ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA ELEKTROENERGETIKY A EKOLOGIE
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE Pasivní systémy pro přitápění rodinného domku
2009
Tomáš Langhammer
Anotace Předkládaná bakalářská práce má za úkol přiblížit problematiku pasivních solárních systémů a to konkrétně tzv. Trombeho stěny. Je rozdělena do pěti částí. V první části je popsán vznik sluneční energie a její dopad na Zemi. V druhé části je zachyceno rozdělení solárních systémů a jednotlivé typy jsou zde podrobněji popsány. Třetí část je věnována Trombeho stěně, od jejího principu a funkce až k provedeným měřením. Ve čtvrté části je zachyceno energetické, ekonomické a ekologické zhodnocení Trombeho stěny. V poslední části jsou shrnuty zjištěné poznatky.
Klíčová slova solární radiace, intenzita slunečního záření, solární systém, pasivní solární systém, Trombeho stěna
Abstract The main task of this bachelor work is description of passive solar systems, especially Trombe´s wall. The work consists of five parts. The first part of the work describe origin of solar energy and incidence of light to the Earth. In the second part of the work is situated distribution of solar systems. There is description of particular types of solar systems in this part. The third part of this work provides information about Trombe´s wall from it´s principle and function to the performed measurement. The fourth part is about evaluation of Trombe´s wall in the energetical economical and ecological field. In the last part of the work is summary of proven findings.
Key words solar radiation, intensity of solar radiation, solar system, passive solar system, Trombe‘s wall
Prohlášení Předkládám tímto k posouzení a obhajobě bakalářskou práci zpracovanou na závěr studia na Fakultě elektrotechnické Západočeské university v Plzni. Prohlašuji, že jsem tuto bakalářskou práci vypracoval samostatně s použitím odborné literatury a pramenů uvedených v seznamu, který je součástí této bakalářské práce. Dále prohlašuji, že veškerý software, použitý při řešení této bakalářské práce, je legální.
V Plzni dne:
……………………. Tomáš Langhammer
Poděkování Tímto by autor rád poděkoval svému vedoucímu práce prof. Ing. Janu Škorpilovi CSc. za poskytnutí cenných rad. Také by chtěl poděkovat panu Tomáši Merxbauerovi za svolení o provedení měření a pozorování na jeho objektu. Dále občanskému sdružení ENVIC za poskytnuté měřící přístroje.
Obsah 1 Úvod.........................................................................................................................................8 1.1 Solární energie ................................................................................................................10 1.1.1 Solární energie v ČR................................................................................................11 1.2 Solární systémy...............................................................................................................13 2 Pasivní systémy......................................................................................................................14 2.1 Členění pasivních systémů..............................................................................................15 2.2 Vybrané typy pasivních solárních systémů ....................................................................15 2.2.1 Akumulační solární stěny (Trombeho stěna)...........................................................15 2.2.2 Akumulační solární stěna s předsazeným skleníkem ..............................................16 2.2.3 Energetická střecha ..................................................................................................17 2.2.4 Energetická fasáda ...................................................................................................17 2.2.5 Dvojité transparentní fasády ....................................................................................18 2.2.6 Nezasklený solární vzduchový kolektor ..................................................................19 2.2.7 Transparentní tepelná izolace ..................................................................................19 2.3 Ochrana budov proti nadměrným tepelným ziskům.......................................................20 3 Trombeho stěna......................................................................................................................21 3.1 Obecně princip Trombeho stěny.....................................................................................21 3.2 Použití .........................................................................................................................23 3.3 Měření.............................................................................................................................23 3.4 Výsledky měření .........................................................................................................26 3.4.1 Dlouhodobé měření teplot .......................................................................................26 3.4.1.1 Naměřená data ......................................................................................................26 3.4.1.2 Diskuse k měření ..................................................................................................43 3.4.2 Měření vyzářené energie stěn pomocí bezkontaktního infračerveného pyrometru .43 3.4.2.1 Bezkontaktní infračervený pyrometr (infrateploměr) a emisivita ........................43 3.4.2.2 Naměřená data ......................................................................................................44 3.4.2.3 Diskuse k měření ..................................................................................................46 3.4.3 Měření s antireflexní fólií ........................................................................................46 3.4.3.1 Naměřená data ......................................................................................................46 3.4.3.2 Diskuse k měření ..................................................................................................47 4 Zhodnocení přínosu Trombeho stěny ....................................................................................48 4.1 Energetické zhodnocení..................................................................................................48 4.2 Ekonomické zhodnocení.................................................................................................49 4.3 Ekologické zhodnocení...................................................................................................50 5 Závěr ......................................................................................................................................53
7
Seznam zkratek a symbolů t GJ/t tj. USA ČR 1 H 4 He e+ K kW/m2 W/m2 kWh/m2 I MWh m2 m n. m. atd. viz kap. cca tzn. Obr. SEČ SELČ UTC °C ° UV o.s. m cm č. Sb. GJ Kg MŽP popř. DD MM YYYY SO2 NOx CO CO2 el. CxHy
tuna gigajoul na tunu to jest The United States of America Česká Republika vodík helium elektron foton neutrino Kelvin kilowatt na metr čtvereční watt na metr čtvereční kilowatt hodina na metr čtvereční intenzita slunečního záření megawatt hodin metr čtvereční metrů nad mořem a tak dále “podívej se na” kapitola přibližně to znamená obrázek středoevropský čas středoevropský letní čas univerzální časová jednotka stupně Celsia stupně (úhel) ultrafialové záření občanské sdružení metr centimetr číslo sbírky gigajoul kilogram Ministerstvo životního prostředí popřípadě date-month-year oxid siřičitý oxidy dusíku oxid uhelnatý oxid uhličitý elektrický uhlovodíky emisivita
8
1
Úvod Světová spotřeba energie v roce 2000 přesáhla 12x109 t uhelného ekvivalentu (neboli
měrné palivo = 31,5 GJ/t). Průměrný obyvatel Země dnes spotřebuje o málo více než 2 t měrného paliva ročně. Hlavními spotřebiteli primárních energetických zdrojů jsou elektrárny (33 %), doprava (25 %), na ostatní spotřebitele, tj. zejména průmysl, zemědělství a domácnosti zbývá 42 % [8]. V jednotlivých oblastech a státech jsou samozřejmě poměry od světového průměru odlišné. Jiné jsou v USA, jiné v Evropě a Japonsku, a opět jiné v tzv. „rozvojovém světě“. Tento „hlad“ po energii, se zvyšující se životním úrovní lidstva, stále roste. Je zřejmé, že docházející zásoby fosilních paliv, které navíc ničí naše životní prostředí, tuto situaci nemohou řešit donekonečna. Proto by bylo moudré, začít hledat alternativní zdroje energie a postupně na ně přecházet. Tyto zdroje by v budoucnu mohly zmírnit dopad důsledků spalování fosilních paliv a přinést finanční úsporu. S příchodem nových technologií a materiálů se nabízejí možnosti jak tyto zdroje efektivněji využívat. Za alternativní, někdy jmenované netradiční zdroje energie můžeme označit takové, které nezískávají energii spalováním fosilních paliv, nebo jadernou reakcí. Některé tyto zdroje jsou označovány jako obnovitelné a ekologicky šetrné. Mezi ně zahrnujeme především solární radiaci, potenciální a kinetickou energii povrchové vody, kinetickou energii větru, biochemickou energii biomasy (jako alternace solární radiace), dále geotermální energii, slapovou energii a některé druhotné zdroje vyplívající z recyklací energetických potenciálů z odpadních látek.[5] Ve své bakalářské práci se budu podrobněji zabývat pasivními solárními systémy, a to konkrétně Trombeho stěnou, někdy známou pod pojmem francouzská sluneční stěna, a jejím přínosem pro přitápění rodinného domku v klimatických podmínkách ČR.
9
1.1 Solární energie Slunce vzniklo zhruba před 4,6 miliardami let a bude svítit ještě přibližně 7 miliard let. Stejně jako všechny hvězdy hlavní posloupnosti (Hlavní posloupnost Hertzsprung-Russellova diagramu je křivka, kolem které se nachází většina hvězd) i Slunce září díky termojaderné fúzi v jádře (viz Obr. 1). Ta spočívá ve slučování jader vodíku 1H (protonů) do jader hélia 4
He za vzniku velkého množství energie. Tento proces nazýváme proton-protonový řetězec.
Lze ho též vyjádřit vzorcem:
Obr. 1: Termojaderná fúze Aby mohlo ke slučování protonů docházet, je zapotřebí extrémně vysokých teplot. I za podmínek panujících v nitru Slunce (15 000 000 K) tento proces probíhá velmi pomalu. Uvolněná energie je odnášena prostřednictvím fotonů a neutrin. Fotony dopadající na povrch Země pak vnímáme jako sluneční záření. Slunce vyzařuje konstantní výkon 3,9x1026 Wattů po dobu 4,6 miliard let. Každou sekundu se přibližně 700 milionů tun vodíku přemění na 695 milionů tun hélia a zbylých 5 milionů tun hmotnosti se přemění na energii (96% elektromagnetické záření, 4% odnášejí elektronová neutrina). U Země je tok sluneční energie 1,4 kW/m2 [9]. Na základě výše jmenovaných faktů se proto domnívám, že by nebylo moudré tuto energii nevyužívat.
10
1.1.1 Solární energie v ČR Intenzita slunečního záření nad zemskou atmosférou je cca 1,4 kW/m2. Z toho atmosférou na zemský povrch pronikne za příznivých podmínek cca 1 kW/m2. Rozptylem přímého záření na oblacích a nečistotách v atmosféře a odrazem od terénu vzniká difúzní záření. Toto záření se jeví jako světlo oblohy a nelze ho koncentrovat. Pokud by neexistovalo, jevila by se obloha i
během
dne
černá
s jasně
zářícím
slunečním
kotoučem.
Součet
přímého
a difúzního záření se označuje jako záření globální. Ve střední Evropě kolísá intenzita globálního slunečního záření v poledních hodinách od 100 do 1000 W/m2. Roční sumy globálního záření dopadajícího na 1 m2 vodorovné plochy v ČR kolísají od 950 do 1250 kWh/m2 (Obr. 2). V ČR je globální záření měřeno v síti radiačních stanic. U vybraných stanic reprezentujících klimatická specifika různých nadmořských výšek a zeměpisných poloh jsou uvedeny dlouholeté průměrné roční sumy globálního záření: Svratouch (Žďárské vrchy)
737 m n.m. 1032 kWh/m2
100 %
Luka u Litovle (Drahanská vrchovina)
510 m n.n.
1049 kWh/m2
102 %
Košetice u Pelhřimova (Českomor. vrch.)
470 m n.m. 1054 kWh/m2
102 %
Kuchařovice u Znojma (Dyjsko-svr. úval)
334 m n.m. 1115 kWh/m2
108 %
Hradec Králové (Česká tabule - Polabí)
285 m n.m. 1073 kWh/m2
104 %
Tab. 1: Závislost globálního záření na nadmořské výšce [11] Stanice umístěné v různých geografických polohách (Tab. 1) vykazují srovnatelné hodnoty solární radiace. Od nejvýše položené stanice Svratouch, vzaté jako základ 100 % jsou rozdíly do 10 %. To vyvrací obecně vžitou představu o výrazných rozdílech intenzity slunečního záření v nížinách a na vrchovinách. Z toho je patrné, že využití kolektorů je vhodné na celém území ČR bez ohledu na nadmořskou výšku. Nabídka slunečního záření v rámci ČR je srovnatelná, rozdíly jsou spíše v klimatických podmínkách, tj. teplotě a síle větru, které mohou výrazně ovlivnit ztráty na venkovní části solárního systému. Proto je pro efektivní funkci slunečního zařízení rozhodující použití kvalitních kolektorů a celého solárního systému, které zajistí maximální účinnost.
11
Obr. 2: Mapa globální solární radiace na území ČR Kolik energie můžeme ze slunečního záření získat, je ovlivněno následujícími faktory:
Zeměpisná šířka: V našich zeměpisných šířkách, tj. okolo 5. rovnoběžky je intenzita slunečního záření menší než v tropických či subtropických oblastech.
Roční doba: Intenzita slunečního záření se mění v průběhu roku. V zimě je den kratší a Slunce je na obloze níž, což s častým výskytem oblačností výrazně omezuje energetický zisk solárních zařízení. Je známo, že v letních měsících za jasného dne lze získat na 1m2 plochy orientované na jih 7 až 8 kWh, při oblačném počasí pak jen 2 kWh. V zimním období za slunečného počasí jsou to 3 kWh a při oblačném počasí je to méně než 0,5 kWh.
