Numerická a experimentální analýza přenosových jevů ve vícekomorových izolačních sklech nového typu

Václav Pospíšilík

Doctoral thesis

Numerical and experimental analysis of transport phenomena in a new type multi-layer insulating glass units

Abstract:

Tato práce se věnuje problematice přenosových jevů v rámci zasklení, jehož vnitřní prostor je opatřen jednou nebo více fóliemi. Tyto fólie mají pozitivní vlastnosti z hlediska přenosu tepla uvnitř zasklení a jsou užitečné s ohledem na svou nízkou hmotnost. Teoretická část práce se soustředí na přenos tepla uvnitř zasklení obecně, s hlavním důrazem na radiační přenos tepla. Radiační přenos je identifikován jako klíčový mechanismus s významným potenciálem pro zlepšení tepelně-izolačních vlastností zasklení. Praktická část práce poskytuje informace k provedené experimentální a numerické analýze pro stanovení součinitele prostupu tepla u zasklení s meziskelní fólií. Zaobírá se praktickými problémy spojenými s užíváním meziskelních fólií s ohledem na vystavení vnějším vlivům. Stanovuje tepelné zatížení způsobené solárním zářením u pokovených meziskelních fólií, které se běžně používají v praxi. Následně v rámci výzkumu byla navržena nová vrstva pro snížení tepelného zatížení na sklech a plastových fóliích. Poslední část této práce se orientuje na problematiku vyzařování izolačních skel do jasné noční oblohy. Tato problematika z hlediska zasklení ve stavebnictví je málo probádaná a nabízí široké spektrum možností pro vývoj a výzkum v této oblasti.

Abstract:

This study focuses on the transport phenomena within glazed structures, where the internal space is equipped with one or more films. These films exhibit positive characteristics in terms of heat transfer within the glazing and are advantageous due to their low weight. The theoretical part of the study concentrates on heat transfer within glazing in general, with a primary emphasis on radiative heat transfer. Radiative heat transfer is identified as a key mechanism with significant potential for improving the thermal insulation properties of glazing. The practical part provides information regarding the conducted experimental and numerical analysis to determine the heat transfer coefficient in glazing with inter-pane polymer film. It addresses practical issues associated with the use of inter-pane films, considering exposure to external influences. It establishes the thermal load caused by solar radiation in coated inter-pane films, which are commonly used in practice. Subsequently, within the research, a new thin layer was designed to reduce the thermal load on glass and polymer films. The final part of this work focuses on the issue of radiation of insulating glass into the clear night sky. This issue, in the context of glazing in construction, is under-researched and offers a wide spectrum of possibilities for development and research in this area.

Keywords

izolační skla, prostup tepla zasklením, zasklení s meziskelní fólií, přenos tepla v izolačních sklech, pokovení skel a fólií

Keywords

insulating glass, heat transfer through glazing, glazing with interglazing foil, heat transfer in insulating glass, coating of glass and foils

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 31. 7. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Stanislav Honus
• Reader: Bohumír Čech, Miroslav Jícha, Michal Holubčík

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta strojní

Doctoral programme / field:
Strojní inženýrství / Energetické stroje a zařízení