Issues relating to the efficient application of passive solar protection in multi-family residential buildings

• Autorzy: Kobylarczyk Justyna , Marchwiński Janusz , Zielonko-Jung Katarzyna

Identyfikatory

DOI

10.37705/TechTrans/e2020013

Warianty tytułu

PL

Problemy skutecznego zastosowania pasywnych metod ochrony przeciwsłonecznej w budynkach wielorodzinnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The following article is intended to discuss the issues concerning the introduction of passive measures aimed at improving solar protection in multi family buildings. A system of classifying these methods into two groups of solutions (architectural and material-building) was applied. The first group includes issues concerning facade design, the spatial features of which (such as loggias, balconies and other overhangs) can be treated as one of the solar protection methods. The authors’ own studies are presented and expressed in a sequence of formulas. The formulas enable assessment of the effectiveness of the above elements, depending on external conditions. As far as the second group is concerned, material-construction solutions for building facades and roofs are discussed. The solutions mentioned include solar-control glazing, spatial shading elements (such as venetian blinds, roller blinds), roof and façade vegetation, and the thermal mass of the building. The essence of the functioning of the analysed solutions in relation to the characteristic functional specificity of multi-family buildings is discussed. Problematic areas of application of the above methods are indicated. As shown in the study, problematic areas may include a group of utilitarian-operating, economic and aesthetic issues, in the case of which the use of passive solutions encounters limitations. In conclusion, the possibilities for alleviating these limitations are highlighted. The authors’ own solutions presented in the following paper can contribute to energy savings and may thus prove beneficial for environmental reasons, thereby serving the aims of sustainable development.

PL

Artykuł poświęcono zagadnieniom dotyczącym wprowadzania tzw. pasywnych metod służących ochronie przeciwsłonecznej w budynkach wielorodzinnych. Nacisk położono na rozwiązania materiałowo-budowlane w obrębie ich elewacji i dachów. Do rozwiązań tych zaliczono szklenie przeciwsłoneczne, elementy przestrzenne zacieniające (np. żaluzje, rolety), roślinność dachową i elewacyjną oraz „masę termiczną” budynku. Uwzględniono również zagadnienia kształtowania elewacji budynków jako jedną z metod ochrony przeciwsłonecznej z pogranicza rozwiązań projektowo-przestrzennych i materiałowo-budowlanych. Omówiono istotę funkcjonowania analizowanych rozwiązań w powiązaniu z charakterystyczną specyfiką funkcjonalno-użytkową budynków wielorodzinnych. Wskazano problematyczne obszary stosowania powyższych metod. Wykazano, że obszary te mogą obejmować grupę zagadnień użytkowo-eksploatacyjnych, ekonomicznych oraz estetycznych, w których stosowanie rozwiązań pasywnych napotyka na ograniczenia. W konkluzji stwierdzono, iż strategia ochrony przeciwsłonecznej musi uwzględniać specyfikę funkcjonalno-użytkową budynków wielorodzinnych i nie może być bezkrytycznie powielana ze wzorców o odmiennym przeznaczeniu funkcjonalnym, choć dotyczą zagadnień bardziej rozpoznanych. Zaproponowane rozwiązania własne mogą przyczynić się do oszczędności energetycznych, a tym samym są korzystne ze względów środowiskowych i służą zrównoważonemu rozwojowi.

Słowa kluczowe

EN

energy-efficient architecture; solar architecture; multi-family building; passive solar protection; passive solar protection measures

PL

architektura energooszczędna; architektura słoneczna; budynki wielorodzinne; pasywna ochrona przeciwsłoneczna; pasywne rozwiązania słoneczne

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Technical Transactions
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 117, iss. 1
• Strony: art. no. e2020013
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., il., wz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Kobylarczyk Justyna

• Institute of Urban Planning, Faculty of Architecture, Cracow University of Technology

autor

Marchwiński Janusz

• Faculty of Architecture, University of Ecology and Management in Warsaw

autor

Zielonko-Jung Katarzyna

• Department of Environmental Design, Faculty of Architecture, Gdańsk University of Technology