Klimatické podmínky: Při průchodu záření atmosférou se část záření odrazí a část je pohlcena. Značný vliv mají mraky. Za jasné oblohy dopadá na povrch Země přibližně 75% záření, tj. přibližně 1 kW/m2. Při zatažené obloze je úroveň záření pod 15%, tj. méně než 200 W/m2. Svou roli také hrají lokální vlivy, jako je například přízemní mlha.
Umístění lokality vzhledem k okolí: Intenzita záření v čistých horských oblastech je větší, než v městských aglomeracích. Je to způsobeno znečištěním atmosféry, které působí podobně jako sluneční clona.
12
Orientace plochy: Nejvíce slunečního záření dopadá na plochy orientované k jihu, méně již na plochy orientované k ostatním světovým stranám.
Sklon dané plochy: V letních měsících dopadá nejvíce záření na plochu mírně skloněnou, optimálně cca 30°, v zimním období na plochu s větším sklonem, optimálně cca 64° až 70°. Ideální celoroční sklon kolektoru pro orientaci na jih je potom 45°. Většinou však kopírujeme sklon střechy, popřípadě stěny, která nám nenabízí moc možností, jak sklon ovlivnit.
1.2 Solární systémy Jedná se o technická zařízení, která dopadající solární radiaci přeměňují na energii. Solární systémy členíme na tyto: a) Pasivní: přijímají sluneční energii, tj. působí na tepelný režim vnitřních prostor budovy. Podmínkou využití pasivních solárních systémů je vyřešení řádného odvětrání a možnosti akumulace do stavebních konstrukcí. b) Aktivní: využívají systémů pro jímání solární radiace s její konverzí na teplo, elektrickou energii, mechanickou energii atd. Pasivní systémy jsou jednodušší na výstavbu, údržbu i obsluhu. Lze je využívat jak u nově stavěných budov, tak i u starších budov po přestavbě, či úpravě. Jedná se především o zimní zahrady, Trombeho stěny, energetické fasády, transparentní střechy a skleníky. Množství získané energie závisí na poloze a typu budovy (viz kap. 2). Energetický přínos z pasivního systému je proto vždy individuální. Aktivní systémy jsou více pokrokovější a komplikovanější. Konvergují energii do technicky využitelnějších podob. Jedná se především o tyto: 1) fotoelektrická konverze: Viditelná část spektra slunečního záření se mění na elektrickou energii (energie fotonů na elektrickou energii). Základem je fotoelektrický jev, který využívá vlastnosti polovodičů. 2) fotochemická konverze: Viditelná část spektra slunečního záření se mění při fotosyntéze na biomasu. Základními procesy fotosyntézy jsou oxidace vody (H2O) a redukce oxidu uhličitého (CO2) za přítomnosti katalyzačního účinku chlorofylu (Q). Vyjádřeno vzorcem:
H2O + CO2 + Q → CH2 + O2
13
3) fototermální konverze: Při této reakci se krátkovlnná část spektra slunečního záření mění na dlouhovlnnou část, což vnímáme jako teplo (infračervené záření). Přenos je uskutečňován pomocí vedení, proudění nebo sálání. Nejčastěji se jedná o kapalinové kolektory, které lze nainstalovat na nový nebo i stávající objekt. Tepelnou energii lze pro potřeby vytápění i dlouhodobě kumulovat do zásobníků. Solární zařízení je vhodné zapojit paralelně s jiným zdrojem (plynový kotel, elektrický kotel) pro případy kdy Slunce nesvítí, nebo svítí jen velmi málo. [5]
2
Pasivní systémy Velmi úzce souvisejí se základní architektonickou koncepcí budovy. Do návrhu budovy
respektujícího optimální energetickou bilanci bychom měli zahrnout především: Úpravy obvodových ploch (velký tepelný odpor, ideální prosklení s jižní orientací). Dále je například nevhodná velká členitost půdorysu, ideální je jednoduchý tvar čtvercového, či obdélníkového půdorysu. Výhodou je také umístit budovu do závětrné strany a využít termoregulační schopnosti zeleně. Budovy, jenž se v co největší míře snaží využívat sluneční energii za pomoci čistě stavebních prostředků, se nazývají pasivní heliotechnické budovy. Pasivním solárním systémem lze nazvat jak celou budovu, tak pouze některé z jejích částí. Přesun energie probíhá pouze přirozenou cestou, bez pomoci technických zařízení. Teplo uvnitř objektu se šíří konvekcí, kondukcí a radiací. Největší část přenosu tepla u takovýchto budov je realizována vzduchem (konvekcí). Architektonická dispoziční a konstrukční koncepce musí umožňovat proudění vzduchu, které umožňuje vyrovnání teplotních rozdílů mezi osluněnou a neosluněnou částí objektu. Pohyb vzduchu je umožněn vznikem teplotního gradientu. Vytvoření účinného větracího systému pro distribuci vzduchu v celém objektu je důležité nejen z hlediska šíření tepla, ale i pro možnost chlazení v letních měsících. V menší míře se pak na přenosu infračerveného záření (tepla) podílí i vedení a sálání, které je ovlivněno barvou a strukturou povrchu, a také druhem a umístěním akumulační hmoty v objektu.
14
2.1
Členění pasivních systémů Pasivní systémy členíme:
a) podle způsobu využití sluneční energie: - přímé (sluneční záření prochází přímo do místnosti přes zasklení) - nepřímé (sluneční záření se do místnosti dostává ve formě tepelné energie vyzařované z akumulační stěny) - hybridní b) podle umístění v konstrukci: - prvky umístěné v obvodových stěnách orientovaných na jih - střešní prvky - přídavné prvky
2.2
Vybrané typy pasivních solárních systémů Nyní se podrobněji zaměřím na příklady nejčastěji budovaných a používaných pasivních
solárních systémů.
2.2.1 Akumulační solární stěny (Trombeho stěna) Jde o základní prvek solární architektury. Jižní stranu objektu využíváme jako kolektor. Tato stěna (někdy i podlaha) bývá z masivního stavebního materiálu, který má vysokou tepelnou kapacitu. Teplo se do objektu šíří nejčastěji konvekcí a sáláním, tudíž se z hlediska využití slunečního záření jedná o nepřímé využití. Na tomto základním principu pracuje i tzv. Trombeho stěna (viz kap. 3). Masivní stěna s vysokou tepelnou kapacitou je natřena černou barvou ze strany exteriéru a je předsazena v ideálním případě izolačním dvojsklem ve vzdálenosti cca 10 cm. Dále je stěna opatřena uzavíratelnými průduchy u podlahy a u stropu. Teplo se do objektu šíří sáláním ze stěny a konvekcí vzniklou samotížným stoupáním ohřátého vzduchu uvnitř stěny. V případě přímého slunečního využití by se jednalo o zjednodušený model, kde chybí akumulační stěna. Solární radiace pak prochází přímo do interiéru, kde je pohlcována, nebo odražena. [6]
15
2.2.2 Akumulační solární stěna s předsazeným skleníkem Jednou z mnoha dalších variant, která je založena na stejném principu jako Trombeho stěna, je předsazený skleník. Hlavním rozdílem oproti Trombeho stěně je vzdálenost odsazení zasklené plochy od stěny. Zatímco u Trombeho stěny jde o desítky centimetrů, u předsazeného skleníku se jedná řádově o metry. Výhoda tohoto řešení spočívá v přístupu do vnitřní části stěny. Což se jeví výhodné z hlediska údržby i čištění zasklené plochy z vnitřní
strany,
protože
zaprášené a špinavé zasklení snižuje účinnost stěny. Další výhodou je, že je možný pobyt v tomto
prostoru
v zimních
měsících, kdy teplota nedosahuje tak vysokých hodnot. Předsazený skleník pak funguje v podstatě jako zimní zahrada. Nevýhodou ovšem je, že po západu Slunce, kdy se z masivní stěny uvolňuje sáláním naakumulované teplo, dochází
Obr. 3: Předsazený skleník (den/noc)
u předsazeného skleníku k nechtěnému vytápění do vzduchové mezery (Obr. 3). Ani při denním provozu není konvekce tak efektivní jako v případě Trombeho stěny, jelikož tak velké množství vzduchu se ohřívá pomaleji. To se projevuje sníženou celkovou účinností tohoto systému. [4]
16
2.2.3 Energetická střecha Jedná se v podstatě o vzduchový kolektor zabudovaný přímo do střešní konstrukce (Obr. 4). Zpravidla se tento způsob kombinuje i se stěnovým vzduchovým kolektorem (viz příloha 7). K dosažení dostatečně účinného vztlaku ve vzduchovém kanálu s přirozenou cirkulací vzduchu je nutný určitý výškový rozdíl mezi vstupem a výstupem do systému. Proto je nutné tento systém budovat pouze u střech s minimálním sklonem 30°.
1 – skleněné střešní tašky 2 – podpěrné latě 3 – nosné latě 4 – plech s černým povrchem 5 – vzduchový kanál 6 – tepelná izolace 7 – hydroizolace 8 – nosná deska 9 – nosné latě 10 - bednění
Obr. 4: Řez energetickou střechou 2.2.4 Energetická fasáda Energetická fasáda je jednoduchý vzduchový kolektor tvořený absorpční vrstvou, kterou je v tomto případě přímo fasáda objektu a předsazenou transparentní skleněnou deskou. Výhoda tohoto řešení je, že pomocí těchto kolektorů můžeme zásobovat teplem celou budovu. V případě zimního provozu se teplo zachycené fasádou využije pro vytápění, tzn. ohřátý vzduch se rozvádí do jednotlivých místností, které vyhřívá buď pomocí radiace, nebo konvekce. V letním období po otevření záklopek, které umožňují unikání ohřátého vzduchu do exteriéru, fasáda pracuje jako větrací šachta s přirozenou cirkulací vzduchu a je schopna odvádět větší část tepelné zátěže dopadající na osluněnou stranu budovy (viz příloha 8). Nevýhodou tohoto systému je drahé zasklívání i méně osluněných částí objektu.
17
2.2.5 Dvojité transparentní fasády Stejně jako v předcházejícím případě se jedná o vzduchový kolektor, který je tvořen skleněnými deskami předsazenými před obvodovou konstrukcí. Rozdíl spočívá v tom, že obvodovou konstrukci netvoří fasáda, ale skleněné desky (okna). Proto je tento systém omezen převážně na výškové objekty s hojným zasklením. Ve vzniklé dutině jsou umístěny stínící prvky a otvory, které umožňující regulaci vzduchu ve vnějším plášti (Obr. 5). Tento typ fasády nabízí při vhodné koncepci větrání účinnou ochranu proti pouličnímu hluku. Dále zlepšuje funkci tepelné izolace a slouží k ohřevu čerstvého vzduchu. Tato konstrukce chrání nejen fasádu, ale i zařízení protisluneční ochrany.
A) původní objekt B) objekt s dvojitou transparentní fasádou 1 – deska z izolačního dvojskla 2 – stínící žaluzie 3 – přídavná izolace 4 – vzduchové klapky
Obr. 5: Bokorys objektů bez (A) a s dvojitou transparentní fasádou (B)
18
2.2.6 Nezasklený solární vzduchový kolektor Největší výhodou tohoto typu kolektoru je jeho jednoduchost, díky níž má tento systém dlouhou životnost a malé provozní náklady. Kromě toho vrstva vzduchu snižuje tepelné ztráty budovy a předsazený plechový absorbér poskytuje ochranu proti povětrnostním vlivům (viz příloha 6). Udává se, že účinnost využití sluneční energie dosahuje 60 až 70 procent.
Základem celé konstrukce je černý trapézový plech perforovaný malými otvory, který se umisťuje na fasádu nejčastěji ve vzdálenosti 2 - 4 cm od zateplené
obvodové
stěny.
