Zyski ciepła przez przegrody
przezroczyste w wyniku nasłonecznienia
Rys. 1. Bilans energii cieplnej promieniowania słonecznego dla szyby
Ibp natężenia promieniowania słonecznego bezpośredniego;
R
Ibp natężenia odbitego promieniowania słonecznego
bezpośredniego;
A
Ibp natężenia pochłoniętego promieniowania słonecznego
bezpośredniego;
Ibp natężenia przepuszczanego promieniowania słonecznego
bezpośredniego;
bezpośredniego;
Ir natężenia promieniowania słonecznego rozproszonego;
R
Ibp natężenia odbitego promieniowania słonecznego
rozproszonego;
A
Ibp natężenia pochłoniętego promieniowania słonecznego
rozproszonego;
Ibp natężenia przepuszczanego promieniowania słonecznego
rozproszonego.
3
2 N
h
o
o
90
90
ą
w
ą
4
1
5
S
Rys. 2. Projekcji promienia
słonecznego i azymutów
2 2 2 2 2 2
QR = qsz Asz + qsz Asz
( ), W, (1)
2
qsz - natężenie promieniowania słonecznego,
doprowadzonego do pomieszczenia przez 1
m2 nasłonecznionej powierzchni szyby,
W/m2;
2 2
qsz - natężenie promieniowania słonecznego,
doprowadzonego do pomieszczenia przez 1
doprowadzonego do pomieszczenia przez 1
2
m2 powierzchni szyby, znajdującej się w
cieniu, W/m2;
2
Asz - pole nasłonecznionej powierzchni szyb,
m2;
2 2
Asz - pole powierzchni szyb, znajdującej się
w cieniu, m2.
W przypadku zacienienia szyby przez
elementy wystające danego budynku
(pilastry, daszki itp.) albo zacienienia
wywołanego sąsiednim budynkiem pole
2
2
Asz
Asz
powierzchni nasłonecznionej należy
powierzchni nasłonecznionej należy
wyznaczać za pomocą modelu
geometrycznego, albo na podstawie metody
graficznej (zob. Malicki str. 123-133,
Przydróżny str. 73-79)
L
L
h
h
Ao
Ao
a
a
Ao
Ao
B
B
BB
BB
e
e
Ac.o
Ac.o
Rys. 3. Zacienienie okna
Rys. 3. Zacienienie okna
d
d
B
B
H
H
H
H
R
R
Dla pionowych szyb, wystawionych w
kierunku słońca, ( i które mogą być
częściowo zacienione) natężenie
promieniowania słonecznego oblicza się z
zależności
zależności
2 2 2
qsz = qbp + qr K1K2K3K4 , W/m2, (2)
( )
2
qbp - wartość natężenia promieniowania
słonecznego bezpośredniego
doprowadzonego do pomieszczenia przez
płaszczyznę zwykłego szkła pojedynczego o
grubości 3 mm (zob. tab. 1) (zwykłego szkła
podwójnego, zob. tab. 10-11), W/m2;
2
qr - wartość natężenia promieniowania
słonecznego rozproszonego
doprowadzonego do pomieszczenia przez
płaszczyznę zwykłego szkła pojedynczego o
płaszczyznę zwykłego szkła pojedynczego o
grubości 3 mm (zob. tab. 1) (zwykłego szkła
podwójnego, zob. tab. 10-11), W/m2;
(wartości natężenia promieniowania
2 2 2
słonecznego całkowitego ( qc = qbp + qr )
doprowadzonego do pomieszczenia przez
płaszczyznę zwykłego szkła o grubości 3
mm przedstawiono w tab. 5.10
Przydróżny_Klimatyzacja)
Tablica 1
Wartości natężenia promieniowania słonecznego bezpośredniego i rozproszonego
doprowadzonego do pomieszczenia przez płaszczyznę zwykłego szkła o grubości 3 mm w lipcu
dla różnych szerokości geograficznych orientacjach przy różnych orientacjach szyb
2
2
Natę że nie prom ieniowa nia s ło necznego W /m
Natę że nie prom ieniowa nia s ło necznego W /m
C zas
C zas
sło nec zny, h
sło nec zny, h
prze z piono wą po wierzc hnię s zk ła z o rientac ją
prze z piono wą po wierzc hnię s zk ła z o rientac ją
S zerokość
S zerokość
prze z
prze z
do połud nia
do połud nia
geograficzna
geograficzna
poziom ą
poziom ą
północ na N NE E S E S S W W NW
północ na N NE E S E S S W W NW
powierzc hnia
powierzc hnia
do połud nia po połud niu
do połud nia po połud niu
szk ła
szk ła
po połud niu
po połud niu
N NW W S W S S E E NE
N NW W S W S S E E NE
93/45 256/60 327/65 95/45 - /27 - /26 - /24 - /26
93/45 256/60 327/65 95/45 - /27 - /26 - /24 - /26
