OBLICZANIE WSPÓŁCZYNNIKA PZENIKANIA CIEPŁA U Zasady ogólne Zasady obliczania wartości współczynnika przenikania ciepła U dla przegród określa norma PN-EN ISO 94:00 Komponenty budowlane i elementy budynku - Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła - Metoda obliczania. Współczynniki przenikania ciepła dla przegród budowlanych, nie powinny przekraczać wielkości zamieszczonych w tabeli. i.. Wielkość współczynnika przenikania ciepła U dla ścian i stropów i stropodachów należy obliczać ze wzoru: + + W m K U = (.) si se gdzie: si, se - ednostkowe opory cieplne przemowania ciepła, [m K/W], tablica.., - ednostkowy opór przewodzenia ciepła przez przegrodę, [m K/W], obliczony na podstawie zależności [.], [.], lub odczytany z załącznika 9.3. Wielkość współczynnika przenikania ciepła U dla podłóg i ścian na gruncie należy obliczać wg zasad podanych w rozdziale 4..3 Opór cieplny przegrody złożone z warstw ednorodnych i z niewentylowanymi warstwami powietrza m = i + gdzie: n m K i= = W (.) i - ednostkowy opór cieplny i-te warstwy, [m K/W], obliczony wg wzoru., - ednostkowy opór cieplny -te niewentylowane szczeliny powietrzne, [m K/W] odczytany z tablicy.3 m - liczba warstw; n - liczba niewentylowanych szczelin powietrznych. Warstwa est uważana ako niewentylowana, gdy otwory do środowiska zewnętrznego nie przekraczaą wielkości: 500 mm na m długości w przypadku pionowych warstw powietrza 500 mm na m powierzchni w przypadku poziomych warstw powietrza. szczeliny z tabeli wg wzoru szczeliny = 0 Opór przemowania i przewodzenia ciepła. Opór przemowania ciepła Tabela. Obliczeniowe wartości oporów przemowania ciepła si i se, (m K/W) Kierunek strumienia cieplnego w górę poziomy w dół si 0,0 0,3 0,7 se 0,04 0,04 0,04 Uwaga: W przypadku wewnętrznych elementów budowlanych (ścian działowych) lub elementów pomiędzy przestrzenia ogrzewaną i nieogrzewaną se przymue się o wartości si. Tabela.. Opory przemowania ciepła dla różnych przegród ( przykłady) Opory przemowania odza przegrody ciepła [m *K/W] Ściana zewnętrzna 0,3 0,04 Ściana zewnętrzna zagłębiona w gruncie 0,3 - Ściana wewnętrzna pomiędzy pomieszczeniami ogrzewanymi 0,3 0,3 Ściana wewnętrzna przy pomieszczeniu nieogrzewanym 0,3 0,3 Stropodach niewentylowany 0,0 0,04 Strop pod nieogrzewanym strychem 0,0 0,0 Strop nad nieogrzewaną piwnicą 0,7 0,7 Podłoga na gruncie 0,7 -. Opór cieplny przegrody lub warstwy ednorodne wchodzące w skład przegrody d = λ m W K gdzie: d - grubość przegrody lub warstwy, [m], λ - obliczeniowa wartość współczynnika przewodzenia ciepła materiału przegrody, [W/m K] wg załącznika nr 9. lub 9.. si se (.) Przegrody budynków mieszkalnych, które ograniczaą pomieszczenia o duże wilgotności (równe lub wyższe niż 75%) np. pralnie, suszarnie bielizny, hydroforownie, kuchnie gastronomiczne i kwiaciarnie należy traktować ako znaduące się w warunkach wilgotnych. T e T i T e T i T e 3 se si se λ λ 3 λ λ 3 =0 3 q q q szczelina niewentylowana słabo wentylowana dobrze wentylowana ys... Schemat określania oporu cieplnego warstw powietrza si si d d d 3 d d d 3 d d d 3 Tabela.3.Opór