BADANIE PRZEGRODY ZAWIERAJĄCEJ MATERIAŁ FAZOWO ZMIENNY W WARUNKACH IN SITU

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych lekkiej przegrody
zawierającej warstwę z dodatkiem materiału fazowo zmiennego. Dla tradycyjnych
materiałów budowlanych wartość ciepła właściwego nie przekracza 2 kJ/kgK.
Materiały zmienno fazowe charakteryzują się znacznie większą efektywną
pojemnością cieplną, która w danym zakresie temperatury (odpowiadającej
przemianie fazowej) może być nawet kilkadziesiąt razy większa. Przekłada to się
na możliwość akumulowania większej ilości energii cieplnej przez taką samą ilość
zastosowanego materiału. Celem stosowania materiałów ulegających przemianie
fazowej w elementach budowlanych jest znaczne zwiększenie pojemności
cieplnej obiektu przy jednoczesnym zachowaniu niskiego ciężaru konstrukcji.
Pomimo dużego teoretycznego potencjału aplikacji PCM w elementy obiektów
budowlanych problematyczne jest określenie ich rzeczywistej skuteczności. Charakteryzują
się bowiem bardzo dużą wrażliwością na wiele czynników między innymi
na warunki klimatyczne, w których zlokalizowany jest dany obiekt.
Badania wykonano dla lekkiej przegrody umieszczonej wewnątrz istniejącego
pomieszczenia. Głównym celem pomiarów była weryfikacja korzystnego wpływu
materiałów fazowo zmiennych na warunki termiczne w obiektach zlokalizowanych
w polskich warunkach pogodowych. Przeprowadzone badania są kontynuacją
analiz prowadzonych w komorze klimatycznej. Pomiar poszczególnych parametrów
jest podstawą oceny wpływu materiałów fazowo zmiennych na możliwości
akumulacyjne przegród w warunkach rzeczywistych.
Do tej pory wykonano liczne symulacje oraz badania w warunkach laboratoryjnych
w komorze klimatycznej. Niezbędnym etapem jest weryfikacja tych rozwiązań
w warunkach rzeczywistych (uwzględniająca również wpływ nasłonecznienia).

Pełny tekst (pdf)

[1] Berrouga F., Lakhala E.K., Omaria M. El, Faraji M., Qarniac H. El.: Thermal performance
of a greenhouse with a phase change material north wall, Energy and
Buildings 43 (2011) 3027–3035.
[2] Chi-ming Lai, R.H. Chen, Ching-Yao Lin, Heat transfer and thermal storage behaviour
of gypsum boards incorporating micro-encapsulated PCM, Energy and Buildings
42 (2010) 1259–1266.
[3] Chwieduk D., Wybrane aspekty stosowania materiałów zmiennofazowych w przegrodach
zewnętrznych w polskich warunkach klimatycznych, Zeszyty naukowe Politechniki
Rzeszowskiej, Budownictwo i Inżynieria Środowiska z. 59 (2/2012/II).
[4] Heim D., Clarke JA., Numerical modelling and thermal simulation of PCM–
gypsum composites with ESP-r. Energy Build, UK 2004;36(8):795–805.
[5] Nowak K., Zastawna-Rumin Anna.: Badanie i analiza przegrody z dodatkiem materiałów
fazowo – zmiennych w warunkach niestacjonarnych, Fizyka Budowli
w Teorii i Praktyce 2013, 291-296.
[6] Oliver A., Thermal characterization of gypsum boards with PCM included: Thermal
energy storage in buildings through latent heat, Energy and Buildings 48
(2012) 1–7.
[7] http://meteo.kdwd.webd.pl [dostęp 00.11.2014 r.].
[8] Rdriguez-Ubinas E., Arranz Arranz B., Vega Sánchez S., Neila González F.J, Influence
of the use of PCM drywall and the fenestration in building retrofitting, Energy
and Buildings 65 (2013) 464–476.
[9] Soares N., Costab J.J., Gasparb A.R., Santosc P.: Review of passive PCM latent
heat thermal energy storage systems towards buildings’ energy efficiency, Energy
and Buildings 59 (2013) 82–103.
[10] Wnuk R.: Magazynowanie ciepła, pozyskanego z energii promieniowania słonecznego,
z wykorzystaniem materiałów fazowo-zmiennych, w budownictwie, II Konferencja
SOLINA 2008, Innowacyjne Rozwiązania Materiały i Technologie dla
Budownictwa.
[11] Wnuk R.: Bilans energetyczny pomieszczenia ze strukturalnym, funkcjonującym w
cyklu dobowym, magazynem ciepła z materiałem fazowo-zmiennym, Czasopismo
Techniczne 2009 Z. 5. Budownictwo Z. 1-B 269-277.