Stanowisko Edukacyjne 4 Nowy Kisielin

BADANIA NAD OKREŚLENIEM CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH EFEKTYWNOŚĆ WYKORZYSTANIA ENERGII CIEPLNEJ W BUDYNKACH MIESZKALNYCH

Stanowisko to obejmuje badania w Laboratorium badawczym UZ nad efektywnością energetyczną w budownictwie, zlokalizowanym w Nowym Kisielinie. Badania są prowadzone w dwóch niskoenergetycznych budynkach eksperymentalnych, jednakowych pod względem kształtu, powierzchni i usytuowania względem stron świata (Rys. 1). Budynki badawcze wykonane są w dwóch rożnych technologiach:

budynek badawczy nr 1 wykonany jest w technologii tradycyjnej – murowanej,
budynek badawczy nr 2 wykonany jest w technologii lekkiej – szkielet drewniany.

Rys. 1: Laboratorium badawcze UZ nad efektywnością energetyczną w budownictwie, Nowy Kisielin

Obydwa budynki wyposażone są w gruntowe wymienniki ciepła (Rys. 2), rekuperatory, aparaturę kontrolno-pomiarową monitorującą podstawowe parametry pracy budynku, a także system zarządzania budynkiem – BMS. Jeden z budynków wyposażono w ogniwa fotowoltaiczne.

Rys. 2:Pomieszczenie w budynku badawczym z zainstalowanym rekuperatorem

Prowadzone badania mają na celu zaproponowanie rynkowi modelowych rozwiązań niedrogich budynków mieszkalnych o stosunkowo niewielkiej (w granicach 120 m²) powierzchni użytkowej, charakteryzujących się bardzo niskim zużyciem energii i wysokim komfortem środowiskowym. Aby ten cel osiągnąć i wskazać rozwiązania optymalne, konieczne jest przeprowadzenie szeregu eksperymentów naukowych, uwzględniających rożne konfiguracje rozwiązań: materiałowych, konstrukcyjnych i instalacyjnych w powiązaniu z odnawialnymi metodami pozyskiwania energii cieplnej i elektrycznej oraz zarządzaniem jej przechowywaniem.

Osoby do kontaktu:

Pani dr inż. Anna Staszczuk
Pracownik naukowo-dydaktyczny
Uniwersytet Zielonogórski
Telefon: 0048/ 501 481 279
E-Mail: a.staszczuk@ib.uz.zgora.pl

Pan prof. dr hab. inż. Tadeusz Kuczyński
Ekspert ds. naukowo-badawczych
Uniwersytet Zielonogórski
Telefon: 0048/ 603 747 480
E-Mail: T.Kuczynski@iis.uz.zgora.pl

Stanowisko Edukacyjne 5 Nowy Kisielin

BADANIA MAGAZYNOWANIA CIEPŁA W PRZEGRODACH BUDOWLANYCH WYKONANYCH Z MATERIAŁÓW TRADYCYJNYCH ORAZ MATERIAŁÓW PCM

Badania magazynowania ciepła w przegrodach budowlanych są realizowane w budynku Centrum Budownictwa Zrównoważonego i Energii Parku Naukowo-Technologicznego Uniwersytetu Zielonogórskiego w Nowym Kisielinie, w laboratorium budownictwa zrównoważonego w 8 pomieszczeniach badawczych (Rys.1).

Rys. 1: Centrum Budownictwa Zrównoważonego i Energii w Parku Naukowo-Technologicznym w Nowym Kisielinie; widok elewacji budynku i przekroju poziomego

Rys. 1.1: Centrum Budownictwa Zrównoważonego i Energii w Parku Naukowo-Technologicznym w Nowym Kisielinie; widok elewacji budynku i przekroju poziomego

Cztery pomieszczenia zostały wykonane jako lekkie ze ścianami i stropami wykonanymi w lekkiej drewnianej konstrukcji szkieletowej i podłogą betonową przykrytą wykładziną dywanową. Pozostałe cztery pomieszczenia zostały wykonane jako średnio ciężkie ze ścianami z bloczków silikatowych pokrytych warstwą tynku gipsowego. Strop w tych pomieszczeniach stanowi konstrukcja żelbetowa, również pokryta warstwą tynku gipsowego, zaś podłogi betonowe przykryte są płytkami gresowymi. We wszystkich pokojach zainstalowano wentylację mechaniczną umożliwiającą regulowanie wielkości wymiany powietrza w zakresie od około 0,5 do 15 wymian na godzinę.

W przegrodach dwóch pokojów wewnętrzne powierzchnie ścian i stropu zostały wyłożone materiałami PCM firmy Rubitherm o optymalnych temperaturach topnienia 21 i 25˚C (Rys. 2).

Badania prowadzone są w połączeniu z innymi pasywnymi metodami zapobiegania nadmiernie wysokim temperaturom, głównie nocną wymianą powietrza wentylacyjnego oraz zabezpieczeniem okien przed nasłonecznieniem poprzez zastosowanie żaluzji zewnętrznych o regulowanej wysokości opuszczenia i nachylenia klapek odbijających promieniowanie słoneczne (Rys. 3).

Rys. 2: Pomieszczenie laboratoryjne wykonane
z materiałów PCM

Rys. 3: Żaluzje zewnętrzne o regulowanej wysokości

Szczególna uwaga zwracana jest na zachowanie termiczne pomieszczeń podczas długotrwałych fal upałów, kiedy pomieszczenia te nie są w stanie zapewnić optymalnych wartości temperatury. Badania prowadzone są także w okresie przejściowym i grzewczym, kiedy oczekuje się, że wysoka pojemność cieplna powinna zapewnić przechowanie nadmiaru energii w godzinach najwyższego nasłonecznienia, a w efekcie lepsze wykorzystanie energii promieniowania słonecznego. Duży potencjał zapewnienia letniego komfortu cieplnego w budynku bez potrzeby stosowania aktywnych systemów chłodzenia może się zawierać w połączeniu wszystkich wymienionych wyżej pasywnych metod przeciwdziałania przegrzewania się budynków (wysoka bezwładność cieplna, wentylacja nocna, żaluzje zewnętrzne). Przedmiotem badań jest wpływ ich stosowania w przegrodach budynków na wielkość temperatur maksymalnych oraz ich rozkład dobowy.

