Lasikatteinen massiivinen aurinkokerääjäseinä energiaverholla

Translated title of the contribution: Solar collector wall with active curtain system

Research output: Book/ReportReportProfessional

Abstract

Aurinkokerääjän integrointi rakennuksen ulkovaippaan tuo monia etuja. Passiivisten aurinkokerääjäsovellusten epäkohtana on, ettei niiden lämpöteknistä toimintaa voida säätää olosuhteiden tai rakennuksen lämmöntarpeen mukaan. Ajoittainen ylilämpeneminen ja kerääjän suurista lämpöhäviöistä johtuva aurinkoenergian käytön alhainen hyötysuhde ovat passiiviselle järjestelmälle tyypillisiä epäkohtia, joita voidaan ehkäistä aktiivisen, säädettävän järjestelmän avulla. Tutkimuksessa tarkastellaan rakenteeseen integroitua kerääjäseinää, jossa valoa läpäisevän ja auringon säteilyä absorboivan kerroksen välissä on ohjattava verhojärjestelmä. Verho tehdään useista, pinnoiltaan matalaemissiopintaisista kalvoista, jolloin säteilylämmönsiirto verhon läpi saadaan pieneksi. Verhon avulla voidaan tehokkaasti pienentää lämpöhäviöitä kerääjärakenteen absorptiopinnalta ulospäin ja parantaa seinän pimeän tilanteen U-arvoa. Toiminta-ajatuksena on, että lämmityskaudella verho suojaa absorptiopintaa aina, kun seinään ei kohdistu auringon säteilyä, ja kesäkaudella verhoa voidaan käyttää seinän varjostukseen ylilämpenemisen estämiseksi. Lähtökohtana kerääjässä, verhojärjestelmää lukuun ottamatta, on käyttää tavanomaisia materiaaleja ja rakenneosia. Valoa läpäisevä osa perustuu perinteiseen lasiteknologiaan, ja varaajarakenne tehdään kivipohjaisista rakennusmateriaaleista. Liikutettavan verhon vuoksi kerääjän lasiosan läpäisevä aurinkoenergia voidaan hyödyntää huomattavasti paremmin kuin passiivisissa kerääjissä. Kerääjäseinän lämpöteknistä toimintaa tutkitaan kokeellisesti Hot-Box-mittauslaitteistossa, jossa on aurinkolamppu sekä laskennallisesti vuositasolla simuloiden rakenneanalyysiohjelmalla. Tutkimuksessa selvitetään kerääjäseinän lämpöteknisen toiminnan perusteet ja pyritään optimoimaan auringonsäteilyn hyödyntämistä. Verhoa käytettäessä seinän varaajakerroksen lämpötilataso on pimeänäkin aikana suhteellisen korkea ja säteilyjakson jälkeiset lämpöhäviöt voidaan pitää pieninä. Suurin osa varaajakerrokseen saadusta auringon säteilyenergiasta saadaan hyödyksi huonetilaan. Materiaali- ja kerrospaksuusvalinnoilla saadaan varaajaseinän lämmönsiirron viive absorptiopinnasta sisäilmaan sopivaksi. Kevättalven aurinkoisten päivien seuratessa toisiaan pysyi varaavan kerroksen lämpötila ympäri vuorokauden huonelämpötilaa korkeammalla, ja kerääjä toimi jatkuvasti lämmönlähteenä huonetilaan päin.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages52
ISBN (Print)951-38-5296-2
Publication statusPublished - 1998
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

NameVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
PublisherVTT
No.1902
ISSN (Print)1235-0605
ISSN (Electronic)1455-0865

Fingerprint

Anadelphia
solar collectors
pins

Keywords

  • solar heating
  • solar collectors
  • curtain walls
  • external walls
  • glass structures
  • thermal