Ventilátor
vytváří
podtlak mezi stěnou a perforovaným plechem, tím dochází k nasávání vzduchu do dutiny přes děrování v plechu. Vzduch stoupá dutinou, ohřívá se a je posléze rozváděn běžným větracím systémem (Obr. 6). Tento systém je vhodný tam, kde se nachází jižně orientované fasády bez oken a potřebujeme dosáhnout výměny vzduchu ve velkém množství. Ideálním příkladem jsou průmyslové haly. Obr. 6: Princip nezaskleného solárního vzduchového kolektoru
2.2.7 Transparentní tepelná izolace Transparentní tepelné izolace (Obr. 7) jsou materiály, které výhodně kombinují dvě základní vlastnosti, dobrou propustnost slunečního záření a nízkou tepelnou ztrátu (viz příloha 9). Díky těmto vlastnostem přispívají ke snížení potřeby tepelné energie uvnitř objektu. Tyto materiály se vyrábějí ze skla, nebo plastu, přičemž každý má své výhody i nevýhody. Plastové materiály mají nízkou měrnou hmotnost, ale jejich použitelnost je omezena provozní teplotou do 140°C. Skleněné materiály mají sice větší měrnou hmotnost, ale jsou levnější, dostupnější, odolávají UV záření a mají vynikající optické vlastnosti. [4]
19
Obr. 7: Rozdíl mezi klasickou izolací (A) a transparentní izolací (B)
2.3 Ochrana budov proti nadměrným tepelným ziskům Paradoxně je v letním období, kdy výkon pasivních solárních systémů dosahuje největší účinnosti, získaná energie většinou nežádoucí. Proto tyto solární systémy opatřujeme protisluneční ochranou. Na opatření proti nadměrným tepelným ziskům v letních měsících bychom měli myslet již při výstavbě solárního systému. Dle typu námi budovaného systému pak máme následující možnosti. Samozřejmostí je, že při letním provozu se vzduch reguluje pomocí záklopek tak, aby pasivními solárními systémy jen procházel a nevstupoval do interiéru. To ovšem nemusí vždy jako účinná ochrana proti nežádoucímu přehřívání stačit. Pro akumulační solární stěny (Trombeho stěna) je například vhodnou protisluneční ochranou clonící deska na vrcholu zařízení. Ta svými rozměry a předsazením blokuje záření letního Slunce, o kterém je známo, že je na horizontu výše než to zimní. Naopak při zimním provozu tato deska nikterak nebrání funkci stěny (Obr. 8). Dalším vhodným protislunečním opatřením mohou také být vnější žaluzie, nebo antireflexní fólie. Neměli bychom opomíjet ani zeleň, která slouží jako přirozená protisluneční ochrana. Pokud před akumulační solární stěnu vysázíme rychle rostoucí opadavé listnaté stromy, v letních měsících účinně pohlcují záření a v zimním období snižují účinnost zařízení jen minimálně. Zeleň má však i mnoho dalších pozitivních vlivů, například vyrovnává výkyvy teplot a respirací zabezpečuje vlhkost vzduchu.
20
Pokud používáme transparentní tepelné izolace, je tento problém většinou ošetřen již při výrobě. Povrch těchto izolací působí selektivně, tzn. že její největší účinnost je v zimě a nejnižší v létě. Malá výška Slunce v zimním období způsobí, že transparentní izolace je propustnější a ozáření absorbéru dosáhne vyšší intenzity. V létě potom v důsledku velkého úhlu dopadu slunečního záření je podstatná část sluneční energie reflektována již na povrchu izolace. Je tím zabráněno nežádoucímu vzestupu teploty na vnitřním povrchu konstrukce. Díky tomuto efektu není zapotřebí žádných dalších drahých a někdy i nespolehlivých stínících zařízení. [10,12]
Obr. 8: Sluneční clona pro akumulační solární stěny
3
Trombeho stěna Princip Trombeho stěny je znám už od roku 1881, kdy Edward Morse tento systém nechal
patentovat (US Patent 246626, viz příloha 11, 12), ale až v roce 1964 ho popularizoval francouzský
Prof. Ing. Felix Trombe. Proto se Trombeho stěna někdy nazývá také
francouzská sluneční stěna. 3.1 Obecně princip Trombeho stěny Jižně (popřípadě jihozápadně, jihovýchodně) situovanou stěnu budovy stavíme z dobře teplo kumulujícího, masivního materiálu, jako je například kámen, plná cihla, nebo beton. Tu pak opatříme z vnější strany černým nátěrem. Důvodem je maximalizovat pohltivost slunečního záření. Takovouto stěnu poté předsadíme skleněnou deskou. Obvyklá vzdálenost předsazení je 10 cm. V klimatických podmínkách ČR je vhodné používat izolační dvojsklo, 21
popř. trojsklo, abychom zamezili tepelným ztrátám v noci. Mezi stěnou a zasklením tak vznikne vzduchová mezera, ve které se vlivem slunečního záření zahřívá vzduch (Obr. 9). Ve vlastní stěně se ze strany interiéru zhotoví obvykle dva otvory. Jeden ve spodní části u podlahy domu a druhý co nejvýše stěny. V případě námi měřené stěny se jedná o šestici otvorů, které jsou umístěny vždy po dvojicích ve spodní, horní části a ve středu stěny. Tyto otvory jsou opatřeny klapkami, pomocí kterých regulujeme teplotu uvnitř domu (viz příloha 2). Pohyb vzduchu je umožněn vznikem teplotního gradientu. To znamená, že studený vzduch vstupuje nejspodnějším otvorem u podlahy do vnitřku stěny, kde se ohřívá, a poté stoupá samotížně vzhůru a opět vstupuje do místnosti. Stěna však dodává domu tepelnou energii i sáláním ze svého povrchu. Také ze strany exteriéru domu je stěna v horní části opatřena klapkou, která se otevírá při letním provozu, abychom zabránili přehřívání objektu. Vzduch poté stěnou jen prochází a do interiéru vůbec nevstupuje (Obr. 10). Námi měřená stěna se od standardu mírně liší tím, že vstupní otvory stěny jsou napojeny na vzduchový kanál umístěný v podlaze, který pomocí energeticky nenáročného malého ventilátoru přivádí vzduch ze severní části místnosti, kde by měl být teoreticky nejchladnější. Toto vylepšení zvyšuje účinnost systému. Trombeho stěna se vyskytuje v mnoha různých variantách a modifikacích. Proto je každá stavba svým způsobem originál. Například lze stěnu napojit na akumulační materiál, který je umístěn pod podlahou (např. štěrk). Ten by měl pak po západu slunce uvolňovat energii naakumulovanou během dne sáláním tepla. Domnívám se však, že tato modifikace je v klimatických podmínkách ČR zbytečná, jelikož sluneční záření nedosahuje takové intenzity, aby tento materiál pohltil dostatečné množství energie. [7]
Obr. 9: Provoz Trombeho stěny (podzim – jaro)
22
Obr. 10: Provoz Trombeho stěny (léto) 3.2 Použití Pokud je teplota ve vzduchové mezeře vyšší než teplota ve vytápěné místnosti, musí být zajištěno proudění vzduchu. V ideálním případě konstantní rychlostí (lze zajistit nenáročným ventilátorem). Pokud však bude teplota vzduchu ve vzduchové mezeře nižší než v interiéru, proudění se musí zastavit. Toho dosáhneme uzavřením klapky (klapek) na spodním vstupním otvoru do stěny. Jinak by hrozilo, že chladný vzduch (který klesá dolů) by mohl proudit ze vzduchové mezery zpět do interiéru, což by bylo kontraproduktivní. Dále by mělo být zajištěno, aby stěna byla v co největší míře vzduchotěsně izolovaná od vnějšího chladného vzduchu. Také dispoziční řešení budovy by mělo být takové, aby teplý vzduch vystupující z horních průduchů stěny byl v daném prostoru využitelný a mohl bez překážek proudit do interiéru. Stejně tak tepelné záření ze stěny do interiéru by mělo být efektivně využito, což znamená, že šíření záření by neměly bránit žádné větší překážky. 3.3 Měření Měření bylo pro účel této práce úspěšně zahájeno 21.9.2008 a ukončeno 27.4.2009. V době od 5.10. do 10.10.2008; od 12.10. do 27.10.2008 a od 20.4. do 26.4.2009 došlo k výpadkům, které způsobila porucha modulu pro ukládání a sběr dat (viz příloha 5). Nicméně v měření bude i nadále pokračováno pro dlouhodobější pozorování, které zpracuje ENVIC, o.s. Námi měřená Trombeho stěna je umístěna na rodinném domu, který se nachází v Netunicích jižně od Plzně a jejím majitelem je Pan Tomáš Merxbauer. Technické vybavení
23
pro měření poskytlo občanské sdružení ENVIC, které se použitím Trombeho stěny v klimatických podmínkách ČR také zabývá. Měřeno je celkem 12 teplot v různých místech domu a Trombeho stěny (viz Tab. 2; Obr. 11; přílohy 1, 3, 4). Dále je měřena intenzita slunečního záření, dopadajícího na stěnu. Měření je s dlouhodobým záznamem, který obstarává modul s vnitřní pamětí. Perioda měření je 5 minut a čas v modulu pro sběr a ukládání dat je typu UTC (Coordinated Universal Time) (Tab. 3).
Snímač
Popis
t1 [C]
Teplota vnějšího vzduchu 2 m nad povrchem (se slunečním krytem)
t2 [C]
Teplota vnitřního vzduchu 1 m nad povrchem – přízemí (se slunečním krytem)
t3 [C]
Teplota vnitřního vzduchu 1 m nad povrchem – 1. patro (se slunečním krytem)
t4 [C]
Teplota ve vstupních otvorech studeného vzduchu - dlouhý kanál (levý severní roh)
t5 [C]
Teplota ve vstupních otvorech studeného vzduchu - krátký kanál (pravý severní roh)
t6 [C]
Teplota vzduchu ve vzduchové mezeře Trombeho stěny – dolní (se slunečním krytem)
t7 [C]
Teplota vzduchu ve vzduchové mezeře Trombeho stěny – horní (se slunečním krytem)
t8 [C]
Teplota vzduchu ve výstupním otvoru Trombeho stěny - prostřední pravý otvor
t9 [C]
Teplota vzduchu ve výstupním otvoru Trombeho stěny - prostřední levý otvor
t10 [C]
Teplota vzduchu ve výstupním otvoru Trombeho stěny - horní pravý otvor
t11 [C]
Teplota vzduchu ve výstupním otvoru Trombeho stěny - horní levý otvor, volný snímač
t12 [C]
Teplota vzduchu ve výstupním otvoru Trombeho stěny - horní levý otvor, snímač v trubce
I [W/m2]
Intenzita slunečního záření dopadajícího na stěnu
Tab. 2: Přehled snímačů umístěných v různých místech domu a Trombeho stěny
24
Čas
Přepočet
SEČ
UTC + 1h
SELČ
UTC + 2h
SEČ – středoevropský čas SELČ – středoevropský letní čas UTC - souřadný univerzální čas Tab. 3: Přepočet času UTC
Obr. 11: Teplotní čidla viditelná z exteriéru. Dalším měřením, které jsme na objektu provedli bylo změření vyzářeného množství energie jednotlivých stěn pomocí bezkontaktního infračerveného pyrometru ze strany interiéru domu po západu Slunce, abychom zjistili, zda-li není Trombeho stěna ztrátovým prvkem. Také jsme provedli měření, při kterém jsme zakryli Trombeho stěnu reflexní fólií (viz příloha 10) a tím docílili jejího vyřazení z činnosti. Účelem tohoto měření bylo zjistit rozdíl měřených hodnot mezi dvěma dny (s a bez reflexní fólie), po které panovalo přibližně stejné počasí.
25
3.4 Výsledky měření Níže zde je uvedena série provedených měření a výsledky získané na základě pozorování.
3.4.1 Dlouhodobé měření teplot Měření bylo zahájeno 21. 9. 2008 a ukončeno 27. 4. 2009. Během tohoto měření se podařilo nasbírat dostatečné množství dat pro vyhotovení přesných grafů za jednotlivé měsíce ale i dny.
3.4.1.1 Naměřená data Pro snazší pochopení měření je níže uveden příklad (Graf 1 a Graf 2) průběhu měření v jediném dni 21.3.2009. Tento den panovalo příznivé počasí a šest dní předtím v objektu nikdo nebyl, takže měření nebylo ovlivněno větráním ani dodatečným přitápěním, proto se tento den zvláště hodí pro demonstrování průběhu měřených teplot. Z grafu (Graf 1), který znázorňuje závislost intenzity dopadajícího slunečního záření na Trombeho stěnu ku času, je viditelné, že Slunce začalo ohřívat vzduch v Trombeho stěně zhruba kolem šesté hodiny (SEČ) ranní a sluneční paprsky přestaly na stěnu dopadat přibližně o šesté hodině (SEČ) odpolední. Dále si můžeme povšimnou v grafu (Graf 2), který znázorňuje závislost měřených teplot na čase, jak se po východu Slunce prudce zvedá teplota uvnitř Trombeho stěny. Patrný je i nárůst teploty vzduchu vycházejícího z Trombeho stěny v odpoledních hodinách. A to zhruba o 5 °C. Také je z grafu patrné, že z Trombeho stěny nadále sálá teplo ještě dlouho po západu Slunce až do pozdních nočních hodin. Díky provozu Trombeho stěny i v dnech předcházejících je vidět, že navzdory venkovní teplotě, která v ranních hodinách klesá pod hranici 0 °C, se teplota uvnitř domu pohybuje stále kolem 10 °C.
