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 by栜ciana 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 znajomoœæ 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