Bibliografia

• Bellia, L., Marino, C., Minichiello, F., Pedace, A. (2014). An overview on solar shading systems for buildings. Energy Procedia, 62, 309–317.
• Carletti, C., Sciurpi, F., Pierangioli, L. (2014). The Energy Upgrading of Existing Buildings: Window and Shading Device Typologies for Energy Efficiency Refurbishment. Sustainability, 6, 5354–5377. DOI: 10.3390/su6085354
• Chua, K., Chou, S. (2010). Evaluating the performance of shading devices and glazing types to promote energy efficiency of residential buildings. Building Simulation, 3(3), 181–194.
• Chwieduk, D., Bogdanska, B. (2004). Some recommendations for inclinations and orientations of building elements under solar radiation in Polish conditions. Renewable Energy, 29, 1569–1581.
• González, J., Fiorit, F. (2015). Daylight Design of Office Buildings: Optimisation of External Solar Shadings by Using Combined Simulation Methods. Buildings, 5, 560–580. DOI: 10.3390/buildings5020560
• Hausladen, G., Saldanha, M., Liedl, P. (2006). Climate skin, Building-skin Concepts that Can Do More with Less Energy. Berlin: Birkhauser.
• Jędrzejewski, M., Poćwierz, M., Zielonko-Jung, K. (2017). The problem of airflow around building clusters in different configurations. Archive of Mechanical Engineering, 64(3), 401–418.
• Kirimtat, A., Koyunbaba, B., Chatzikonstantinou, I., Sariyildiz, S. (2016). Review of simulation modeling for shading devices in buildings. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 53, 23–49.
• Kobylarczyk, J. (2013). Ocena jakości środowiska zamieszkania w wybranych miastach województwa podkarpackiego po okresie „transformacji” w pierwszej dekadzie XXI wieku. Kraków: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej?
• Kobylarczyk, J. (2017a). Evaluation of the shading of the facade of the building in urban conditions. Constructional Review, 7–8.
• Kobylarczyk, J. (2017b). Optimisation of the interior lighting as an example of the environmental factors in the sustainable design. Polish Journal of Environmental Studies, 26(5A).
• Kobylarczyk, J. (2018a). Uwarunkowania środowiskowe w projektowaniu obszarów mieszkaniowych. Kraków: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej?
• Kobylarczyk, J. (2018b). Evaluation of the buildings’ shadowing in the compact housing development – selected examples. Architecture Civil Engineering Environment, 11(1), 37–42.
• Kolokotroni, M., Ren, X., Davies, M., Mavrogianni, A. (2012). London’s urban heat island: Impact on current and future energy consumption in office buildings. Energy and Buildings, 47, 302–311.
• Lam Hoi Yan, M. (2005). Thermal shading effect of climbing plants on glazed facades. In Conference materials from the Solar World Congress. Tokyo.
• Laouadi, A. (2010). Guidelines for Effective Residential Solar Shading Devices. Research Report, NRC Institute for Research in Construction, 300. March.
• Laskowski, L. (1992). Ogrzewnictwo. Część II. Projektowanie systemów biernego ogrzewania słonecznego w energooszczędnych budynkach. Kielce: Dział Wydawnictw Politechniki Świętokrzyskiej.
• Marchwiński, J., Zielonko-Jung, K. (2012). Współczesna architektura proekologiczna. Warszawa: PWN.
• Marchwiński, J. (2013a). Architectural evaluation of switchable glazing technologies. In Proceedings – Solar World Congress. Cancun.
• Marchwiński, J. (2013b). Zieleń w ekologicznym projektowaniu budynków i ich otoczenia. Zieleń Miejska 3, 30–34.
• Marchwiński, J., Zielonko-Jung, K. (2013). Ochrona przeciwsłoneczna w budynkach wielorodzinnych. Pasywne rozwiązania architektoniczno-materiałowe. Warszawa: Wyższa Szkoła Ekologii i Zarządzania w Warszawie.
• Monge-Barrio, A., Sánchez-Ostiz Guttiérez, A. (2018). Passive Energy Strategies Mediterranean Residential Buildings. Cham: Springer.
• Nedhal, A., Fadzil, S. (2011). The Potential of Shading Devices for Temperature Reduction in High-Rise Residential Buildings in the Tropics. Procedia Engineering, 21, 273–282.
• Netam, N., Sahu, T. (2018). Comparative Advantage of Louver Shading Device on Window for Residential Building Located at Raipur. International Journal of Applied Engineering Research, 13(15), 11966–11969.
• O’Brien, W., Gunay, H.B. (2015). Mitigating office performance uncertainty of occupant use of window blinds and lighting using robust design. Building Simulation, 8(6), 621–636.
• Pisello, A. (2015). Experimental Analysis of Cool Traditional Solar Shading Systems for Residential Buildings. Energies, 8, 2197–2210. DOI: 10.3390/en8032197
• Prieto, A., Knack, U., Klein, T., Auer, T. (2017). 25 Years of cooling research in office buildings: Review for the integration of cooling strategies into the building façade (1990–2014). Renewable and Sustainable Energy Reviews, 71, 89–102.
• Skarning, G., Hviid, C., Svendsen, S. (2016). The effect of dynamic solar shading on energy, daylighting and thermal comfort in a nearly zero-energy loft room in Rome and Copenhagen. Energy and Buildings, 135, 302–311.
• Taseiko, O. et al. (2009). Air pollution dispersion within urban street canyons. Atmospheric Environment, 43(2), 245–52.
• Zielonko-Jung, K., Poćwierz, M. (2018). The impact of forms of the buildings on the air exchange in their environment on the example of urban development in Warsaw. In E. Ryńska et al. (Eds.), Design solutions for nZEB retrofit buildings (pp. 310–330). Pennsylvania: IGI Global.

Uwagi

Section "Architecture and urban planning"

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).