ΗΛΙΑΚΟΥ-ΤΟΙΧΟΥ

9
ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΙΧΟΥ TROMBE & ΤΟΙΧΟΥ ΜΑΖΑΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΜΕΝΩΝ ΩΣ ΔΕΞΑΜΕΝΗ ΝΕΡΟΥ ΜΕ ΤΟΙΧΩΜΑΤΑ ΑΠΟ ΜΑΡΜΑΡΟ Α1) ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΗΛΙΑΚΟΥ ΤΟΙΧΟΥ Ο ηλιακός τοίχος Trombe και ο ηλιακός τοίχος μάζας αποτελούν στοιχεία βιοκλιματικού σχεδιασμού ενός κτηρίου που τοποθετούνται συνήθως στο νότιο τμήμα του κελύφους του και χωρίς τη χρήση πρόσθετου μηχανολογικού εξοπλισμού συμβάλλουν στη μείωση των θερμικών απωλειών του κτηρίου αλλά, κυρίως, στην μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας (που προσπίπτει στις νότιες επιφάνειες του κτηρίου) σε ωφέλιμη θερμότητα χώρου. Μια τυπική μορφή τοίχου Trombe έχει ως εξής (κατακόρυφη τομή στην διεύθυνση Β –Ν) : ΙΝ OUT Από τα βέλη της εικόνας γίνεται εμφανής η ενεργειακή λειτουργία του τοίχου Trombe. Τμήμα της ενέργειας της ηλιακής ακτινοβολίας φθάνει μέχρι την σκούρα εξωτερική επιφάνεια του τοίχου όπου μετατρέπεται σε θερμότητα, η οποία μεταφέρεται στο εσωτερικό του χώρου δια αγωγιμότητας μέσω του τοιχώματος και δια μεταφοράς με την βοήθεια του ανερχόμενου ρεύματος αέρα στο διάκενο. Η ανύψωση της θερμοκρασίας της σκούρας επιφάνειας καθώς και του αέρα του διακένου προκαλεί ταυτόχρονα θερμικές απώλειες προς το περιβάλλον. Παρόμοια είναι και η λειτουργία του Τοίχου Μάζας, μόνο που στην περίπτωση αυτή δεν υπάρχουν θυρίδες κυκλοφορίας αέρα και επομένως η μεταφορά της θερμότητας προς το εσωτερικό του χώρου γίνεται μόνο μέσω του τοιχώματος δια αγωγής.

description

ΗΛΙΑΚΟΥ-ΤΟΙΧΟΥ

Transcript of ΗΛΙΑΚΟΥ-ΤΟΙΧΟΥ

Page 1: ΗΛΙΑΚΟΥ-ΤΟΙΧΟΥ

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΙΧΟΥ TROMBE & ΤΟΙΧΟΥ ΜΑΖΑΣ

ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΜΕΝΩΝ ΩΣ ΔΕΞΑΜΕΝΗ ΝΕΡΟΥ ΜΕ ΤΟΙΧΩΜΑΤΑ ΑΠΟ

ΜΑΡΜΑΡΟ

Α1) ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΗΛΙΑΚΟΥ ΤΟΙΧΟΥ

Ο ηλιακός τοίχος Trombe και ο ηλιακός τοίχος μάζας αποτελούν στοιχεία

βιοκλιματικού σχεδιασμού ενός κτηρίου που τοποθετούνται συνήθως στο νότιο

τμήμα του κελύφους του και χωρίς τη χρήση πρόσθετου μηχανολογικού εξοπλισμού

συμβάλλουν στη μείωση των θερμικών απωλειών του κτηρίου αλλά, κυρίως, στην

μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας (που προσπίπτει στις νότιες επιφάνειες του

κτηρίου) σε ωφέλιμη θερμότητα χώρου.

Μια τυπική μορφή τοίχου Trombe έχει ως εξής

(κατακόρυφη τομή στην διεύθυνση Β –Ν) :

ΙΝ OUT

Από τα βέλη της εικόνας γίνεται εμφανής η ενεργειακή λειτουργία του τοίχου

Trombe. Τμήμα της ενέργειας της ηλιακής ακτινοβολίας φθάνει μέχρι την σκούρα

εξωτερική επιφάνεια του τοίχου όπου μετατρέπεται σε θερμότητα, η οποία

μεταφέρεται στο εσωτερικό του χώρου δια αγωγιμότητας μέσω του τοιχώματος και

δια μεταφοράς με την βοήθεια του ανερχόμενου ρεύματος αέρα στο διάκενο. Η

ανύψωση της θερμοκρασίας της σκούρας επιφάνειας καθώς και του αέρα του

διακένου προκαλεί ταυτόχρονα θερμικές απώλειες προς το περιβάλλον.