Ansprechpartner:

Pani dr inż. Anna Staszczuk
Pracownik naukowo-dydaktyczny
Uniwersytet Zielonogórski
Telefon: 0048/ 501 481 279
E-Mail: a.staszczuk@ib.uz.zgora.pl

Pan prof. dr hab. inż. Tadeusz Kuczyński
Ekspert ds. naukowo-badawczych
Uniwersytet Zielonogórski
Telefon: 0048/ 603 747 480
E-Mail: T.Kuczynski@iis.uz.zgora.pl

Stanowisko Edukacyjne 6 Nowy Kisielin

BADANIA TEMPERATUR, WILGOTNOŚCI, ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA I OŚWIETLENIA W BUDYNKACH UŻYTECZNOŚCI PUBLICZNEJ

Głównym celem tego zdania jest określenie jakości powietrza, w tym głownie środowiska cieplno-wilgotnościowego, ale także stężenia dwutlenku węgla i lotnych związków organicznych oraz poziomu oświetlenia poprzez pomiar i ciągły monitoring parametrów środowiskowych w dwóch obiektach województwa lubuskiego: Wielospecjalistycznym Szpitalu Wojewódzkim w Gorzowie Wlkp. oraz Szkole w Zielonej Górze, Przylepie. Wybór tych obiektów do projektu związany jest przede wszystkim z chęcią przedstawienia problemów związanych z występowaniem nadmiernie wysokich temperatur w lecie i sposobów radzenia sobie z nimi w użytkowanych budynkach (do tej pory wszystkie badania prowadzone były w obiektach doświadczalnych). Szpital i szkoła wybrane zostały z powodu pandemii COVID-19. Planowany monitoring warunków środowiskowych w dwóch najbardziej chyba istotnych obiektach związanych z pandemią, szpitalami, gdzie chorzy są leczeni i szkołami, gdzie najprawdopodobniej dochodzi do największej ilości zarażeń, ma umożliwić wykazanie typowych błędów popełnianych przy zapewnianiu najkorzystniejszych warunków środowiskowych w obiektach tego typu, sposobu ich eliminowania przy potencjalnie najmniejszym nakładzie energetycznym. W ramach realizacji kolejnych etapów projektu planuje się włączenie do badań innych obiektów, które w największym stopniu będą spełniały założone cele badań.

Nie do końca zdajemy sobie sprawę, jak ważne są warunki środowiskowe w pomieszczeniach nie tylko dla zachowania komfortu człowieka, ale także do zmniejszenia zagrożenia zachorowaniami i stopniem ciężkości ich przechodzenia. Nieodpowiednie temperatury, czy wilgotność względna w pomieszczeniu, ale także niewystarczająca wymiana powietrza wentylacyjnego, która nie pozwala na usunięcie nadmiaru patogenów w szpitalu i szkole, a w tej drugiej również na choćby minimalne dotlenienie się, może przyczynić się do rozwoju bakterii, wirusów, grzybów pleśniowych, wzrostu roztoczy, zwiększonego ryzyka alergii, problemów z oddychaniem, reaktywnością na lotne związki organiczne. W polskich warunkach klimatycznych występują wszystkie z opisanych zagrożeń. Dlatego w ramach niniejszego zadania badawczego przewidziano dokonanie oceny funkcjonowania wybranych typów budynków o określonym przeznaczeniu, co w efekcie ma pozwolić na ich jak najskuteczniejsze funkcjonowanie.

Pomiar parametrów środowiskowych w budynkach będzie możliwy dzięki specjalnym czujnikom rejestrującym zadane parametry. Pomiar parametrów środowiskowych zewnętrznych będzie się odbywał dzięki stacji meteorologicznej (Rys. 1). Dane pomiarowe będą agregowane w bazie danych, do której dostęp zapewni stacja robocza. Komunikacja pomiędzy czujnikami pomiarów środowiskowych i meteorologicznych odbywa się za pomocą protokołu TCP IP z wykorzystaniem Internetu. Dane będą zapisywane w bazie danych ze znacznikiem czasowym w celu ich analizy (Rys. 3, Rys. 2).

Rys. 1.1: Stacja meteorologiczna

Rys. 1.2: Stacja meteorologiczna

Rys. 2: Czujnik pomiarów środowiskowych zamontowany w szkole, w Zielonej Górze, Przylepie

Rys. 3: Schemat połączeń czujników z bazą danych

Osoby do kontaktu:

Pani dr inż. Anna Staszczuk
Pracownik naukowo-dydaktyczny
Uniwersytet Zielonogórski
Telefon: 0048/ 501 481 279
E-Mail: a.staszczuk@ib.uz.zgora.pl

Pan prof. dr hab. inż. Tadeusz Kuczyński
Ekspert ds. naukowo-badawczych
Uniwersytet Zielonogórski
Telefon: 0048/ 603 747 480
E-Mail: T.Kuczynski@iis.uz.zgora.pl

Pani dr inż. Marta Gortych
Koordynator projektu po stronie polskiej
Pracownik naukowo-dydaktyczny
Uniwersytet Zielonogórski
Telefon: 0048/ 505 260 862
E-Mail: m.gortych@iis.uz.zgora.pl