26
-10
t1 [°C] t2 [°C] t3 [°C] t4 [°C] t5 [°C]
27 t6 [°C] t7 [°C]
tzn. větráním a dodatečným vytápěním (viz příloha 13 a 14). t8 [°C] t9 [°C] t10 [°C]
21.3.2009 22:10 21.3.2009 22:45 21.3.2009 23:20 21.3.2009 23:55
21.3.2009 23:20 21.3.2009 23:55
21.3.2009 19:15
21.3.2009 18:40
21.3.2009 18:05
21.3.2009 17:30
21.3.2009 16:55
21.3.2009 16:20
21.3.2009 15:45
21.3.2009 15:10
21.3.2009 14:35
21.3.2009 14:00
21.3.2009 13:25
21.3.2009 12:50
21.3.2009 12:15
21.3.2009 11:40
21.3.2009 11:05
21.3.2009 10:30
21.3.2009 9:55
21.3.2009 9:20
21.3.2009 8:45
21.3.2009 8:10
21.3.2009 7:35
21.3.2009 7:00
21.3.2009 6:25
21.3.2009 5:50
21.3.2009 5:15
21.3.2009 4:40
21.3.2009 4:05
21.3.2009 3:30
21.3.2009 2:55
21.3.2009 2:20
21.3.2009 1:45
21.3.2009 1:10
21.3.2009 0:35
21.3.2009 0:00
21.3.2009 22:45
0
21.3.2009 21:35
10
21.3.2009 22:10
20
21.3.2009 21:00
30
21.3.2009 21:35
40
21.3.2009 20:25
50
21.3.2009 21:00
Gradient teplot - 21.3. 2009
21.3.2009 19:50
Graf 1: Intenzita slunečního záření ku dni 21.3.2009
21.3.2009 20:25
Datum [DD.MM.YYYY hh:mm]
21.3.2009 19:50
21.3.2009 19:15
21.3.2009 18:40
21.3.2009 18:05
21.3.2009 17:30
21.3.2009 16:55
21.3.2009 16:20
21.3.2009 15:45
21.3.2009 15:10
21.3.2009 14:35
21.3.2009 14:00
21.3.2009 13:25
21.3.2009 12:50
21.3.2009 12:15
21.3.2009 11:40
21.3.2009 11:05
21.3.2009 10:30
21.3.2009 9:55
21.3.2009 9:20
21.3.2009 8:45
21.3.2009 8:10
21.3.2009 7:35
21.3.2009 7:00
21.3.2009 6:25
21.3.2009 5:50
21.3.2009 5:15
21.3.2009 4:40
21.3.2009 4:05
21.3.2009 3:30
21.3.2009 2:55
21.3.2009 2:20
21.3.2009 1:45
21.3.2009 1:10
21.3.2009 0:35
21.3.2009 0:00
t [°C]
I [W.m-2]
Intenzita slunečního záření 21.3. 2009
1000 900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
Datum [DD.MM.YYYY hh:mm]
t11 [°C] t12 [°C]
Graf 2: Naměřené teploty ku dni 21.3.2009
Jelikož měření bylo zahájeno až 21.9.2008, je následující graf (Graf 3, Graf4) za měsíc
září zhotoven jen ze zbývajících devíti dnů. I přesto je však dobře vidět, jak během série
slunečných dnů od 26. do 29.9.2008 nastává nárůstu teploty uvnitř Trombeho stěny, čímž
dochází k postupnému ohřívání vnitřního chladného vzduchu, který se díky dobré izolaci
domu a sálání tepla z Trombeho stěny i po západu slunce přes noc jen minimálně ochlazuje.
Měření v tomto měsíci bylo však v některých dnech ovlivněno přítomností obyvatel domu,
G r a d ie n t t e p lo t - k o n e c z á ř í 2 0 0 8
60
50
40
]C °[ t
30
20
10
0
55 : 98002 .9 . 92
05 : 418002 .9 . 92
54 : 918002 .9 . 92
04 : 08002 .9 . 03
53 : 58002 .9 . 03
03 : 018002 .9 . 03
52 : 518002 .9 . 03
02 : 028002 .9 . 03
8002. 9. 82
8002. 9. 92
8002. 9. 92
8002. 9. 92
8002. 9. 92
8002. 9. 92
8002. 9. 03
8002. 9. 03
8002. 9. 03
8002. 9. 03
1200
1000
800
400
200
0
Graf 4: Intenzita – září 2008
8002. 9. 12
8002. 9. 12
8002. 9. 22
8002. 9. 22
8002. 9. 22
8002. 9. 22
8002. 9. 22
8002. 9. 32
8002. 9. 32
8002. 9. 32
8002. 9. 32
8002. 9. 32
8002. 9. 42
8002. 9. 42
8002. 9. 42
8002. 9. 42
8002. 9. 42
8002. 9. 52
8002. 9. 52
8002. 9. 52
8002. 9. 52
8002. 9. 52
8002. 9. 62
8002. 9. 62
8002. 9. 62
8002. 9. 62
8002. 9. 72
8002. 9. 72
8002. 9. 72
8002. 9. 72
8002. 9. 72
8002. 9. 82
8002. 9. 82
8002. 9. 82
8002. 9. 82
00 : 58002 .9 . 92
52 : 228002 .9 . 62
28
600 ] 2- m . W [I
50 : 08002 .9 . 92 01 : 918002 .9 . 82 51 : 418002 .9 . 82 02 : 98002 .9 . 82 52 : 48002 .9 . 82 03 : 328002 .9 . 72 53 : 818002 .9 . 72 01 : 318002 .9 . 72 51 : 88002 .9 . 72 02 : 38002 .9 . 72
03 : 718002 .9 . 62 53 : 218002 .9 . 62 04 : 78002 .9 . 62 54 : 28002 .9 . 62 05 : 128002 .9 . 52 55 : 618002 .9 . 52 00 : 218002 .9 . 52 50 : 78002 .9 . 52 01 : 28002 .9 . 52 51 : 128002 .9 . 42 02 : 618002 .9 . 42 52 : 118002 .9 . 42 03 : 68002 .9 . 42 53 : 18002 .9 . 42 04 : 028002 .9 . 32 54 : 518002 .9 . 32 05 : 018002 .9 . 32 55 : 58002 .9 . 32 00 : 18002 .9 . 32 50 : 028002 .9 . 22 01 : 518002 .9 . 22 51 : 018002 .9 . 22 02 : 58002 .9 . 22 52 : 08002 .9 . 22 03 : 918002 .9 . 12
t3 t2 t1
Da tum [DD.MM.YYYY]
t1 2 t1 1 t1 0 t9 t4
D a tu m [D D .M M .Y Y Y Y h h :m m ] t5 t6 t7 t8
53 : 418002 .9 . 12
Graf 3: Gradient teplot – září 2008
70
Intenz ita slunečního z áření - konec z áří 2008
V měsíci říjnu 2008 nastaly dva výpadky v měření, které způsobilo ladění softwaru modulu pro sběr a ukládání dat za provozu. K těmto výpadkům došlo v době od 5.10. do 10.10.2008 a poté ještě od 12.10. do 27.10.2008. Z toho vyplývá, že měření v měsíci říjnu 2008 není také kompletní a jako dokonalá ukázka provozu Trombeho stěny se příliš nehodí. Nicméně si můžeme povšimnout (Graf 6) dne 5.10.2008, kdy intenzita slunečního záření I dosahovala hodnoty až 900 W/m2, což je na podmínky ČR velice příznivé. Tato intenzita slunečního záření dodala Trombeho stěně dostatečnou energii, aby došlo k poměrně značnému nárůstu teploty uvnitř domu (Graf 5). Ačkoliv se venkovní teplota pohybovala pod hranicí 10 °C, uvnitř domu panovalo příjemných 18 °C. Tento den navíc nebylo měření rušeno dodatečným vytápěním objektu, tudíž jsou data nezkreslena.
29
60
50
40
30
]C °[ t
20
10
0
54 : 918002 . 01 . 13 53 : 318002 . 01 . 13 52 : 78002 . 01 . 13 51 : 18002 . 01 . 13 50 : 918002 . 01 . 03 55 : 218002 . 01 . 03 54 : 68002 . 01 . 03 53 : 08002 . 01 . 03 52 : 818002 . 01 . 92 51 : 218002 . 01 . 92 50 : 68002 . 01 . 92 55 : 328002 . 01 . 82 54 : 718002 . 01 . 82 53 : 118002 . 01 . 82 52 : 58002 . 01 . 82 51 : 328002 . 01 . 72 50 : 718002 . 01 . 72 04 : 818002 . 01 . 21 03 : 218002 . 01 . 21 02 : 68002 . 01 . 21 01 : 08002 . 01 . 21 00 : 818002 . 01 . 11 05 : 118002 . 01 . 11 04 : 58002 . 01 . 11 03 : 328002 . 01 . 01 02 : 718002 . 01 . 01 00 : 228002 . 01 .5 05 : 518002 . 01 .5 05 : 88002 . 01 .5 04 : 28002 . 01 .5 03 : 028002 . 01 .4 02 : 418002 . 01 .4 01 : 88002 . 01 .4 00 : 28002 . 01 .4 05 : 918002 . 01 .3 04 : 318002 . 01 .3 03 : 78002 . 01 .3 02 : 18002 . 01 .3 01 : 918002 . 01 .2 00 : 318002 . 01 .2 05 : 68002 . 01 .2 04 : 08002 . 01 .2 03 : 818002 . 01 .1 02 : 218002 . 01 .1
1000
900
800
700
600
400
300 ] 2- m . W [I
500
200
100
0
Graf 6: Intenzita – říjen 2008
8002. 01. 13 8002. 01. 13 8002. 01. 13 8002. 01. 13 8002. 01. 03 8002. 01. 03 8002. 01. 03 8002. 01. 03 8002. 01. 92 8002. 01. 92 8002. 01. 92 8002. 01. 92 8002. 01. 82 8002. 01. 82 8002. 01. 82 8002. 01. 82 8002. 01. 72 8002. 01. 21 8002. 01. 21 8002. 01. 21 8002. 01. 21 8002. 01. 11 8002. 01. 11 8002. 01. 11 8002. 01. 11 8002. 01. 01 8002. 01. 5 8002. 01. 5 8002. 01. 5 8002. 01. 5 8002. 01. 4 8002. 01. 4 8002. 01. 4 8002. 01. 4 8002. 01. 3 8002. 01. 3 8002. 01. 3 8002. 01. 3 8002. 01. 2 8002. 01. 2 8002. 01. 2 8002. 01. 2 8002. 01. 1 8002. 01. 1 8002. 01. 1 8002. 01. 1
Da tum [DD.MM .YYYY]
t1 2 t1 1 t1 0 t9
D a tu m [D D .M M .Y Y Y Y h h :m m ] t5 t6 t7 t8 t4 t3 t2 t1
30
-100
01 : 68002 . 01 .1
-1 0
00 : 08002 . 01 .1
Graf 5: Gradient teplot – říjen 2008
G r a d ie n t t e p lo t - ř íje n 2 0 0 8
Intenz ita slunečního z áření - říjen 2008
Měsíc listopad 2008 byl co se týká intenzity slunečního záření celkem příznivý. V grafu (Graf 8) je jasně viditelný velký počet slunečných dnů s hodnotami intenzity slunečního záření I zhruba kolem 800 W/m2. Měření bylo výrazněji narušeno jen 25.11. a 27.11.2008 větším počtem obyvatel s častou frekvencí průchodů z exteriéru do interiéru (únik tepla) a také dodatečným vytápěním domu. Z grafu (Graf 7) je to patrné, jelikož po tyto dny teplota uvnitř Trombeho stěny dosahovala jen velmi malých hodnot, přesto však teplota uvnitř domu byla neúměrně vysoká.
