WYBRANE PRZYKŁADY ZASTOSOWANIA MATERIAŁÓW PCM W BUDOWNICTWIE

Istnieją różne możliwości ograniczenia wpływu oddziaływania środowiska na
wnętrze budynku, a w konsekwencji na ograniczenie zapotrzebowania na energię
do ogrzewania lub chłodzenia. Jedną z innowacyjnych metod jest zastosowanie
materiałów zmienno-fazowych tzw. PCM (Phase Change Materials), zintegrowanych
ze strukturą budynku. W referacie zawarto wybrane informacje dotyczące
stosowania materiałów zmiennofazowych PCM w budownictwie, a także przedstawiono
wyniki własnych analiz. Efektywne zwiększenie pojemności cieplnej
budynku, bez zwiększania jego masy, a wręcz zmniejszając ją, można osiągnąć
poprzez zastosowanie rozważanych materiałów zmiennofazowych. Materiały
PCM stosowane w budownictwie ulegają przemianie fazowej (topnieniezestalanie)
o bardzo dużej entalpii przemiany, zachodzącej w zakresie zmian temperatury
w pomieszczeniu. Materiały te są w stanie przejąć duży strumień ciepła
nieznacznie tylko zmieniając swoja temperaturę. W referacie przedstawiono podstawowe
technologie integracji materiałów zmiennofazowych z materiałami budowlanymi.
Na podstawie opracowanego modelu matematycznego procesów
cieplnych zachodzących w zewnętrznych przegrodach budowlanych zawierających
materiał PCM przeprowadzono obliczenia symulacyjne dynamiki procesów
cieplnych zachodzących w takich przegrodach w zmiennych warunkach otoczenia
zewnętrznego z uwzględnieniem oddziaływania promieniowania słonecznego.
W referacie przedstawiono interpretację graficzną wybranych wyników analiz
symulacyjnych zachowania się przykładowej przegrody nieprzezroczystej i przezroczystej
obudowy budynku. Na podstawie wyników tej analizy sformułowano
wnioski co do celowości stosowania pewnych rozwiązań strukturalno – materiałowych
obudowy budynku zawierających materiały PCM w naszych warunkach
klimatycznych.

Pełny tekst (pdf)

[1] Pérez-Lombard L., Ortiz J., Pout Ch.: A review on buildings energy consumption
information, Energy and Buildings. vol. 40, 2008, pp. 394–398.
[2] Zhang Y., Zhou G., Lin K., Zhang Q., Di H.: Application of latent heat thermal
energy storage in buildings: State-of-the-art and outlook, Building and Environment.
vol. 42, 2007, pp. 2197–2209.
[3] Zalba B., Martyn J.M., Cabeza L.F., Mehling H.: Review on thermal energy storage
with phase change: materials, heat transfer analysis and applications, Applied
Thermal Engineering: vol. 23, No 25, 2003, pp. 251–283, Applied Thermal Engineering:
vol. 23, No 25, 2003, pp. 251–283.
38 D. A. Chwieduk
[4] Chwieduk D. Dynamics of external wall structures with a PCM (phase change materials)
in high latitude countries. Energy 59 (2013) pp. 301-313.
[5] Chwieduk D. (2011) Energetyka Słoneczna Budynku. Arkady, Warszawa.