
energii i przetestowania izolacji termicznej przez
uznany instytut badawczy. Biorąc pod uwagę wpływy
klimatyczne (globalne promieniowanie, dane
dotyczące wiatru i temperatury, a także położenie
słońca), przy pomocy danych klimatycznych z Meteonorm
[10]) można dość precyzyjnie określić możliwe
oszczędności.
Zmienna izolacja termiczna (TWS), która jest montowana
w starym oknie z pojedynczą szybą (typ 1), pozwala
zaoszczędzić ponad 140 kWh/a na metr kwadratowy powierzchni
okna, w zależności od klimatu (dane dla innych
typów okien można odczytać z rys. 4).
W budynku mieszkalnym z oknami o powierzchni
30 m² jest to około 4200 kWh rocznie, co odpowiada
około 420 litrom oleju opałowego. Przy modernizacji
okien ze starą szybą izolacyjną (typ okna 2) uzyskuje
się nadal 60 kWh/a na metr kwadratowy powierzchni
okna lub 1800 kWh (dla powierzchni 30 m²). Jednocześnie
TWS optymalizuje bezpieczeństwo i odporność
na włamanie. 


Przedstawicielem Instytutu ift Rosenheim
w Polsce jest Andrzej Wicha:
Adres poczty elektronicznej jest chroniony przed robotami spamującymi. W przeglądarce musi być włączona obsługa JavaScript, żeby go zobaczyć.

 

Manuel Demel
ift Rosenheim


Jürgen Benitz-Wildenburg
ift Rosenheim

 

 


Przepisy, literatura i źródła
[1] EN ISO 10077 - 1: Cieplne właściwości użytkowe okien, drzwi i żaluzji
- Obliczanie współczynnika przenikania ciepła - Część 1: Postanowienia
ogólne
EN ISO 10077-2: Cieplne właściwości użytkowe okien, drzwi i żaluzji
-- Obliczanie współczynnika przenikania ciepła -- Część 2: Metoda
komputerowa dla ram
[2] EN 13125: Żaluzje i zasłony -- Dodatkowy opór cieplny -- Przyporządkowanie
do wyrobu klasy przepuszczalności powietrza
[3] Demel, M.; Praca magisterska; Stworzenie rekomendacji aplikacyjnych
dla zależnego od lokalizacji zastosowania etykiety energetycznej
w Europie. Uniwersytet w Stuttgarcie, Katedra Fizyki Budowli, 2013.
[4] Komentarz do EN 14351-1: Okna i drzwi - Norma wyrobu, właściwości
eksploatacyjne - Część 1: Okna i drzwi zewnętrzne bez właściwości
dotyczących odporności ogniowej i/lub dymoszczelności. Publikacja
ift Rosenheim
[5] EN 13659: Żaluzje łącznie z żaluzjami listewkowymi zewnętrznymi --
Wymagania eksploatacyjne łącznie z
[6] Informacje techniczne ift „Budynek z energooszczędnymi systemami
ochrony przeciwsłonecznej”
[7] ISO 18292: Charakterystyka energetyczna systemów okiennych w budynkach
mieszkalnych - Procedura obliczeniowa.
[8] EN ISO 13790: Energetyczne właściwości użytkowe budynków - Obliczanie
zużycia energii na potrzeby ogrzewania i chłodzenia
[9] EN ISO 13791: Cieplne właściwości użytkowe budynków - Obliczanie
temperatury wewnętrznej pomieszczenia w lecie, bez mechanicznego
chłodzenia - Kryteria podstawowe i procedury walidacji
[10] Meteonorm wersja 7 - Globalna baza danych meteorologicznych;
www.meteonorm.com; © METEOTEST, Fabrikstrasse 14, CH-3012
Berno, Szwajcaria.
[11] Raport końcowy z projektu badawczego „Zmienna izolacja termiczna
okien”, ift Rosenheim
[12] Plan działania „Zmienna ochrona cieplna i przeciwsłoneczna” IBH 798/09,
biuro inżynierskie prof. dr. Hauser GmbH; Stowarzyszenie (producentów)
tekstyliów technicznych, rolet/okiennic i osłon do ochrony przed słońcem.
[13] EN 12835: Żaluzje powietrznoszczelne - Badanie przepuszczalności
powietrza
EN 12216: Żaluzje, zasłony zewnętrzne, zasłony wewnętrzne - Terminologia,
słownik i definicje
EN 13120: Zasłony wewnętrzne - Wymagania eksploatacyjne łącznie
z bezpieczeństwem
EN 13561:Zasłony zewnętrzne i markizy - Wymagania eksploatacyjne
łącznie z bezpieczeństwem

 

 

 

 

 

 

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji:  Świat Szkła 5/2021  

 

 

Czytaj także --

Czytaj także

 

 

01 chik
01 chik