31
g r a d ie n t t e p lo t - lis t o p a d 2 0 0 8
50
40
30
]C °[ t
20
10
0
05 : 218002 . 11 . 03 50 : 128002 . 11 . 92 02 : 58002 . 11 . 92 53 : 318002 . 11 . 82 05 : 128002 . 11 . 72 50 : 68002 . 11 . 72 02 : 418002 . 11 . 62 53 : 228002 . 11 . 52 05 : 68002 . 11 . 52 50 : 518002 . 11 . 42 02 : 328002 . 11 . 32 53 : 78002 . 11 . 32 05 : 518002 . 11 . 22 50 : 08002 . 11 . 22 51 : 88002 . 11 . 12 03 : 618002 . 11 . 02 54 : 08002 . 11 . 02 00 : 98002 . 11 . 91
1000
800
600
] 2- m . W [I
400
200
0
8002. 11. 03 8002. 11. 03 8002. 11. 92 8002. 11. 82 8002. 11. 82 8002. 11. 72 8002. 11. 62 8002. 11. 62 8002. 11. 52 8002. 11. 42 8002. 11. 42 8002. 11. 32 8002. 11. 22 8002. 11. 22 8002. 11. 12 8002. 11. 02 8002. 11. 02 8002. 11. 91 8002. 11. 81 8002. 11. 81 8002. 11. 71 8002. 11. 61 8002. 11. 61 8002. 11. 51 8002. 11. 41 8002. 11. 41 8002. 11. 31 8002. 11. 21 8002. 11. 21 8002. 11. 11 8002. 11. 01
8002. 11. 9
8002. 11. 01
8002. 11. 8 8002. 11. 8 8002. 11. 7 8002. 11. 6 8002. 11. 6 8002. 11. 5 8002. 11. 4 8002. 11. 4 8002. 11. 3 8002. 11. 2 8002. 11. 2 8002. 11. 1 8002. 11. 1
Graf 8: Intenzita – listopad 2008
Da tum [DD.MM .YYYY]
51 : 718002 . 11 . 81 03 : 18002 . 11 . 81 54 : 98002 . 11 . 71 00 : 818002 . 11 . 61 51 : 28002 . 11 . 61 03 : 018002 . 11 . 51 54 : 818002 . 11 . 41 00 : 38002 . 11 . 41 51 : 118002 . 11 . 31 03 : 918002 . 11 . 21 54 : 38002 . 11 . 21 00 : 218002 . 11 . 11 51 : 028002 . 11 . 01 03 : 48002 . 11 . 01 54 : 218002 . 11 .9 00 : 128002 . 11 .8 51 : 58002 . 11 .8 03 : 318002 . 11 .7 54 : 128002 . 11 .6 00 : 68002 . 11 .6 51 : 418002 . 11 .5 03 : 228002 . 11 .4 54 : 68002 . 11 .4 00 : 518002 . 11 .3 51 : 328002 . 11 .2 03 : 78002 . 11 .2 54 : 518002 . 11 .1
t4 t3 t2 t1
32
-200
t1 2 t1 1 t1 0 t9
D a tu m [D D .M M .Y Y Y Y h h :m m ] t5 t6 t7 t8
00 : 08002 . 11 .1
-1 0
Graf 7: Gradient teplot – listopad 2008
60
Intenz ita slunečního z áření - listopad 2008
Během měsíce prosince 2008 byl pozorovatelný přínos Trombeho stěny především v první a poslední dekádě. Nejvíce však předposlední tři dny (28.-30.12.2008), během kterých veškeré teplo budově dodávala výhradně Trombeho stěna. Jelikož po tuto dobu v domě nikdo nebyl, nedocházelo k dodatečnému přitápění. Po tyto dny intenzita slunečního záření I dosahovala přibližně 700 W/m2 (Graf 10). Venkovní teplota klesala v nočních hodinách až k hodnotě -10 °C (Graf 9), přesto dokázala Trombeho stěna ohřevem vzduchu během dne a následným sáláním naakumulovaného tepla z masivní stěny během noci teplotu uvnitř domu udržet v rozmezí 4-8 °C. Dům tak byl chráněn proti promrznutí i bez přítomnosti obyvatel domu.
33
50
40
30
20
]C °[ t
10
0
51 : 118002 . 21 . 13 00 : 918002 . 21 . 03 54 : 28002 . 21 . 03 03 : 018002 . 21 . 92 51 : 818002 . 21 . 82 00 : 28002 . 21 . 82 54 : 98002 . 21 . 72 03 : 718002 . 21 . 62 51 : 18002 . 21 . 62 00 : 98002 . 21 . 52 54 : 618002 . 21 . 42 03 : 08002 . 21 . 42
00 : 618002 . 21 . 22
51 : 88002 . 21 . 32
54 : 328002 . 21 . 12
51 : 518002 . 21 . 02
03 : 78002 . 21 . 12
00 : 328002 . 21 . 91 54 : 68002 . 21 . 91 03 : 418002 . 21 . 81 51 : 228002 . 21 . 71 00 : 68002 . 21 . 71 54 : 318002 . 21 . 61 03 : 128002 . 21 . 51 51 : 58002 . 21 . 51 00 : 318002 . 21 . 41 54 : 028002 . 21 . 31 03 : 48002 . 21 . 31 51 : 218002 . 21 . 21 00 : 028002 . 21 . 11 54 : 38002 . 21 . 11 03 : 118002 . 21 . 01 51 : 918002 . 21 .9 00 : 38002 . 21 .9 54 : 018002 . 21 .8 03 : 818002 . 21 .7
00 : 018002 . 21 .6
51 : 28002 . 21 .7
54 : 718002 . 21 .5 03 : 18002 . 21 .5 51 : 98002 . 21 .4 00 : 718002 . 21 .3 54 : 08002 . 21 .3 03 : 88002 . 21 .2
1000
900
800
700
600
400
300 ] 2- m . W [I
500
200
100
0
8002. 21. 13 8002. 21. 13 8002. 21. 03 8002. 21. 92 8002. 21. 82 8002. 21. 82 8002. 21. 72 8002. 21. 62 8002. 21. 62 8002. 21. 52 8002. 21. 42 8002. 21. 32 8002. 21. 32 8002. 21. 22 8002. 21. 12 8002. 21. 12 8002. 21. 02 8002. 21. 91 8002. 21. 81 8002. 21. 81 8002. 21. 71 8002. 21. 61 8002. 21. 61 8002. 21. 51 8002. 21. 41 8002. 21. 31 8002. 21. 31 8002. 21. 21 8002. 21. 11 8002. 21. 11 8002. 21. 01 8002. 21. 9 8002. 21. 8 8002. 21. 8 8002. 21. 7 8002. 21. 6 8002. 21. 6 8002. 21. 5 8002. 21. 4 8002. 21. 3 8002. 21. 3 8002. 21. 2 8002. 21. 1 8002. 21. 1
Graf 10: Intenzita – prosinec 2008
Da tum [DD.M M .YYYY]
t1 2 t1 1 t1 0 t9 D a tu m [D D .M M .Y Y Y Y h h :m m ] t5 t6 t7 t8 t4 t3 t2 t1
34
-100
51 : 618002 . 21 .1 00 : 08002 . 21 .1
-1 0
-2 0
Graf 9: Gradient teplot – prosinec 2008
G r a d ie n t t e p lo t - p r o s in e c 2 0 0 8
In tenz ita slu nečního z ářen í - pro sinec 2008
Leden 2009 je z hlediska demonstrace účinnosti Trombeho stěny nejvýznamnějším měsícem a dal by se použít i jako ideální model. Jednak je to způsobeno tím, že tento měsíc je jedním z nejméně narušovaných ze zbývajících měřených měsíců ve smyslu četnosti návštěv domu. A také proto, že v zimních měsících, jako je tento, nás potenciál Trombeho stěny zajímá přirozeně nejvíce. Během osmnácti po sobě následujících dní na začátku měsíce, kdy se teplota venkovního vzduchu pohybovala mezi 0°C a -20°C, je patrné, že Trombeho stěna díky příznivým hodnotám slunečního záření I (Graf 12) dokáže uchovat teplotu uvnitř domu nad hranicí 0°C (Graf 11), s výjimkou několika dní, kdy byly venkovní teploty opravdu extrémní (-20°C). Po většinu času byl rozdíl mezi teplotou uvnitř a venku 10°C – 18°C.
35
G r a d ie n t t e p lo t - le d e n 2 0 0 9
40
30
20
]C °[ t
10
0
55 : 329002 .1 . 13 50 : 89002 .1 . 13 51 : 619002 .1 . 03 52 : 09002 .1 . 03 53 : 89002 .1 . 92 54 : 619002 .1 . 82 55 : 09002 .1 . 82 50 : 99002 .1 . 72 51 : 719002 .1 . 62 52 : 19002 .1 . 62 53 : 99002 .1 . 52 54 : 719002 .1 . 42 55 : 19002 .1 . 42 50 : 019002 .1 . 32 51 : 819002 .1 . 22 52 : 29002 .1 . 22 53 : 019002 .1 . 12 54 : 819002 .1 . 02
50 : 119002 .1 . 91
55 : 29002 .1 . 02
51 : 919002 .1 . 81 52 : 39002 .1 . 81 53 : 119002 .1 . 71 54 : 919002 .1 . 61 55 : 39002 .1 . 61 50 : 219002 .1 . 51
1000
800
600
] 2- m . W [I
400
200
0
Graf 12: Intenzita – leden 2008
9002. 1. 13 9002. 1. 13 9002. 1. 03 9002. 1. 92 9002. 1. 82 9002. 1. 82 9002. 1. 72 9002. 1. 62 9002. 1. 62 9002. 1. 52 9002. 1. 42 9002. 1. 32 9002. 1. 32 9002. 1. 22 9002. 1. 12 9002. 1. 12 9002. 1. 02 9002. 1. 91 9002. 1. 81 9002. 1. 81 9002. 1. 71 9002. 1. 61 9002. 1. 61 9002. 1. 51 9002. 1. 41 9002. 1. 31 9002. 1. 31 9002. 1. 21 9002. 1. 11 9002. 1. 11 9002. 1. 01 9002. 1. 9 9002. 1. 8 9002. 1. 8 9002. 1. 7 9002. 1. 6 9002. 1. 6 9002. 1. 5 9002. 1. 4 9002. 1. 3 9002. 1. 3 9002. 1. 2 9002. 1. 1 9002. 1. 1
Da tum [DD.M M .YYYY]
t1 2 t1 1 t1 0 t9 D a tu m [D D .M M .Y Y Y Y h h :m m ] t5 t6 t7 t8 t4
51 : 029002 .1 . 41 52 : 49002 .1 . 41 53 : 219002 .1 . 31 54 : 029002 .1 . 21 55 : 49002 .1 . 21 50 : 319002 .1 . 11 51 : 129002 .1 . 01 51 : 59002 .1 . 01 52 : 319002 .1 .9 53 : 129002 .1 .8 54 : 59002 .1 .8 55 : 319002 .1 .7 50 : 229002 .1 .6 51 : 69002 .1 .6 52 : 419002 .1 .5 53 : 229002 .1 .4 54 : 69002 .1 .4 55 : 419002 .1 .3 50 : 329002 .1 .2
52 : 519002 .1 .1
-2 0
t3 t2 t1
36
-200
51 : 79002 .1 .2
-1 0
-3 0
Graf 11: Gradient teplot – leden 2008
50
Intenz ita slun ečního z áření - leden 2009
Jedním z dalších měsíců, během kterého došlo jen k minimálnímu zkreslování výsledků dodatečným přitápěním, je únor 2009. Můžeme se zde setkat s nadprůměrnou intenzitou slunečního záření I, která dosahovala hodnot až 1129 W/m2 a to hned v několika dnech (Graf 14). Díky tomu byl rozdíl v tomto časovém úseku mezi vnitřní a venkovní teplotou kolem 10° C. Přestože z grafu (Graf 13) je vidět, že teplota uvnitř Trombeho stěny dosahovala 25.2.2009 až 48 °C, setrvačnost s jakou se ohřívá vzduch vně domu je příliš velká nato, aby za těchto pár slunečních dní stačila nějak výrazněji stoupnout teplota uvnitř budovy.
