Zaprezentowano metodę obliczenia wpływu czynników sprawczych termomodernizacji kompleksowej na zapotrzebowania ciepła w budynku. Budynek przed termomodernizacją ma niską charakterystykę energetyczną. Analizowano zmniejszenie strat ciepła, ciepła i zwiększenie energii dostępnej z promieniowania słonecznego poprzez poprawę struktury obudowy budynku w wyniku zastosowania czynników termomodernizacji. Wyodrębniono pojedyncze czynniki sprawcze termomodernizacji kompleksowej: podwyższenie izolacyjności, rekuperacje powietrza wentylacyjnego, wymianę okien i zastosowania zmiennej w czasie roku struktury obudowy budynku i kolektorów słonecznych. Wyprowadzono zależności na określenie wpływu pojedynczego czynnika na wartość rocznego zapotrzebowania ciepła w budynku. Rozważania teoretyczne udokumentowano przykładami liczbowymi.
Straty i zyski ciepła w budynku w naturalny sposob zależą od jego wielkości. Im większy budynek tym spodziewamy się zarowno większych zyskow jak i strat. Wzajemne relacje poszczegolnych strumieni energii nie są już tak prosto zależne od wielkości obiektu i wymagają obliczeń dla konkretnego przypadku. W artykule zajmowano się wyznaczeniem udziału standardowych strumieni strat i zyskow w budynku oraz efektywności ich wykorzystania w zależności od jego skali. Analizę przeprowadzono dla budynku o kształcie prostopadłościanu z powodu prostoty jego formy umożliwiającej przedstawienie wynikow w zależności od jednego wymiaru.
EN
The losses and gains of heat in the building naturally depend on its size. The bigger the building, the bigger the profits and losses we expect. Mutual relationships of individual energy streams are no longer so simple as they depend on the size of the object and need to be computed for a particular case. The article deals with determining the share of standard loss streams and gains in the building and the effectiveness of their utilization depending on its scale. The analysis was carried out for a cuboidal building because of the simplicity of its form allowing for the representation of results in dependence on one dimension.
Na skutek zmiany warunków brzegowych wymiana ciepła w przegrodach budowlanych nie zawsze ma charakter stanu ustalonego. Strumienie ciepła przenikające przez taką przegrodę mogą być kilkukrotnie większe niż w stanie ustalonym. Zatem budynek może mieć o wiele wyższe zapotrzebowanie na energię i wymaga zastosowania większej mocy grzejników, niż to wynika z obliczeń normowych. W tym artykule zajmowano się szacowaniem długości trwania stanu nieustalonego po zmianie warunków brzegowych. Analizowano fragment płyty stropu schronu o wymiarach 35 × 1 m i grubości 0,5 m. Płyta z jednej strony jest chłodzona w powietrzu o temperaturze 8,6°C, z drugiej strony znajduje się wnętrze schronu o temperaturze 20°C. Wyznaczono czas ostygania z zależności teoretycznej oraz obliczeń numerycznych, przedyskutowano różnice i wyciągnięto wnioski.
EN
As a result of changes in the boundary conditions, a heat exchange in the building envelope is not always in a steady state. Heat fluxes penetrating through the wall may be several times greater than the steady state. Thus, the building can have a much higher demand for energy and requires the use of more powerful heater than it results from the standard calculation. This article dealt with estimating the length of the transient state after changing the boundary conditions. The protective celling plate of dimensions 35 m × 1 m and a thickness of 0.5 m has been analysed. The plate, on the one hand, is cooled in air at a temperature of 8.6°C, on the other hand is inside the shelter at 20°C. A period of cooling, based on the theoretical and numerical calculations, was obtained, then the differences were discussed and the conclusions drawn.
Artykuł przedstawia analizę numeryczną przepływu ciepła w czasie w modelowym pomieszczeniu w wyniku umieszczenia w nim obiektu o podwyższonej temperaturze. W wyniku różnicy temperatur pomiędzy obiektem a otoczeniem w pomieszczeniu następuje zjawisko konwekcji naturalnej. Obliczenia wykonywano z wykorzystaniem oprogramowania ELMER bazującego na metodzie elementów skończonych. W celu zmniejszenia ich złożoności w symulacji wykorzystano aproksymację Bussinesqa. Rozpatrywany przypadek jest zbliżony do konwekcji Rayleigha-Benarda, która stanowi punkt wyjścia dla przeprowadzonej analizy.
