Ocieplanie od wewnątrz , Warszawa

Transkrypt

1 Ocieplanie od wewnątrz , Warszawa Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

2 Xella Polska Mineralne płyty izolacyjne Bloczki z autoklawizowanego betonu komórkowego Bloki wapienno-piaskowe Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

3 Wymaganie prawne - izolacyjność termiczna Izolacyjność termiczna ścian zewnętrznych: budynki nowobudowane U 0,30 W/(m 2 K) budynki przebudowywane U 0,35 W/(m 2 K) Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie Załącznik 2 budynki, w których następuje zmiana istniejących parametrów użytkowych lub technicznych, z wyjątkiem charakterystycznych parametrów (kubatura, powierzchnia zabudowy, wysokość, długość, szerokość bądź liczba kondygnacji) Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie 328, ustęp 1 budynki termomodernizowane R 4,00 m 2 K/W U 0,25 W/(m 2 K) budynki, w którego następuje zmniejszenie rocznego zapotrzebowania na energię potrzbną do ogrzewania oraz podgrzewania wody użytkowej Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie szczegółowego zakresu i form audytu energetycznego oraz części audytu remontowego, wzorów kart audytów, a także algorytmu oceny opłacalności przedsięwzięcia termomodernizacyjnego Załącznik 1, cz.3 Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

4 Współczynnik U Współczynnik przenikania ciepła U: określa ilość ciepła przenikającego przez przegrodę w ciągu 1 sekundy przy różnicy temperatur 1 K. Ilość ciepła, które przenika przez materiał zależy od: właściwości materiału (współczynnik przewodzenia ciepła λ ) gradientu temperatury (grad T = dt / dx ) q = - λ grad T [W/m 2 ] model Fouriera Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

5 Współczynnik U 1 K dt λ q = - λ grad T = - λ = - dx dx U warstwy = λ [W/(m2 K)] d Opór cieplny warstwy materiału: R = d [m2 K/W] λ Współczynnik przenikania ciepła przegrody: U = 1 R si + ΣR + R se [W/(m 2 K)] Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

6 Współczynnik U Przegrody niejednorodne Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

7 Współczynnik U Przegrody niejednorodne PN-EN ISO 6946 Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

8 Wymagania prawne - ochrona przed wilgocią Warunki Techniczne 2008: na wewnętrznej powierzchni przegrody nie może występować kondensacja pary wodnej umożliwiająca rozwój grzybów pleśniowych; we wnętrzu przegrody nie może występować narastające w kolejnych latach zawilgocenie spowodowane kondensacją pary wodnej. Dopuszcza się przy tym kondensację pary wodnej, wewnątrz przegrody w okresie zimowym, o ile struktura przegrody umożliwi wyparowanie kondensatu w okresie letnim i nie nastąpi przy tym degradacja materiałów budowlanych przegrody na skutek tej kondensacji. Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

9 Ciśnienie pary wodnej Rozkład ciśnienia pary wodnej w zależności od temperatury powietrza 4 500, ,00 30,00 Ciśnienie pary wodnej [Pa] 3 500, , , , , ,00 25,00 20,00 15,00 10,00 Wilgotność bezwzględna [g/m 3 ] 500,00 5, Temperatura [ C] - Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

10 Punkt rosy 40,00 35,00 Temperatura punktu rosy [ C] 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00-5,00 12 C -10, Temperatura powietrza [ C] Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

11 Pleśń Na wewnętrznej powierzchni przegrody nie może występować kondensacja pary wodnej umożliwiająca rozwój grzybów pleśniowych Grupa grzybów saprofitycznych (cudzożywnych); Występują setki różnych gatunków pleśni; W praktyce zarodniki pleśni znajdują się wszędzie. Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

12 Rozwój pleśni Warunki germinacji zarodników: podłoże + pokarm (martwa substancja organiczna); temperatura 0 60 C (optymalnie C); wilgotność względna powietrza RH > 75% Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