37
G r a d ie n t t e p lo t - ú n o r 2 0 0 9
50
40
30
]C °[ t
20
10
0
00 : 219002 .2 . 82 02 : 129002 .2 . 72 04 : 69002 .2 . 72 00 : 619002 .2 . 62 02 : 19002 .2 . 62 04 : 019002 .2 . 52 00 : 029002 .2 . 42 02 : 59002 .2 . 42 04 : 419002 .2 . 32 00 : 09002 .2 . 32 02 : 99002 .2 . 22 04 : 819002 .2 . 12
02 : 319002 .2 . 02
00 : 49002 .2 . 12
04 : 229002 .2 . 91
02 : 719002 .2 . 81
00 : 89002 .2 . 91
04 : 29002 .2 . 81
t1 2 t1 1 t1 0 t9 D a tu m [D D .M M .Y Y Y Y h h :m m ] t5 t6 t7 t8
38
1400
1200
1000
600 ] 2- m . W [I
800
400
200
0
Graf 14: Intenzita – únor 2008
9002. 2. 82 9002. 2. 82 9002. 2. 72 9002. 2. 62 9002. 2. 62 9002. 2. 52 9002. 2. 42 9002. 2. 42 9002. 2. 32 9002. 2. 22 9002. 2. 22 9002. 2. 12 9002. 2. 12 9002. 2. 02 9002. 2. 91 9002. 2. 91 9002. 2. 81 9002. 2. 71 9002. 2. 71 9002. 2. 61 9002. 2. 51 9002. 2. 51 9002. 2. 41 9002. 2. 31 9002. 2. 31 9002. 2. 21 9002. 2. 11 9002. 2. 11 9002. 2. 01 9002. 2. 01 9002. 2. 9 9002. 2. 8 9002. 2. 8 9002. 2. 7 9002. 2. 6 9002. 2. 6 9002. 2. 5 9002. 2. 4 9002. 2. 4 9002. 2. 3 9002. 2. 2 9002. 2. 2 9002. 2. 1 9002. 2. 1
Da tum [DD.M M .YYYY]
00 : 219002 .2 . 71 02 : 129002 .2 . 61 04 : 69002 .2 . 61 00 : 619002 .2 . 51 02 : 19002 .2 . 51 04 : 019002 .2 . 41 00 : 029002 .2 . 31 02 : 59002 .2 . 31 04 : 419002 .2 . 21 00 : 09002 .2 . 21 02 : 99002 .2 . 11 04 : 819002 .2 . 01 00 : 49002 .2 . 01
-2 0
t4 t3 t2 t1
02 : 319002 .2 .9 04 : 229002 .2 .8 00 : 89002 .2 .8 02 : 719002 .2 .7 04 : 29002 .2 .7 00 : 219002 .2 .6 02 : 129002 .2 .5 04 : 69002 .2 .5 00 : 619002 .2 .4 02 : 19002 .2 .4 04 : 019002 .2 .3 00 : 029002 .2 .2 02 : 59002 .2 .2 04 : 419002 .2 .1 00 : 09002 .2 .1
-1 0
Graf 13: Gradient teplot – únor 2008
60
Inten z ita slun ečního z ářen í - ún or 2009
V měsíci březnu 2009 byla frekvence návštěv obyvatel domu poměrně veliká, s čímž je spojeno přídavné přitápění a větrání v objektu. Proto nejsou naměřená data v tomto měsíci příliš věrohodná. Za zmínku však stojí dny 18.4.; 21.4 a 30.4. 2009, po které nebyl v objektu nikdo přítomen. Trombeho stěna, jak je zřetelné z grafu (Graf 15, Graf 16), právě v tyto dny dosahovala nejvyšší účinnosti, a to bez jakéhokoliv přídavného přitápění v domě.
39
G r a d ie n t t e p lo t - b ř e z e n 2 0 0 9
40
30
]C °[ t
20
10
0
52 : 89002 .3 . 13 51 : 619002 .3 . 03 50 : 09002 .3 . 03 55 : 79002 .3 . 92 54 : 519002 .3 . 82 53 : 329002 .3 . 72 50 : 79002 .3 . 72 55 : 419002 .3 . 62 54 : 229002 .3 . 52 50 : 69002 .3 . 52 55 : 319002 .3 . 42 54 : 129002 .3 . 32
52 : 319002 .3 . 22
53 : 59002 .3 . 32
51 : 129002 .3 . 12 50 : 59002 .3 . 12 55 : 219002 .3 . 02 54 : 029002 .3 . 91
1200
1000
800
400 ] 2- m . W [I
600
200
0
9002. 3. 13 9002. 3. 03 9002. 3. 03 9002. 3. 92 9002. 3. 82 9002. 3. 82 9002. 3. 72 9002. 3. 62 9002. 3. 52 9002. 3. 52 9002. 3. 42 9002. 3. 32 9002. 3. 32 9002. 3. 22 9002. 3. 12 9002. 3. 02 9002. 3. 02 9002. 3. 91 9002. 3. 81 9002. 3. 81 9002. 3. 71 9002. 3. 61 9002. 3. 51 9002. 3. 51 9002. 3. 41 9002. 3. 31 9002. 3. 31 9002. 3. 21 9002. 3. 11 9002. 3. 01
9002. 3. 9
9002. 3. 01
9002. 3. 8 9002. 3. 8 9002. 3. 7 9002. 3. 6 9002. 3. 5 9002. 3. 5 9002. 3. 4 9002. 3. 3 9002. 3. 3 9002. 3. 2 9002. 3. 1 9002. 3. 1
Graf 16: Intenzita – březen 2008
Da tum [DD.M M .YYYY]
03 : 49002 .3 . 91 02 : 219002 .3 . 81 01 : 029002 .3 . 71 00 : 49002 .3 . 71 05 : 119002 .3 . 61 04 : 919002 .3 . 51 03 : 39002 .3 . 51 02 : 119002 .3 . 41 01 : 919002 .3 . 31 00 : 39002 .3 . 31 05 : 019002 .3 . 21 04 : 819002 .3 . 11 03 : 29002 .3 . 11 02 : 019002 .3 . 01 01 : 819002 .3 .9 00 : 29002 .3 .9 05 : 99002 .3 .8 04 : 719002 .3 .7 03 : 19002 .3 .7 02 : 99002 .3 .6 01 : 719002 .3 .5 00 : 19002 .3 .5 05 : 89002 .3 .4 04 : 619002 .3 .3 03 : 09002 .3 .3 02 : 89002 .3 .2
t4 t3 t2 t1
40
-200
t1 2 t1 1 t1 0 t9
D a tu m [D D .M M .Y Y Y Y h h :m m ] t5 t6 t7 t8
01 : 619002 .3 .1 00 : 09002 .3 .1
-1 0
Graf 15: Gradient teplot – březen 2008
50
Intenz ita slunečn íh o z áření - břez en 2009
Měsíc duben 2009 se vyznačoval velkým počtem dní s nadprůměrnými hodnotami intenzity slunečního záření I, což je vidět i z grafu (Graf 18). Poté z grafu (Graf 17), který znázorňuje závislost měřených teplot na čase uvnitř domu, je jasně viditelný každodenní přírůstek teplot uvnitř domu, způsobený dlouhým a nepřerušovaným provozem Trombeho stěny (od 2.4. do 13.4.2009). Tento provoz, při kterém po sobě následuje velký počet slunečných dní, je ideální, jelikož teplota uvnitř domu stoupá se značnou setrvačností a pouze jednodenní provoz Trombeho stěny nehraje příliš velkou roli. V tomto měsíci bylo měření ovlivněno větráním domu (11.4.2009), což je patrné i z grafu (Graf 18), kde můžeme pozorovat náhlý propad vnitřní teploty domu. Dále bylo měření v tomto měsíci ovlivněno zastíněním Trombeho stěny antireflexní fólií dne 14.4. – 16.4.2009 z důvodu provádění dalšího experimentálního měření (viz kap. 3.4.3). Data jsou v tomto měsíci nespojitá, jelikož došlo k opětovnému výpadku modulu pro sběr a ukládání dat. A to konkrétně od 20.4. do 26.4.2009.
41
70
60
50
40
]C °[ t
30
20
10
0
04 : 09002 .4 . 72 52 : 79002 .4 . 02 53 : 129002 .4 . 91 51 : 99002 .4 . 91 52 : 329002 .4 . 81 01 : 319002 .4 . 81 00 : 29002 .4 . 81 01 : 619002 .4 . 71 02 : 69002 .4 . 71 03 : 029002 .4 . 61 04 : 019002 .4 . 61 05 : 09002 .4 . 61 00 : 519002 .4 . 51 01 : 59002 .4 . 51 02 : 919002 .4 . 41 00 : 89002 .4 . 41 01 : 229002 .4 . 31 51 : 219002 .4 . 31 52 : 29002 .4 . 31 02 : 519002 .4 . 21 03 : 59002 .4 . 21 04 : 919002 .4 . 11 02 : 99002 .4 . 11 53 : 229002 .4 . 01 04 : 119002 .4 . 01 05 : 19002 .4 . 01 00 : 619002 .4 .9 05 : 59002 .4 .9 00 : 029002 .4 .8 04 : 519002 .4 .7 05 : 59002 .4 .7 00 : 029002 .4 .6 50 : 019002 .4 .6 51 : 09002 .4 .6 01 : 319002 .4 .5 02 : 39002 .4 .5 03 : 619002 .4 .4 04 : 69002 .4 .4 05 : 029002 .4 .3 00 : 119002 .4 .3 01 : 19002 .4 .3 02 : 519002 .4 .2 03 : 59002 .4 .2 04 : 919002 .4 .1
1000
800
600
] 2- m . W [I
400
200
0
9002. 4. 72 9002. 4. 62 9002. 4. 02 9002. 4. 91 9002. 4. 91 9002. 4. 81 9002. 4. 81 9002. 4. 71 9002. 4. 71 9002. 4. 61 9002. 4. 61 9002. 4. 51 9002. 4. 51 9002. 4. 51 9002. 4. 41 9002. 4. 41 9002. 4. 31 9002. 4. 31 9002. 4. 21 9002. 4. 21 9002. 4. 11 9002. 4. 11 9002. 4. 11 9002. 4. 01 9002. 4. 01 9002. 4. 9 9002. 4. 9 9002. 4. 8 9002. 4. 7 9002. 4. 7 9002. 4. 6 9002. 4. 6 9002. 4. 5 9002. 4. 5 9002. 4. 4 9002. 4. 4 9002. 4. 4 9002. 4. 3 9002. 4. 3 9002. 4. 2 9002. 4. 2 9002. 4. 1 9002. 4. 1 9002. 4. 1
Graf 18: Intenzita – duben 2008
Da tu m [DD.M M .YYYY]
t1 2 t1 1 t1 0 t9
D a tu m [D D .M M .Y Y Y Y h h :m m ] t5 t6 t7 t8 t4 t3 t2 t1
42
-200
05 : 99002 .4 .1 00 : 09002 .4 .1
Graf 17: Gradient teplot – duben 2008
G r a d ie n t t e p lo t - d u b e n 2 0 0 9
Inten z ita slunečn íh o z ářen í - dub en 2009
3.4.1.2 Diskuse k měření Je patrné, že bez dodatečného vytápění jinými zdroji by dostatečné teplo uvnitř domu jen samotná Trombeho stěna nezajistila. V tomto ohledu, je v klimatických podmínkách ČR Trombeho stěna nepoužitelná. Na druhou stranu Trombeho stěna zabránila promrznutí budovy v zimních měsících, i když venkovní teploty klesaly až k -20 °C. Jako přídavné vytápění, které přináší finanční, ekologickou úsporu a ochranu domu proti promrznutí v zimních měsících, se hodí výborně. 3.4.2
Měření vyzářené energie stěn pomocí bezkontaktního infračerveného pyrometru
Měření bylo provedeno dne 16.4. 2009 ve 22:00 hodin, přičemž bylo změřeno celkem šest obvodových stěn domu ze strany interiéru včetně Trombeho stěny (viz Obr. 12).
Obr. 12: Půdorys objektu – měřené stěny 3.4.2.1 Bezkontaktní infračervený pyrometr (infrateploměr) a emisivita Princip bezkontaktního infračerveného pyrometru je založen na skutečnosti, že každé těleso, jehož teplota je vyšší než absolutní nula (–273,15 °C), vyzařuje energii. Množství vyzářené energie roste se vzrůstající teplotou tělesa. Pro bezkontaktní měření teploty se používá infračervená část spektra vyzařované energie. Ta je opticky soustředěna tak, aby působila na určité čidlo, kterým může být baterie termočlánků nebo fotoodpor. Množství vyzářené energie je dáno kromě teploty také emisivitou vyzařujícího tělesa. Emisivita je jeden z důležitých faktorů ovlivňujících měření. Bezdotykové infračervené pyrometry jsou kalibrovány pro měření teploty absolutně černého tělesa. Při stejné teplotě
43
a vlnové délce nemůže žádný skutečný objekt emitovat více záření než černé těleso. Poměr záření emitovaného reálným objektem k záření emitovanému dokonale černým zářičem při stejné teplotě a vlnové délce definuje tzv. spektrální emisivitu (epsilon) měřeného objektu. Například objekt se spektrální emisivitou = 0,7 emituje za jinak stejných podmínek 70 % energie absolutně černého tělesa. Spektrální emisivita závisí na jakosti povrchu měřeného objektu i na jeho materiálu (Tab. 4). Přesnost měření teploty přístrojem s jednou vlnovou délkou závisí přímo na tom, jak dobře známe emisivitu povrchu měřeného objektu. Pokud skutečnou spektrální emisivitu objektu nevezmeme v úvahu, bude přístroj ukazovat teplotu nižší, než je skutečná teplota měřeného objektu. Většina infračervených pyrometrů proto umožňuje jemné nastavení emisivity a některé mají dokonce v paměti uloženou tabulku hodnot spektrální emisivity nejpoužívanějších materiálů a povrchů. [2,3] Materiál
Specifikace
Za teploty [°C]
Emisivita
měď
obchodní jakost
20
0,07
hliník
leštěný
50
0,04 - 0,06
železo
hrubě válcované
20
0,24
cement
-
20
0,54
sklo
matované
20
0,91 – 0,94
sádra
-
20
0,80 – 0,90
mramor
leštěný
20
0,93
šelak
černý, matný
75
0,91
písek
-
20
0,60
omítka
z červeného písku
20
0,91
cihla
červená
20
0,88 – 0,93
cihla
šamotová
20
0,85
azbest
deska
20
0,96
Tab. 4: Přehled emisivity některých materiálů [2] 3.4.2.2 Naměřená data Při tomto měření, které mělo za cíl zjistit, zdali není Trombeho stěna po západu Slunce ztrátovým prvkem bylo dosaženo následujících výsledků (Tab. 5).