37/42
37/42
5- 6 18- 19
5- 6 18- 19
35/69 385/98 472/114 237/87 - /55 - /43 - /44 - /44
35/69 385/98 472/114 237/87 - /55 - /43 - /44 - /44
145/62
145/62
6- 7 17- 18
6- 7 17- 18
7- 8 16- 17 - /74 349/107 542/129 363/109 3/73 - /53 - /53 - /53 285/73
7- 8 16- 17 - /74 349/107 542/129 363/109 3/73 - /53 - /53 - /53 285/73
48 222/99 497/121 427/112 80/81 - /60 - /58 - /59
48 222/99 497/121 427/112 80/81 - /60 - /58 - /59
420/82
420/82
8- 9 15- 16 - /70
8- 9 15- 16 - /70
60/81 372/100 419/107 186/86 - /65 - /58 - /62
60/81 372/100 419/107 186/86 - /65 - /58 - /62
519/93
519/93
9- 10 14- 15 - /64
9- 10 14- 15 - /64
193/81 352/94 271/87 7/70 - /60 - /64
193/81 352/94 271/87 7/70 - /60 - /64
601/95
601/95
10- 11 13- 14 - /60 - /71
10- 11 13- 14 - /60 - /71
11- 12 12- 13 - /59 - /67 37/72 251/84 317/88 106/78 - /65 - /65 643/98
11- 12 12- 13 - /59 - /67 37/72 251/84 317/88 106/78 - /65 - /65 643/98
11- 12 12- 13 - /59 - /67 37/72 251/84 317/88 106/78 - /65 - /65 643/98
11- 12 12- 13 - /59 - /67 37/72 251/84 317/88 106/78 - /65 - /65 643/98
5- 6 18- 19 102/56 301/69 371/73 116/52 - /31 - /28 - /28 - /28 57/42
5- 6 18- 19 102/56 301/69 371/73 116/52 - /31 - /28 - /28 - /28 57/42
26/69 391/98 497/119 272/91 - /59 - /43 - /44 - /44
26/69 391/98 497/119 272/91 - /59 - /43 - /44 - /44
158/62
158/62
6- 7 17- 18
6- 7 17- 18
337/106 545/129 398/110 13/76 - /55 - /53 - /53
337/106 545/129 398/110 13/76 - /55 - /53 - /53
291/73
291/73
7- 8 16- 17 - /71
7- 8 16- 17 - /71
52 197/97 498/123 448/114 94/85 - /63 - /57 - /58
52 197/97 498/123 448/114 94/85 - /63 - /57 - /58
419/82
419/82
8- 9 15- 16 - /67
8- 9 15- 16 - /67
9- 10 14- 15 - /63 42/79 374/100 429/110 206/87 - /67 - /59 - /60 508/87
9- 10 14- 15 - /63 42/79 374/100 429/110 206/87 - /67 - /59 - /60 508/87
193/84 363/98 299/90 14/72 - /60 - /62
193/84 363/98 299/90 14/72 - /60 - /62
585/93
585/93
10- 11 13- 14 - /60 - /69
10- 11 13- 14 - /60 - /69
37/72 231/87 344/91 150/78 - /65 - /63
37/72 231/87 344/91 150/78 - /65 - /63
630/98
630/98
11- 12 12- 13 - /59 - /65
11- 12 12- 13 - /59 - /65
88/19 165/23 227/27 17/20 - /12 - /13 - /13 - /12
88/19 165/23 227/27 17/20 - /12 - /13 - /13 - /12
33/20
33/20
4- 5 19- 20
4- 5 19- 20
5- 6 18- 19 104/56 344/64 423/74 140/57 - /35 - /28 - /30 - /30 76/42
5- 6 18- 19 104/56 344/64 423/74 140/57 - /35 - /28 - /30 - /30 76/42
6- 7 17- 18 17/66 401/93 523/115 287/90 - /58 - /42 - /43 - /44 169/97
6- 7 17- 18 17/66 401/93 523/115 287/90 - /58 - /42 - /43 - /44 169/97
340/98 547/122 424/105 22/74 - /53 - /48 - /53
340/98 547/122 424/105 22/74 - /53 - /48 - /53
287/71
287/71
7- 8 16- 17 - /65
7- 8 16- 17 - /65
56
56
174/87 504/114 479/108 128/85 - /64 - /55 - /56
174/87 504/114 479/108 128/85 - /64 - /55 - /56
405/78
405/78
8- 9 15- 16 - /62
8- 9 15- 16 - /62
26/71 378/91 479/102 245/88 - /67 - /56 - /57
26/71 378/91 479/102 245/88 - /67 - /56 - /57
493/87
493/87
9- 10 14- 15 - /58
9- 10 14- 15 - /58
10- 11 13- 14 - /57 - /62 193/76 427/92 347/91 - 21/72 - /58 - /58 566/91
10- 11 13- 14 - /57 - /62 193/76 427/92 347/91 - 21/72 - /58 - /58 566/91
37/67 330/79 398/92 175/76 - /63 - /58
37/67 330/79 398/92 175/76 - /63 - /58
606/93
606/93
11- 12 12- 13 - /55 - /59
11- 12 12- 13 - /55 - /59
K1 - współczynnik korygujący,
uwzględniający wpływ rodzaju szkła oraz
urządzeń przeciwsłonecznych (zob. tab. 4.18
Przydróżny_Wentylacja, tab. 7.10 -
Malicki, (w przypadku wzorcowego
podwójnego oszklenia - tab. 15
podwójnego oszklenia - tab. 15
załącznika));
K2 - współczynnik korygujący,
uwzględniający udział powierzchni szkła w
powierzchni okna w świetle muru (zob. tab.
