MOSTKI TERMICZNE. mostki termiczne a energochłonność budynku. Karolina Kurtz dr inż., arch.

MOSTKI TERMICZNE Karolina Kurtz dr inż., arch. ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY W SZCZECINIE WYDZIAŁ BUDOWNICTWA I ARCHITEKTURY KATEDRA DRÓG, MOSTÓW I MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH 1 mostki termiczne a energochłonność budynku 2 1

przenoszenie ciepła przez przegrody jednowymiarowe przenoszenie ciepła występuje przy założeniu, że temperatura elementów zmienia się tylko wzdłuż jednej współrzędnej, np. x dwuwymiarowy (2D) przepływ ciepła pole temperatury zależy od dwóch współrzędnych (węzły konstrukcyjne budynku, ościeża otworów okiennych i drzwiowych) 2D 2D 3D trójwymiarowy (3D) przepływ ciepła naroża budynków i miejsca niejednorodności elementów 2D 3D 2D 3D 3 mostki cieplne mostek cieplny to miejsce w obudowie zewnętrznej budynku, w którym obserwuje się obniżenie temperatury wewnętrznej powierzchni komponentu i wzrost gęstości strumienia cieplnego w stosunku do pozostałej części przegrody jednolity opór cieplny jest zakłócony przez częściowe lub całkowite przebicie komponentu materiałem o wyższej przewodności cieplnej wzmożony przepływ ciepła różnice geometryczne wewnętrznych i zewnętrznych powierzchni przegród np. połączenie ściana / podłoga / sufit 4 2

podział mostków cieplnych mostki geometryczne wynikające z ukształtowania geometrycznego przegród zewnętrznych (np. narożnik wklęsły / wypukły, wnęka podokienna) mostki konstrukcyjne - powstające w wyniku niejednorodności materiałowej komponentu izotermy i linie gęstości strumienia ciepła przy przenikaniu przez przegrodę 5 podział mostków cieplnych mostki liniowe (2D) jeden z wymiarów jest znacząco większy od pozostałych (długość), scharakteryzowane przez liniowy współczynnik przenikania ciepła ψ, W/(mK) przykłady: - płyta balkonowa - wieniec mostki punktowe - nadproże / ościeże / podokiennik - słup (w polu ściany) - połączenie dwóch komponentów mostki liniowe 6 3

podział mostków cieplnych mostki punktowe (3D) przebicie termoizolacji elementem o wyższej przewodności cieplnej scharakteryzowane przez punktowy współczynnik przenikania ciepła χ, W/K przykłady: - kotwy - wieszaki - wsporniki (również balkonów) - słup (w polu stropu) - narożnik trójwymiarowy (połączenie 3 komponentów) 7 obraz termalny mostków cieplnych od strony wewnętrznej mostek cieplny jest miejscem o obniżonej temperaturze w odniesieniu do pozostałej powierzchni komponentu (ciemne pola) od strony zewnętrznej mostek cieplny jest miejscem o podwyższonej temperaturze w odniesieniu do pozostałej powierzchni komponentu (pola jasne) W. Adamczewski, THERMOPOMIAR Warszawa 8 4

skutki występowania mostków termicznych wzrost gęstości strumienia cieplnego zwiększone straty ciepła obniżenie temperatury powierzchni wewnętrznej przegrody i komponentu kondensacja pary wodnej na powierzchni komponentu przemieszczanie się wilgoci w przegrodzie zawilgocenie przegrody budowlanej dalsze skutki długotrwałego zawilgocenia 9 skutki występowania mostków termicznych 10 5

katalog mostków termicznych wg PN-EN ISO 14683 m. związane z narożnikami (C) m. otworów okiennych i drzwiowych (W) m. ściana strop (IF) m. ściana dach (R) m. ściana zewnętrzna wewnętrzna (IW) m. płyty balkonowe (B) m. ze słupami (P) m. podłoga na gruncie (GF) 11 detale mostków termicznych systemy wymiarowania L oi ψ oi L i ψ i L e ψ e L oi wymiary całkowite wewnętrzne L i wymiary wewnętrzne L e wymiary zewnętrzne 12 6

identyfikacja mostków termicznych C W W C ** ** ** W IW ** W R IF IW W W R IF C C C W C W GF ** W GF W IW W detale wg katalogu normy PN-EN ISO 14683 ** detale nie zdefiniowane w kartach katalogowych normy 13 wpływ jakości detali na straty ciepła ściana dwuwarstwowa termoizolacja po stronie zewnętrznej sytuacje nieprawidłowo zaprojektowane detale wg PN-EN ISO 14683 detale prawidłowe 14 7

wpływ jakości detali na straty ciepła wariant 1 wariant 2 ŚCIANY OKNA ŚCIANA PODŁOGA NA GRUNCIE ŚCIANA DACH 15 wpływ jakości detali na straty ciepła złe rozwiązania detali skorygowane rozwiązania detali 16 8

metody numeryczne program Eurokobra połączenie ściany zewnętrznej z dachem płaskim rozkład izoterm i linii gęstości strumienia ciepła 17 metody numeryczne program Eurokobra narożnik wypukły rozkład izoterm i linii gęstości strumienia ciepła, program Eurokobra 14,8 o C 18 9

metody numeryczne program Therm detal zamocowania okna gęstość strumienia ciepła w podokienniku i nadprożu 19 metody numeryczne program Therm wpływ miejsca zamocowania okna na temperaturę na wewnętrznej powierzchni przegrody 20 10

