64

PODRÊCZNIK FIZYKI BUDOWLI

5 ’2005 (nr 393)

Na prze³omie lat siedemdziesi¹tych

i osiemdziesi¹tych ubieg³ego wieku

zainteresowano siê izolacjami z tzw.

materia³ów transparentnych, które

pozwala³y na lepsze wykorzystanie

ciep³a promieniowania s³onecznego

równie¿ przez przegrody pe³ne, zw³a-

szcza œciany. Takie rozwi¹zania œcian

s¹ ju¿ stosowane w Europie Zachod-

nie i maj¹ przed sob¹ du¿¹ przy-

sz³oœæ.

Klasyczne izolacje cieplne s¹ wyko-

nywane z materia³ów w zasadzie nie-

przezroczystych dla promieniowania

s³onecznego i stosuje siê je w prze-

grodach pe³nych. Ca³kowit¹ wymianê

ciep³a przez przegrodê z materia³ów

nieprzezroczystych przy padaniu na

ni¹ promieniowania s³onecznego

przedstawiono schematycznie na ry-

sunku 1.

Promieniowanie padaj¹ce na po-

wierzchniê przegrody ulega czêœcio-

wo odbiciu, w przewa¿aj¹cej czêœci

jest oddawane z powierzchni przegro-

dy do otoczenia na drodze konwekcji

i promieniowania d³ugofalowego,

a w bardzo ma³ej czêœci – do wnêtrza

pomieszczenia. Bez wyprowadzenia

podaje siê wzór na iloœæ ciep³a Q

i

,

które przenika w d³ugim przedziale

czasu do wnêtrza pomieszczeñ w wy-

niku nas³onecznienia zewnêtrznej po-

wierzchni

w którym:

S – suma natê¿enia ca³kowitego pro-

mieniowania s³onecznego padaj¹ce-

go na zewnêtrzn¹ powierzchniê prze-

grody w rozpatrywanym przedziale

czasu.

Przyjmuj¹c wartoœci h

se

= 25 W/(m

2

•K)

i U = 0,30 W/(m

2

•K), otrzymamy stosu-

nek ciep³a od promieniowania s³o-

necznego zyskiwanego przez po-

mieszczenie w stosunku do promie-

niowania padaj¹cego na zewnêtrzn¹

powierzchniê przegrody równy 0,012;

a wiêc wykorzystujemy na cele ogrze-

wania zaledwie nieco ponad 1% pro-

mieniowania s³onecznego. Poprawa

izolacyjnoœci cieplnej œcian i dachów

w wyniku stosowania izolacji przeciw-

dzia³a pozyskiwaniu ciep³a od pro-

mieniowania s³onecznego. W celu

zwiêkszenia wykorzystania energii

s³onecznej od koñca lat siedemdzie-

si¹tych ubieg³ego wieku podejmowa-

no próby zastosowania w przegro-

dach zewnêtrznych materia³ów izola-

cji cieplnej czêœciowo przepuszczaj¹-

cych promieniowanie s³oneczne. Ca³-

kowit¹ wymianê ciep³a przez przegro-

dê z izolacj¹ z materia³ów transpa-

rentnych (pó³przezroczystych), przy

padaniu na ni¹ promieniowania s³o-

necznego, przedstawiono schema-

tycznie na rysunku 2. Promieniowanie

padaj¹ce na powierzchniê przegrody

ulega czêœciowo odbiciu, w przewa-

¿aj¹cej czêœci ulega absorpcji na po-

wierzchni masywnej œciany i st¹d

w znacznej czêœci jest oddawane do

wnêtrza pomieszczenia, a w bardzo

ma³ej czêœci jest oddawane z ze-

wnêtrznej powierzchni przegrody do

otoczenia.