4.16 Przydrożny_Wentylacja, tab.7.8
Malicki, tab. 12 załącznika);
K3
- współczynnik korygujący,
uwzględniający wpływ stopnia
zanieczyszczenia powierzchni szkła (zob.
tab. 2);
Tablica 2
Wartości współczynnika K
3
Stężenie zapylenia
Stopień Wartość
powietrza w
zanieczyszczenia współczynnika
pomieszczeniu,
szkła K3
mg/m3
Znaczny e"10 0,85
Umiarkowany (510) 0,9
Nieznaczny <5 0,95
K4
- współczynnik przezroczystości,
uwzględniający stopień zanieczyszczenia
atmosfery (zob. tab. 3);
Tablica 3
Wartości współczynnika K4 przy atmosferze
zanieczyszczonej
zanieczyszczonej
(w obszarach przemysłowych dla 4468
czystej
szerokości geograficznej północnej)
(niezależnie od
dla szyb
typu
dla szyb
znajdujących się
promieniowania
wystawionych w
w czasie
nasłonecznego)
czasie obliczeniowym
obliczeniowym w
w kierunku słońca
cieniu
1,0 0,75 1,75
W przypadku pionowych szyb, znajdujących
się w cieniu (przy odpowiedniej jej
orientacji, albo przez wystające wokół okna
konstrukcji budowlane pilastry, daszki
itp.), natężenie promieniowania słonecznego
oblicza się ze wzoru
2 2 2 2
2 2 2 2
q = q K K K K , W/m2, (3)
qsz = qrK1K2K3K4 , W/m2, (3)
2 2 2
gdzie qr , qr - wartość natężenia
( )
promieniowania słonecznego rozproszonego
przez szybę o grubości 3 mm ze zwykłego
szkła (zob. tab. 1), W/m2.
Przy obliczeniach zysków ciepła od
nasłonecznienia przez okna należy
uwzględniać wpływ akumulacji części ciepła
przez wewnętrzne przegrody pomieszczenia.
Obliczeniowe zyski ciepła od
Obliczeniowe zyski ciepła od
nasłonecznienia w pomieszczeniach z
uwzględnieniem akumulacji ciepła przez
wewnętrzne przegrody można określić w
sposób następujący:
"
przy braku urządzeń
przeciwsłonecznych na zewnątrz
ł ł
A1m1 + A2m2 + A3m3 + 0,5A4m4 +1,5A5m5
Qo = QR ł
ł
A1 + A2 + A3 + A4 + A5
ł łł
"
przy zastosowaniu urządzeń
przeciwsłonecznych na zewnątrz
ł ł
A1m1 + A2m2 + A3m3 + A4m4 + A5m5
Qo = QR ł
ł
A1 + A2 + A3 + A4 + A5
ł łł
A1, A2, A3
pola powierzchni
poszczególnych ścian wewnętrznych
pomieszczenia, m2;
A4, A5
odpowiednio pola powierzchni
stropu i podłogi, m2;
m , m , m , m , m
m1, m2, m3, m4, m5
współczynniki,
współczynniki,
uwzględniające akumulację ciepła
odpowiednio ścianami wewnętrznymi,
stropem i podłogą, które przyjmują się dla
każdej poszczególnej przegrody wewnętrznej
pomieszczenia według tab. 7.
Tablica 7
Wartości współczynnika m
Wartość współczynnika m
w zależności od
Współczynnik
Współczynnik
Obliczenio
długotrwałości
przewodności
wyrównania
wa grubość
Materiał obserwowania na fasadzie
cieplnej ,
temperatury,
konstrukcji konstrukcji budynku promieniowania
W m" K , słonecznego
( ) a "102 m2 h
, cm
bezpośredniego, h
12 10 8 6
3,5 0,78 0,71 0,64 0,45
5 0,7 0,64 0,55 0,45
Beton, żelbet,
10 0,6 0,53 0,45 0,38
1,01,74 0,20,3
kamenie naturalne
kamenie naturalne
15 0,53 0,48 0,42 0,36
15 0,53 0,48 0,42 0,36
28 0,45 0,41 0,36 0,31
0,42 0,40 -,35 0,30
e"40
6 0,74 0,65 0,57 0,49
Mur z cegły, 13 0,60 0,55 0,49 0,43
0,70,9 0,120,19
Betony lekki
19 0,58 0,53 0,47 0,42
0,55 0,55 0,45 0,41
e"26
Wyroby gipsowe 5 0,20,5 0,1150,12 0,88 0,84 0,79 0,72
Drewno i materiały
2,5 0,20,3 0,050,07 0,84 0,81 0,75 0,69
drewnopochodne
Materiały
termoizolacyjne;
masa plastyczna 0,060,12 0,110,15 1 0,99 0,98 0,95
e"5
porowata;
polimery porowate
Uwagi:
1.W wielowarstwowych przegrodach budowlanych
należy uwzględniać tylko podstawową, bliższą do
promieniowanej powierzchni warstwę.
2.Jako obliczeniowe grubości ścian i przegród,
rozdzielających dwa przyległe pomieszczenia
ogrzewane Słońcem, należy przyjmować połowę
ich grubości faktycznych.
ich grubości faktycznych.
3.Przy orientacji szyby na S, SW i W przedstawione
wartości m należy pomnożyć przez 1,2.
4.Długotrwałość obserwowania na fasadzie
budynku promieniowania słonecznego
bezpośredniego może być określona na podstawie
tab. 10, 11, 13 załącznika (tab. 1, 7-c).
