Mostki cieplne wpływ mostków na izolacyjność ścian w budynkach

Transkrypt

1 Mostki cieplne wpływ mostków na izolacyjność ścian w budynkach

2 2

3 SCHÖCK ISOKORB NOŚNY ELEMENT TERMOIZOLACYJNY KXT50-CV35-H200 l eq = 0,119 [W/m*K] Pręt sił poprzecznych stal nierdzewna λ = 15 W/(m*K) Pręt rozciągany stal nierdzewna λ = 15 W/(m*K) Neopor d=120 mm λ = 0,031 W/(m*K) Łożysko oporowe HTE Modul λ = 0,80 W/(m*K) 3

4 Przepisy dotyczące ochrony cieplnej budynków Wymagania dotyczące izolacyjności cieplnej budynków z roku na rok stają się coraz bardziej surowe. Znajduje do odbicie w przepisach, m.in. w nowym Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dn. 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie obowiązującym od W dziale X (Oszczędność energii i izolacyjność cieplna) zostały określone nowe minimalne wymagania dla nowoprojektowanych budynków: 1. Wartość wskaźnika EP [kwh/(m 2 rok)] określającego roczne obliczeniowe zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną do ogrzewania, wentylacji, chłodzenia oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej. 2. Przegrody oraz wyposażenie techniczne budynku odpowiadają przynajmniej wymaganiom izolacyjności cieplnej określonym w załączniku nr 2 do rozporządzenia

5 Wybrane minimalne wymagania budynków mieszkalnych jednorodzinnych i wielorodzinnych Lp. Rodzaj budynku Cząstkowe maksymalne wartości wskaźnika EP h+w na potrzeby ogrzewania, wentylacji oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej [kwh/(m 2 rok)] od 1 stycznia 2014 r. od 1 stycznia 2017 r. od 1 stycznia 2021 r Budynek mieszkalny jednorodzinny Budynek mieszkalny wielorodzinny

6 Lp. Rodzaj przegrody / okna / drzwi i temperatura w pomieszczeniu Współczynnik przenikania ciepła U C(max) [W/(m2 K)] od 1 stycznia 2014 r. od 1 stycznia 2017 r. od 1 stycznia 2021 r Ściany zewnętrzne przy t i 16 C 0,25 0,23 0,20 2 Dachy, stropodachy i stropy pod nieogrzewanymi poddaszami lub nad 0,20 0,18 0,15 przejazdami przy t i > 16 C 3 Podłogi na gruncie przy t i > 16 C 0,30 0,30 0,30 4 Wybrane wymagania dotyczące izolacyjności cieplnej przegród Okna, drzwi balkonowe i powierzchnie przezroczyste nieotwieralne przy t i > 16 C 1,30 1,10 0,90 5 Okna połaciowe przy t i > 16 C 1,50 1,30 1,10

7 W nowych w/w przepisach niestety nie zostały zdefiniowane wymagania dotyczące mostków cieplnych, które mają duży wpływ na straty ciepła przez zewnętrzne przegrody budynku. Chodzi tu zarówno o mostki liniowe, jak i punktowe. Wpływ tych mostków na straty ciepła w budynkach dostał dostrzeżony w wymaganiach NFOSiGW w programie dofinansowywania domów jednorodzinnych i lokali mieszkalnych w budynkach wielorodzinnych spełniających standardy budynków pasywnych (NF15) i niskoenergetycznych (NF40).

8 Dla tych budynków wymagania dotyczące izolacyjności przegród są dużo wyższe zestawienie wybranych wymagań Lp Wymaganie Budynek jednorodzinny Budynek wielorodzinny NF15 NF40 NF15 NF Graniczne wartości współczynników przenikania ciepła przegród Umax, W/m 2 *K 1 Ściany zewnętrzne 0,10 0,15 0,15 0,20 2 Dachy, stropodachy i stropy pod nieogrzewanymi poddaszami lub nad przejazdami 0,10 0,12 0,12 0,15 3 stropy nad piwnicami nieogrzewanymi i zamknietymi przestrzeniami podpodłogowymi, podłogi na gruncie 0,12 0,20 0,15 0,20 4 Okna, okna połaciowe, drzwi balkonowe i powierzchnie przezroczyste nieotwieralne 0,80 1,00 0,80 1,30 Graniczne wartości liniowych współczynników strat ciepła mostków cieplnych, W/m*K 5 Płyty balkonowe 0,01 0,30 0,01 0,30 6 Pozostałe mostki cieplne 0,01 0,10 0,01 0,10