metody numeryczne program Therm wpływ miejsca zamocowania okna na temperaturę na wewnętrznej powierzchni przegrody 21 metody numeryczne program Therm wpływ miejsca zamocowania okna na temperaturę na wewnętrznej powierzchni przegrody 22 11

mostki termiczne błędy projektowe 23 mostki termiczne błędy projektowe 24 12

mostki termiczne błędy projektowe/ wykonawcze Źródło: W. Adamczewski, THERMOPOMIAR Warszawa 33 mostki termiczne błędy projektowe/ wykonawcze 22,0 C 22 20 18 16 15,0 C T.min: 13,9 C 25,0 C 24 22 20 18 16 15,0 C Źródło: W. Adamczewski, THERMOPOMIAR Warszawa 34 17

mostki termiczne błędy projektowe/ wykonawcze 35 mostki termiczne błędy projektowe/ wykonawcze Źródło: Jacek Boruc 36 18

mostki termiczne błędy projektowe/ wykonawcze Źródło: Jacek Boruc 37 mostki termiczne błędy projektowe/ wykonawcze 38 19

analizy projektowe 39 redukcja wpływu mostków termicznych Obliczania współczynnika Ψ przy pomocy Therm 5.2 U wewnętrzny lc - długość strumień ciepła H 2D [W/mK] [W/m 2 K] całkowita [m] wewnętrzny 0,2791 * 5,600 = 1,5630 U 1 [W/m 2 K] l 1 - wym. zewn. [m] U 1 * l 1 [W/mK] powierzchnia 1 0,2430 * 0,500 = 0,1215 U 2 [W/m 2 K] l 2 - wym. zewn. [m] U 2 * l 2 [W/mK] powierzchnia 2 0,2456 * 0,500 = 0,1228 ΣU * l 0,2443 Ψ [W/(mK)] Ψ = H 2D - ΣU * l 1,5630-0,2443 = 1,319 Obliczania współczynnika Ψ przy pomocy Therm 5.2 U wewnętrzny lc - długość strumień ciepła H 2D [W/mK] [W/m 2 K] całkowita [m] wewnętrzny 0,2380 * 5,600 = 1,3328 U 1 [W/m 2 K] l 1 - wym. zewn. [m] U 1 * l 1 [W/mK] powierzchnia 1 0,2430 * 0,500 = 0,1215 U 2 [W/m 2 K] l 2 - wym. zewn. [m] U 2 * l 2 [W/mK] powierzchnia 2 0,2456 * 0,500 = 0,1228 ΣU * l 0,2443 Ψ [W/(mK)] Ψ = H2D - ΣU * l 1,3328-0,2443 = 1,089 40 20

redukcja wpływu mostków termicznych Obliczania współczynnika Ψ przy pomocy Therm 5.2 U wewnętrzny lc - długość strumień ciepła H 2D [W/mK] [W/m 2 K] całkowita [m] wewnętrzny 0,4436 * 5,600 = 2,4842 U 1 [W/m 2 K] l 1 - wym. zewn. [m] U 1 * l 1 [W/mK] powierzchnia 1 0,2430 * 0,500 = 0,1215 U 2 [W/m 2 K] l 2 - wym. zewn. [m] U 2 * l 2 [W/mK] powierzchnia 2 0,2456 * 0,500 = 0,1228 ΣU * l 0,2443 Ψ [W/(mK)] Ψ = H2D - ΣU * l 2,4842-0,2443 = 2,240 Obliczania współczynnika Ψ przy pomocy Therm 5.2 U wewnętrzny lc - długość strumień ciepła H 2D [W/mK] [W/m 2 K] całkowita [m] wewnętrzny 0,3260 * 5,600 = 1,8256 U 1 [W/m 2 K] l 1 - wym. zewn. [m] U 1 * l 1 [W/mK] powierzchnia 1 0,2430 * 0,500 = 0,1215 U 2 [W/m 2 K] l 2 - wym. zewn. [m] U 2 * l 2 [W/mK] powierzchnia 2 0,2456 * 0,500 = 0,1228 ΣU * l 0,2443 Ψ [W/(mK)] Ψ = H 2D - ΣU * l 1,8256-0,2443 = 1,581 41 redukcja wpływu mostków termicznych 42 21

redukcja mostków termicznych indywidualnie rozwiązywane detale projektowe 43 redukcja mostków termicznych indywidualnie rozwiązywane detale projektowe Źródło: 44 22

redukcja wpływu mostków termicznych UWAGA! osadzenie okien na konsolach 45 redukcja wpływu mostków termicznych cokołowy element izolacyjny źródło: Schöck elementy nienasiąkliwe niski współczynnik przewodzenia ciepła łatwość wbudowania wysoka jakość i dokładność wymiarowa 46 23

redukcja wpływu mostków termicznych cokołowy element izolacyjny źródło: stahlton izolacja cieplna płyt przyziemia izolacja cieplna stropów nad nieogrzewaną kondygnacją izolacja cieplna cokołu próg pod drzwi balkonowe lub duże przeszklenia 47 redukcja wpływu mostków termicznych element zamocowania płyt wspornikowych źródło: Schöck, Stahlton płyty wspornikowe płyty wspornikowe o dużym wysięgu płyty podparte dwustronnie 48 24

redukcja wpływu mostków termicznych element zamocowania płyt wspornikowych źródło: Stahlton 49 redukcja wpływu mostków termicznych stropowe koszyki izolacyjne źródło: Stahlton 50 25