Παρόμοια είναι και η λειτουργία του Τοίχου Μάζας, μόνο που στην περίπτωση αυτή

δεν υπάρχουν θυρίδες κυκλοφορίας αέρα και επομένως η μεταφορά της θερμότητας

προς το εσωτερικό του χώρου γίνεται μόνο μέσω του τοιχώματος δια αγωγής.

Page 2: ΗΛΙΑΚΟΥ-ΤΟΙΧΟΥ

Α2) ΔΙΑΦΟΡΟΙ ΗΛΙΑΚΟI ΤΟΙΧΟI TROMBE

ΤΟΙΧΟΣ TROMBE από ΔΕΞΑΜΕΝΗ ΜΑΡΜΑΡΟΥ

ΙΝ OUT

ΤΟΙΧΟΣ TROMBE από ΠΛΙΝΘΟΔΟΜΗ

ΙΝ OUT

ΥΛΙΚΟ ΘΕΡΜ. ΑΓΩΓ. ΕΝΘΑΛΠΙΑ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΘΕΡΜΟΧ/ΤΑ

[ W/mK ] [ Wh/KgK ] [ Kg/Lit ] [ Wh/LitK ]

Μάρμαρο 2,8 0,255 2,6 0,665

Νερό 200 1,1714 1,0 1,1714

Δεξαμενή Μ-Ν 40 0,987 2,28 1,07

Σκυρόδεμα 2,0 0,278 2,2 0,612

Πλινθοδομή 0,75 0,278 1,7 0,528

Page 3: ΗΛΙΑΚΟΥ-ΤΟΙΧΟΥ

ΤΟΙΧΟΣ TROMBE από ΔΕΞΑΜΕΝΗ ΜΑΡΜΑΡΟΥ

ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΕΣ ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΕΣ

Κατασκευαστική

ΙΝ Λεπτομέρεια OUT

Κατασκευαστική Λεπτομέρεια :

Με την τοποθέτηση συνδετικού τμήματος μαρμάρου υπό γωνία (βλ. εικόνα άνω)

επιτυγχάνεται η εξής βελτίωση στην λειτουργία του τοίχου Trombe ή Μάζας :

Κατά την διάρκεια μιας ημέρας με ηλιοφάνεια η μεταφορά θερμότητας γίνεται από

την εξωτερική προς την εσωτερική επιφάνεια του τοίχου γίνεται κατά κύριο λόγο με

την κίνηση του περιεχόμενου νερού. Η θερμή εξωτερική επιφάνεια της δεξαμενής

θερμαίνει το νερό που βρίσκεται σε επαφή μαζί της, οπότε το νερό γίνεται

ελαφρύτερο και αποκτά μια ανοδική τάση. Αντίθετα, θερμό νερό της δεξαμενής

ερχόμενο σε επαφή με την ψυχρότερη εσωτερική επιφάνεια της δεξαμενής ψύχεται,

γίνεται βαρύτερο και αποκτά καθοδική τάση. Έτσι δημιουργείται ένα κυκλικό ρεύμα

νερού υποβοηθούμενο από το υπό γωνία τοποθετημένο τμήμα μαρμάρου, όπως

φαίνεται στην παραπάνω εικόνα, της οποίας η αντίστοιχη θερμική αγωγιμότητα

προσεγγίζει το 200.