9 Udział mostków cieplnych w stratach ciepła przez przegrody zewnętrzne budynku (na podstawie opracowania Krajowej Agencji Poszanowania Energii pt: Raport na temat efektywności energetycznej budynków ) budynki jednorodzinne Straty od do Okna zewnętrzne 20% 32% Wentylacja 22% 28% Ściany zewnętrzne 12% 17% Mostki cieplne 10% 16% Dach 5% 12% Podłoga na gruncie 4% 9% Drzwi zewnętzrne 2% 4% Strop nad nieogrzewanym poddaszem 0% 8% Strop zewnętrzny 0% 2%

10 Udział mostków cieplnych w stratach ciepła przez przegrody zewnętrzne budynku (na podstawie opracowania Krajowej Agencji Poszanowania Energii pt: Raport na temat efektywności energetycznej budynków budynki wielorodzinne Straty od do Wentylacja 31% 48% Okna zewnętrzne i drzwi 15% 26% Mostki cieplne 15% 18% Ściany zewnętrzne 7% 20% Strop nad nieogrzewaną piwnicą, garażem 3% 12% Dach, stropodach 2% 5%

11 Udział poszczególnych mostków cieplnych w stratach ciepła (na podstawie opracowania Krajowej Agencji Poszanowania Energii pt: Raport na temat efektywności energetycznej budynków ) Bud. jednorodzinny Bud. wielorodzinny Rodzaj mostków cieplnych otwór okienny / ściana zewnętrzna podłoga na gruncie / ściana zewnętrzna Udział procentowy w całkowitych stratach ciepła przez mostki cieplne [%] od do od do 45% 80% 25% 40% 15% 55% ściana zewnętrzna / dach 10% 15% 5% 25% balkony 0% 5% 10% 40% strop / ściana zewnętrzna 5% 20%

12 Klasyfikacja mostków cieplnych Ocenę wpływu liniowego mostka zaproponowano w Poradniku Nr 402/2004 P. Wouters, J. Schietecata, P. Standaert - Cieplnowilgotnościowa ocena mostków; Instrukcje, wytyczne, poradniki Nr402/2004 ITB [6], w którym przedstawiono 4 klasy wpływu mostka cieplnego w zależności od wartości współczynnika Ψ - Tabela 4. Klasa wpływu mostka Wartość Ψ [W/m*K] Określenie wpływu C1 0 < Ψ < 0,1 pomijalny C2 0,1 Ψ < 0,25 mały C3 0,25 Ψ < 0,50 duży C4 Ψ 0,50 b. duży

13 Optymalne projektowanie - eliminowanie mostków cieplnych BALKON y e = 0,095 [W/m*K] y e = 0,418 [W/m*K] y e = 0,902 [W/m*K] C1 C3 C4

14 Optymalne projektowanie - eliminowanie mostków cieplnych BALKON y e = 0,095 [W/(m K)] C1 y e = 0,418 [W/(m K)] C3 y e = 0,902 [W/(m K)] C4

15 Optymalne projektowanie - eliminowanie mostków cieplnych BALKON

16 Optymalne projektowanie - eliminowanie mostków cieplnych BALKON STALOWY / DASZEK STALOWY c = 0,124 [W/K] c = 0,582 [W/K] C2 C4

17 Optymalne projektowanie - eliminowanie mostków cieplnych BALKON STALOWY / DASZEK STALOWY c = 0,124 [W/K] C2 c = 0,582 [W/K] C4

18 Optymalne projektowanie - eliminowanie mostków cieplnych ATTYKA y ea = 0,096 [W/m*K] y ea = 0,394 [W/m*K] y ea = 0,682 [W/m*K] C1 C3 C4

19 Optymalne projektowanie - eliminowanie mostków cieplnych ATTYKA y ea = 0,096 [W/(m K)] C1 y ea = 0,394 [W/(m K)] C3 y ea = 0,682 [W/(m K)] C4

20 Optymalne projektowanie - eliminowanie mostków cieplnych Na straty ciepła przez przenikanie przez obudowę budynku H T.ie składają się straty ciepła przez powierzchnię ścian zewnętrznych i okien (ΣU*A), straty ciepła wskutek liniowych (ΣΨ e *l) i punktowych (Σχ) mostków cieplnych H T, ie K U A l [ W / ] 0 0 H T ie, U A l H T, ie U A