Składowa wartości całkowitego strumienia
cieplnego przez przegrody przezroczyste,
wskutek różnicy temperatur powietrza po
obydwóch jej strony oraz wskutek absorpcji
promieniowania słonecznego całkowitego
promieniowania słonecznego całkowitego
zewnętrzną powierzchnią przegrody
przezroczystej, oblicza się wg wzoru
u
Q"t = ts - tp Asz Rsz , W, (5-1)
( )
u
- umowna słoneczna
ts = tz + "tr
temperatury powietrza zewnętrznego, C;
tz chwilowa temperatura powietrza
zewnętrznego, C (może być określona na
podstawie danych, zawartych w tab. 1
załącznika, albo z zależności t = t + At );
załącznika, albo z zależności tz = tz + 1Atz );
tz temperatura obliczeniowa powietrza
zewnętrznego, która przyjmuje się równej
średniej dobowej wartości temperatury
powietrza zewnętrznego w lipcu (wrześniu)
(zob. tab. 1, załącznika),C;
1 = cos 2Ą Ztz 24 - współczynnik,
( )
uwzględniający harmoniczną zmianę
temperatury powietrza zewnętrznego,
którego wartości podano w tabl. 8;
- liczba godzin do
- liczba godzin do
Zt = Z - Ztmax
Ztz = Z - Ztmax
( )
( )
z
występowania (albo po występowaniu)
maksymalnej temperatury powietrza
zewnętrznego ( Ztmax =15h) dla dowolnego
z
czasu Z, h;
Tablica 8
Wartości współczynnika
Liczba godzin do Liczba godzin do Liczba godzin do
albo po albo po albo po
występowaniu występowaniu występowaniu
maksymalnego
maksymalnego maksymalnego
napływu ciepła napływu ciepła napływu ciepła
przez przez przez
przez przez przez
promieniowanie promieniowanie promieniowanie
0 1,0 5 0,26 9 -0,71
1 0,97 6 0 10 -0,87
2 0,87 7 -0,26 11 -0,9
3 0,71 8 -0,50 12 -1,0
4 0,50
Atmax - maksymalna dobowa amplituda
z
wahań temperatury powietrza zewnętrznego,
C. Dla Polski środkowej i południowej: dla
lipca - Atmax H" 6,0C; dla września -
tz
z
Atmax H" 5,6 C. Dla Polski północnej: dla
z
lipca - Atmax H" 5,0C; dla września -
z
Atmax H" 4,7 C.
z
t
Ztmax
z
u
u
Ztmax
ts
u
ts t = const
p
s
ZImax
A
c
t
z
At
u
A"tr
s
0 T
0 T
Z
Z
Atz
"tr
Parametry obliczeniowe powietrza zewnętrznego dla okresu letniego
s.r s
Strefa i x Dobowa
tmax tm.r
klimatycz Miesiąc amplituda
kJ/kg g/kg %
C C
na wahań
temperatury, C
1 2 3 4 5 6 7 8
Kwiecień 18,6 15,8
Maj 23,4 18,2
I 59,9 12,4 52 10
Czerwiec 26,2 19,9
Lipiec 28,0 21,0
Lipiec 28,0 21,0
Sierpień 28,0 21,0
Wrzesień 24,4 19,7
Kwiecień 19,5 15,5
Maj 25,0 18,2
II 60,8 12,4 52 14
Czerwiec 28,2 19,9
Lipiec 30,0 21,0
Sierpień 30,0 21,0
Wrzesień 26,6 19,3
2 2 2
IcAsz + Ir Asz
sz ( )
"tr = K2 różnica
2 2 2
ąz Asz + Asz
temperatur równoważna oddziaływaniu
promieniowania słonecznego;
sz - współczynnik pochłaniania (adsorpcji)
promieniowania słonecznego przez
powierzchnię przegrody przezroczystej,
którego wartości podano w tabl. 7-b.
t
Ztmax
z
u
u
Ztmax
ts
u
ts t = const
p
s
ZImax
A
c
t
z
At
u
A"tr
s
0 T
0 T
Z
Z
Atz
"tr
Tablica 7-b
Wartości współczynnika K1, uwzględniającego wpływ rodzaju szkła oraz urządzeń
przeciwsłonecznych, współczynnika pochłaniania promieniowania słonecznego sz i oporu
cieplnego Rsz dla okien
Wartości
współczynnika
pochłaniania
Opór cieplny promieniowania
Współczynnik
Rodzaj szkła lub oszklenia okna Rsz, słonecznego przez
K1
powierzchnie
(m2"K)/W
przegród
przezroczystych
przezroczystych
sz
Okna podwójne oszklone
Okna bez zasłon:
" szkło 2,53,5 mm 0,9 0,34 0,25
0,8 0,4
" szkło 46 mm
Żaluzje wewnętrzne:
" jasne
0,53 1,2
0,38
" dość jasne 0,6 1,7
0,64 2,0
" ciemne
ąz współczynnik przejmowania ciepła na
zewnętrznej powierzchni przegrody, który
można wyznaczyć dla okresu ciepłego ze
wzoru w zależności od prędkości wiatru
(można przyjąć ąz
(można przyjąć ą =23 W m2 " K )
=23 W m2 " K )
( )
( )
" dla pionowych powierzchni
ąz = 5,8 +11,6 w , , (5-2)
W m2 " K
( )
temperatura powietrza w
tp
pomieszczeniu, C (w przypadku
projektoeania urządzeń wentylacyjnych
t = t + "t ; "t = 3 5 C),;
tp = tz + "t ; "t = 3 5 C),;
( )
( )
Rsz opór cieplny okna, którego wartości
podano w tabl. 7-b, (m2"K)/W;
Ic wartość natężenia promieniowania
słonecznego całkowitego doprowadzanego
do zewnętrznej powierzchni przegród
przezroczystych (zob. tab. 13 załącznika,
tab. 7-c), W/m2;
Ir wartość natężenia promieniowania
słonecznego rozproszonego
doprowadzanego do zewnętrznej
powierzchni przegród przezroczystych (zob.