Αντίθετα, το βράδυ και μετά την ψύξη του νερού της δεξαμενής, η εσωτερική της

επιφάνεια είναι θερμότερη από την εξωτερική της. Τείνει, επομένως να δημιουργηθεί

ένα αντίστροφο ρεύμα νερού, με αυτό που εφάπτεται της εσωτερικής επιφάνειας να

ανέρχεται και αυτό στην εξωτερική της επιφάνειας να κατέρχεται. Στο φαινόμενο

αυτό το λοξά τοποθετημένο άνω μάρμαρο αποτελεί φραγή ή τουλάχιστον εμπόδιο

κυκλοφορίας, αφού το θερμό νερό εγκλωβίζεται στην τριγωνική άνω απόληξη της

Page 4: ΗΛΙΑΚΟΥ-ΤΟΙΧΟΥ

δεξαμενής, η αγωγιμότητα του στάσιμου νερού πέφτει στο 0,7. Έτσι, μειώνονται οι

βραδινές θερμικές απώλειες του τοίχου, πέρα από την ύπαρξη ή όχι εξωτερικής

θερμομόνωσης για τον ηλιακό τοίχο.

Β) ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ

Β1) ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΗΛΙΑΚΩΝ ΤΟΙΧΩΝ

Η γενική αναλυτική λειτουργία ενός τοίχου Trombe περιγράφεται ως εξής :

Η ηλιακή ακτινοβολία που φθάνει στο διαφανές κάλυμμα του τοίχου Trombe

ανακλάται και απορροφάται από αυτό, όμως το μεγαλύτερο μέρος αυτής (>65%) το

διαπερνά και φθάνει στην σκούρα εξωτερική επιφάνεια του τοίχου. Εκεί

απορροφάται και αυτό αυξάνει κατ΄ αρχάς την θερμοκρασία της επιφάνειας αυτής.

Έτσι δημιουργείται διαφορά θερμοκρασίας τόσο με το εσωτερικό του χώρου του

κτηρίου όσο και με τον αέρα του διακένου και τον αέρα περιβάλλοντος. Ο αέρας του

διακένου θερμαίνεται, γίνεται ελαφρύτερος και ανεβαίνει προς τα πάνω (φυσικός

ελκυσμός), περνάει τις ανοιχτές άνω θυρίδες και εισέρχεται στο χώρο θερμαίνοντάς

τον. Ένα δεύτερο ωφέλιμο ρεύμα αέρα δημιουργείται με αγωγιμότητα μέσα από τον

τοίχο που λόγω αδράνειας αρχίζει να θερμαίνει το κτήριο αρκετές ώρες μετά την

έναρξη της ηλιοφάνειας, όμως το ρεύμα θερμότητας διά αγωγής ξεκινάει ταυτόχρονα

με το ρεύμα αέρα και «φορτίζει» θερμικά τον τοίχο.

Ταυτοχρόνως, έχουμε όμως απώλειες θερμότητας προς το περιβάλλον, από τον θερμό

αέρα του διακένου και από την ακτινοβολία του σκούρου τοίχου μέσω του διακένου

προς το περιβάλλον. Το τελευταίο είναι πολύ μειωμένο, λόγω της σχετικής

αδιαπερατότητας του διαφανούς καλύμματος στη συχνότητα της ακτινοβολίας του

τοίχου. Οι θερμικές απώλειες από το διαφανές κάλυμμα εξαιτίας του θερμού αέρα

που κινείται στο διάκενο αυξάνουν όσο αυξάνει η θερμοκρασία του αέρα διακένου,

όσο αυξάνεται η ταχύτητά του (αύξηση του εσωτερικού συντελεστή συναγωγής), όσο

μεγαλύτερη τραχύτητα έχει η σκούρα επιφάνεια του τοίχου (μετάβαση από τη στρωτή

στη τυρβώδη ροή), όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία περιβάλλοντος και όσο

υψηλότερη είναι η ταχύτητα του ανέμου.

Συνεπώς, για την αύξηση της απόδοσης ενός τοίχου Trombe, επιδιώκουμε τη

διατήρηση της θερμοκρασίας και της ταχύτητας του αέρα διακένου αλλά και του

τοίχου όσο πιο χαμηλά γίνεται, όμως αυτό έρχεται σε αντίθεση με την επιδίωξη να

μεταφέρουμε όσο το δυνατόν μεγαλύτερη θερμότητα στο εσωτερικό του χώρου μέσω

του αέρα. Αυτό βελτιώνεται αυξάνοντας τη θερμική αγωγιμότητα του τοίχου, όμως

στα συνήθη δομικά υλικά αυτό σημαίνει και μείωση της θερμοχωρητικότητάς τους με

αποτέλεσμα τελικά την αύξηση της θερμοκρασίας του τοιχώματος και τη μείωση της

θερμοροής. Το νερό αποτελεί ένα υλικό με υψηλή θερμική αγωγιμότητα και

ταυτόχρονα μεγάλη θερμοχωρητικότητα.