EN
The paper presents numerical analysis of heat transfer inside a model chamber in time after entering an object of elevated temperature therein. As a result of the temperature difference between the object and the environment in the room, natural convection has occurred. Numerical simulations were performed using ELMER software based on the Finite Element Method. In order to reduce the complexity of the simulation, the Bussinesq approximation was used. The relevant case is similar to Rayleigh-Benard convection, which was starting point to the conducted analysis.
Artykuł przedstawia analizę porównawczą zastosowania małych wiatraków prądotwórczych wybranych typów. Zaprezentowano zasoby energetyczne wiatru na terenie Polski. Następnie obliczono, jaką ilość energii są w stanie wytworzyć rozpatrywane wiatraki w wybranych regionach Polski w ciągu roku. Obliczono okres zwrotu wiatraków zależnie od regionu. Wyciągnięto wnioski z przeprowadzonej analizy.
EN
The paper presents comparative characteristics of small wind turbines used as generators. Firstly, wind energy resources in Poland are presented. Secondly, it has been calculated how much energy the windmills are able to produce in selected Polish regions during the year. Next, a Simple Pay Back Time, depending on the windmills’ region, has been calcu-lated. In the end, the conclusions are presented.
Na skutek zmiany warunków brzegowych wymiana ciepła w przegrodach budowlanych nie zawsze ma charakter stanu ustalonego. Strumienie ciepła przenikające przez taką przegrodę mogą być kilkukrotnie większe niż w stanie ustalonym. Zatem budynek może mieć o wiele wyższe zapotrzebowanie na energie i wymaga zastosowania większej mocy grzejników niż to wynika z obliczeń normowych. W tym artykule zajmowano się szacowaniem długości trwania stanu nieustalonego po zmianie warunków brzegowych. Analizowano fragment płyty stopu schronu o wymiarach 35x1 m i grubości 0,5 m. Płyta z jednej strony jest chłodzona w powietrzu o temperaturze 8,6 oC z drugiej strony znajduje się wnętrze schronu o temperaturze 20 oC. Wyznaczono czas ostygania z zależności teoretycznej oraz obliczeń numerycznych, przedyskutowano różnice i wyciągnięto wnioski.
EN
As a result of changes in the boundary conditions a heat exchange in the building envelope is not always in a steady state. Heat fluxes penetrating through the wall may be several times greater than the steady state. Thus, the building can have a much higher demand for energy and requires the use of more powerful heater than it results from the standard calculation. This article dealt with estimating the length of the transient state after changing boundary conditions. The analysis portion of the protective celling plate measuring 35x1 m and a thickness of 0,5 m. The plate on the one hand, is cooled in air at a temperature of 8.6 °C, on the other hand is inside the shelter at 20 °C. Period of cooling based on the theoretical and numerical calculations, was obtained then the differences were discussed and conclusions drawn.
Wielofunkcyjne kompozyty składające się z polimerów oraz nieorganicznych nanododatków zmieniające pierwotne właściwości polimeru są uznawane za nowoczesne materiały, które można wykorzystać w wielu dziedzinach przemysłu oraz życia codziennego. Wpływ nanonapełniacza na modyfikację właściwości matrycy polimerowej zależy w dużym stopniu od kształtu i wielkości jego cząstek, cech powierzchniowych oraz co za tym idzie stopnia jego dyspersji. W przedstawionej pracy wytworzono kompozyty składające się ditlenku tytanu (IV) TiO2 oraz poli(kwasu mlekowego) (PLA). Użyto zarówno niemodyfikowany TiO2 oraz modyfikowany metodą RF PECVD (Radio Frequency Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition). Proces ten przeprowadzono przy dwóch przepływach metanu 15 i 30 sccm. W celu sprawdzenia efektywności modyfikacji wykonano badanie FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy). Badanie to potwierdziło obecność na powierzchni ziaren TiO2 grup -CH2 i -CH3. Gotowe kompozyty poddano badaniom właściwości mechanicznych takich jak statyczna próba na rozciąganie oraz pomiar udarności. Otrzymane wyniki dowiodły, że dodatek TiO2 zarówno modyfikowanego jak i niemodyfikowanego nie zmienia wytrzymałości na rozciąganie natomiast poprawia jego udarność. Obecność niemodyfikowanego TiO2 w matrycy PLA obniża nieco wartość kąta zwilżania gotowego kompozytu, a modyfikacja powierzchni TiO2 w plazmie metanowej prowadzi do zmniejszenia zwilżalności produktu końcowego.
