Część IV

1. Zyski od promieniowania słonecznego

Zyski ciepła od bezpośredniego promieniowania słonecznego przez przegrody szklane

(a)

C - udział pola płaszczyzny szklanej do całkowitego pola powierzchni okna (zwykle 0,7)

A - pole powierzchni okna w świetle otworu w przegrodzie

I - wartość energii promieniowania słonecznego na płaszczyznę pionową w której umieszczone jest okno

q - współczynnik przepuszczalności energii promieniowania słonecznego przez oszklenie według tabeli

Tabela 1. Wartości współczynnika przepuszczalności promieniowania słonecznego

Rodzaj oszklenia	Współczynnik q
Pojedyncza szyba	0,85
Podwójna szyba	0,75
Podwójna szyba z powłoką selektywną	0,67
Potrójna szyba	0,7
Potrójna szyba z dwiema powłokami selektywnymi	0,5
Okno podwójne	0,75

k_α - współczynnik korekcyjny nachylenia okna

Tabela 2. Współczynniki korekcyjne nachylenia powierzchni okna

Lp.	Orientacja płaszczyzny względem strony świata	Nachylenie poziomu
				30	45	60
1	Południowa (S)	1,1	1,1	1,1
2	Południowo-zachodnia (S-W)	1,1	1,1	1,1
3	Zachodnia	1,1	1,1	1,2
4	Północno-zachodnia	1,4	1,2	1,1
5	Północna	1,4	1,2	1,1
6	Północno-wschodnia (N-E)	1,4	1,2	1,1
7	Wschodnia (E)	1,3	1,2	1,2
8	Południowo-wschodnia (S-E)	1,1	1,1	1,1

Z - współczynnik zacienienia budynku

Tabela 3. Wartości współczynnika zacienienia budynku

Lp	Usytuowanie lokalu mieszkalnego lub przesłony występujące na elewacji budynku	Z
1	Budynki na otwartej przestrzeni lub wysokie i wysokościowe w centrach miast	1,0
2	Lokale mieszkalne jw. , w których co najmniej połowa okien zacieniona jest przez elementy loggii lub balkonu sąsiedniego mieszkania	0,96
3	Budynki w miastach w otoczeniu budynków o zbliżonej wysokości	0,95
4	Budynki niskie i średniowysokie w centrach miast	0,90

Promieniowanie we wzorze (a ) to wartość miesięcznej padającej na m² powierzchni pionowej . Do konkretnych obliczeń przyjmuje się promieniowanie zmierzone na najbliższej stacji meteorologicznej (aktynometrycznej) względem badanego budynku. Dla Warszawy mamy wartości z PN-B -03406.

Tabela 4. Wartości promieniowania miesięcznego dla Warszawy odczytane z normy.

90^o ściana S	styczeń	luty	marzec	kwiecień	maj	czerwiec
		28,3	46,3	69,94	74,88	84,072	79,92
		lipiec	sierpień	wrzesień	październik	listopad	grudzień
		82,58	84,82	72,72	58,03	29,52	19,33
	0^o poziom	styczeń	luty	marzec	kwiecień	maj	czerwiec
		17,1	33,6	65,4	102,2	154,1	148,32
		lipiec	sierpień	wrzesień	październik	listopad	grudzień
		146,56	125,73	80,64	46,87	20,16	11,9

Zad. Obliczyć zyski ciepła od nasłonecznienia przez okno o powierzchni w świetle ściany 2,56 m² oszklone podwójną szybą. Budynek na otwartej przestrzeni. Okno znajduje się w ścianie południowej.

Obliczyć zyski ciepła dla grudnia i lipca.

Współczynnik C=0,7 podwójnie q=0,75 z tabeli 2, ściana pionowa, k_α=1,0 z tabeli 3; Z=1,0 z tabeli 4.

Grudzień:

Lipiec:

2. Wilgoć w przegrodach budowlanych

Przy obliczeniach wilgoci bierzemy pod uwagę tylko wilgoć wykraplającą się powodu obniżenia temperatury poniżej temperatury rosy. Powietrze zawarte w porach konstrukcji może zawierac ograniczoną pary wodnej. Wilgotność gazu może być względna i bezwzględna. Wilgotność bezwzględna objętościowa jest stosunkiem ilości (masy) pary do objętości gazu wilgotnego

Stopień wilgoci gazu X jest to ilość pary wodnej m_p i ewentualnie skondensowanej wilgoci m_s do ilości gazu suchego m_g.