Η γενική αναλυτική λειτουργία ενός τοίχου μάζας περιγράφεται ως εξής :

Ο τοίχος Μάζας λειτουργεί όπως ο τοίχος Trombe, μόνο που δεν διαθέτει θυρίδες

επικοινωνίας με το εσωτερικό του κτηρίου. Η μεταφορά θερμότητας γίνεται μέσω

του τοίχου. Αυτό οδηγεί μεν στην αύξηση της θερμοκρασίας του αέρα διακένου άρα

Page 5: ΗΛΙΑΚΟΥ-ΤΟΙΧΟΥ

και της διαφοράς θερμοκρασίας που ενεργοποιεί τις θερμικές απώλειες προς το

περιβάλλον, όμως η σχεδόν ακινησία του αέρα διακένου μειώνει τον συντελεστή

απωλειών με συναγωγή και άρα και την θερμική ροή απωλειών. Ποια από τις δύο

παραμέτρους είναι ισχυρότερη, εξαρτάται κάθε φορά από τις συνθήκες λειτουργίας

και τον σχεδιασμό του τοίχου Μάζας.

Από τα παραπάνω προκύπτει ότι οι βασικές παράμετροι που επηρεάζουν την

απόδοσης ενός ηλιακού τοίχου Trombe ή ενός ηλιακού τοίχου Μάζας είναι οι εξής :

Η ηλιακή ακτινοβολίας στο διαφανές επίπεδο του τοίχου

Η θερμοκρασία περιβάλλοντος και η ταχύτητα του ανέμου

Η φωτοδιαπερατότητα του διαφανούς καλύμματος

Η απορροφητικότητα της σκούρας εξωτερικής επιφάνειας του τοίχου

Ο συντελεστής θερμικών απωλειών του διαφανούς καλύμματος

Η θερμική αγωγιμότητα και το πάχος του τοίχου

Η θερμοχωρητικότητα του υλικού πλήρωσης του τοίχου

Το μέγεθος των θυρίδων επικοινωνίας του τοίχου με τον εσωτερικό χώρο

Η ταχύτητα του αέρα στο διάκενο του τοίχου

Ο βαθμός απόδοσης, επομένως, ενός ηλιακού τοίχου εξαρτάται από κατασκευαστικές

παραμέτρους και κλιματικά δεδομένα, εφόσον όμως έχουν επιλεγεί οι πρώτες, ο

βαθμός απόδοσης αποτελεί μια συνάρτηση της ηλιακής ακτινοβολίας, της

θερμοκρασίας του χώρου και της θερμοκρασίας περιβάλλοντος – ταχύτητας ανέμου.

Η συνάρτηση αυτή προσεγγίζεται ικανοποιητικά από μια συνάρτηση πρώτου βαθμού

του τύπου Ν = Νmax – (ΔΤ/Ι)*Κtr, (τουλάχιστον μέσα στα πραγματικά όρια

λειτουργίας του τοίχου) όπου ο όρος ΔΤ/Ι εκφράζει τις κλιματικές συνθήκες και το

Ktr τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά του τοίχου.

Ο υπολογισμός της συνάρτησης του βαθμού απόδοσης ενός τοίχου Trombe ή ενός

Τοίχου Μάζας συνιστά μια ιδιαίτερη μαθηματική διαδικασία με βάση τους νόμους

της Μετάδοσης Θερμότητας, οι οποίοι κατά βάση είναι πειραματικοί. Κατά συνέπεια

ο καθορισμός της συνάρτησης αυτής απαιτεί τη χρήση ιδιαίτερου μαθηματικού

μοντέλου, ήτοι πρόγραμμα προσομοίωσης ηλιακού τοίχου.

Στην παρούσα μελέτη ο παραπάνω υπολογισμός - προσομοίωση έγινε με βάση το

πρόγραμμα “Trombe2014” / Ξενοφών Ζήσης / ΑΝΕΛΙΞΗ ΜΚΕ που χρησιμοποιείται

από την ΜΚΕ ΑΝΕΛΙΞΗ για παρόμοιους σκοπούς. Προσομοιώθηκαν τόσο

κλασσικοί τύποι τοίχου Trombe (με θυρίδες) όσο και τοίχοι χωρίς θυρίδες, ήτοι τοίχοι

μάζας από μάρμαρο – δεξαμενή νερού και παρόμοιοι υπολογισμοί έγιναν για λόγους

σύγκρισης και για αντίστοιχους τοίχους από σκυρόδεμα και από πλινθοδομή.