44
Jelikož emisivita omítky se pohybuje v rozmezí od 0,7 do 0,91 dle typu omítky, provedli jsme měření třikrát pro trojici nastavení emisivity na infrateploměru. Měřili jsme Trombeho stěnu ve dvou místech. Jednou pod úrovní 2,5 m a podruhé nad touto úrovní. Také jsme změřili množství vyzářené energie zbylých obvodových stěn, abychom mohli data porovnat. TS pod 2,5m [°C] Emisivita 0,7 5,5 0,8 6,2 0,9 7,6 TS - Trombeho stěna
TS nad 2,5m [°C] 7,4 8,1 8,9
1 [°C] 3,5 4,8 6,5
2 [°C] 4,3 5,3 6,7
3 [°C] 3 4,6 6,1
4 [°C] 2,9 4,4 6,1
5 [°C] 3,3 4,8 6,3
Tab. 5: Naměřená data
vyzářené množství energie jednotlivých stěn 9 8 7 6 Teplota [°C]
5
Epsilon = 0,7 Epsilon = 0,8
4 3
Epsilon = 0,9
2 1 0
1
2
3
4
5
6
7
vzorky
Graf 19: Poměr vyzářeného množství energie jednotlivých stěn Vzorky (viz obr. 12: Půdorys objektu – měřené stěny): 1 – Trombeho stěna pod urovní 2,5 m 2 – Trombeho stěna nad urovní 2,5 m 3 – stěna číslo 1 4 – stěna číslo 2 5 – stěna číslo 3 6 – stěna číslo 4 7 – stěna číslo 5
45
3.4.2.3 Diskuse k měření Z grafu (Graf 19) je patrné, že Trombeho stěna vyzařuje i po západu Slunce naakumulovanou energii více než běžné obvodové zdi. V průměru se jedná zhruba o 3°C více v horní části Trombeho stěny oproti běžné stěně. Z toho můžeme usuzovat, že při stavbě námi měřené Trombeho stěny byl použit vhodný akumulační materiál (červené akumulační cihly) a též stěna byla dobře utěsněna izolační pěnou proti vniku chladného vzduchu z vnějšího prostředí domu. V tomto ohledu tato Trombeho stěna plní svojí funkci dobře. 3.4.3
Měření s antireflexní fólií
Při tomto měření byly vybrány dle předpovědi počasí tři po sobě následující dny s přibližně stejnými klimatickými podmínkami. A to od 14.4. do 16.4.2009. Během těchto dní byla na Trombeho stěnu umístěna clona, zhotovená z antireflexní fólie. Cílem tohoto měření bylo zjistit, jaký je rozdíl mezi teplotami uvnitř domu s použitím a bez použití Trombeho stěny. Antireflexní fólie byla na Trombeho stěnu umístěna 14.4.2009 v 19:00 a odstraněna 16.4.2009 v 17:00. 3.4.3.1 Naměřená data Z následujícího grafu (Graf 20), který vyjadřuje závislost intenzity slunečního záření I vůči času, je patrné, že po čtyři následující dny panovalo přibližně stejné počasí s intenzitou slunečního záření v rozpětí 800 – 900 W/m2. Do grafů byl zahrnut i předcházející den, ve kterém
Trombeho
stěna
nebyla
nikterak
cloněna.
Důvodem
bylo
získání
dat
k porovnání provozu před experimentem a během experimentu.
Intenzita slunečního záření - duben 2009 1000 900 800 700
500 400 300 200 100
Datum [DD.MM.YYYY]
Graf 20: Intenzita slunečního záření 13. – 16. dubna 2009 46
16.4.2009
16.4.2009
16.4.2009
16.4.2009
16.4.2009
16.4.2009
16.4.2009
16.4.2009
16.4.2009
16.4.2009
16.4.2009
15.4.2009
15.4.2009
15.4.2009
15.4.2009
15.4.2009
15.4.2009
15.4.2009
15.4.2009
15.4.2009
15.4.2009
15.4.2009
14.4.2009
14.4.2009
14.4.2009
14.4.2009
14.4.2009
14.4.2009
14.4.2009
14.4.2009
14.4.2009
14.4.2009
13.4.2009
13.4.2009
13.4.2009
13.4.2009
13.4.2009
13.4.2009
13.4.2009
13.4.2009
13.4.2009
13.4.2009
13.4.2009
0 -100
13.4.2009
I [W.m-2]
600
Gradient teplot - duben 2009 70
60
50
t [°C]
40
30
20
10
16.4.2009 23:20
16.4.2009 21:15
16.4.2009 19:10
16.4.2009 17:05
16.4.2009 15:00
16.4.2009 12:55
16.4.2009 8:45
16.4.2009 10:50
16.4.2009 6:40
16.4.2009 4:35
16.4.2009 2:30
16.4.2009 0:25
15.4.2009 22:20
15.4.2009 20:15
15.4.2009 18:10
15.4.2009 16:05
15.4.2009 14:00
15.4.2009 9:50
15.4.2009 11:55
15.4.2009 7:45
15.4.2009 5:40
15.4.2009 3:35
15.4.2009 1:30
14.4.2009 23:25
14.4.2009 21:20
14.4.2009 19:15
14.4.2009 15:40
14.4.2009 13:35
14.4.2009 9:25
14.4.2009 11:30
14.4.2009 7:20
14.4.2009 5:15
14.4.2009 3:10
14.4.2009 1:05
13.4.2009 23:00
13.4.2009 20:55
13.4.2009 18:50
13.4.2009 16:40
13.4.2009 14:35
13.4.2009 12:30
13.4.2009 8:20
13.4.2009 10:25
13.4.2009 6:15
13.4.2009 4:10
13.4.2009 2:05
13.4.2009 0:00
0
Datum [DD.MM.YYYY hh:mm] t1 [°C]
t2 [°C]
t3 [°C]
t4 [°C]
t5 [°C]
t6 [°C]
t7 [°C]
t8 [°C]
t9 [°C]
t10 [°C]
t11 [°C]
t12 [°C]
Graf 21: Naměřené teploty 13. – 16. dubna 2009
3.4.3.2 Diskuse k měření První den, kdy Trombeho stěna nebyla cloněna, se teplota uvnitř domu plynule zvedala s rostoucí teplotou uvnitř Trombeho stěny a poté pozvolna klesala takřka až do ranních hodin následujícího dne. Teplotní zisk uvnitř objektu v tomto dni činil přibližně 5 °C. V následujícím dni (14.4.2009), je v grafu (Graf 21) viditelný prudký pokles teplot přibližně v 19:00 uvnitř Trombeho stěny, který způsobilo připevnění antireflexní fólie. Dne 15.4.2009 nepatrně vzrostla teplota uvnitř Trombeho stěny i přes to, že byla cloněna. Je to způsobeno tím, že antireflexní fólie nedokáže nikdy eliminovat veškeré sluneční záření. Z naměřených hodnot je pak patrné, že bez funkční Trombeho stěny je teplota uvnitř domu během dne takřka konstantní s mírnou tendencí klesat. Je to díky dobré izolaci domu. Takto zaizolovaný dům, bez Trombeho stěny nereaguje na rychlé teplotní změny z vnějšího prostředí, což je dobře z hlediska zaizolování, nicméně je pak taková budova připravena o možnost teplotních zisků z vnějšího prostředí a musíme ji vytápět.
47
4
Zhodnocení přínosu Trombeho stěny
4.1 Energetické zhodnocení Na základě získaných hodnot během provedeného měření nelze provést zhodnocení energetického přínosu pro celý dům, jelikož by takové zhodnocení vyžadovalo další sérii měření a složitých výpočtů dle norem. Navíc měření bylo ovlivňováno přídavným přitápěním v některých dnech, takže data nelze použít spojitě. Takové komplexní zhodnocení energetického přínosu Trombeho stěny pro celý dům by bylo tak obsáhlé, že by vydalo na samostatnou odbornou práci. Jelikož se jedná o vůbec první měření Trombeho stěny na území ČR, je cílem zhodnocení spíše jen přiblížit problematiku. Můžeme však odvodit přímý teplotní zisk, který získáme porovnáním teplot ze vstupu a výstupu Trombeho stěny. (viz Graf 22). Graf je zhotoven pro den 25. února 2009. Den reprezentuje ideální funkční stav Trombeho stěny, to znamená, že tento den i
dny
bezprostředně předcházející nebylo měření ovlivňováno přítomností osob v domě. Panovalo slunné počasí s intenzitou slunečního záření I přibližně kolem 1000 W/m2.
Rozdíl teplot na vstupu a výstupu Trombeho stěny (25.2. 2009) 50 45
40 35
t [°C]
30 25
20 15 10
5
23:55:00
23:20:00
22:45:00
22:10:00
21:35:00
21:00:00
20:25:00
19:50:00
19:15:00
18:40:00
18:05:00
17:30:00
16:55:01
16:20:00
15:45:00
15:10:00
14:35:00
14:00:00
13:25:00
12:50:00
12:15:00
11:40:00
11:05:00
9:55:00
10:30:00
9:20:00
8:45:00
8:10:00
7:35:00
7:00:00
6:25:00
5:50:00
5:15:00
4:40:00
4:05:00
3:30:00
2:55:00
2:20:01
1:45:00
1:10:00
0:35:00
0:00:00
0
Čas [hh:mm:ss] t6 - vstup [°C]
t12 - výstup [°C]
rozdíl t12 - t6 [°C]
Graf 22: Rozdíl teplot na vstupu a výstupu Trombeho stěny (25.2. 2009) Z grafu je patrné, že největšího teplotního zisku lze dosáhnou v odpoledních hodinách a to konkrétně mezi jednou a čtvrtou hodinou (SEČ). Dne 25.2.2009 činil maximální teplotní zisk
48
33,21 °C. Při tomto teplotním zisku uvnitř Trombeho stěny se zvýšila teplota uvnitř domu v horním patře vůči venkovní teplotě (0 °C) o 8 °C a oproti teplotě chladného vzduch u podlahy v dolním patře domu o 4 °C . Tento relativně malý nárůst teploty uvnitř domu je způsoben tím, že ohřátý vzduch vycházející z Trombeho stěny se rozptýlí do velkého objemu a předá tak svoje teplo chladnému vzduchu uvnitř domu. Teplotní zisk je však proměnný, v závislosti na intenzitě slunečního záření. Takových dní, při kterých je účinnost Trombeho stěny poměrně velká, se vyskytuje většinou 6 – 15 do měsíce. Z toho vyplývá, že Trombeho stěna není stálým zdrojem tepelné energie.
4.2 Ekonomické zhodnocení Pokud bychom chtěli spočítat roční úsporu za vytápění pro celý dům, setkáme se opět se stejným problémem jako v kapitole 4.1, jelikož neznáme roční energetický přínos pro celý objekt. Z čehož vyplývá, že nelze spočítat přesné hodnoty, ani návratnost Trombeho stěny. Bude-li však výpočet proveden s orientačními a teoretickými hodnotami, lze odvodit přibližné výsledky. Roční sumy solární radiace dopadající na 1 m2 v ČR kolísají od 950 do 1250 kWh/m2, zanedbáme-li ztráty vzniklé odrazem od zasklené plochy a veškeré tepelné ztráty v izolaci. Uvažujme tedy pro náš případ 1000 kWh/m2 za rok. Měřená Trombeho stěna, která je umístěna na jihu Plzně, má efektivní plochu zasklení 17 m2. To znamená potenciál 17 MWh za rok. Z tabulky paliv a jejich cen na českém trhu (viz Tab. 6) lze na základě této informace zjistit orientační roční úsporu za energii s použitím Trombeho stěny. Palivo
Měrná jednotka
Cena paliva [Kč/m.j.]