tab. 13 załącznika; tab. 7-c), W/m2;
Tablica 7-c
Wartości natężenia promieniowania słonecznego bezpośredniego i rozproszonego doprowadzonego do zewnętrznej powierzchni przegród
przezroczystych w lipcu dla różnych szerokości geograficznych orientacjach przy różnych orientacjach szyb
Natężenie promieniowania słonecznego W/m2
Czas
słoneczny, h
doprowadzonego do pionowej powierzchnię szkła z orientacją
Szerokość
doprowadzonego
geograficzna
do południa do poziomej
północna
powierzchni
N NE E SE S SW W NW
do południa po południu
szkła
po południu
N NW W SW S SE E NE
4-5 19-20 45/8 70/19 90/16 2/10 -/7 -/6 -/6 -/8 16/13
5-6 18-19 141/60 191/80 371/88 125/62 -/36 -/35 -/34 -/35 91/56
6-7 17-18 90/93 437/133 536/155 286/116 -/73 -/58 -/59 -/59 209/84
7-8 16-17 -/101 420/144 590/174 427/148 28/99 -/74 -/72 -/72 356/99
48
8-9 15-16 -/94 305/134 565/164 497/151 137/110 -/81 -/78 -/80 499/112
9-10 14-15 -/86 143/109 454/135 492/144 242/116 -/88 -/59 -/84 593/126
10-11 13-14 -/81 22/96 279/110 429/127 327/118 41/94 -/81 -/86 685/129
11-12 12-13 -/80 -/91 105/98 335/113 370/120 190/105 -/87 -/87 733/133
4-5 19-20 100/17 108/32 160/29 5/20 -/10 -/12 -/13 -/12 33/21
4-5 19-20 100/17 108/32 160/29 5/20 -/10 -/12 -/13 -/12 33/21
5-6 18-19 155/73 342/93 442/99 154/71 -/43 -/35 -/39 -/37 119/56
6-7 17-18 77/93 449/131 664/160 316/122 -/80 -/58 -/59 -/59 223/84
7-8 16-17 -/96 418/143 607/174 457/149 58/102 -/73 -/72 -/72 364/100
52
8-9 15-16 -/91 281/130 572/166 521/154 171/114 -/85 -/77 -/79 495/112
9-10 14-15 -/85 119/107 457/135 518/149 283/119 -/92 -/77 -/81 586/119
10-11 13-14 -/81 8/93 280/113 465/131 378/121 65/98 -/81 -/84 666/126
11-12 12-13 -/80 -/87 105/98 373/116 424/123 230/105 -/87 -/85 719/133
4-5 19-20 136/26 187/44 258/36 23/27 -/16 -/17 -/17 -/16 62/27
5-6 18-19 159/76 391/95 482/101 184/77 -/46 -/37 -/41 -/41 140/56
6-7 17-18 64/90 460/125 594/156 346/121 -/78 -/56 -/58 -/59 237/77
7-8 16-17 -/87 414/133 621/165 488/142 83/101 -/72 -/65 -/72 359/96
56
8-9 15-16 -/83 260/119 579/155 551/145 207/114 -/86 -/74 -/76 482/105
9-10 14-15 -/78 93/95 461/121 551/138 327/120 -/92 -/76 -/77 572/119
10-11 13-14 -/77 -/84 283/102 502/124 428/122 91/98 -/79 -/78 650/122
11-12 12-13 -/74 -/80 105/91 413/107 479/124 260/102 -/85 -/79 691/126
Uwaga: W liczniku przedstawiono wartości natężenia promieniowania słonecznego bezpośredniego, a w mianowniku wartości natężenia
promieniowania słonecznego rozproszonego
Strumień ciepła QR , przenikający przez
przegrodę przezroczystą, wywołany
promieniowaniem słonecznym
2 2 2 2 2 2
2 2 2 2 2 2
QR = qsz Asz + qsz Asz , W,
= +
( )
( )
2
- natężenie promieniowania
qsz
słonecznego, doprowadzonego do
pomieszczenia przez 1 m2
nasłonecznionej powierzchni szyby,
W/m2;
2 2
qsz - natężenie promieniowania
słonecznego, doprowadzonego do
słonecznego, doprowadzonego do
pomieszczenia przez 1 m2 powierzchni
szyby, znajdującej się w cieni, W/m2;
2
Asz - pole nasłonecznionej powierzchni
szyb, m2;
2 2
Asz - pole powierzchni szyb, znajdującej
się w cieni, m2;
W lipcu o godzinie 12 obserwują się
maksymalne wartości natężenia
promieniowania słonecznego (bezpośredniego i
rozproszonego) doprowadzonego do
rozproszonego) doprowadzonego do
pomieszczenia przez płaszczyznę szkła (dla
szerokości geograficznej północnej 52C przy
południowej orientacji szyb)
Tablica 1
Wartości natężenia promieniowania słonecznego bezpośredniego i rozproszonego doprowadzonego do pomieszczenia przez płaszczyznę zwykłego
szkła o grubości 3 mm w lipcu dla różnych szerokości geograficznych orientacjach przy różnych orientacjach szyb
Natężenie promieniowania słonecznego W/m2
Czas
słoneczny, h
przez pionową powierzchnię szkła z orientacją
Szerokość
przez
geograficzna
do południa poziomą
północna
powierzchnia
N NE E SE S SW W NW
do południa po południu
szkła
po południu
po południu
N NW W SW S SE E NE
5-6 18-19 102/56 301/69 371/73 116/52 -/31 -/28 -/28 -/28 57/42
6-7 17-18 26/69 391/98 497/119 272/91 -/59 -/43 -/44 -/44 158/62
7-8 16-17 -/71 337/106 545/129 398/110 13/76 -/55 -/53 -/53 291/73
52 197/97 498/123 448/114 94/85 -/63 -/57 -/58 419/82
8-9 15-16 -/67
9-10 14-15 -/63 42/79 374/100 429/110 206/87 -/67 -/59 -/60 508/87
10-11 13-14 -/60 -/69 193/84 363/98 299/90 14/72 -/60 -/62 585/93
11-12 12-13 -/59 -/65 37/72 231/87 344/91 150/78 -/65 -/63 630/98
Uwaga: W liczniku przedstawiono wartości natężenia promieniowania słonecznego bezpośredniego, a w mianowniku wartości natężenia
promieniowania słonecznego rozproszonego
Dla pionowych szyb, wystawionych w kierunku
słońca, ( i które mogą być częściowo
zacienione) natężenie promieniowania
słonecznego oblicza się z zależności
2 2 2
qsz = qbp + qr K1K2K3K4 , W/m2
( )
2
qbp = 344W/m2 wartość natężenia
promieniowania słonecznego bezpośredniego
doprowadzonego do pomieszczenia przez
płaszczyznę zwykłego szkła o grubości 3 mm
(zob. tab. 1);
2
W/m2
qr = 91 wartość natężenia
promieniowania słonecznego rozproszonego
doprowadzonego do pomieszczenia przez
płaszczyznę zwykłego szkła o grubości 3 mm
(zob. tab. 1);
K = 0,90 - współczynnik korygujący,
K1 = 0,90 - współczynnik korygujący,
uwzględniający wpływ rodzaju szkła oraz
urządzeń przeciwsłonecznych. Współczynnik
określono na podstawie tab. 7.10 (Malicki).
