ZASTOSOWANIA MATERIAŁÓW PCM WE WSPÓŁPRACY Z PRZEGRODAMI TRANSPARENTNYMI

Poniższy artykuł stanowi przegląd wiedzy na temat przykładów wykorzystania materiałów PCM ( ang. phase change materials) w celu modyfikacji transparentnych przegród budowlanych. W związku z powstawaniem nowych sposobów wykorzystywania PCM w przegrodach przezroczystych, konieczne jest usystematyzowanie wiedzy w tym zakresie. W artykule przedstawiono zasadnicze właściwości substancji zmiennofazowych uzasadniające ich coraz częstsze stosowanie w budownictwie, występujące na runku budowlanym produkty modyfikowane w/w substancjami, jak i wyniki badań prowadzonych nad nowymi, dotychczas nie stosowanymi w budownictwie zastosowaniami PCM-ów. Autor odnosi się do prac, w których opisano różne możliwości stosowania w/w materiałów w celu zwiększenia, między innymi, bezwładności cieplnej przegród budowlanych. Przedstawione zostały zastosowania PCM-ów zarówno w przegrodach nieprzeziernych i przeziernych, z przewagą ostatniej z wymienionych grup. W pracach przedstawiających zalety i wady modyfikowania przegród transparentnych materiałami PCM autorzy odnoszą się przede wszystkim do zwiększenia bezwładności cieplnej przegrody, a co za tym idzie zmniejszenia wrażliwości przeszkleń na zmianę warunków atmosferycznych i natężenia promieniowania słonecznego. Autor zwraca uwagę na czynniki takie jak zakres i wartość temperatury przemiany fazowej, charakter substancji, powtarzalność cykli topnienie- krzepnięcie, zmiany objętości związanych ze zmianą stanu skupienia, przewodność cieplną substancji. Dodatkowo w zależności od chęci ograniczenia przegrzewania lub przechłodzenia pomieszczeń znaczenie ma również sposób oraz miejsce aplikacji PCM-ów. Powyższe czynniki mają znaczący wpływ na skuteczność wymienionych w artykule rozwiązaniach. Przeważająca ilość prac naukowych opisujących wykorzystanie substancji zmiennofazowych w budownictwie odnosi się do nieprzezroczystych przegród budowlanych, co świadczy o niekonwencjonalnym ujęciu niniejszej pracy.

Pełny tekst (pdf)

[1] Soares N, Costa J.J, Gaspar A. R, Santos P:Review of passive PCM latent heat thermal energy storage systems towards buildings’ energy efficiency, Energy and Buildings Volume 59, April 2013, Pages 82–103.

[2] Grynning S, Goia F, Rognvik E, Time B: Possibilities for characterization of a PCM window system using large scale measurements, International Journal of Sustainable Built Environment Volume 2, Issue 1, June 2013, Pages 56–64.

[3] Kamal A.R. Ismail ,Carlos T. Salinas, Henriquez J.R: Comparison between PCM filled glass windows and absorbing gas filled window, Energy and BuildingsVolume 40, Issue 5, 2008, Pages 710–719.

[4] Gomes G. M, Santos A.J, Moret Rodrigues A: Solar And Visible Optical Properties of Glazing Systems With Venetian Blinds: Numerical, Experimental And Blind Control Study, Building And Environment Volume 71, January 2014, Pages 47–59.

[5] Kuhn T. E: Solar Control: A General Evaluation Method For Facades With Venetian Blinds Or Other Solar Control Systems, Energy And Buildingsvolume 38, Issue 6, June 2006, Pages 648–660.

[6] Silva T, Vicente R, Rodrigues F, Samagaio A, Cardoso C: Development of a Window Shutter with Phase Change Materials: full scale outdoor Experimental Approach, Energy And Buildings Volume 88, 1 February 2015, Pages 110–121.

[7] Esam M. Alawadhi E. M: Using Phase Change Materials In Window Shutter To Reduce The Solar Heat Gain,  Energy And Buildings Volume 47, April 2012, Pages 421–429.

[8] Ismail K. A. R, Henriequez J. R ,,Pcm Glazing Systems” International Journal Of Energy Research, Vol. 21, 1241–1255 (1997).

[9] Heim D: Efektywna Głębokość Wnikania Ciepła W Przegrodzie Pełnej Wypełnionej Mfz, Budownictwo I Inżynieria Środowiska Zeszyt 58 Nr3/2011/3 Rzeszów 2011.

[10] Heim D., Janicki M:Wpływ doboru typowych rozwiązań przegród transparentnych na zyski ciepła przez fasadę podwójną, Budownictwo i Inżynieria Środowiska Kwartalnik z.58, 3/2011/III Rzeszów 2011.

[11] Musiał M: Zastosowania materiałów zmiennofazowych (PCM) w budownictwie, s.42-45, 2015 DOM WYDAWNICZY MEDIUM, IZOLACJE, z.(195).

[12] Shamberger P. J., Reid T: Thermophysical Properties of Potassium Fluoride Tetrahydrate from (243 to 348) K, Jurnal of chemical & engineering data 2013, 58, 294-300.

[13] Jaworski M: Materiały zmiennofazowe (pcm) w               budownictwie – właściwości i rodzaje, www.izolacje.com.

[14] Hsino M., Pasławski J: Materiały zmiennofazowe jako modyfikator betonu dojrzewającego w klimacie gorącym i suchym, www.izolacje.com.

[15] Xiangfa Z.,  Hanning X., Feng J., Changrui Z., Yonggang J: Preparation and thermal properties of paraffin/porous silica ceramic composite, Composites Science and Technology 69 (2009) 1246–1249.

[16] Xiangfa Z.,  Hanning X., Feng J., Changrui Z., Yonggang J: Pore structure modification of silica matrix infiltrated with paraffin as phase change material, Chemical Engineering Research and Design 8 8 (2010) 1013–1017.

[17] Yajuan Z., Quangui G., Sizhong L., Jingli S., Lang L: Heat transfer enhancement of paraffin wax using graphite foam for thermal energy storage, Solar Energy Materials & Solar Cells 94 (2010) 1011–1014.

[18] Lichołai L., Krasoń J: Badania laboratoryjne cieplnego funkcjonowania przegród kolektorowo-akumulacyjnych modyfikowanych materiałem zmienno-fazowym, Fizyka budowli  w teorii i praktyce. tom VII, nr 2 2015, s. 39-44.