21 Przykład obliczeniowy Wersja 2 daszki stalowe nad balkonami ostatniej kondygnacji

22 Przykład obliczeniowy Wersja 2 lokalizacja mostków cieplnych

23 Wariant 1 pomijalny wpływ mostka cieplnego Ψ < 0,10 [W/mK]: liniowe połączenie płyty balkonowej i stropowej w balkonach i daszkach za pomocą łącznika termoizolacyjnego Schöck Isokorb KXT50 gr. 12 cm; Ψ = 0,095 [W/mK] drzwi balkonowe / okno - montaż w izolacji; Ψ = 0,00 [W/mK] ścianka attykowa z łącznikiem termoizolacyjnym AXT; Ψ = -0,057 [W/mK] daszek stalowy połączony z konstrukcją budynku za pomocą łącznika termoizolacyjnego KS14; χ = 0,074 [W/K] y e = 0,00 [W/(m K)] y e = 0,095 [W/(m K)] C1 y ea = 0,096 [W/(m K)] c = 0,074 [W/K]

24 Wariant 2 duży wpływ mostka cieplnego 0,50 < Ψ < 0,25 [W/mK]: monolityczne liniowe połączenie płyty balkonowej i stropowej w balkonach i daszkach - płyta balkonowa / daszek zaizolowana od góry i od dołu styropianem gr 5 cm; Ψ = 0,418 [W/mK] (rys. 9) osadzenie okna / drzwi balkonowych w zewnętrznym licu muru, izolacja muru zachodzi 3 cm na ościeżnicę; Ψ = 0,05 [W/mK] - (rys. 8) ścianka attykowa bez łącznika termoizolacyjnego (izolacja wokół ścianki); Ψ = 0,302 [W/mK] - (rys. 10) daszek stalowy mocowany bezpośrednio do konstrukcji budynku (mostek cieplny); Ψ = 0,582 [W/K] - (rys. 11) y e = 0,418 [W/(m K)] y e = 0,05 [W/(m K)] C3 y ea = 0,394 [W/(m K)] c = 0,682 [W/(m K)]

25 Wariant 3 bardzo duży wpływ mostka cieplnego Ψ > 0,50 [W/mK]: monolityczne liniowe połączenie płyty balkonowej i stropowej w balkonach i daszkach - płyta balkonowa / daszek niezaizolowana tworzy duży mostek cieplny; Ψ = 0,902 [W/mK] (rys. 9) osadzenie okna / drzwi balkonowych w środku muru, ościeże bez izolacji; Ψ = 0,45 [W/mK] - (rys. 8) ścianka attykowa bez łącznika termoizolacyjnego (izolacja tylko od zewnętrznej strony ścianki); Ψ = 0,600 [W/mK] - (rys. 10) daszek stalowy mocowany bezpośrednio do konstrukcji budynku (mostek cieplny); Ψ = 0,582 [W/K] - (rys. 11) y e = 0,45 [W/(m K)] y e = 0,902 [W/(m K)] C4 y ea = 0,600 [W/(m K)] c = 0,582 [W/K]

26 PROCENTOWY UDZIAŁ W STRATACH CIEPŁA PRZEZ PRZENIKANIE Wariant Wariant 1 Wariant 2 Wariant 3 SU s *A s +Sy* l+sc 337,95 412,38 641,08 SU s *A s 89,10 89,1 89,1 SU o *A o 238,68 238,68 238,68 Sy* l+sc d 10,17 84,60 313,30

27 PROCENTOWY UDZIAŁ W STRATACH CIEPŁA PRZEZ PRZENIKANIE - ŚCIANA Wariant Wariant 1 Wariant 2 Wariant 3 SU s *A s +Sy* l+sc 337,95 412,38 641,08 SU s *A s 89,10 89,1 89,1 % 26,4% 21,6% 13,9% C1 C3 C4 Straty ciepła przez ścianę zewnętrzną: SU s *A s = 0,25 * 356,40 = 89,1 W/K

28 PROCENTOWY UDZIAŁ W STRATACH CIEPŁA PRZEZ PRZENIKANIE - OKNA Wariant Wariant 1 Wariant 2 Wariant 3 SU s *A s +Sy* l+sc 337,95 412,38 641,08 SU o *A o 238,68 238,68 238,68 % 70,6% 57,9% 37,2% Straty ciepła przez okna i drzwi balkonowe: SU o *A o = 1,3 * 183,60 = 238,68 W/K C1 C3 C4

29 PROCENTOWY UDZIAŁ W STRATACH CIEPŁA PRZEZ PRZENIKANIE - MOSTKI Wariant l [m] / szt. Wariant 1 Wariant 2 Wariant 3 Sy eo * l o 444,0 0,00 22,20 199,80 Sy eb * l b 94,5 8,98 39,50 84,24 Sy ea * l a 18,0-1,03 5,44 10,80 Sc d 30 2,22 17,46 17,46 % 3,0% 20,5% 48,9% C1 C3 C4 SU s *A s = 89,10 W/K SU o *A o = 238,68 W/K