Roční účinnost zdroje [%]
Dřevo kg 0,99 Hnědé uhlí kg 1,70 Černé uhlí kg 3,30 Koks kg 4,55 Extra lehký kg 12,82* topný olej * cena po vrácení spotřební daně
65 65 67 70 80
Ceny energiízapočítaná účinnost [Kč/kWh] 0,381 0,523 0,579 0,855 1,375
Tab. 6: Paliva a jejich ceny na českém trhu
49
Výhřevnost Paliva [kWh/kg] 4,00 5,00 8,50 7,60 11,38
Z informací obsažených v Tab. 6 můžeme vypočítat množství a cenu paliva, které za rok ušetříme, dodá-li nám ekvivalentní energii Trombeho stěna. Postup při výpočtu je zde uveden na příkladu, kde jako palivo slouží dřevo: 17000 kWh / 4,00 kWh/kg = 4250 kg 17000 kWh x 0,381 Kč/kWh = 6477 Kč/rok Palivo
Množství za rok
Cena za rok
Dřevo
4250 kg
6477 Kč
Hnědé uhlí
3400 kg
8891 Kč
Černé uhlí
2000 kg
9843 Kč
Koks
2237 kg
14535 Kč
Extra lehký topný olej
1494 kg
23375 Kč
Dle majitele domu jsou náklady na vybudování Trombeho stěny přibližně 20 000 Kč. Pokud bychom vytápěli dům extra lehkým topným olejem, byla tedy pak návratnost Trombeho stěny zhruba 1 necelý rok. Při použití jiných paliv by se tato doba prodloužila až na 3 roky.
4.3 Ekologické zhodnocení Jelikož solární radiace není stabilní zdroj energie, nemůžeme přesně určit kolik emisí za rok nevyprodukujeme, pokud budeme používat Trombeho stěnu. Můžeme určit jen přibližné hodnoty. Roční sumy solární radiace dopadající na 1 m2 v ČR kolísají od 950 do 1250 kWh/m2, zanedbáme-li ztráty vzniklé odrazem od zasklené plochy a veškeré tepelné ztráty v izolaci. Uvažujme tedy pro náš případ 1000 kWh/m2 za rok. Měřená Trombeho stěna, která je umístěna na jihu Plzně, má efektivní plochu zasklení 17 m2. To znamená potenciál 17 MWh za rok. Pro úvahy množství produkovaných emisí postačí výpočty na základě znalostí emisních koeficientů, které uvádí vyhláška MŽP ČR č. 177/1997 Sb.
50
Emise
Tuhé látky
SO2
NOx
CO
CxHy
[kg/GJ]
[kg/GJ]
[kg/GJ]
[kg/GJ]
[kg/GJ]
Hnědé uhlí tříděné
1,227
1,554
0,245
3,680
0,818
SHD
(4,42
(5,59
(0,88
(13,25
(2,95
kg/MWh)
kg/MWh)
kg/MWh)
kg/MWh)
kg/MWh)
Poznámka: 1 GJ = 0,27777 MWh Tab. 7: Emisní koeficienty pro spalování hnědého uhlí v rodinném domu [1]
Emise
Tuhé látky
SO2
NOx
CO
CO2
[kg/MWhe]
[kg/MWhe]
[kg/MWhe]
[kg/MWhe]
[kg/MWhe]
3,000
5,300
7,700
0,650
1213,0
Energetické uhlí
Poznámka: Uvažuje se 65% odsíření SO2 a tuhé látky při 98% odlupčivosti filtrů elektrárny. Tab. 8: Emisní koeficienty výroby el. energie v hnědouhelné elektrárně [1] Z tabulky emisních koeficientu (Tab. 7) vyplývá, že pokud bychom chtěli získat za rok stejné množství energie, které může dodat domu Trombeho stěna, za použití kotle na hnědé uhlí, vyprodukovali bychom tak za rok následující množství škodlivých látek, z nichž nejpodstatnější jsou: tuhé látky (saze):
75,12 kg
Oxid siřičitý SO2:
95,03 kg
Oxidy dusíku Nox:
14,96 kg
Oxid uhelnatý CO:
225,25 kg
Uhlovodíky
CxHy:
50,15 kg
V případě, že bychom však chtěli dům vytápět elektrickou energií (viz Tab. 8), je v hnědouhelné tepelné elektrárně potřeba 1 t energetického uhlí k výrobě 1 MWh. Došlo by tak k poklesu emisí díky nespotřebované elektrické energii o následující množství látek za rok:
51
tuhé látky (saze):
51 kg
Oxid siřičitý SO2:
90,1 kg
Oxidy dusíku Nox:
130,9 kg
Oxid uhelnatý CO:
11,5 kg
Oxid uhličitý CO2:
20 621,6 kg
Oxid siřičitý(SO2) - bezbarvý, štiplavě páchnoucí, jedovatý plyn. Je 2,26× těžší než vzduch. Tento plyn je značně toxický pro rostliny, neboť reaguje s chlorofylem a narušuje tak fotosyntézu. V ovzduší pozvolna oxiduje vzdušným kyslíkem za přítomnosti vody na kyselinu sírovou, která je spolu s kyselinou siřičitou příčinou kyselých dešťů. Oxid dusnatý (NO) - je jedním z oxidů dusíku. Je to za normální teploty bezbarvý, paramagnetický plyn, jedovatý a za přítomnosti vlhkosti leptající. Oxid uhelnatý (CO) - blokuje přenášení kyslíku krví, neboť jeho vazba s hemoglobinem je 200x až 300x pevnější než vazba kyslíku. Oxid uhličitý (CO2) - je bezbarvý plyn bez chuti a zápachu. Při vyšších koncentracích může v ústech mít slabě nakyslou chuť. Je těžší než vzduch. Není jedovatý, jen nedýchatelný ve vyšších koncentracích.
52
5
Závěr Z výsledků provedených měření lze odvodit závěr, že v klimatických podmínkách ČR je
Trombeho stěna jako jediný zdroj vytápění v domě nepoužitelná, přináší ale úsporu ekonomickou, ekologickou a chrání budovu proti promrznutí v zimních měsících, kdy teploty klesají hluboko pod bod mrazu. Funkci přídavného přitápění ke konvenčnímu zdroji plní bezpochyby velmi dobře. Nemá smysl budovat Trombeho stěny bez použití izolačního dvojskla a masivní akumulační stěny, protože se bez těchto prvků sníží už již tak malá účinnost. Dále jsou zbytečné střední klapky, které byly po dobu měření stejně většinu času uzavřené. Architekt, který je navrhoval se inspiroval zřejmě zkušenostmi z Francie, kde se tyto klapky hodí k snížení účinnosti za velmi jasných dní. Dle mého názoru jsou však tyto střední klapky v klimatických podmínkách ČR zbytečné, protože nepotřebujeme příliš omezovat výkon. Ba naopak snažíme se při provozu podzim - jaro získat z Trombeho stěny co nejvíce energie. Jelikož je tento architektonický prvek zatím na území ČR ojedinělý, je pochopitelné, že některé prvky této stavby nejsou přizpůsobeny našim podmínkám. Díky tomuto měření a pozorování se však můžeme poučit do budoucna, vyvarovat se tak chybám a přinést mnohá zlepšení při stavbě dalších Trombeho stěn na území ČR. Je pozoruhodné, jak dlouholetá zkušenost, bez hlubších teoretických znalostí, vedla naše předky k dodržování velice jednoduchých, naprosto energeticky racionálních funkčních schémat, které současné teoretické poznatky plně potvrzují a k nimž architektura v posledních desetiletích nachází opět cestu. Přestože je systém Trombeho stěny oficiálně znám již 128 let, je až k nevíře, že se masově nerozšířil již v minulosti. Protože se jedná o jednu z pilotních Trombeho stěn v ČR, domnívám se tedy, že je to způsobeno nedostatečnou informovaností veřejnosti o jejích výhodách, konstrukci i funkci. Proto doufám, že díky této práci se dostane do veřejného podvědomí a dočká se dalších realizací v budoucnu.
53
Použitá literatura [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12]
Srdečný, K., Truxa, J.: Obnovitelné zdroje energie v jižních Čechách a Horním Rakousku, Nakladatelství ARSCI, Praha 2000. Beran, V.: Technická měření, Tiskové středisko ZČU, Plzeň 2004. Beran, V., Tůmová, O.: Měření veličin životního a pracovního prostředí; Tiskové středisko ZČU, Plzeň 2007. Murtinger, K.:Solární energie pro váš dům, Era, Brno 2002. Medek, F.:Netradiční zdroje energie a architektura, Vydavatelství ČVUT, Praha 1994. http://www.solarhit.cz http://www.envic_sdruzeni.cz http://cz.wikipedia.org http://www.vesmir.cz http://www.solarnisystemy.com/pasivnidomy.html http://www.suro.cz/cz/publikace/radsit/2001 http://energie.tzb-info.cz
54
Seznam obrázků
Obr. 1: Termojaderná fúze Obr. 2: Mapa globální solární radiace na území ČR Obr. 3: Předsazený skleník (den/noc) Obr. 4: Řez energetickou střechou Obr. 5: Bokorys objektů bez (A) a s dvojitou transparentní fasádou (B) Obr. 6: Princip nezaskleného solárního vzduchového kolektoru Obr. 7: Rozdíl mezi klasickou izolací (A) a transparentní izolací (B) Obr. 8: Sluneční clona pro akumulační solární stěny Obr. 9: Provoz Trombeho stěny (podzim – jaro) Obr. 10: Provoz Trombeho stěny (léto) Obr. 11: Teplotní čidla viditelná z exteriéru Obr. 12: Půdorys objektu – měřené stěny
55
Seznam tabulek
Tab. 1: Závislost globálního záření na nadmořské výšce Tab. 2: Přehled snímačů umístěných v různých místech domu a Trombeho stěny Tab. 3: Přepočet času UTC Tab. 4: Přehled emisivity některých materiálů Tab. 5: Naměřená data Tab. 6: Paliva a jejich ceny na českém trhu Tab. 7: Emisní koeficienty pro spalování hnědého uhlí v rodinném domu Tab. 8: Emisní koeficienty výroby el. energie v hnědouhelné elektrárně
56
Seznam grafů
Graf 1: Intenzita slunečního záření ku dni 21.3.2009 Graf 2: Naměřené teploty ku dni 21.3.2009 Graf 3: Gradient teplot – září 2008 Graf 4: Intenzita – září 2008 Graf 5: Gradient teplot – říjen 2008 Graf 6: Intenzita – říjen 2008 Graf 7: Gradient teplot – listopad 2008 Graf 8: Intenzita – listopad 2008 Graf 9: Gradient teplot – prosinec 2008 Graf 10: Intenzita – prosinec 2008 Graf 11: Gradient teplot – leden 2008 Graf 12: Intenzita – leden 2008 Graf 13: Gradient teplot – únor 2008 Graf 14: Intenzita – únor 2008 Graf 15: Gradient teplot – březen 2008 Graf 16: Intenzita – březen 2008 Graf 17: Gradient teplot – duben 2008 Graf 18: Intenzita – duben 2008 Graf 19: Poměr vyzářeného množství energie jednotlivých stěn Graf 20: Intenzita slunečního záření 13. – 16. dubna 2009 Graf 21: Naměřené teploty 13. – 16. dubna 2009 Graf 22: Rozdíl teplot na vstupu a výstupu Trombeho stěny (25.2. 2009)
57
Seznam příloh
Příloha 1: Rozmístění měřících přístrojů v exteriéru domu Příloha 2: Systém klapek ze strany interiéru Trombeho stěny Příloha 3: Rozmístění měřících přístrojů v interiéru domu Příloha 4: Rozmístění měřících přístrojů v hale domu Příloha 5: Modul pro ukládání a sběr dat Příloha 6: Realizace nezaskleného vzduchového solárního kolektoru Příloha 7: Realizace energetické střechy - Kostel a přilehlý obecní úřad v Schönau, Baden-Wirttemberg, Německo Příloha 8: Realizace energetické fasády Moravská zemská knihovna Brno Příloha 9: Transparentní tepelná izolace Příloha 10: Realizace měření s antireflexní fólií Příloha 11: US Patent 246626 Příloha 12: US Patent 246626 Příloha 13: Výkaz návštěv Příloha 14: Výkaz návštěv
58
Přílohy Příloha 1: Rozmístění měřících přístrojů v exteriéru domu
Příloha 2: Systém klapek ze strany interiéru Trombeho stěny
Příloha 3: Rozmístění měřících přístrojů v interiéru domu
přízemí
1. patro
Příloha 4: Rozmístění měřících přístrojů v hale domu
Příloha 5: Modul pro ukládání a sběr dat
Příloha 6: Realizace nezaskleného vzduchového solárního kolektoru
Příloha 7: Realizace energetické střechy - Kostel a přilehlý obecní úřad v Schönau, Baden-Wirttemberg, Německo
Příloha 8: Realizace energetické fasády Moravská zemská knihovna Brno
Příloha 9: Transparentní tepelná izolace
Příloha 10: Realizace měření s reflexní fólií
Příloha 11: US Patent 246626
Příloha 12: US Patent 246626
Příloha 13: Výkaz návštěv
Příloha 14: Výkaz návštěv