Produkowane i stosowane s¹ trzy

rodzaje materia³ów transparentnych:

¡ oszklenie zespolone trzyszybowe

z wype³nieniem kryptonem;

* Instytut Techniki Budowlanej

Fizyka budowli – czêœæ XI

Przenoszenie ciep³a

przez przegrody przezroczyste (2)

prof. dr hab. in¿. Jerzy A. Pogorzelski*

Z inicjatywy prof. dr. hab. in¿. Jerzego A. Pogorzelskiego od

czerwca 2004 r. na ³amach miesiêcznika ,,Materia³y Budowlane”

publikujemy podrêcznik fizyki budowli, który cieszy siê du¿ym za-

interesowaniem. Dotychczas zaprezentowane zosta³y podstawy

przenoszenia ciep³a oraz zagadnienia dotycz¹ce przenikania

ciep³a w stanie ustalonym przez przegrody budowlane oraz strat

ciep³a do gruntu w PN-EN ISO 13370:2001 i wspó³czynnika strat

ciep³a przez przenikanie wg PN-EN ISO 13789. Zamieszczone

zosta³y tak¿e tabele z wartoœciami obliczeniowymi wspó³czynnika

przewodzenia ciep³a wybranych materia³ów budowlanych oraz

wartoœci równowa¿nych warstw powietrza, charakteryzuj¹cych

opór dyfuzyjny wyrobów. W wydaniu kwietniowym przedstawiliœ-

my przenikanie ciep³a przez szyby i okna, przy czym w tytule odcin-

ka opuszczono s³owo ,,przezroczyste”. W tym numerze omówione

zostanie przenoszenie ciep³a przez przegrody z u¿yciem materia-

³ów transparentnych.

Q

S U

h

i

se

=

Rys. 2. Wymiana ciep³a na powierzchni

przegrody z izolacj¹ transparentn¹

Rys. 1. Wymiana ciep³a na powierzchni

przegrody nieprzezroczystej

65

PODRÊCZNIK FIZYKI BUDOWLI

5 ’2005 (nr 393)

¡ granulat z aero¿elu krzemionko-

wego, umieszczany miêdzy dwiema

szybami i stanowi¹cy specyficzny ro-

dzaj szyby zespolonej;

¡ struktury komórkowe lub kapilar-

ne z poliwêglanów, os³oniête od ze-

wn¹trz cienkim tynkiem z kuleczek

szklanych.

Zalet¹ izolacji cieplnych ze struktur

kapilarnych poliwêglanowych jest

przepuszczanie z ma³ymi stratami

promieniowania s³onecznego o na-

chyleniu bliskim zera, podczas gdy

promieniowanie od s³oñca wysoko

ponad horyzontem ulega poch³ania-

niu wewn¹trz izolacji.

Na rysunku 3 przedstawiono panel

izolacji transparentnej Sto Therm

Solar, który przykleja siê do pod³o¿a

np. z betonu zwyk³ego lub ceg³y,

umieszczaj¹c miêdzy p³ytami ,,trady-

cyjnej” izolacji (fotografia).

Izolacje transparentne nale¿y sto-

sowaæ na masywnej œcianie akumula-

cyjnej, której zadaniem jest nagrzewa-

nie siê od bezpoœredniego promienio-

wania s³onecznego w dzieñ pogodny

i oddawanie ciep³a do wnêtrza w dni

pochmurne; mo¿e to byæ œciana beto-

nowa, kamienna lub ceglana gruboœci

12 – 25 cm. Zasada dzia³ania prze-

zroczystej termoizolacji jest nastêpu-

j¹ca:

•

promienie œwiat³a padaj¹ce na

powierzchnie przenikaj¹ przez system

(tynk szklany) do przezroczystej p³yty

kapilarnej lub zostaj¹ czêœciowo odbi-

te (w zale¿noœci od k¹ta padania pro-

mieniowania);

•

promieniowanie dociera przez

p³ytê kapilarn¹ do warstwy absorbuj¹-

cej i zostaje przekszta³cone w ciep³o;

•

dziêki dobrej przewodnoœci ma-

teria³u œciennego, ciep³o zostaje od-

prowadzone do wnêtrza pomiesz-

czenia;

•

materia³ œcienny s³u¿y jednocze-

œnie jako akumulator ciep³a.

P³yta kapilarna ma dobre w³aœci-

woœci izolacji cieplnej (przewodnoœæ

cieplna 0,08 W/(m•K)). Nale¿y podkre-

œliæ, ¿e panele izolacji trasparentnej

stosuje siê ³¹cznie z klasycznym sy-

stemem izolacji (udzia³ powierzch-

niowy izolacji transparentnej wynosi

10 – 30%).