EN
Multifunctional composites consisting of polymers or inorganic nanoadditions, which change the original properties of a polymer are considered to be modern materials for many industrial and daily life applications. An influence of a nanofiller on modification process of polymer matrix properties is strongly dependent on its particles shape and size, surface characteristics and in consequence its dispersion grade. In the present work composites consisting of titanium dioxide (IV) TiO2 and polylactic acid (PLA) were prepared. Unmodified TiO2 as well as modified one by RF PECVD (Radio Frequency Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition ) technique were used. Two different methane flow rates (15 and 30 sccm) were used during processes. In order to check the efficiency of modification process FTiR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) research was conducted. The results show that there are -CH2 and -CH3 groups present at the TiO2 grains surface. Mechanical properties like tensile testing and impact resistance of the composites were measured. The results prove that an addition of TiO2 (modified and unmodified) does not influence the tensile strength but improves impact resistance value. A presence of unmodified TiO2 in PLA matrix slightly reduces the water contact angle value for a composite. Methane plasma surface treatment leads to wetting properties reduction of a final product.
W ramach pracy wykorzystano metodę RF PECVD (Radio Frequency Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition) do wytworzenia powłok TiO2-Ag. Domieszkowanie ditlenku tytanu srebrem miało na celu intensyfikację właściwości fotokatalitycznych i bakteriobójczych wykazywanych przez ten materiał. Związkiem wyjściowym jonów srebra był acetyloacetonian srebra. Kontrola jego temperatury umożliwiła wytworzenie na podłożach krzemowych powłok o różnej zawartości srebra. Ze względu na to, że korzystny wpływ jonów srebra na powłokę TiO2 występuje przy ich niskim stężeniu, sterowano temperaturą sublimatora w taki sposób aby zawartość Ag w powłoce nie przekraczała kilku procent. Tak wytworzone powłoki zbadano na spektrometrze EDX (Energy Dispersive X-Ray) pod kątem składu chemicznego. Analiza wyników dostarcza informacji o wprost proporcjonalnym wzroście udziału atomów Ag do wzrostu temperatury ich związku wyjściowego. Po naświetleniu powłok światłem z zakresu UV określono wartość fotozwilżalności przez wodę oraz przeżywalności bakterii E. coli na ich powierzchni. Z badań kąta zwilżania wynika, że zaledwie kilkuminutowe naświetlanie promieniowaniem UV może wystarczyć do uzyskania przez powłokę właściwości superhydrofilowych. Najsilniejszą zwilżalność powierzchni wykazuje powłoka o najmniejszej zawartości srebra (0,03%). W przypadku badań bakteriobójczych czas naświetlania (2 lub 4 min.) promieniowaniem UV nie wpływa w sposób istotny na wartość przeżywalności bakterii. Bardziej istotnym czynnikiem jest zawartość srebra w powłoce - zbyt duża ilość powoduje obniżenie właściwości bakteriobójczych.
EN
In present work RF PECVD (Radio Frequency Chemical Vapour Deposition) technique was used to prepare TiO2-Ag coatings. The purpose of preparing silver doped titanium dioxide coatings was to step up photocatalytic and antibacterial properties of this substance. Silver acetylacetonate was the precursor of silver ions. Thanks to temperature control it was possible to prepare coatings of different Ag contain at silicon substrates. The temperature was controlled so that not to exceed a few percentage amount of silver in the coating, because its favourable influence on TiO2 coatings exists when concentration of silver ions is low. Coatings were examined under EDX (Energy Dispersive X-Ray) spectrometer to check atomic contain of elements. The results show that the percentage of Ag atoms increases directly proportionally to the temperature increase of its precursor. After exposition to UV radiation the water photo hydrophillic and bactericidal properties of coatings were measured. The water contact angle measurements have shown that super hydrophillic properties were obtained just after few minutes of UV radiation exposition. The coating of lowest silver contain (0,03%) exhibit the lowest water contact angle. In case of bactericidal studies the time of UV radiation (2 or 4 minutes) does not influence much the bacteria survival rate. Silver content is a more important factor - to big amount causes decreasing of antibacterial properties of the coating.