Cite this

Ojanen, T., & Heimonen, I. (1998). Lasikatteinen massiivinen aurinkokerääjäseinä energiaverholla. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1902
Ojanen, Tuomo ; Heimonen, Ismo. / Lasikatteinen massiivinen aurinkokerääjäseinä energiaverholla. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1998. 52 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1902).
@book{f8b68131870d43fc9943c917d529378e,
title = "Lasikatteinen massiivinen aurinkoker{\"a}{\"a}j{\"a}sein{\"a} energiaverholla",
abstract = "Aurinkoker{\"a}{\"a}j{\"a}n integrointi rakennuksen ulkovaippaan tuo monia etuja. Passiivisten aurinkoker{\"a}{\"a}j{\"a}sovellusten ep{\"a}kohtana on, ettei niiden l{\"a}mp{\"o}teknist{\"a} toimintaa voida s{\"a}{\"a}t{\"a}{\"a} olosuhteiden tai rakennuksen l{\"a}mm{\"o}ntarpeen mukaan. Ajoittainen ylil{\"a}mpeneminen ja ker{\"a}{\"a}j{\"a}n suurista l{\"a}mp{\"o}h{\"a}vi{\"o}ist{\"a} johtuva aurinkoenergian k{\"a}yt{\"o}n alhainen hy{\"o}tysuhde ovat passiiviselle j{\"a}rjestelm{\"a}lle tyypillisi{\"a} ep{\"a}kohtia, joita voidaan ehk{\"a}ist{\"a} aktiivisen, s{\"a}{\"a}dett{\"a}v{\"a}n j{\"a}rjestelm{\"a}n avulla. Tutkimuksessa tarkastellaan rakenteeseen integroitua ker{\"a}{\"a}j{\"a}sein{\"a}{\"a}, jossa valoa l{\"a}p{\"a}isev{\"a}n ja auringon s{\"a}teily{\"a} absorboivan kerroksen v{\"a}liss{\"a} on ohjattava verhoj{\"a}rjestelm{\"a}. Verho tehd{\"a}{\"a}n useista, pinnoiltaan matalaemissiopintaisista kalvoista, jolloin s{\"a}teilyl{\"a}mm{\"o}nsiirto verhon l{\"a}pi saadaan pieneksi. Verhon avulla voidaan tehokkaasti pienent{\"a}{\"a} l{\"a}mp{\"o}h{\"a}vi{\"o}it{\"a} ker{\"a}{\"a}j{\"a}rakenteen absorptiopinnalta ulosp{\"a}in ja parantaa sein{\"a}n pime{\"a}n tilanteen U-arvoa. Toiminta-ajatuksena on, ett{\"a} l{\"a}mmityskaudella verho suojaa absorptiopintaa aina, kun sein{\"a}{\"a}n ei kohdistu auringon s{\"a}teily{\"a}, ja kes{\"a}kaudella verhoa voidaan k{\"a}ytt{\"a}{\"a} sein{\"a}n varjostukseen ylil{\"a}mpenemisen est{\"a}miseksi. L{\"a}ht{\"o}kohtana ker{\"a}{\"a}j{\"a}ss{\"a}, verhoj{\"a}rjestelm{\"a}{\"a} lukuun ottamatta, on k{\"a}ytt{\"a}{\"a} tavanomaisia materiaaleja ja rakenneosia. Valoa l{\"a}p{\"a}isev{\"a} osa perustuu perinteiseen lasiteknologiaan, ja varaajarakenne tehd{\"a}{\"a}n kivipohjaisista rakennusmateriaaleista. Liikutettavan verhon vuoksi ker{\"a}{\"a}j{\"a}n lasiosan l{\"a}p{\"a}isev{\"a} aurinkoenergia voidaan hy{\"o}dynt{\"a}{\"a} huomattavasti paremmin kuin passiivisissa ker{\"a}{\"a}jiss{\"a}. Ker{\"a}{\"a}j{\"a}sein{\"a}n l{\"a}mp{\"o}teknist{\"a} toimintaa tutkitaan kokeellisesti Hot-Box-mittauslaitteistossa, jossa on aurinkolamppu sek{\"a} laskennallisesti vuositasolla simuloiden rakenneanalyysiohjelmalla. Tutkimuksessa selvitet{\"a}{\"a}n ker{\"a}{\"a}j{\"a}sein{\"a}n l{\"a}mp{\"o}teknisen toiminnan perusteet ja pyrit{\"a}{\"a}n optimoimaan auringons{\"a}teilyn hy{\"o}dynt{\"a}mist{\"a}. Verhoa k{\"a}ytett{\"a}ess{\"a} sein{\"a}n varaajakerroksen l{\"a}mp{\"o}tilataso on pime{\"a}n{\"a}kin aikana suhteellisen korkea ja s{\"a}teilyjakson j{\"a}lkeiset l{\"a}mp{\"o}h{\"a}vi{\"o}t voidaan pit{\"a}{\"a} pienin{\"a}. Suurin osa varaajakerrokseen saadusta auringon s{\"a}teilyenergiasta saadaan hy{\"o}dyksi huonetilaan. Materiaali- ja kerrospaksuusvalinnoilla saadaan varaajasein{\"a}n l{\"a}mm{\"o}nsiirron viive absorptiopinnasta sis{\"a}ilmaan sopivaksi. Kev{\"a}ttalven aurinkoisten p{\"a}ivien seuratessa toisiaan pysyi varaavan kerroksen l{\"a}mp{\"o}tila ymp{\"a}ri vuorokauden huonel{\"a}mp{\"o}tilaa korkeammalla, ja ker{\"a}{\"a}j{\"a} toimi jatkuvasti l{\"a}mm{\"o}nl{\"a}hteen{\"a} huonetilaan p{\"a}in.",
keywords = "solar heating, solar collectors, curtain walls, external walls, glass structures, thermal",
author = "Tuomo Ojanen and Ismo Heimonen",
year = "1998",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-5296-2",
series = "VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "1902",
address = "Finland",