Najlepsze wykorzystanie systemu

izolacji transparentnej uzyskuje siê

tam, gdzie promieniowanie s³onecz-

ne jest najwiêksze: elewacja po³u-

dniowa, lecz równie¿ na elewacji

wschodniej i zachodniej. Na rysun-

ku 4 podano zyski ciep³a do pomie-

szczenia (na metr kwadratowy izola-

cji i rok) w zale¿noœci od orientacji

elewacji (Sto-Ispo).

Izolacje transparentne, znajduj¹

ju¿ doœæ szerokie zastosowanie

w krajach o zbli¿onym do Polski

klimacie (Austria, Niemcy), zarówno

w budynkach nowych, jak i podda-

wanych termomodernizacji, mimo

jeszcze stosunkowo wysokiego cza-

su zwrotu nak³adów. Jest to posta-

wienie na przysz³oœciowe i ekolo-

giczne Ÿród³o energii, tote¿ stosowa-

niu tych izolacji towarzysz¹ w kra-

jach „dawnej” Unii Europejskiej ulgi

podatkowe.

Rys. 3. Panel Sto Therm Solar na zewnêtrz-

nej powierzchni œciany budynku Zak³adu

Fizyki Cieplnej jako element doœwiadczal-

ny (widoczny zamontowany aktynometr do

pomiaru natê¿enia promieniowania s³o-

necznego)

Rys. 4. Zyski ciep³a do pomieszczenia

w zale¿noœci od orientacji elewacji (dane

firmy Sto)

Pod takim tytu³em odbêdzie siê

25 – 26 czerwca br. we Lwowie

XIV Miêdzynarodowa Konferencja

Polsko-Ukraiñsko-Rosyjska, której

tematyka bêdzie dotyczy³a wejœcia

polskiej firmy na rynek ukraiñski

i mo¿liwoœci prowadzenia dzia³alnoœci

gospodarczej. G³ówne zagadnienia,

które bêd¹ omawiane podczas konfe-

rencji, to m.in.:

•

specyfika rynku ukraiñskiego; za-

sady prowadzenia dzia³alnoœci go-

spodarczej;

•

prawo na Ukrainie; organizacyjno-

-prawne aspekty stosunków miêdzy

pañstwem a inwestorem zagranicznym;

•

tworzenie i rejestracja przedsiê-

biorstw produkcyjnych/przedstawi-

cielstw zagranicznych podmiotów go-

spodarczych na Ukrainie;

•

nowy Kodeks cywilny i zastoso-

wanie go przy prowadzeniu dzia³alno-

œci gospodarczej; podatki i op³aty

ogólnokrajowe;

•

obroty nieruchomoœciami – nowe

perspektywy; moratorium na sprzeda¿

gruntów do 1 stycznia 2008 r.;

•

nowy Kodeks celny (omówienie

zmian) i Prawo celne oraz kontrola i re-

gulacje celne; transakcje barterowe; do-

puszczenie do obrotu; tranzyt; procedu-

ra sk³adu celnego; odprawa czasowa;

wywóz towaru;

•

system bankowy na Ukrainie;

•

rozliczenia zwi¹zane z operacjami

eksportowo-importowymi;

•

umowy i kontrakty miêdzynarodowe.

Przed europejskimi inwestorami

otwieraj¹ siê mo¿liwoœci wziêcia

udzia³u w wielkich projektach inwe-

stycyjnych na Ukrainie i dlatego istot-

na jest znajomoϾ praw tamtejszego

rynku.

Organizatorem konferencji jest Miê-

dzynarodowe Centrum Informacyjno-

-Konsultingowe ICIC, Kijów, Ukraina.

Referenci to: przedstawiciele Urzêdu

Celnego Ukrainy, instytucji finanso-

wych, specjaliœci z Ministerstwa Go-

spodarki Ukrainy, prawnicy i eksperci

ICIC. Obrady bêd¹ siê odbywa³y w jê-

zyku rosyjskim z bezpoœrednim t³u-

maczeniem na polski.

(ek)

Europa – Polska – Ukraina – szanse dla przedsiêbiorców