uwzględniając okno podwójnie oszklone, szkło
do 3 mm, bez zasłon;
współczynnik korygujący,
K2 = 0,73
uwzględniający udział powierzchni szkła w
powierzchni okna w świetle muru. Współczynnik
określono na podstawie (zob. tab. 12 załącznika)
określono na podstawie (zob. tab. 12 załącznika)
uwzględniając okno drewniane podwójnie oszklone
(powierzchnia otworu okiennego w świetle muru Asz
= 5,0 m2);
K3 =1,0 - współczynnik korygujący,
uwzględniający wpływ stopnia
zanieczyszczenia powierzchni szkła.
Współczynnik określono na podstawie
tab. 2 uwzględniając szkło czyste;
Tablica 2 Wartości współczynnika K3
Stężenie zapylenia
Stopień Wartość
powietrza w
zanieczyszczenia szkła współczynnika K3
pomieszczeniu, mg/m3
Znaczny e"10 0,85
Umiarkowany (510) 0,9
Nieznaczny <5 0,95
Czyste szkło 1,0
K4 = 0,75 - współczynnik przezroczystości,
uwzględniający stopień zanieczyszczenia atmosfery.
Współczynnik określono na podstawie tab. 3
uwzględniając atmosferę czystą.
Tablica 3
Wartości współczynnika K
Wartości współczynnika K4
Wartości współczynnika K4 przy atmosferze
Zanieczyszczonej
czystej (w obszarach przemysłowych dla 4468 szerokości
(niezależnie od typu
geograficznej północnej)
promieniowania
dla szyb wystawionych w dla szyb znajdujących się
nasłonecznego)
czasie obliczeniowym w w czasie obliczeniowym
kierunku słońca w cieniu
1,0 0,75 1,75
Natężenie promieniowania słonecznego dla
pionowych szyb, wystawionych w kierunku słońca
2
qsz = 344 + 91 "0,90 "0,73"1,0" 0,75 =
( )
W/m2
= 214
Strumień ciepła wywołany promieniowaniem
Strumień ciepła wywołany promieniowaniem
słonecznym z uwzględnieniem sześciu okien:
2 2 2 2 2 2
QR = qsz Asz + qsz Asz = 214 "5,0" 6 + 0 =
( ) ( )
W=6,42kW
= 6,42"103
W przypadku przyjęcia podwójnego szkła jako
wzorcowego
Dla pionowych szyb, wystawionych w kierunku
słońca, ( i które mogą być częściowo zacienione)
natężenie promieniowania słonecznego oblicza się z
zależności
2 2
2 2
K , W/m2, (2)
K4, W/m2, (2)
q = q K K K
qsz = qcK1K2K3
2
qc = 354 - wartość natężenia promieniowania
słonecznego całkowitego doprowadzonego do
pomieszczenia przez płaszczyznę zwykłego szkła
podwójnego, zob. tab. 10-11), W/m2;
- współczynnik korygujący,
K1 =1,0
uwzględniający wpływ rodzaju szkła oraz urządzeń
przeciwsłonecznych. Współczynnik określono na
przeciwsłonecznych. Współczynnik określono na
podstawie tab. 15 załącznika. uwzględniając okno
podwójnie oszklone, bez zasłon;
współczynnik korygujący,
K2 = 0,73
uwzględniający udział powierzchni szkła w
powierzchni okna w świetle muru. Współczynnik
określono na podstawie (zob. tab. 12 załącznika)
uwzględniając okno drewniane podwójnie oszklone
(powierzchnia otworu okiennego w świetle muru Asz
(powierzchnia otworu okiennego w świetle muru Asz
= 5,0 m2);
K3 =1,0 - współczynnik korygujący,
uwzględniający wpływ stopnia zanieczyszczenia
powierzchni szkła. Współczynnik określono na
podstawie tab. 2 uwzględniając szkło czyste.
2 2
K4 =
qsz = qcK1K2K3
2
2
qsz = 354"1,0" 0,73"1,0 = 258 W/m
qsz = 354"1,0" 0,73"1,0 = 258 W/m2
Zyski ciepła od nasłonecznienia z
uwzględnieniem akumulacji ciepła
przez wewnętrzne przegrody.