}

Ojanen, T & Heimonen, I 1998, Lasikatteinen massiivinen aurinkokerääjäseinä energiaverholla. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, no. 1902, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Lasikatteinen massiivinen aurinkokerääjäseinä energiaverholla. / Ojanen, Tuomo; Heimonen, Ismo.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1998. 52 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1902).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Lasikatteinen massiivinen aurinkokerääjäseinä energiaverholla

AU - Ojanen, Tuomo

AU - Heimonen, Ismo

PY - 1998

Y1 - 1998

N2 - Aurinkokerääjän integrointi rakennuksen ulkovaippaan tuo monia etuja. Passiivisten aurinkokerääjäsovellusten epäkohtana on, ettei niiden lämpöteknistä toimintaa voida säätää olosuhteiden tai rakennuksen lämmöntarpeen mukaan. Ajoittainen ylilämpeneminen ja kerääjän suurista lämpöhäviöistä johtuva aurinkoenergian käytön alhainen hyötysuhde ovat passiiviselle järjestelmälle tyypillisiä epäkohtia, joita voidaan ehkäistä aktiivisen, säädettävän järjestelmän avulla. Tutkimuksessa tarkastellaan rakenteeseen integroitua kerääjäseinää, jossa valoa läpäisevän ja auringon säteilyä absorboivan kerroksen välissä on ohjattava verhojärjestelmä. Verho tehdään useista, pinnoiltaan matalaemissiopintaisista kalvoista, jolloin säteilylämmönsiirto verhon läpi saadaan pieneksi. Verhon avulla voidaan tehokkaasti pienentää lämpöhäviöitä kerääjärakenteen absorptiopinnalta ulospäin ja parantaa seinän pimeän tilanteen U-arvoa. Toiminta-ajatuksena on, että lämmityskaudella verho suojaa absorptiopintaa aina, kun seinään ei kohdistu auringon säteilyä, ja kesäkaudella verhoa voidaan käyttää seinän varjostukseen ylilämpenemisen estämiseksi. Lähtökohtana kerääjässä, verhojärjestelmää lukuun ottamatta, on käyttää tavanomaisia materiaaleja ja rakenneosia. Valoa läpäisevä osa perustuu perinteiseen lasiteknologiaan, ja varaajarakenne tehdään kivipohjaisista rakennusmateriaaleista. Liikutettavan verhon vuoksi kerääjän lasiosan läpäisevä aurinkoenergia voidaan hyödyntää huomattavasti paremmin kuin passiivisissa kerääjissä. Kerääjäseinän lämpöteknistä toimintaa tutkitaan kokeellisesti Hot-Box-mittauslaitteistossa, jossa on aurinkolamppu sekä laskennallisesti vuositasolla simuloiden rakenneanalyysiohjelmalla. Tutkimuksessa selvitetään kerääjäseinän lämpöteknisen toiminnan perusteet ja pyritään optimoimaan auringonsäteilyn hyödyntämistä. Verhoa käytettäessä seinän varaajakerroksen lämpötilataso on pimeänäkin aikana suhteellisen korkea ja säteilyjakson jälkeiset lämpöhäviöt voidaan pitää pieninä. Suurin osa varaajakerrokseen saadusta auringon säteilyenergiasta saadaan hyödyksi huonetilaan. Materiaali- ja kerrospaksuusvalinnoilla saadaan varaajaseinän lämmönsiirron viive absorptiopinnasta sisäilmaan sopivaksi. Kevättalven aurinkoisten päivien seuratessa toisiaan pysyi varaavan kerroksen lämpötila ympäri vuorokauden huonelämpötilaa korkeammalla, ja kerääjä toimi jatkuvasti lämmönlähteenä huonetilaan päin.