Celem pracy było określenie wpływu ilości żelaza zawartego w wygrzewanych powłokach ditlenku tytanu (TiO2) wytworzonych w procesie RF PECVD (radio frequency plasma enhanced chemical vapour deposition) na ich właściwości optyczne oraz bakteriobójczość. Powłoki nanoszone były na podłoża krzemowe przy stałej mocy wyładowania jarzeniowego - 300 W, czasie trwania procesu - 30 min., przepływie tlenu - 50 sccm oraz ilości dostarczanego chlorku tytanu (IV) w temperaturze 0oC (związku wyjściowego dlaTiO2). Zmiennym parametrem był przepływ par pentakarbonylku żelaza (prekursora dla atomów żelaza). Otrzymano powłoki o następującej zawartości atomowej żelaza: 0,1%, 0,4%, 0,8% 1,1%, 2,3%, 5,6%, 11,5%, 27,3%. Badania elipsometryczne wykazały znaczący wpływ zawartości żelaza na zmianę parametrów współczynnika załamania światła, współczynnika ekstynkcji oraz grubości powłok. Najsilniejszy efekt bakteriobójczy wykazała powłoka o zawartości 0.4% Fe. Ponadto można było dostrzec tendencję spadku przeżywalności wraz ze zmniejszeniem ilości żelaza w powłoce.
EN
The aim of the work was to determine the effect of iron content in thermally annealed titanium dioxide (TiO2) coatings, synthesized with the radio frequency plasma enhanced chemical vapour deposition (RF PECVD) method, on their optical and bactericidal properties. The coatings were deposited onto silicon substrates at the following constant operational parameters: glow discharge power of 300 Watt, oxygen flow rate of 50 sccm titanium tetrachloride (TiO2 precursor) evaporation temperature of 0oC and process duration of 30 minutes, with the variable parameter being the flow rate of iron pentacarbonyl, a source of iron atoms. Coatings characterized by the following iron content were produced: 0.1%, 0.4%, 0.8% 1.1%, 2.3%, 5.6%, 11.5% and 27.3%. Ellipsometric measurements have shown a substantial effect of iron content on the refractive index, extinction coefficient and thickness of the films. The strongest bactericidal effect was exhibited by the coating containing 0.4% of iron, with the bacterial survivability decreasing along the lines of lowering content of this element.
Pojemność cieplna budynku ma wpływ na czas sezonu grzewczego. Parametrami służącymi do określenia wpływu pojemności są stała czasowa i tempo chłodzenia budynku. Rozwiązano zadanie określenia tych dwóch parametrów w przypadku czterech rozwiązań ścian jednowarstwowych: z betonu, ceramiki, drewna i betonu komórkowego. W odniesieniu do takich ścian wyznaczono pojemność cieplną, stałą czasową i długość sezonu grzewczego dotyczącą budynku referencyjnego. Wskazano na największy wpływ na zmniejszenie zapotrzebowania ciepła w budynku o ścianach z betonu i drewna.
EN
The thermal capacity of the building has an effect on the duration of the heating season. The parameters serving to determine the effect of capacity are the time constant and the rate of cooling of the building. Task of determining these two parameters for the four cases of single-layer walls made from concrete, ceramics, wood and cellular concrete was formulated and solved. For such the walls, the heat capacity, time constant and the length of the heating season was obtained for the reference building. The greatest impact on reducing of heat demand was indicated in a building with walls made of cellular concrete and wood.
Przedstawiono wyniki analiz dotyczących optymalnej grubości warstwy izolacji termicznej budynku, z uwzględnieniem kryteriów: minimum czasu zwrotu kosztów termorenowacji ścian zewnętrznych, maksimum oszczędności energii w sezonie ogrzewczym, maksimum oszczędności w bilansie finansowym w okresie eksploatacji budynku, minimum całkowitych kosztów realizacji budynku. Przyjęto, że budynki charakteryzują się czterema różnymi wartościami współczynnika przenikania ciepła ścian zewnętrznych, a każda ze ścian zostanie ocieplona przez dodanie warstwy izolacyjnej ze styropianu.