Επιλέχθηκε πάχος δεξαμενής μαρμάρου ίσο με 0,20 μ ( 3 + 14 + 3 cm ) και πάχος

τοίχων από σκυρόδεμα ή πλινθοδομή ίση με 0,30 μ. Υπό τις συνθήκες αυτές η

θερμοχωρητικότητα της δεξαμενής μαρμάρου είναι κατά 20% μεγαλύτερη από αυτή

των άλλων δύο τοίχων.

Σημειώνεται ότι στην παρούσα μελέτη δεν λαμβάνονται υπόψη θέματα στατικής

συμπεριφοράς της κατασκευής ή διάβρωσης των υλικών.

Page 6: ΗΛΙΑΚΟΥ-ΤΟΙΧΟΥ

Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης έχουν ως εξής :

Τοίχοι Trombe

Τοίχος Trombe από δεξαμενή μαρμάρου

ΝΤμαρ = 0,66 – 3,0*(ΔΤ/Ι)

Τοίχος Trombe από σκυρόδεμα

ΝΤσκυρ = 0,64 – 3,1*(ΔΤ/Ι)

Τοίχος Trombe από πλινθοδομή

ΝΤπλνθ = 0,64 – 3,2*(ΔΤ/Ι)

Τοίχοι Μάζας

Τοίχος Μάζας από δεξαμενή μαρμάρου

ΝΜμαρ = 0,65 – 2*(ΔΤ/Ι)

Τοίχος Μάζας από σκυρόδεμα

ΝΜμαρ = 0,57 – 2*(ΔΤ/Ι)

Τοίχος Μάζας από πλινθοδομή

ΝΜμαρ = 0,45 – 2*(ΔΤ/Ι)

Από τα παραπάνω αποτελέσματα προκύπτουν τα εξής συμπεράσματα ως προς την

καμπύλη απόδοσης των ηλιακών τοίχων που εξετάσθηκαν :

1. Κατά την λειτουργία ενός τυπικού τοίχου Trombe με θυρίδες κυκλοφορίας

αέρα ικανοποιητικού ανοίγματος, το υλικό κατασκευής του τοίχου έχει μικρή

επίδραση στο βαθμό απόδοσης αυτού, εφόσον κατά τα άλλα ακολουθούνται οι

βέλτιστες επιλογές σχεδιασμού του. Αυτό οφείλεται στην αντισταθμιστική λειτουργία

της κίνησης του αέρα στο διάκενο του τοίχου που κι αυτή με την σειρά της

ενεργοποιείται από τη διαφορά θερμοκρασίας που αναπτύσσεται μεταξύ του αέρα του

διακένου και του αέρα στο εσωτερικό του κτηρίου. Μικρή θερμική αγωγιμότητα του

τοίχου ανυψώνει τη θερμοκρασία του αέρα του διακένου και αυτό οδηγεί σε αύξηση

της ταχύτητάς του και αύξηση της μεταφοράς θερμότητας μέσω του αέρα έναντι της

μεταφοράς θερμότητας μέσω του τοίχου, γεγονός που τελικά μειώνει την τελική

θερμοκρασία ισορροπίας του αέρα διακένου.

Η κατασκευή του τοίχου από δεξαμενή νερού με περίβλημα από μάρμαρο

παρουσιάζει ένα μικρό προβάδισμα έναντι των δύο άλλων κατασκευών από

σκυρόδεμα ή πλινθοδομή του επιπέδου 3-5% στη συνήθη περιοχή λειτουργίας του

συστήματος και λίγο παραπάνω σε ακραίες συνθήκες κλιματικών δεδομένων. Αυτό

οφείλεται στο γεγονός της μεγάλης διαφοράς της θερμικής αγωγιμότητας αυτής της

κατασκευής έναντι των δύο άλλων και την συνεπαγόμενη μείωση της θερμοκρασίας

του αέρα διακένου και επομένως των θερμικών απωλειών του.