13 Sposoby zwalczania pleśni Przed wystąpieniem porażenia: utrzymywanie odpowiedniej wilgotności powietrza poprzez wentylację i ogrzewanie; obniżenie wpływu mostków cieplnych na izolacyjność termiczną przegród budynku; kontrola cyrkulacji powietrza na wewnętrznej powierzchni przegród (np. w narożach, za meblami); utrzymywanie odpowiedniej czystości pomieszczeń. Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

14 Sposoby zwalczania pleśni Po wystąpieniu porażenia: usunięcie pleśni przy użyciu środków chemicznych, mechanicznych lub wysokiej temperatury; pokrycie lub zasłonięcie porażonej powierzchni, np. tapetą, farbą; odnalezienie i usunięcie źródła występowania pleśni; naprawa lub wymiana porażonej powierzchni. Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

15 Wilgoć w budynku Źródła wilgoci w pomieszczeniach: wysoka produkcja pary wodnej niedostateczne ogrzewanie pomieszczeń nieskuteczna wentylacja pomieszczeń nieszczelność przegród zewnętrznych występowanie mostków termicznych duża ilość wilgoci technologicznej wnikanie wody opadowej w głąb konstrukcji zawilgocenie przegród na skutek kondensacji pary wodnej Grafika: Birgit Steinbach Źródło: Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

16 Ocena ryzyka rozwoju pleśni Warunki Techniczne 2008: na wewnętrznej powierzchni przegrody nie może występować kondensacja pary wodnej umożliwiająca rozwój grzybów pleśniowych. Wilgotność powietrza na powierzchni przegród nie powinna przekraczać 80%. Sprawdzenie warunku zgodnie z normą PN-EN ISO Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

17 Ocena ryzyka rozwoju pleśni Sprawdzenie warunku zgodnie z normą PN-EN ISO 13788: 1. określenie klimatu zewnętrznego (temperatura + wilgotność powietrza) 2. przyjęcie klimatu wewnętrznego: dane projektowe: zakładana temperatura, przewidywanej produkcji wilgoci, strumieniu powietrza wentylacyjnego (krotności wymian powietrza) t i = 20 C, RH = 50% Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, Załącznik 2 p klasy wilgotności wg PN-EN ISO Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

18 Ocena ryzyka rozwoju pleśni Sprawdzenie warunku zgodnie z normą PN-EN ISO 13788: 3. Obliczenie oporu cieplnego przegrody 4. Obliczenie współczynnika temperaturowego: f Rsi = R T - R si R T 5. Obliczenie minimalnego czynnika temperaturowego w poszczególnych miesiącach przy uwzględnieniu warunku: p crit = p i / 0,8 6. Spełnienie warunku: f Rsi,min > f Rsi Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

19 Dyfuzja pary wodnej Prawo Fick a: ρ = - δ grad p Współczynnik dyfuzji pary wodnej δ [kg/(m s Pa)] Współczynnik oporu dyfuzyjnego µ = δ 0 δ δ 0 - współczynnik oporu dyfuzyjnego powietrza Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

20 Kondensacja pary wodnej Do kondensacji pary wodnej dochodzi na skutek: zwiększenia wilgotności powietrza; obniżenia temperatury. kondensacja? Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

21 Obliczanie kondensacji międzywarstwowej Metoda Glasera - PN-EN ISO 13788: Charakterystyka poszczególnych warstw przegrody: Brak kondensacji λ, µ, d R, s d Określenie warunków zewnętrznych i wewnętrznych Obliczenie rozkładu temperatury w przegrodzie Obliczenie rozkładu ciśnienia stanu nasycenia p s Naniesienie rozkładu ciśnienia rzeczywistego p Kondensacja! Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

22 Obliczanie kondensacji międzywarstwowej Kryteria oceny: Nie przewiduje się kondensacji na żadnej powierzchni stykowej w żadnym miesiącu. Kondensacja występuje na jednej powierzchni stykowej lub na większej liczbie powierzchni stykowych, ale z każdej z nich przewiduje się wyparowanie kondensatu w miesiącach letnich. Kondensacja na jednej powierzchni stykowej lub na większej liczbie powierzchni stykowych nie wyparowuje całkowicie podczas miesięcy letnich. Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