EN
The results of analyzes of the optimal thickness of the thermal insulation of the building, with the following criteria: minimum simple payback time, the maximum energy savings in heating season, the maximum savings in financial balance over the lifetime of the building, the minimum total cost of the building, were presented in the paper. It was assumed that the buildings are characterized by four different values of the heat transfer coefficient of external walls, and each of the walls will be insulated by adding a layer of styrofoam.
Powłoki TiO2 wytwarzane metodą RF PECVD posiadają różne właściwości w zależności od sposobu i warunków prowadzenia procesu. W prezentowanej pracy badano w jakim stopniu wartość przepływu tlenu wpływa na właściwości powłok ditlenku tytanu - kładąc szczególny nacisk na fotozwilżalność. Powłoki TiO2 nanoszone były z tetraetoksytytanu w obecności tlenu na krzemowe i szklane podłoża. Przepływ tlenu zmieniany był w przedziale pomiędzy 100 a 500 sccm. Parametrami stałymi we wszystkim procesach były: czas nanoszenia powłok wynoszący 90 minut oraz moc wyładowania jarzeniowego równa 300 W. Z badań wynika, że powłoki nanoszone przy przepływie tlenu równym 400 sccm wykazują najwyższą fotozwilżalność. Hydrofobowy charakter takiej powłoki (kąt zwilżania wodą powyżej 120 deg) ulega zmianie na hydrofilowy już po nieco ponad półgodzinnej ekspozycji na działanie promieniowania UV, zaś po 2 godzinach naświetlania kąt zwilżania maleje do wartości poniżej 40 deg. Wartość przepływu tlenu wpływa również istotnie na grubość otrzymanej powłoki. W zadanych warunkach najcieńsze powłoki otrzymywane są przy 350 sccm i ich grubość rośnie zarówno ze zwiększaniem jak i zmniejszaniem wartości przepływu tlenu.
EN
Depending on the detailed solution and parameters used, TiO2 coatings produced with the RF PECVD technique are characterized with various properties. In the present work, the effect of the flow rate of incoming oxygen on the coatings behaviour and on their photohydrophilic properties in particular is discussed. The coatings were deposited from the mixture of tetraetoxytitanium and oxygen onto the glass and silicon substrates. Oxygen flow rate was adjusted within the range of 100 and 500 sccm. Other parameters were kept constant: deposition time of 90 minutes and deposition power of 300 Watt. The results obtained show that the most pronounced photohydrophilic behaviour is exhibited by the coatings deposited at the oxygen flow rate of 400 sccm. Hydrophobic character of these films (water wetting angle above 120 deg) transforms to hydrophilic after only half an hour long exposition to UV radiation, and after two hours of illumination that wetting angle becomes lower than 40 deg. The flow rate of oxygen also substantially affects the thickness of the deposited coating. For the above parameters the lowest film thickness is obtained for the O2 flow rate of 350 sccm and it increases both when this parameter rises and when it drops.
Przedstawiono metodę przyrostową wyznaczania wartości elementów systemu zużycia energii w budynku. Przyjęta, że każda składowa systemu energetycznego jest funkcja parametrów stałych i zmiennych. Parametry stale zapewniają rozróżnialność klas budynków. Parametry zmienne identyfikuja jego cechy energooszczędne. Metoda zakłada, że wartości systemu sprawności energetycznych dla budynku wzorcowego są obliczone uprzednio. Przyrosty wartości składowych systemu w budynku oce- nianym w stosunku do wzorcowego są obliczane jako iloczyn skalarny gradientu funkcji korelacji i wektora przyrostu parametrów sprawczych energooszczędności. Metodę ilustrowano przykładem. Obliczono składowe gradientu funkcji korelacji pomiędzy parametrami zmiennymi i wartosciami zużycia energii w budynku. Określono klasy sprawności energetycznej budynku.
EN
Incremental method determination value system of energy use was presented. It is assumed that every component of energy system is function of constant and changeable variable parameters. Constant parameters provide distinguishing building class. Changeable parameters make provision for quality of energy saving. The method assumed that value performance energy of building standard is known. Incremental value of systems component in asset rating building are calculated as scalar product gradient correlation function and increment vector of parameters.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.