(przy braku urządzeń przeciwsłonecznych
na zewnątrz)
Qo = QR ,
ł ł
A1m1 + A2m2 + A3m3 + 0,5A4m4 +1,5A5m5
ł ł
A1 + A2 + A3 + A4 + A5
ł łł
A1, A2, A3 pola powierzchni poszczególnych
ścian wewnętrznych pomieszczenia, m2;
A4, A5 odpowiednio pola powierzchni stropu
i podłogi, m2;
m1, m2, m3, m4, m5 współczynniki
m1, m2, m3, m4, m5 współczynniki
uwzględniające akumulację ciepła odpowiednio
ścianami wewnętrznymi, stropem i podłogą,
które przyjmują się dla każdej poszczególnej
przegrody wewnętrznej pomieszczenia według
tab. 7
Tabela 7. Wartości współczynnika m uwzględniającego akumulację ciepła.
Wartość współczynnika m w
zależności od długotrwałości
Obliczeniowa
obserwacji na fasadzie
grubość
Materiał konstrukcji
budynku promieniowania
konstrukcji , cm
słonecznego bezpośredniego, h
12 10 8 6
3,5 0,78 0,71 0,64 0,45
5 0,70 0,64 0,55 0,45
Beton, żelbet, 10 0,60 0,53 0,45 0,38
kamenie naturalne 15 0,53 0,48 0,42 0,36
28 0,45 0,41 0,36 0,31
e"40 0,42 0,40 0,35 0,30
6 0,74 0,65 0,57 0,49
Mur z cegły, 13 0,60 0,55 0,49 0,43
Betony lekki 19 0,58 0,53 0,47 0,42
e"26 0,55 0,55 0,45 0,41
Wyroby gipsowe 5 0,88 0,84 0,79 0,72
Drewno i materiały
2,5 0,84 0,81 0,75 0,69
drewnopochodne
Materiały
termoizolacyjne;
masa plastyczna
e"5 1 0,99 0,98 0,95
porowata; polimery
porowate
Uwagi:
1.W wielowarstwowych przegrodach budowlanych
należy uwzględniać tylko podstawową, bliższą do
promieniowanej powierzchni warstwę.
2.Jako obliczeniowe grubości ścian i przegród,
rozdzielających dwa przyległe pomieszczenia
ogrzewane Słońcem, należy przyjmować połowę
ich grubości faktycznych.
ich grubości faktycznych.
3.Przy orientacji szyby na S, SW i W przedstawione
wartości m należy pomnożyć przez 1,2.
4.Długotrwałość obserwowania na fasadzie
budynku promieniowania słonecznego
bezpośredniego może być określona na podstawie
tab. 10, 11, 13 załącznika (tab. 1, 7-c).
Tablica 1
Wartości natężenia promieniowania słonecznego bezpośredniego i rozproszonego doprowadzonego do pomieszczenia płaszczyznę zwykłego szkła o
grubości 3 mm w lipcu dla różnych szerokości geograficznych orientacjach przy różnych orientacjach szyb
Natężenie promieniowania słonecznego W/m2
Czas
słoneczny, h
przez pionową powierzchnię szkła z orientacją
przez
Szerokość
do południa poziomą
geograficzna
powierzchnia
N NE E SE S SW W NW
północna
do południa po południu
szkła
po południu
N NW W SW S SE E NE
11-12 12-13 -/59 -/67 37/72 251/84 317/88 106/78 -/65 -/65 643/98
5-6 18-19 102/56 301/69 371/73 116/52 -/31 -/28 -/28 -/28 57/42
6-7 17-18 26/69 391/98 497/119 272/91 -/59 -/43 -/44 -/44 158/62
7-8 16-17 -/71 337/106 545/129 398/110 13/76 -/55 -/53 -/53 291/73
52 197/97 498/123 448/114 94/85 -/63 -/57 -/58 419/82
8-9 15-16 -/67
9-10 14-15 -/63 42/79 374/100 429/110 206/87 -/67 -/59 -/60 508/87
10-11 13-14 -/60 -/69 193/84 363/98 299/90 14/72 -/60 -/62 585/93
11-12 12-13 -/59 -/65 37/72 231/87 344/91 150/78 -/65 -/63 630/98
Uwaga: W liczniku przedstawiono wartości natężenia promieniowania słonecznego bezpośredniego, a w mianowniku wartości natężenia
promieniowania słonecznego rozproszonego
Długotrwałości obserwacji na fasadzie
budynku promieniowania słonecznego
bezpośredniego = od 7 do 17 , 10h
Opory cieplne przewodzenia
poszczególnych warstw ściany wewnętrznej.
Przekrój ściany wewnętrznej.