23 Metoda Glasera Zalety: prosta metodologia możliwość wykonania obliczeń we własnym zakresie małe wymagania odnośnie danych wejściowych: klimatu zewnętrznego właściwości materiałów Wady: możliwość jedynie oszacowania zachowania się przegrody analiza tylko w krótkim okresie użytkowania metoda nie rozpatruje wpływu takich czynników jak: promieniowanie słoneczne, opady porowatość materiałów, transport kapilarny Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

24 Analiza numeryczna Wyniki analizy numerycznej: Rozkład wilgotności przegrody w długim okresie obliczeniowym Ilość pary wodnej wykraplającej się wewnątrz przegrody w jednym roku obliczeniowym Ryzyko rozwoju pleśni na powierzchni wewnętrznej Sprawność systemu wentylacji Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

25 Analiza numeryczna Zalety: analiza niestacjonarna godzinowy krok czasowy uwzględnienie wielu dodatkowych czynników: opady atmosferyczne, promieniowanie słoneczne, wiatr ekspozycja przegrody względem słońca precyzyjne odwzorowanie właściwości materiałów możliwość dokonania analizy dla okresu kilku, kilkunastu lat Wady: bardziej skomplikowany proces analizy konieczność posiadania niezbędnych danych wejściowych Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

26 Sposoby ocieplania budynków Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

27 Izolacja od wnętrza Zazwyczaj powinno wykonać się izolację zewnętrzną. Pokrywa ona wówczas mostki termiczne, przez co straty ciepła są skutecznie minimalizowane, a ściana działa jak bariera energooszczędna. W niektórych przypadkach jednak fasada budynku nie powinna lub nie może być modyfikowana: Ochrona zabytków Ozdobne, skomplikowane kształty elewacji Wymagana możliwość szybkiego ogrzania pomieszczeń Ograniczenia praw własności Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

28 Ocieplanie budynków Najskuteczniejsze jest ocieplanie od strony zewnętrznej: akumulacja ciepła w murze mur po ciepłej stronie mniejsza ilość mostków termicznych brak zmniejszania powierzchni wewnętrznych małe ryzyko wykroplenia pary wodnej Rozkład rzeczywisty ciśnienia pary wodnej Rozkład ciśnienia stanu nasycenia pary wodnej Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

29 Rozkład temperatury Ściana zewnętrzna: mur ceglany (38 cm) od zewnątrz EPS 10 cm, λ = 0,040 W/(mK) brak od wewnątrz Ytong Multipor 10 cm, λ = 0,045 W/(mK) U = 0,297 W/(m 2 K) ψ = 0,1832 W/(mK) U = 1,164 W/(m 2 K) ψ = 0,2576 W/(mK) U = 0,321 W/(m 2 K) ψ = 0,0377 W/(mK) Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

30 Budynki użytkowane czasowo Stosunkowo krótki czas użytkowania Nieopłacalne długotrwałe/stałe ogrzewanie Występowanie konieczności ogrzewania czasowego Wymagana możliwość szybkiego ogrzania Co wpływa na czas nagrzewania pomieszczeń: kubatura system wentylacji izolacyjność termiczna przegród szczelność przegród bezwładność termiczna przegród Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

31 Bezwładność termiczna Pojemność cieplna (powierzchniowa) Q S = c ρ d [J/(m 2 K)] Czas oddawania ciepła (wychładzania) t A = c ρ d 2 λ [h] Aktywność cieplna b = c ρ λ [J/(m 2 K s 0.5 )] c - ciepło właściwe ρ gęstość objętościowa materiału d grubość przegrody λ przewodność termiczna Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

32 Temperatura powierzchni wewnętrznych Pojemność cieplna przegród lekkich jest mniejsza. Temperatura wnętrza 20 C Temperatura powierzchni o małej pojemności cieplnej jest wyższa. Wyrównanie temperatury powierzchni wewnętrznej przegrody z temperaturą powietrza następuje szybciej. Zaizolowane 19 C Bez izolacji 15 C Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o

33 Dziękuję za uwagę Piotr Harassek Xella Polska sp. z o.o