Improvement of a measurement system for solar heat gain through fenestrations

Marinoski, Deivis Luis; Güths, Saulo; Pereira, Fernando Oscar Ruttkay; Lamberts, Roberto

doi:10.1016/j.enbuild.2006.08.010

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“…Although there are very few directly related studies about the HHCF, plenty of investigations about the thermal performance of passive solar houses with the direct solar gain window [17][18][19][20][21][22] or the thermal storage wall [23][24][25][26] could provide effective research techniques for analyzing the thermal performance of the HHCF. Through literature research, it can be found that experiments and numerical simulations are two widely used methods.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Study on the Thermal Performance of a Hybrid Heat Collecting Facade Used for Passive Solar Buildings in Cold Region

Wang

Lei

et al. 2019

Energies

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Passive solar technologies are traditionally considered as cost-effective ways for the building heating. However, conventional passive solar buildings are insufficient to create a relatively stable and comfortable indoor thermal environment. To further increase the indoor air temperature and reduce the heating energy consumption, a hybrid heat collecting facade (HHCF) is proposed in this paper. To analyze the thermal performance of the HHCF, a heat transfer model based on the heat balance method is established and validated by experimental results. Meanwhile, the energy saving potential of a room with the HHCF is evaluated as well. When the HHCF is applied to places where heating is required in the cold season while refrigeration is unnecessary in hot season, the HHCF can reduce the heating need by 40.2% and 21.5% compared with the conventional direct solar heat gain window and the Trombe wall, respectively. Furthermore, a series of parametric analyses are performed to investigate the thermal performance of the room with HHCF under various design and operating conditions. It is found that the thermal performance of the HHCF mainly depends on the window operational schedule, the width and the absorptivity of heat collecting wall, and the thermal performance of the inner double-glass window. The modeling and the parametric study in this paper are beneficial to the design and the optimization of the HHCF in passive solar buildings.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Study on the Thermal Performance of a Hybrid Heat Collecting Facade Used for Passive Solar Buildings in Cold Region

Wang

Lei

et al. 2019

Energies

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“…Han et al [17] made a comparative analysis of the outdoor performance of a semi-transparent PV faç ade with a conventional clear glass faç ade. Marinoski et al [18,19] built two different outdoor devices to evaluate the thermal characteristics of small sample and real size fenestrations, respectively. In both cases they evaluated the SHGC.…”

Section: Models and Measurement Methods Overviewmentioning

confidence: 99%

A new method for the thermal characterization of transparent and semi-transparent materials using outdoor measurements and dynamic simulation

Cornaro

Bucci

Pierro

et al. 2015

Energy and Buildings

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“…A simultaneous heat flow analysis on the design concept of the device gives insight in the system behavior and rounds with measurement results of a first prototype. [10] (links), Einrichtung zur Transmissionsmessung von Lamellen systemen [1] (rechts) Fig.1. First development of a mobile radiometer [10] (left), facility for transmission measurements on blind systems [1]…”

Section: Development Of a New Concept For In-situ G-value Measurementmentioning

confidence: 99%

Entwicklung eines neuartigen Konzeptes zur In‐situ‐Messung von g‐Werten an komplexen Verglasungssystemen

Hauer

Pfluger

2016

Bauphysik

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Produkte unterschiedlicher Hersteller und Technologien vergleichen zu können. Auch für Verglasungssysteme mit komplexen Lamellensystemen lässt sich ein stationärer g-Wert als Vergleichsbasis bestimmen. Die Definition als Einzelkennzahl bei normal zur Verglasungsfläche gerichteter Einstrahlung führt aber zugleich zu der Einschränkung, dass über das tatsächliche thermische Verhalten während des Betriebes keine zuverlässigen Aussagen gemacht werden können, da dieser Fall der Einstrahlung bei einem realen Sonnenstandsverlauf praktisch fast nie eintritt. Für einfache Verglasungssysteme ist es ausreichend, den g-Wert hierfür eindimensional abhängig vom solaren Einstrahlwinkel zur Flächennormale (Angle of Incidence) darzustellen. Bei komplexeren Systemen mit Verschattungs-bzw. Lichtlenklamellen ist eine zweidimensionale Winkelabhängigkeit unerlässlich. Nachdem eine kontinuierliche Messung des g-Wertes über die gesamte Einstrahlhemisphäre nicht mit vertretbarem Aufwand realisierbar ist, wird intensiv an numerischen Modellen zur möglichst exakten Berechnung der thermischen Eigenschaften von komplexen Verglasungssystemen mit Lamellen geforscht, [5], [8], [12]. Als etablierter Standard gilt hier die ISO15099, [7]. Neben der Komplexität wechselwirkender physikalischer Vorgänge im Scheibenzwischenraum müssen oftmals aufgrund fehlender Datengrundlage Vereinfachungen und Annahmen in der Modellierung getroffen werden. Für ein möglichst realitätsnahes Modell fehlen außerdem meist konkrete Messdaten vom Objekt, auf deren Grundlage Modellparameter angepasst werden können. Die Tendenz zu Insitu-Messungen, gekoppelt mit adaptiver Simulation, wird deshalb in aktuellen Forschungsfragen immer größer, [2], [3]. Mit dem hier vorgestellten Messkonzept sollte zum einen ein weiterer Beitrag dazu geleistet werden, erstmals die energetische Bewertbarkeit von bereits verbauten Verglasungssystemen im Betrieb zu ermöglichen, andererseits um die notwendigen Messdaten zur verbesserten Datengrundlage für die dynamische Simulation von Bestandsgebäuden zu liefern. Ein gezieltes Fixieren von beeinflussenden Parametern während der Messung (z. B. konvektive Übergänge) soll eine Validierung von Simulationsmodellen unter bekannten Randbedingungen ermöglichen. In weiterer Folge sollen die so generierten In-situ-Messdaten für eine Modelloptimierung verwendet werden, Der Beitrag beschreibt Konzept und Funktionsweise eines neuartigen Messverfahrens zur In-situ-Bestimmung des Gesamtenergiedurchlassgrades (g-Wert) von komplexen Verglasungssystemen mit integrierten Lamellensystemen. Die Vorteile dieses Mess prinzips gegenüber einer stationären Vermessung unter konstanten Einstrahlbedingungen liegen vor allem in der besseren Abbildung des realen Betriebs. Die praktische und mobile Anwendbarkeit vor Ort ist deshalb eines der Zielkriterien, welche bei der Entwicklung des Gerätes neben bestmöglicher Messgenauigkeit erreicht werden sollen. Neue Methoden für die Arbeit in der Qualitätssicherung im Baubereich oder in der Sanierung zur thermischen Analyse von Bestandsgeb...

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Improvement of a measurement system for solar heat gain through fenestrations

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Study on the Thermal Performance of a Hybrid Heat Collecting Facade Used for Passive Solar Buildings in Cold Region

Study on the Thermal Performance of a Hybrid Heat Collecting Facade Used for Passive Solar Buildings in Cold Region

A new method for the thermal characterization of transparent and semi-transparent materials using outdoor measurements and dynamic simulation

Entwicklung eines neuartigen Konzeptes zur In‐situ‐Messung von g‐Werten an komplexen Verglasungssystemen

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