PRZEPŁYW CIEPŁA PRZEZ PRZEGRODY BUDOWLANE

Transkrypt

1 PRZEPŁYW CIEPŁA PRZEZ PRZEGRODY BUDOWLANE dr inż. Andrzej Dzięgielewski 1

2 OZNACZENIA I SYMBOLE Q - ciepło, energia, J, kwh, (kcal) Q - moc cieplna, strumień ciepła, J/s, W (kw), (Gcal/h) OZNACZENIA I SYMBOLE - gęstość strumienia ciepła, W/m 2 = /A Q A- pole powierzchni wymiany ciepła E - energia zużywana, na jednostkę pola pow. bud. i na jednostkę czasu J/(m 2 s), kwh/(m 2 rok) 2

3 Przepływ energii pod postacią ciepła (wymiana ciepła) może dokonywać się trzema sposobami noszącymi różne nazwy. Gdy mamy do czynienia z przepływem energii jedynie wskutek ruchów cząsteczek w nieruchomym, jako całość, ośrodku (stałym, ciekłym lub gazowym) to mówimy o p r z e w o d z e n i u c i e p ł a. Gdy wymiana ciepła występuje między poruszającym się ośrodkiem ciekłym lub gazowym i powierzchnią ciała stałego, to mówimy o p r z e j m o w a n i u c i e p ł a. Wreszcie, gdy mamy do czynienia z przepływem energii za pomocą promieniowania elektromagnetycznego (świetlnego lub podczerwonego), to mówimy o wymianie ciepła przez promieniowanie. PRZEWODZENIE CIEPŁA Prawo Fouriera T w1 = - grad T - przewodność cieplna (współczynnik przewodzenia ciepła) T w2 = ( (Tw1 -Tw2) 3

4 WSPÓŁCZYNNIKI PRZEWODZENIA CIEPŁA DLA MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH z tablic w poradnikach, deklarowany przez producenta, z pomiarów, z obliczeń, (zgodnie z PN EN : 2008) 4

5 Niskie wartości współczynnika oznaczają bardzo dobre właściwości izolacyjne materiału (np. styropian ma = 0,045 W/(m K), wełna mineralna = 0,050 W/(m K)), natomiast wysokie wartości tego współczynnika oznaczają dobrą, lub bardzo dobrą przewodność cieplną materiału (np. żelbet ma = 1,70 W/(m K), stal = 57 W/(m K)). PRZEJMOWANIE CIEPŁA T f T w = (T f - T w ) - współczynnik przejmowania ciepła, W/m 2 K T f - temperatura płynu w dużej odległości od powierzchni T w - temperatura powierzchni ciała stałego 5

6 Przejmowanie ciepła na powierzchni przegrody [W/(m 2 K)] c współczynnik przejmowania ciepła przez konwekcję r - współczynnik przejmowania ciepła przez promieniowanie PRZENIKANIE CIEPŁA T f1 T w1 T w2 Tf2 6

7 PRZENIKANIE CIEPŁA ścianka budowlana 1 T i T e 1 i sc e,w/m 2 - ilość ciepła przenoszona poprzez przenikanie na jednostkę czasu i jednostkę powierzchni ściany PRZENIKANIE CIEPŁA ścianka budowlana U T Współczynnik przenikania ciepła Oznaczenie: U (dawniej k") Jednostka: W/m 2 K U 1 Rsi R Rse 7

8 UWAGA OPORÓW CIEPLNYCH PRZEJMOWANIA (W BUDOWNICTWIE) NIE WYLICZA SIĘ!!! Wg PN-EN-ISO 6946:2004, punkt w przypadku braku dokładnych informacji o warunkach wymiany ciepła w odniesieniu do powierzchni płaskich stosuje się wartości oporów przejmowania ciepła podane w tablicy. PRZEJMOWANIE CIEPŁA ścianka budowlana Przykłady oporów przejmowania ciepła dla różnych przegród budowlanych Przegroda Kierunek strumienia Rsi Rse Rsi + Rse cieplnego m 2 K/W m 2 K/W m 2 K/W Ściana zewnętrzna poziomy Ściana zagłębiona w gruncie poziomy Ściana wewnętrzna poziomy Ściana przy pomieszczeniu poziomy nieogrzewanym Stropodach zewnętrzny w górę Strop wewnętrzny w górę Strop wewnętrzny w dół Strop nad przejazdem itp. w dół Strop pod strychem nieogrzewanym w górę

9 OPORY CIEPLNE PRZEWODZENIA R d [ m 2 K / W] UWAGA NIE WYLICZA SIĘ OPORÓW CIEPLNYCH PRZEWODZENIA PRZEZ NIEWENTYLOWANE WARSTWY POWIETRZA (POZA WYJĄTKAMI ZAWARTYMI W ZAŁ. B DO NORMY EN ISO 6946) 9

10 Opór cieplny niewentylowanych warstw powietrza, [m 2 K/W] Grubość warstwy powietrza mm Kierunek strumienia cieplnego w górę poziomy w dół , ,11 0,11 0, ,13 0, ,15 0, ,16 0,17 0, , ,16 0,18 0, ,18 0, ,18 0,23 Warstwę powietrza kontaktującą się z otworami do środowiska zewnętrznego można uważać za niewentylowaną, jeżeli otwory te nie są przewidziane do stałego przepływu powietrza przez warstwę i pole ich powierzchni nie przekracza: mm 2 na m długości w przypadku pionowych warstw powietrza, mm 2 na m 2 powierzchni - w przypadku poziomych warstw powietrza. 10

11 CAŁKOWITY OPÓR CIEPLNY R T = R si + R + R se R si R 1 R 2 R 3 R se Współczynnik przenikania ciepła U = 1 / R [W/(m 2 K)] wg PN EN ISO 6946 :

12 PRZYKŁAD OBLICZANIA WSPÓŁCZYNNIKA PRZENIKANIA CIEPŁA U PRZYKŁAD OBLICZANIA WSPÓŁCZYNNIKA PRZENIKANIA CIEPŁA U 12

13 WSPOŁCZYNNIK PRZENIKANIA PRZEGRÓD Z MOSTKAMI LINIOWYMI U K = U C + U 8. U Dodatek do współcz. U c wyrażający wpływ mostków liniowych U i L i A i 9. i liniowy współczynnik przenikania ciepła mostka liniowego 10. Li długość mostka liniowego [m] 11. A pole powierzchni przegrody[m 2 ] w osiach przegród prostopadłych minus powierzchnia otworów Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie 13