Badanie przegrody zawierającej materiał fazowo zmienny w warunkach in situ

• Autorzy: Zastawna-Rumin A. , Nowak K.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2015.88

Warianty tytułu

EN

Examination of a wall barrier containing phase change material in situ

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych lekkiej przegrody zawierającej warstwę z dodatkiem materiału fazowo zmiennego. Dla tradycyjnych materiałów budowlanych wartość ciepła właściwego nie przekracza 2 kJ/kgK. Materiały zmienno fazowe charakteryzują się znacznie większą efektywną pojemnością cieplną, która w danym zakresie temperatury (odpowiadającej przemianie fazowej) może być nawet kilkadziesiąt razy większa. Przekłada to się na możliwość akumulowania większej ilości energii cieplnej przez taką samą ilość zastosowanego materiału. Celem stosowania materiałów ulegających przemianie fazowej w elementach budowlanych jest znaczne zwiększenie pojemności cieplnej obiektu przy jednoczesnym zachowaniu niskiego ciężaru konstrukcji. Pomimo dużego teoretycznego potencjału aplikacji PCM w elementy obiektów budowlanych problematyczne jest określenie ich rzeczywistej skuteczności. Charakteryzują się bowiem bardzo dużą wrażliwością na wiele czynników między innymi na warunki klimatyczne, w których zlokalizowany jest dany obiekt. Badania wykonano dla lekkiej przegrody umieszczonej wewnątrz istniejącego pomieszczenia. Głównym celem pomiarów była weryfikacja korzystnego wpływu materiałów fazowo zmiennych na warunki termiczne w obiektach zlokalizowanych w polskich warunkach pogodowych. Przeprowadzone badania są kontynuacją analiz prowadzonych w komorze klimatycznej. Pomiar poszczególnych parametrów jest podstawą oceny wpływu materiałów fazowo zmiennych na możliwości akumulacyjne przegród w warunkach rzeczywistych. Do tej pory wykonano liczne symulacje oraz badania w warunkach laboratoryjnych w komorze klimatycznej. Niezbędnym etapem jest weryfikacja tych rozwiązań w warunkach rzeczywistych (uwzględniająca również wpływ nasłonecznienia).

EN

The article presents the results of examination of a wall barrier containing phase change material layer. Specific heat of the traditional construction materials does not exceed 2 kJ/kgK. Phase change materials are characterised by a higher effective heat capacity which in a given temperature range can even increase by several dozens times. It in turn leads to the ability of accumulating higher amount of heat energy by the same amount of applied material. The aim of the PCM application in building components is to significantly increase heat capacity of a building without changing its low construction weight. Despite the fact of high theoretical potential of PCM application in the elements of the premises, it is problematic to specify their real effectiveness. These materials are characterised by a high sensitivity to many factors such as climatic conditions in which specific object is located. The examination was conducted for a wall barrier placed inside the premises. Main object of the measurements was the verification of a profitable influence of PCM on thermal conditions in the premises located in Poland. Conducted research is the continuation of completed evaluation performed in a climate chamber. The measurement of the specific parameters supports the analysis of PCM influence on the accumulation ability of wall barriers in the real conditions. So far there have been many simulations and examinations conducted in a laboratory conditions in a climate chamber. Necessary stage is the verification of these solutions in real conditions (taking under consideration influence of the insolation).

Słowa kluczowe

PL

przegroda lekka; płyta gipsowo-kartonowa; pojemność cieplna; materiał fazowo-zmienny; PCM; akumulacja ciepła; warunki rzeczywiste; badanie in situ

EN

lightweight partition; drywall; thermal capacity; phase change material; PCM; heat accumulation; real conditions; in situ test

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 62, nr 2
• Strony: 595--602
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Zastawna-Rumin A.

• Politechnika Krakowska

autor

Nowak K.

• Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1] Berrouga F., Lakhala E.K., Omaria M. El, Faraji M., Qarniac H. El.: Thermal performance of a greenhouse with a phase change material north wall, Energy and Buildings 43 (2011) 3027–3035.
• [2] Chi-ming Lai, R.H. Chen, Ching-Yao Lin, Heat transfer and thermal storage behaviour of gypsum boards incorporating micro-encapsulated PCM, Energy and Buildings 42 (2010) 1259–1266.
• [3] Chwieduk D., Wybrane aspekty stosowania materiałów zmiennofazowych w przegrodach zewnętrznych w polskich warunkach klimatycznych, Zeszyty naukowe Politechniki Rzeszowskiej, Budownictwo i Inżynieria Środowiska z. 59 (2/2012/II).
• [4] Heim D., Clarke JA., Numerical modelling and thermal simulation of PCM– gypsum composites with ESP-r. Energy Build, UK 2004;36(8):795–805.
• [5] Nowak K., Zastawna-Rumin Anna.: Badanie i analiza przegrody z dodatkiem materiałów fazowo – zmiennych w warunkach niestacjonarnych, Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce 2013, 291-296.
• [6] Oliver A., Thermal characterization of gypsum boards with PCM included: Thermal energy storage in buildings through latent heat, Energy and Buildings 48 (2012) 1–7.
• [7] http://meteo.kdwd.webd.pl [dostęp 00.11.2014 r.].
• [8] Rdriguez-Ubinas E., Arranz Arranz B., Vega Sánchez S., Neila González F.J, Influence of the use of PCM drywall and the fenestration in building retrofitting, Energy and Buildings 65 (2013) 464–476.
• [9] Soares N., Costab J.J., Gasparb A.R., Santosc P.: Review of passive PCM latent heat thermal energy storage systems towards buildings’ energy efficiency, Energy and Buildings 59 (2013) 82–103.
• [10] Wnuk R.: Magazynowanie ciepła, pozyskanego z energii promieniowania słonecznego, z wykorzystaniem materiałów fazowo-zmiennych, w budownictwie, II Konferencja SOLINA 2008, Innowacyjne Rozwiązania Materiały i Technologie dla Budownictwa.
• [11] Wnuk R.: Bilans energetyczny pomieszczenia ze strukturalnym, funkcjonującym w cyklu dobowym, magazynem ciepła z materiałem fazowo-zmiennym, Czasopismo Techniczne 2009 Z. 5. Budownictwo Z. 1-B 269-277.