Analiza wpływu zmienności podstawowych parametrów fizycznych materiałów izolacyjnych na przepływ ciepła przez przegrodę budowlaną

• Autorzy: Zegardło B. , Nitychoruk J. , Jarosz-Hadam M. , Tokarski D. , Ogrodnik P.

Warianty tytułu

EN

Analysis of the influence of the variation of basic physical parameters of insulating materials on penetrating heat through the building baffle

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zagadnienia ochrony środowiska od lat koncentrują się na oszczędnościach energii użytkowanej w okresach jesienno-zimowych zużywanej na ogrzewanie budynków. Restrykcyjne wymogi przepisów prawnych wymagają od projektantów, aby przegrody obiektów posiadały odpowiednie parametry izolacyjności termicznej, a stosowane urządzenia grzewcze posiadały wysokie parametry wydajności. Celem tych działań jest z jednej strony zmniejszenie zużycia ilości paliw naturalnych, których zasoby są ograniczone z drugiej zaś zmniejszenie emisji powstałych odpadów spalania wydzielanych do atmosfery. Stosunkowo nowym zagadnieniem, które związane jest ze zmieniającym się klimatem są poszukiwania oszczędności energii użytkowanej na ochronę przed gorącem w okresach letnich. Zmieniający się klimat, wzrost temperatur panujących latem oraz podniesienie standardów życia sprawiły, że stosowanie elektrycznych klimatyzatorów jest zjawiskiem codziennym. W skali globalnej zwiększenie zużycia energii elektrycznej, która jest wciąż produkowana w dużej mierze w elektrociepłowniach finalnie ma identyczny wpływ na środowisko jak efekty ogrzewania. Z powodów powyższych prowadzi się prace badawcze, których celem jest poprawa izolacyjności termicznej przegród przed wysokimi temperaturami w okresach letnich. Celem badań przedstawionych w niniejszym artykule była ocena wpływu zmienności podstawowych parametrów fizycznych materiałów izolacyjnych takich jak gęstość oraz wilgotność na możliwość przepływu ciepła przez przegrodę budowlaną w warunkach symulujących nagrzewanie jej powierzchni w okresie letnim. Do badań wykorzystano stanowisko badawcze zachowania się materiałów budowlanych w wysokich temperaturach. Badaniom poddano materiały budowlane takie jak styropian, wełna mineralna, beton komórkowy oraz ceramikę porowatą. Z wymienionych materiałów wykonano modele laboratoryjne przegród budowlanych. Symulację nagrzewania powierzchni przegrody prowadzono przy pomocy nagrzewnicy technicznej, która nagrzewała jej powierzchnie do temperatury 1000C. Na przeciwległej stronie przegrody obserwowano temperaturę przy pomocy termometru elektronicznego. Parametrem poddawanym ocenie była zmienność temperatury w czasie nagrzewania. Wyniki badań wskazały, jaki wpływ na przepływ ciepła przez przegrodę mają zawilgocenie i gęstość materiałów stosowanych do jej budowy.

EN

Environmental issues have been focused on energy savings during the autumn and winter months for heating buildings. Restrictive regulatory requirements require designers to ensure that the building’s baffles have adequate thermal insulation and that the heating appliances used have high performance parameters. On the one hand, the aim of these measures is to reduce the consumption of the amount of natural fuels whose resources are limited and, on the other, to reduce the emission of combustion waste released into the atmosphere. A relatively new issue that is related to changing climate is the search for energy savings for heat protection in summer. The changing climate, rising temperatures in the summer and raising standards of living have made the use of electric air conditioners a daily phenomenon. On a global scale, increased electricity consumption, which is still being produced on a large scale in combined heat and power plants, has the same environmental impact as heating. For these reasons, extensive research is underway to improve the thermal insulation of the partitions against high summer temperatures. The purpose of the research presented in this article was to assess the influence of the variability of basic physical parameters of insulation materials on the possibility of penetrating heat through the building envelope under conditions simulating the heating of its surface in the summer. The research was carried out on the behavior of building materials at high temperatures. Construction materials such as polystyrene, mineral wool, cellular concrete and porous ceramics were tested. These materials were imitated laboratory of building partitions. Simulation of the heating of the partition surface was carried out with the aid of a technical dryer, which heated its surfaces to a temperature of 100ºC. On the opposite side of the barrier, the temperature was measured with an electronic thermometer. The parameter being evaluated is the temperature variation during heating. The results of the tests indicated the physical parameters of the insulating materials, which influence the possibility of penetrating the heat through the septum.

