Przestrzenna wizualizacja dobowych zmian rozkładu temperatury na zewnętrznej powierzchni budynku

• Autorzy: Rejowicz A. , Wróbel A. , Wróbel A.

Warianty tytułu

EN

Spatial visualisation of daily changes in temperature distribution on the outer wall of a building

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Właściwa ocena energetyczna budynku powinna uwzględniać oddziaływanie energii promieniowania słonecznego w ciągu całego roku. W sezonie grzewczym termiczna energia promieniowania słonecznego zmniejsza zapotrzebowanie na energię do celów grzewczych, a w porze letniej zwiększa zapotrzebowanie na chłód do klimatyzacji. Oddziaływanie energii słonecznej na budynek zależy od wielu czynników takich jak: forma architektoniczna budynku, możliwość zacieniania elementami budynku lub sąsiednich obiektów, rodzaj powierzchni zewnętrznych ścian, refleksyjność otoczenia itp. Zagadnienie oddziaływania energii promieniowania słonecznego na budynek jest przedmiotem badań naukowych z zakresu energetyki słonecznej i energooszczędności w budownictwie. Rozwijają się metody modelowania matematycznego i symulacji procesów cieplnych w budynku w skali całego roku. W pracy przedstawiono wizualizację dobowego rozkładu temperatury na ścianach zewnętrznych i dachu budynku jednorodzinnego. Model przestrzenny zbudowano w programie AutoCAD korzystając z projektu budynku uzupełnionego danymi z pomiaru bezpośredniego w tych miejscach, w których istniały niezgodności z projektem. W programie 3D-Studio Max nałożono tekstury z setek obrazów, które uzyskano z pomiaru termograficznego wykonywanego przez okres jednej doby. W czasie szybkich i dużych zmian rozkładu temperatury obserwacje termograficzne całej zewnętrznej powierzchni budynku wykonywano co godzinę lub półtorej, natomiast po zachodzie słońca okres ten wydłużono do kilku godzin. Wizualizacja ta umożliwia analizę stopnia nagrzania różnych powierzchni zewnętrznych budynku w zależności między innymi od strony świata, kąta padania promieni słonecznych, pory dnia, cienia tworzonego przez wystające elementy budynku, rodzaju materiału, z którego wykonana jest analizowana powierzchnia.

EN

Proper thermal assessment of a building should take into account the impact of solar radiation during the whole year. In the heating season the energy from solar radiation reduces the demand for heating energy, and in the summer it increases demand for air conditioning energy. The influence of solar radiation on the building depends on many factors, such as its architectural form, shading by the building’s elements and neighbouring features, properties of the building’s surface, environmental reflectivity etc. The influence of solar radiation on the building is a subject of research in the area of solar energy and thermal efficiency in buildings. There are methods for mathematical modelling and simulation of thermal processes in buildings over the scale of a whole year. In the paper, we present a visualization of the daily distribution of temperature on the outer surface of a building. A three-dimensional model has been created in AutoCAD. It was based on the plan of the building, supplemented by the results from direct measurement in points where the building differed from its plan. Textures were created in 3D-Studio Max from hundreds of images. These images have been obtained by thermal measurements over the course of twenty four hours. During large and rapid changes in the temperature distribution, observations were made every 60 or 90 minutes. After sunset, this period increased to a few hours. This visualization enables one to analyse the level of warming of several surfaces of the building, depending on its orientation, the angle of incidence of solar radiation, time of the day, shade caused by protruding elements of the building and the properties of the materials of the property analysed.

Słowa kluczowe

PL

termografia; promieniowanie słoneczne; bilans cieplny; wizualizacja; animacja

EN

thermography; sun radiation; thermal balance; visualization; animation

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 20
• Strony: 367--375
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz.

Twórcy

autor

Rejowicz A.

• Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza

autor

Wróbel A.

• Katedra Geodezji Inżynieryjnej i Budownictwa, Akademia Górniczo-Hutnicza

autor

Wróbel A.

• Katedra Geoinformacji Fotogrametrii i Teledetekcji Środowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza

Bibliografia

• 1.Asawa T., Hoyano A., Nakaohkubo K., 2008. Thermal design tool for outdoor spaces based on heat balance simulation using a 3D-CAD system. Building and Environment, Vol. 43, s. 2112-2123.
• 2.He J., Hoyano A., 2009a. Measurement and simulation of the thermal environment in the built space under a membrane structure. Building and Environment, Vol. 44, s. 1119-1127.
• 3.He J., Hoyano A., Asawa T., 2009b. A numerical simulation tool for predicting the impact of outdoor thermal environment on building energy performance. Applied Energy, Vol. 86, s. 1596-1605.
• 4.Kisilewicz T., 2008. Wpływ izolacyjnych, dynamicznych i spektralnych właściwości przegród na bilans cieplny budynków energooszczędnych. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków.
• 5.Nichol J., Wong M., 2005. Modeling urban environmental quality in a tropical city. Landscape and Urban Planning, Vol.73, s. 49-58.
• 6.ThermoAnalytics, Inc., 2009. www.thermoanalytics.com/applications/gallery/building.html.