2. Κατά την λειτουργία ενός τοίχου Μάζας χωρίς θυρίδες κυκλοφορίας αέρα, το

υλικό κατασκευής του τοίχου έχει σημαντική επίδραση στο βαθμό απόδοσης αυτού,

Page 7: ΗΛΙΑΚΟΥ-ΤΟΙΧΟΥ

ακόμη και αν κατά τα άλλα ακολουθούνται οι βέλτιστες επιλογές σχεδιασμού του.

Αυτό οφείλεται στην έλλειψη της αντισταθμιστικής λειτουργία της κίνησης του αέρα

στο διάκενο του τοίχου. Εντός του διακένου αναπτύσσονται υψηλές έως πολύ

υψηλές θερμοκρασίες, αφού ο μόνος τρόπος μεταφοράς της θερμότητας προς το χώρο

είναι μέσω του τοίχου. Μικρή θερμική αγωγιμότητα του τοίχου ανυψώνει πολύ τη

θερμοκρασία του αέρα του διακένου και αυτό οδηγεί σε αυξημένες απώλειες που δεν

αντισταθμίζονται από την αυξημένη μετάδοσης θερμότητας μέσω του τοίχου.

Η κατασκευή του τοίχου από δεξαμενή νερού με περίβλημα από μάρμαρο

παρουσιάζει βελτιωμένη κατά 10% απόδοση στη συνήθη περιοχή λειτουργίας του

συστήματος έναντι του τοίχου από σκυρόδεμα και κατά 20% έναντι του τοίχου από

πλινθοδομή. Η θερμότητα που μεταφέρεται μέσω της δεξαμενής μαρμάρου προς το

εσωτερικό του χώρου είναι πολλαπλάσια έναντι αυτής μέσω τοιχωμάτων από

κλασσικά δομικά υλικά..

Β2) ΘΕΡΜΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΚΤΗΡΙΩΝ

Οι μαθηματικές εκφράσεις των ηλιακών τοίχων που αναλύθηκαν στην προηγούμενη

παράγραφο εφαρμόσθηκαν σε πρόγραμμα προσομοίωσης θερμικής συμπεριφοράς

βιοκλιματικών κτηρίων (κώδικας Excel από πρόγραμμα THESI2.0, ΑΝΕΛΙΞΗ ΜΚΕ)

που χρησιμοποιείται στην ΑΝΕΛΙΞΗ ΜΚΕ για την προσομοίωση θερμικής

συμπεριφοράς βιοκλιματικών κτηρίων. Επιλέχθηκε και προσομοιώθηκε ως προς την

θερμική του συμπεριφορά ένας περιορισμένος χώρος με επιφάνεια δαπέδου 15 μ2 και

τυπικά χαρακτηριστικά κελύφους και θερμοχωρητικότητας. Στη νότια όψη αυτού

εφαρμόσθηκαν ίδιας επιφάνειας ηλιακοί τοίχοι με τεχνικά χαρακτηριστικά όπως

περιγράφονται στην προηγούμενη παράγραφο. Ενεργειακά, τα αποτελέσματα

περιγράφονται συνοπτικά από το μέγεθος της πρόσθετης ενέργειας που απαιτείται

κάθε φορά για την διατήρηση του εσωτερικού χώρου του κτηρίου στην ίδια

θερμοκρασία (19 oC).

Από την συγκριτική προσομοίωση θερμικής συμπεριφοράς προέκυψαν τα εξής :

Κτήριο με τοίχο Trombe

Κτήριο με τοίχο Trombe από δεξαμενή μαρμάρου

Απαιτούμενη πρόσθετη ενέργεια = 3,3 kWh

Ηλιακά Κέρδη =11,3 kWh

Κτήριο με τοίχο Trombe από σκυρόδεμα

Απαιτούμενη πρόσθετη ενέργεια = 4,1 kWh

Ηλιακά Κέρδη =10,9 kWh ( - 5% )

Κτήριο με τοίχο Trombe από πλινθοδομή

Απαιτούμενη πρόσθετη ενέργεια = 4,5 kWh

Ηλιακά Κέρδη =10,6 kWh ( - 7% )