Słowa kluczowe

PL

przenikanie ciepła; izolacja termiczna; przegrody budowlane

EN

heat penetration; thermal insulation; building partition

• Wydawca: Szkoła Główna Służby Pożarniczej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej
• Rocznik: 2017
• Tom: Nr 64 (tom 4)
• Strony: 91--111
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zegardło B.

• Wydział Przyrodniczy Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny w Siedlcach

autor

Nitychoruk J.

• Państwowa Szkoła Wyższa im Papieża Jana Pawła II w Białej Podlaskiej

autor

Jarosz-Hadam M.

• Państwowa Szkoła Wyższa im Papieża Jana Pawła II w Białej Podlaskiej

autor

Tokarski D.

• Państwowa Szkoła Wyższa im Papieża Jana Pawła II w Białej Podlaskiej

autor

Ogrodnik P.

• Wydział Inżynierii Bezpieczeństwa Pożarowego Szkoła Główna Służby Pożarniczej

Bibliografia

• [1] P. Klemma, Budownictwo ogólne, tom 2, Fizyka budowli. Wydawnictwo „Arkady”, Warszawa 2010.
• [2] L. Lichołai, Budownictwo ogólne, tom 3, Elementy budynków – podstawy projektowania, Wydawnictwo „Arkady”, Warszawa 2009.
• [3] B. Staniszewski, Wymiana ciepła podstawy teoretyczne. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1980.
• [4] J. Lewiński, Wymiana ciepła. Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Stanisława Staszica w Pile, Piła 2012.
• [5] A. Ujma, Fizyka budowli, Podstawy ochrony cieplno-wilgotnościowej. Politechnika Częstochowska, Częstochowa 2010.
• [6] M. Kowalik, Nowoczesne technologie robót budowlanych w budownictwie jednorodzinnym, Tarnów 2008.
• [7] Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 5 lipca 2013 r. (Dz.U. z 13 sierpnia 2013r., poz. 92).
• [8] P. Ferkl, A. Nistor, M. Padvinska, M Vonka, J. Kosek, PU foams: Modelling of heat insulation properties and their degradation in time, Computer Aided Chemical Engineering Vol. 40, 2017, s. 475–480.
• [9] F. Collet, S.Pretot, Thermal conductivity of hemp concretes: Variation with formulation, density and water content. Construction and Building Materials, 65 (2014), pp. 612–619.
• [10] I. Muizniece, D. Blumberga, A. Ansone, The Use of Coniferous Greenery for Heat Insulation Material Production, Energy Procedia, Vol. 72, 2015, s. 209–21.
• [11] F. Collet, S.Pretot, Thermal conductivity of hemp concretes: Variation with formulation, density and water content, Construction and Building Materials, 65 (2014), pp. 612–619.
• [12] X. Li, G. Lope, N. Ikechukwuka, O. Satyanarayan, Thermal diffusivity, thermal conductivity, and specific heat of flax fiber–HDPE biocomposites at processing temperature, Composites Science and Technology, 68 (7–8) (2008), pp. 1753–1758.
• [13] S. Panyakaew, S. Fotios New thermal insulation boards made from coconut husk and bagasse. Energy and Buildings, 43 (7) (2011), pp. 1732–1739.
• [14] H. Binici, R. Gemci, H. A. Kucukonder, Investigating sound insulation, thermal conductivity and radioactivity of chipboards produced with cotton waste, fly ash and bariet. Construction and Building Materials, 30 (2012), pp. 826–832.
• [15] H. Kymäläinen, A. Maija, Flax and hemp fibres as raw materials for thermal insulations. Building and Environment, 43 (7) (2008), pp. 1261–1269.
• [16] A. Sobociński, Wpływ wilgotności sorpcyjnej na przewodność cieplną betonów komórkowych, Prace instytutu techniki budowlanej – kwartalnik, nr 4 (128), 2003, s. 35–47.
• [17] M. Trochonowicz, B. Witek, M. Chwiej; Analiza wpływu wilgotności i temperatury powietrza na wartość współczynnika przewodności cieplnej λ materiałów termoizolacyjnych stosowanych wewnątrz pomieszczeń, Budownictwo i Architektura, 12(4), (2013), s. 165–176.
• [18] www.pg.gda.pl/audyt_energetyczny/pliki/Ocena_co.../8_Przenikanie_ciepla.doc.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)