[W/(m"K)]
WARSTWA d [m] R [m2K/W]
Tynk
cementowo -
wapienny 0,02 0,90 0,022
Ściana z
bloczków betonu
bloczków betonu
komork. 0,12 0,4 0,3
Tynk
cementowo -
1
2 3
wapienny 0,02 0,90 0,022
" = 0,34
m2;
A1 =15 4,4 = 66 m1 = 0,65"1,2 = 0,78
A2 =15 4,4 = 66 m2; m2 = 0,65"1,2 = 0,78
Przekrój podłogi
A4 =1515 = 225 m2; m4 = 0,99 "1,2 =1,19
Przyjmujemy
m4 =1,0
Opory cieplne przewodzenia poszczególnych warstw podłogi
[W/(m"K)]
Lp. WARSTWA [m] R [m2K/W]
1 Płytki ceramiczne 0,02 1,05 0,02
2 Beton z kruszywa 0,03 1,00 0,03
3 Styropian 0,08 0,05 1,6
3 Styropian 0,08 0,05 1,6
4 Płyta żelbetowa 0,15 1,8 0,08
" = 1,73
1
2
3
4
Przekrój podłogi
1
2
3
4
Opory cieplne przewodzenia poszczególnych warstw podłogi
[W/(m"K)]
[W/(m"K)]
Lp. WARSTWA d[m] R [m2K/W]
Lp. WARSTWA d[m] R [m K/W]
1 Płytki ceramiczne 0,02 1,05 0,02
2 Beton z kruszywa 0,03 1,00 0,03
3 Styropian 0,08 0,05 1,6
4 Płyta żelbetowa 0,15 1,8 0,08
" = 1,73
m2;
A4 =1515 = 225 m4 = 0,99 "1,2 =1,19
Przyjmujemy
m4 = 1,0
Zyski ciepła przez nasłonecznienie przez
przegrody przezroczyste:
66" 0,78 + 66 " 0,78 + 225"1,0
66" 0,78 + 66 " 0,78 + 225"1,0
ł
ł
Q = 6,42ł =
Qo = 6,42ł =
ł ł
ł ł
66 + 66 + 225
ł łł
= 5,90 kW
Składowa wartości całkowitego strumienia
cieplnego przez przegrody przezroczyste, wskutek
różnicy temperatur powietrza po obydwóch jej
strony oraz wskutek absorpcji promieniowania
słonecznego całkowitego zewnętrzną powierzchnią
słonecznego całkowitego zewnętrzną powierzchnią
przegrody przezroczystej, oblicza się wg wzoru
u
Q"t = ts - tp Asz Rsz , W
( )
u
ts = tz + "tr - umowna słoneczna temperatury
powietrza zewnętrznego, C;
tz = 28,4 chwilowa temperatura powietrza
z
zewnętrznego, C (zob. tab. 1 załącznika (dla 12 h
Polska Południowa);
2 2 2
IcAsz + Ir Asz
sz ( )
"tr = K2 różnica temperatur
2 2 2
ąz Asz + Asz
równoważna oddziaływaniu promieniowania
słonecznego;
sz = 0,25- współczynnik pochłaniania
promieniowania słonecznego przez powierzchnię
przegrody przezroczystej (zob. tabl. 7-b), (dla okna
podwójnie oszklonego, bez zasłon).
podwójnie oszklonego, bez zasłon).
ąz współczynnik przejmowania ciepła na
zewnętrznej powierzchni przegrody, który można
wyznaczyć dla okresu ciepłego ze wzoru w
zależności od prędkości wiatru (przy obliczeniach
układów wentylacyjnych można przyjmować
=23 W m2 " K )
ąz
( )
Tablica 7-b
Wartości współczynnika K1, uwzględniającego wpływ rodzaju szkła oraz urządzeń
przeciwsłonecznych, współczynnika pochłaniania promieniowania słonecznego sz i oporu
cieplnego Rsz dla okien
Wartości
współczynnika
pochłaniania
Opór cieplny promieniowania
Współczynnik
Rodzaj szkła lub oszklenia okna Rsz, słonecznego przez
K1
powierzchnie
(m2"K)/W
przegród
przezroczystych
przezroczystych
sz
Okna podwójne oszklone
Okna bez zasłon:
" szkło 2,53,5 mm 0,9 0,34 0,25
0,8 0,4
" szkło 46 mm
Żaluzje wewnętrzne:
" jasne
0,53 1,2
0,38
" dość jasne 0,6 1,7
0,64 2,0
" ciemne
C temperatura powietrza w
tp = 31,4
pomieszczeniu, C (w przypadku projektowania
urządzeń wentylacyjnych
tp = tz + "t = 28,4 + 3,0 = 31,4C,
tp = tz + "t = 28,4 + 3,0 = 31,4C,
( "t = 3 5 C);
( )
Rsz = 0,34 (m2"K)/W opór cieplny okna (zob.
tab. 7-b);
= 604 W/m2 wartość natężenia
Ic
promieniowania słonecznego całkowitego
doprowadzanego do zewnętrznej powierzchni
przegród przezroczystych (zob. tab. 13 załącznika),
W/m2;
współczynnik korygujący,
K2 = 0,73
=
2
uwzględniający udział powierzchni szkła w
powierzchni okna w świetle muru. Współczynnik
określono na podstawie (zob. tab. 12 załącznika)
uwzględniając okno drewniane podwójnie oszklone
(powierzchnia otworu okiennego w świetle muru Asz
= 5,0 m2);
2 2 2
IcAsz + Ir Asz
sz ( )
"tr = K2 =
2 2 2
ąz Asz + Asz
0,25 604 "30,0
C
= " 0,73 = 4,8
23,0 30,0
u
C
ts = tz + "tr = 28,4 + 4,8 = 33,2
u
Q"t = ts - tp Asz Rsz =
( )
= 33,2 - 31,4 "30,0 0,34 =159 W= 0,16kW
( )
Sumaryczne zyski ciepła przez nasłonecznienie
przez przegrody przezroczyste
"Q = Q + Q = 5,90 + 0,16 = 6,06
"Q = Qo + Q"t = 5,90 + 0,16 = 6,06 kW
o
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Naslonecznienie Nieprzezroczeste Wentylacja Wroclawwroclaw metody oddz psychologicznych wiedza spoleczna reprezNaslonecznienie Nieprzezroczeste WentylacjaPełzająca germanizacja WrocławiaWROCŁAWwroclaw metodyoddzpsychwroclaw gorywięcej podobnych podstron