AB - Aurinkokerääjän integrointi rakennuksen ulkovaippaan tuo monia etuja. Passiivisten aurinkokerääjäsovellusten epäkohtana on, ettei niiden lämpöteknistä toimintaa voida säätää olosuhteiden tai rakennuksen lämmöntarpeen mukaan. Ajoittainen ylilämpeneminen ja kerääjän suurista lämpöhäviöistä johtuva aurinkoenergian käytön alhainen hyötysuhde ovat passiiviselle järjestelmälle tyypillisiä epäkohtia, joita voidaan ehkäistä aktiivisen, säädettävän järjestelmän avulla. Tutkimuksessa tarkastellaan rakenteeseen integroitua kerääjäseinää, jossa valoa läpäisevän ja auringon säteilyä absorboivan kerroksen välissä on ohjattava verhojärjestelmä. Verho tehdään useista, pinnoiltaan matalaemissiopintaisista kalvoista, jolloin säteilylämmönsiirto verhon läpi saadaan pieneksi. Verhon avulla voidaan tehokkaasti pienentää lämpöhäviöitä kerääjärakenteen absorptiopinnalta ulospäin ja parantaa seinän pimeän tilanteen U-arvoa. Toiminta-ajatuksena on, että lämmityskaudella verho suojaa absorptiopintaa aina, kun seinään ei kohdistu auringon säteilyä, ja kesäkaudella verhoa voidaan käyttää seinän varjostukseen ylilämpenemisen estämiseksi. Lähtökohtana kerääjässä, verhojärjestelmää lukuun ottamatta, on käyttää tavanomaisia materiaaleja ja rakenneosia. Valoa läpäisevä osa perustuu perinteiseen lasiteknologiaan, ja varaajarakenne tehdään kivipohjaisista rakennusmateriaaleista. Liikutettavan verhon vuoksi kerääjän lasiosan läpäisevä aurinkoenergia voidaan hyödyntää huomattavasti paremmin kuin passiivisissa kerääjissä. Kerääjäseinän lämpöteknistä toimintaa tutkitaan kokeellisesti Hot-Box-mittauslaitteistossa, jossa on aurinkolamppu sekä laskennallisesti vuositasolla simuloiden rakenneanalyysiohjelmalla. Tutkimuksessa selvitetään kerääjäseinän lämpöteknisen toiminnan perusteet ja pyritään optimoimaan auringonsäteilyn hyödyntämistä. Verhoa käytettäessä seinän varaajakerroksen lämpötilataso on pimeänäkin aikana suhteellisen korkea ja säteilyjakson jälkeiset lämpöhäviöt voidaan pitää pieninä. Suurin osa varaajakerrokseen saadusta auringon säteilyenergiasta saadaan hyödyksi huonetilaan. Materiaali- ja kerrospaksuusvalinnoilla saadaan varaajaseinän lämmönsiirron viive absorptiopinnasta sisäilmaan sopivaksi. Kevättalven aurinkoisten päivien seuratessa toisiaan pysyi varaavan kerroksen lämpötila ympäri vuorokauden huonelämpötilaa korkeammalla, ja kerääjä toimi jatkuvasti lämmönlähteenä huonetilaan päin.

KW - solar heating

KW - solar collectors

KW - curtain walls

KW - external walls

KW - glass structures

KW - thermal

M3 - Report

SN - 951-38-5296-2

T3 - VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes

BT - Lasikatteinen massiivinen aurinkokerääjäseinä energiaverholla

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Ojanen T, Heimonen I. Lasikatteinen massiivinen aurinkokerääjäseinä energiaverholla. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1998. 52 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1902).