Wilgotność powietrza nie może być dowolna, maksymalna możliwa wilgotność zależy od temperatury powietrza. Jeśli zawartość wilgoci przekroczy maksymalną następuje wykraplanie się wody z powietrza. Istnieje więć pojęcie wilgotności względnej, która jest zawartością wilgoci w danej chwili do maksymalnej możliwej zawartości

Ciśnienie wilgotnego powietrza jest sumą ciśnień cząstkowych pary i suchego gazu

Ponieważ maksymalna możliwa wilgotność bezwzględna zalezy od temperatury oznacza to że dla każdej temperatury istnieje możliwe maksymalne ciśnienie pary zwane ciśnieniem nasycenia. Jeśli cisnienie pary przekroczy tą wartość nastąpi wykroplenie.

Czyli jeśli mamy przegrodę budowlaną z określonym rozkładem temperatury.

Rys 1. Cisnienie nasycenia pary wodnej i temperatura w scianie

W każdym punkcie przekroju ściany temperaturze odpowiada ciśnienie nasycenia (zależność ciśnienia od temperatury nie jest liniowa). Jeżeli ciśnienie przekroczy tą wartość to pojawi się wilgoć.

Aby sprawdzić czy nastąpi wykroplenie wilgoci trzeba obliczyć ciśnienie cząstkowe pary w każdym przekroju i sprawdzić czy nie przekracza ciśnienia nasycenia.

Rys 2. Algorytm obliczania wilgoci w przegrodzie.

Rozkład ciśnień cząstkowych pary wodnej obliczamy w podobny sposób jak rozkład temperatur. Podobny co do zasady i postaci wzorów. Podobnie jak przewodzenie ciepła mamy przewodzenie (dyfuzje) pary wodnej. Wprowadzamy opór dyfuzyjny podobnie jak to było z oporem cieplnym.

d- grubość ściany [m]

δ - współczynnik paro przewodności

Współczynnik paro-przewodności to ilość pary wodnej w gramach jaka dyfunduje przez 1 m² materiału o grubości 1 metr przez 1 godzinę jeśli różnica ciśnień cząstkowych pary na brzegach wynosi 1 Pa.

Strumień przewodzonej pary (prawo Ficka)

Δp - róznica ciśnień cząstkowych pary na brzegach przegrody

R -opór dyfuzyjny

q - strumień pary

Przykładowe wartości współczynnika paro przewodności

Tabela 5 Wartości współczynnika paraoprzewodności

Materiał	Δ
Żelbet	3,00e^-5
Beton z kruszywa	3,00e^-5
Wełna mineralna	4,88e^-4
Styropian	0,12e^-4

W ścianie wielowarstwowej mamy tak samo jak dla oporów cieplnych

Zad. Sprawdzić możliwość wykroplenia się wody w ścianie o parametrach jak na rysunku 3.

Rys 3. Ściana dwuwarstwowa

Warstwa I to izolacja z wełny mineralnej o grubości δ_iz =0,05 i λ_iz=0,04. Warstwa II to beton o grubości δ_bet =0,25 i λ_bet=0,5

Ciśnienia pary na wewnątrz p_pi=1235 Pa a zewnątrz p_pe=400 Pa

Ustalenie rozkładu temperatury

Przewodzenie ciepła

Temperatury na powierzchniach wyznaczymy z warunku jednakowego strumienia ciepła przez całą przegrodę. Temperatury oznaczono jak na rysunku 4

Opory cieplne

`

Rys 4. Oznaczenia temperatur w zadaniu

- przejmowanie ciepła

Wilgoć

Opory dyfuzyjne

strumień wilgoci

Ciśnienie pary wodnej na styku warstw I i II wyznaczymy z warunku jednakowego strumienia wilgoci przez obie warstwy

Ciśnienie nasycenia dla temperatury na styku warstw t_sI,II odczytujemy z tablic

A zatem kondensacja nie występuje.

8

---