Page 8: ΗΛΙΑΚΟΥ-ΤΟΙΧΟΥ

Κτήριο με τοίχο Μάζας

Κτήριο με τοίχο Μάζας από δεξαμενή μαρμάρου

Απαιτούμενη πρόσθετη ενέργεια = 3,2 kWh

Ηλιακά Κέρδη =11,2 kWh

Κτήριο με τοίχο Μάζας από σκυρόδεμα

Απαιτούμενη πρόσθετη ενέργεια = 4,3 kWh

Ηλιακά Κέρδη =10,5 kWh ( - 7% )

Κτήριο με τοίχο Μάζας από πλινθοδομή

Απαιτούμενη πρόσθετη ενέργεια = 6,3 kWh

Ηλιακά Κέρδη = 8,9 kWh ( -26% )

Γ) ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ :

Η χρήση μαρμάρινης δεξαμενής ως τοίχωμα σε ηλιακό τοίχο τύπου Trombe με

θυρίδες και σύμφωνα με τα προαναφερθέντα τεχνικά χαρακτηριστικά βελτιώνει

τη θερμική (ενεργειακή) συμπεριφορά του κτηρίου κατά 5% έναντι του τοίχου

από σκυρόδεμα και κατά 8% έναντι του τοίχου από πλινθοδομή. Αυτό

οφείλεται τόσο στην καλή θερμική αγωγιμότητα της δεξαμενής από μάρμαρο

όσο και στην μεγάλη θερμοχωρητικότητα του συστήματος αυτού που οδηγεί

στην μακρά εξομάλυνση των θερμοκρασιών του εσωτερικού χώρου και την

έλλειψη ανάγκης για πρόσθετη θέρμανση ακόμη και αρκετές ώρες μετά τη δύση

του ηλίου και παρά τις αυξημένες θερμικές απώλειες του χώρου εξαιτίας της

μικρής αύξησης του συντελεστή θερμικών απωλειών του τοίχου αυτού.

Το αποτέλεσμα είναι ακόμη μεγαλύτερο στην περίπτωση χρήσης Τοίχου Μάζας

(χωρίς οπές κυκλοφορίας) από πλινθοδομή. Η αδυναμία του τελευταίου να

μεταφέρει με ικανοποιητικό ρυθμό τη θερμότητα στο εσωτερικό του κτηρίου

οδηγεί κατ΄ αρχάς στην ανάγκη χρήσης συμβατικής πηγής θέρμανσης και στη

συνέχεια σε πιθανή υπερθέρμανση του χώρου. Η θερμική συμπεριφορά του

συστήματος από μάρμαρο είναι κατά 26% βελτιωμένη έναντι τοίχου μάζας από

πλινθοδομή.

Στην περίπτωση του Tοίχου Μάζας, η εφαρμογή της δεξαμενής μαρμάρου

επιφέρει ακόμη υψηλότερη συγκριτική θερμική βελτίωση εφόσον

χρησιμοποιηθεί εξωτερική νυχτερινή θερμομόνωση, οπότε αναιρείται το

μειονέκτημα του μεγαλύτερου συντελεστή θερμικών απωλειών του τοίχου αυτού.

Για την ΑΝΕΛΙΞΗ

Ξενοφών Ζήσης

Ηλεκτρολόγος Μηχανικός

Η Πρόεδρος

Έλλη Γεωργιάδου

Page 9: ΗΛΙΑΚΟΥ-ΤΟΙΧΟΥ

Θεσσαλονίκη, 20.03.2014

ΠΡΟΣ :

MASMARBLES

Αλέξανδρος Σημαδόπουλος

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΜΑΡΜΑΡΟΥ

16ο χλμ Θεσσαλονίκης – Αγχιάλου

ΑΦΜ : 062839530 Δ.Ο.Υ. : Ιωνίας Θεσσαλονίκης

Τηλ. 2310 722300 Φαξ 2310 722400

ΘΕΜΑ ΜΕΛΕΤΗΣ :

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΠΟΔΟΣΗ

ΤΟΙΧΟΥ TROMBE & ΤΟΙΧΟΥ ΜΑΖΑΣ

ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΜΕΝΩΝ ΩΣ ΔΕΞΑΜΕΝΗ ΝΕΡΟΥ

ΜΕ ΤΟΙΧΩΜΑΤΑ ΑΠΟ ΜΑΡΜΑΡΟ

ΑΝΕΛΙΞΗ ΑΣΤΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ, ΠΡΟΩΘΗΣΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΔΟΣΗΣ

ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΑΠΕ ΚΑΙ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗΣ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