30 PROCENTOWY UDZIAŁ POSZCZEGÓLNYCH MOSTKÓW W STRATACH CIEPŁA PRZEZ PRZENIKANIE OKNA / DRZWI Wariant l [m] Wariant 1 Wariant 2 Wariant 3 Sy* l 10,17 84,60 313,30 Sy eo * l o 444,0 0,00 22,20 199,80 % 0,0% 5,4% 31,2% C1 C3 C4 SU s *A s = 89,10 W/K SU o *A o = 238,68 W/K

31 PROCENTOWY UDZIAŁ POSZCZEGÓLNYCH MOSTKÓW W STRATACH CIEPŁA PRZEZ PRZENIKANIE - BALKONY Wariant l [m] Wariant 1 Wariant 2 Wariant 3 Sy* l 10,17 84,60 313,30 Sy eb * l b 94,5 8,98 39,50 84,24 % 2,7% 9,6% 13,3% SU s *A s = 89,10 W/K SU o *A o = 238,68 W/K C1 C3 C4

32 PROCENTOWY UDZIAŁ POSZCZEGÓLNYCH MOSTKÓW W STRATACH CIEPŁA PRZEZ PRZENIKANIE - ATTYKA Wariant l [m] Wariant 1 Wariant 2 Wariant 3 Sy* l 10,17 84,60 313,30 Sy ea * l a 18,0-1,03 5,44 10,80 % -0,3% 1,3% 1,7% C1 C3 C4 SU s *A s = 89,10 W/K SU o *A o = 238,68 W/K

33 PROCENTOWY UDZIAŁ POSZCZEGÓLNYCH MOSTKÓW W STRATACH CIEPŁA PRZEZ PRZENIKANIE Wariant szt. Wariant 1 Wariant 2 Wariant 3 Sy* l 10,17 84,60 313,30 Sc d 30 2,22 17,46 17,46 % 0,7% 4,2% 2,7% SU s *A s = 89,10 W/K SU o *A o = 238,68 W/K C1 C3 C4

34 Temperatury na powierzchni wewnętrznej przegrody współczynnik f Rsi Problem niskich temperatur na wewnętrznej powierzchni przegrody reguluje Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dn. 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. nr 75. Poz. 690 z późn. zm.)

35 Temperatury na powierzchni wewnętrznej przegrody współczynnik f Rsi Porównanie rozkładu temperatur na wewnętrznej powierzchni przegrody w balkonie narożnym: Wariant 1 pomijalny wpływ mostka (z lewej) i Wariant 2 - duży wpływ mostka (z prawej)

36 Temperatury na powierzchni wewnętrznej przegrody współczynnik f Rsi Porównanie rozkładu temperatur na wewnętrznej powierzchni przegrody w daszku żelbetowym narożnym i attyce: Wariant 1 pomijalny wpływ mostka (z lewej) i Wariant 2 - duży wpływ mostka (z prawej)

37 Temperatury na powierzchni wewnętrznej przegrody współczynnik f Rsi Porównanie rozkładu temperatur na wewnętrznej powierzchni przegrody w daszku stalowym narożnym i attyce: Wariant 1 pomijalny wpływ mostka (z lewej) i Wariant 2 - duży wpływ mostka (z prawej)

38 Temperatury na powierzchni wewnętrznej przegrody współczynnik f Rsi W wyniku obliczeń okazało się, że w narożnych strefach budynku (strefa balkonu narożnego, strefa daszku narożnego i ścianki attykowej) wymagania dotyczące warunku minimalnej dopuszczalnej wartości współczynnika temperaturowego f Rsi są spełnione tylko dla wariantu 1 tzn. dla przyjętych schematów z pomijalnym wpływem mostka cieplnego. WARIANT 1 WARIANT 2 Balkon narożny Temperatura na powierzchni wewn. Q si [ 0 C] 13,34 8,36 współczynnik temperaturowy f Rsi 0,83 0,71 Daszek narożny z attyką Daszek stalowy z attyką Temperatura na powierzchni wewn. Q si [ 0 C] 11,55 2,36 współczynnik temperaturowy f Rsi 0,79 0,56 Temperatura na powierzchni wewn. Q si [ 0 C] 11,51-0,1 współczynnik temperaturowy f Rsi 0,79 0,50

39 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