Wykorzystanie materiałów zmiennofazowych do ochrony przed przegrzewaniem budynków energooszczędnych

• Autorzy: Zastawna-Rumin A.

Warianty tytułu

EN

The use of phase-changing materials to protect against overheating of energy efficient buildings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono sposób wykorzystania materiałów zmiennofazowych (ang. PCM – phase-change material) w budynkach energooszczędnych. Poruszono problematykę przegrzewania się takich budynków zlokalizowanych w Polsce oraz sposobów ochrony przed tym zjawiskiem. Artykuł zawiera wyniki symulacji zakładającej wbudowanie w przegrody budynku materiału zmiennofazowego. Odniesiono je do stanu wyjściowego (bez PCM). Przedmiotem porównawczych obliczeń jest model istniejącego budynku o charakterze usługowym zlokalizowany w województwie śląskim. Budynek ma konstrukcję szkieletową z lekkim poszyciem (blacha elewacyjna, termoizolacja, blacha konstrukcyjna). W kolejnych wariantach pod powierzchnią blachy od strony wewnętrznej założono wbudowanie PCM w postaci mat o grubości 1 cm. Przemianie fazowej ulega materiał organiczny. Analizie poddano warianty z zastosowaniem PCM o różnej temperaturze przemiany fazowej, tj. 23, 25 i 27°C. Na podstawie wyników temperatury operatywnej można określić wpływ PCM na ryzyko przegrzewania budynku.

EN

The article presents the use of phase-changing materials in energy-efficient buildings. Problems of overheating of energy efficient buildings located in Poland and the way to protect against this are shown. The article provides results of simulation of building assuming presence of phase change material in wall barriers. Obtained results are compared with the ones of a building without phase change material in wall barriers. Object of comparing calculations is a model of real service building located in Silesia. It has light-frame construction with light covering (external metal sheet, heat-insulation, interior metal sheet). In subsequent examinations assumed presence of 1 cm thick PCM board placed under the inner surface of metal sheet. Tests were conducted for organic materials that undergo phase transition in different temperatures such as 23, 25, 27°C. Based on results of operative temperature measurements, it is possible to determine PCM influence on building overheating risk.

Słowa kluczowe

PL

energooszczędność; materiały zmiennofazowe; dom energooszczędny; bilans energetyczny; efektywność energetyczna; ochrona przed przegrzewaniem; centralne ogrzewanie; budynki pasywne

EN

phase change materials; energy-saving house; energy balance; energy efficiency; central heating; passive buildings

• Wydawca: Grupa MEDIUM Sp. z o.o. Sp.k.a.
• Czasopismo: Rynek Instalacyjny
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 9
• Strony: 26--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Zastawna-Rumin A.

• Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Lądowej, Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli

Bibliografia

• 1. Sadowska B., Model projektowania niskoenergetycznych budynków mieszkalnych w zabudowie jednorodzinnej, „Izolacje” nr 1/2013.
• 2. Grudzińska M., Zapotrzebowanie na energię pomieszczeń o różnej konstrukcji, „Izolacje” nr 1/2013.
• 3. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady Europy 2010/31/UE z dnia 19 maja 2010 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (DzUrz UE L 153 z 18.06.2010 r.).
• 4. Wnuk R., Instalacje w domu pasywnym i energooszczędnym, Wydawnictwo Przewodnik Budowlany, 2007.
• 5. Heim D., Izolacyjność termiczna przegród pełnych i jej wpływ na charakterystykę energetyczną budynków, „Izolacje” nr 7–8/2012.
• 6. Mojkowska W., Gładyszewska-Fiedoruk K., Analiza strat ciepła domu jednorodzinnego wykonanego w dwóch technologiach, „Budownictwo i Inżynieria Środowiska” Vol. 1, No. 3, 2010.
• 7. Staszczuk A., Kuczyński T., Wpływ wysokich temperatur letnich na projektowanie termiczne podłóg w jednokondygnacyjnych budynkach mieszkalnych w Polsce, „Izolacje”nr 6/2012.
• 8. Żmijewski K., Wykład z fizyki budowli, wektor.il.pw.edu.pl.
• 9. Jaworski M., Zastosowanie materiałów zmiennofazowych (PCM) do zwiększenia bezwładności cieplnej budynków, „Izolacje” nr 4/2010.
• 10. Garbalińska H., Siwińska A., Pojemność cieplna wybranych materiałów ściennych, „Materiały Budowlane” nr 2/2012.
• 11. Garbalińska H., Bochenek M., Sposoby wbudowania materiałów zmiennofazowych w elementy ścienne, „Materiały Budowlane” nr 2/2012.
• 12. Kurtz K., Najder M., Materiały zmiennofazowe w budownictwie niskoenergetycznym, „Materiały Budowlane” nr 2/2012.
• 13. Garbalińska H., Bochenek M., Izolacyjność termiczna a akumulacyjność cieplna wybranych materiałów ściennych, „Czasopismo Techniczne” z. 11. „Architektura” z. 2-A2, 2011.
• 14. Pogorzelski J.A., Fizyka cieplna budowli, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1976.
• 15. Kucypera M., Nowak H., Modelowanie energetycznego bilansu domu jednorodzinnego z pasywnym systemem słonecznych zysków bezpośrednich, „Energia i Budynek” nr 7–8/2009.
• 16. Muruganantham K., Application of Phase Change Material in Buildings: Field Data vs. EnergyPlus Simulation, Arizona State University, 2010.
• 17. Kisilewicz T., Wpływ izolacyjnych, dynamicznych i spektralnych właściwości przegród na bilans cieplny budynków energooszczędnych, Monografia nr 364, Wydawnictwo PK, Kraków 2008.
• 18. 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” No. 59, 2013.
• 19. Muruganantham K., Phelan P., Horwath P., Ludlam D., McDonald T., Experimental investigation of a bio-based phase change material to improve building energy performance, Proceedings of ASME 2010 4th International Conference on Energy Sustainability ES2010, May 17-22, 2010, Phoenix, Arizona, USA.
• 20. 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”, Solina 2008.
• 21. Jaworski M., Materiały zmiennofazowe w elementach konstrukcyjnych ścian i podłóg, „Izolacje” nr 11–12/2009.
• 22. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75/2002, poz. 690, z późn. zm.).