Jak wykorzystać masę termiczną?

Gorącym tematem wśród projektantów i architektów staje się masa termiczna. Dotyczy to w szczególności obiektów komercyjnych. Położenie wielkiej wagi na zmniejszenie energochłonności budynków zmusza do poszukiwania wciąż nowych, innowacyjnych rozwiązań lub każe na nowo się pochylić nad tymi wykorzystywanymi przez wieki, które jeszcze kilka lat temu nie były specjalnie brane pod uwagę w branży. Tak jest z masą akumulującą ciepło czy inaczej – masą termiczną. W takim wypadku – co z akustyką pomieszczeń?

Masa termiczna
Przykładem wykorzystania masy termicznej są budowane od wieków domy w rejonach dużego nasłonecznienia. Ciężkie stropy i małe okna być może nie były szczytem wirtuozerii architektonicznej ale świetnie spełniały swoją rolę – zapewniają optymalną temperaturę wnętrza w dzień i w nocy.

Właściwości termiczne materiału są funkcją jego gęstości, przewodności cieplnej i ciepła właściwego. Masa termiczna jest atrybutem materiału, który stanowi najlepsze połączenie trzech właściwości: absorbujących, przechowywania i prędkości uwalniania ciepła. Materiały z masy termicznej łatwo wchłaniają nadmiar ciepła, gdy robi się gorąco. Ciepło to może pochodzić od słońca lub ze źródeł wewnętrznych, takich jak oświetlenie, komputery czy ludzie. Masa termiczna wchłania także ciepło z otoczenia działając jak radiator. Po spadku temperatury otoczenia, masa termiczna powoli uwalnia nagromadzone ciepło do otaczającej przestrzeni. Odpowiednie materiały do budowy masy termicznej to te, które mają wysokie ciepło właściwe, wysoką gęstość i niską przewodności cieplną. Nie nadają się do tego materiały izolacyjne, które charakteryzują się wprawdzie niską przewodnością cieplną, ale ich gęstość i ciepło właściwe są zbyt niskie, aby zapewnić odpowiednią ergonomię pomieszczeniom. Z drugiej strony metale mają wysokie ciepło właściwe i gęstość, ale dyskwalifikuje je wysokie przewodnictwo cieplne.

Obecnie istnieją dwa główne typy masy termicznej. W pierwszym przypadku, do magazynowania energii cieplnej potrzebnej do ogrzewania lub chłodzeniu budynku, stosowane są masywne stropy betonowe. Drugi typ, to oparty na wodzie system ogrzewania i chłodzenia powierzchni, w którym rury są wbudowane w betonowe stropy budynku. Takie rozwiązanie przemienia stropy w olbrzymie wymienniki ciepła i nazywa się TABS (od angielskiego terminu Thermo-Active Building System – System Elementów Termoaktywnych).

Optymalne wykorzystanie masy termicznej może zmniejszyć wpływ budynku na środowisko poprzez zmniejszenie zużycia energii budynku. Szacuje się, że w zastosowanie masy termicznej może zredukować całkowity zapotrzebowania na energię do ogrzewania i chłodzenia o 25%. Warunkiem jest uwzględnienie użycia masy termicznej w projekcie budynku, tak by osiągnąć synergię z innymi rozwiązaniami stosowanymi w budownictwie energooszczędnym.

Termika a komfort akustyczny
Panuje opinia, że masa termiczna nie może być stosowana w biurach otwartych z uwagi na problemy z akustyką. Przykrycie stropu akustycznym sufitem podwieszanym uniemożliwia promieniowanie ciepła i wymianę powietrza między pomieszczeniem a stropem betonowym. Dlatego podczas tworzenia otwartych biur w budynkach z masą termiczną, projektanci stawali przed trudnym wyborem: lepsze termika czy lepsza akustyka?

Badania masy termicznej przeprowadzone w 2008 roku przez prof. Bjarne W. Olesena oraz Emanuele Pittarello z Technical University of Denmark (DTU), wykazały, że zastosowanie sufitów podwieszanych do kształtowania warunków akustycznych, przy jednoczesnym zachowaniu efektu masy akumulującej ciepło, jest możliwe, dzięki częściowemu pokryciu powierzchni stropu. Naukowcy przeprowadzili testy, podczas których przykryli w różnym stopniu strop budynku, mineralnymi płytami sufitowymi. Zawiesili także pionowe akustyczne pochłaniacze przestrzenne, typu baffle. Na podstawie badań stwierdzili, że pokrycie do 50% stropu sufitem podwieszanym, nie ma istotnego znaczenia dla zdolności akumulacji ciepła. Przy 80% pokryciu, współczynnik chłodzenia wciąż wynosił ok. 70%. Z kolei zastosowanie pochłaniaczy przestrzennych nie ma żadnego wpływu na działanie masy termicznej. Jednocześnie badania potwierdziły, że można odpowiednio kształtować akustykę. Nie było zaskoczeniem, że najlepsze pochłanianie dźwięku zapewniło pokrycie całego stropu płytami sufitowymi. Jednakże pokrycie w 50-80% dało niemal równie dobre rezultaty, zwłaszcza w połączeniu z akustycznymi panelami ściennymi.

Źródło: Rockfon

Nie przegap okazji!!!

zapisz się do naszego newslettera