cieplny niewentylowanych warstw powietrza, [m *K/W] Grubość warstwy powietrza [mm] 0 5 7 0 5 5 50 00 300 Kierunek strumienia cieplnego w górę poziomy w dół 0,00 0, 0,3 0,5 0, 0, 0, 0, 0, 0,00 0, 0,3 0,5 0,7 0, 0, 0, 0, 0,00 0, 0,3 0,5 0,7 0,9 0, 0, 0,3 Uwaga: dla pośrednich wartości grubości warstwyinterpolować liniowo.4 Opór cieplny wentylowanych warstw powietrza Tabela.4. Opór cieplny wentylowanych warstw powietrza Dla warstw słabo wentylowanych Dla warstw dobrze wentylowanych Definica stopnia wentylaci Sposób uwzględnienia oporu cieplnego otwory od 500 do 500 mm wg wzoru (.3) otwory ponad opór cieplny warstwy powietrza 500 mm i warstw na zewnątrz nie pomia się. Opór elementu oblicza się przymuąc se o wartości si. Strona
500 Av T = 000 Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa T,u Av 500 + 000 T,v m W K (.3) gdzie: T,u - całkowity opór cieplny przegrody z niewentylowaną warstwą powietrza, [m K/W], T,v - całkowity opór cieplny przegrody z dobrze wentylowaną warstwą powietrza, [m K/W], A v - powierzchnia otworów do środowiska zewnętrznego, [mm ],.5 Opór cieplny przestrzeni poddasza Opór cieplny przestrzeni poddasza pod dachem stromym można uznać za ednorodną termicznie warstwę o oporze wg tabeli.5. Tabela.5. Opór cieplny przestrzeni dachowych u, [m *K/W] powinna znadować się w normach przedmiotowych, świadectwach dopuszczenia do powszechnego stosowania w budownictwie oraz w katalogach elementów i przegród. W załączniku nr 9.3. podano wartości ednostkowego oporu cieplnego dla naczęście stosowanych przegród o budowie nieednorodne..7 Współczynnik przenikania ciepła komponentów z warstwami o zmienne grubości Jeżeli komponent ma warstwę o zmienne grubości, całkowity opór cieplny zmienia się na powierzchni komponentu. 3 4 Charakterystyka dachu Pokrycie dachówką bez papy (folii), poszycia itp. Pokrycie arkuszowe lub dachówką z papą, poszyciem Jak wyże lecz z okładziną alum. lub inną niskoemisyna Pokrycie papą na poszyciu u 0,0 0, 0,3 0,3 u uwzględnia opór przestrzeni wentylowane i pokrycia, nie uwzględnia oporu se. Opór cieplny przegrody lub warstwy o budowie nieednorodne Norma PN-EN ISO 94 podae metodykę obliczeń dla przegród o budowie nieednorodne. wycinki a b c d wycinki d d d 3 d 4 warstwy a b c d d d d 3 d 4 ys... Komponent budowlany o nieednorodne budowie. Wykonue się podział komponentu wzaemnie prostopadłymi płaszczyznami, adiabatycznymi i izotermicznymi, na ednorodne cieplnie części. Względne pola wycinków f a = a a + b + c + d f = b f + + + = b a + b + c + a fb fc fd d Kres górny całkowitego oporu cieplnego (rozpatrue się wycinki ednorodne) f = f + f + f + a b c d ' T T, a T, b T, c T, d gdzie całkowite opory cieplne wycinków = + + T, a si a se Kres dolny całkowitego oporu cieplnego (rozpatrue się warstwy) równoważny opór cieplny warstw nieednorodnych ' T = d " = λ równoważna przewodność cieplna warstwy nieednorodne " λ = faλa + fbλb + fcλc + fdλd kres dolny całkowitego oporu cieplnego " " T = si + + se + c Całkowity opór cieplny komponentu ' T + T = T kres górny całkowitego oporu cieplnego T kres dolny całkowitego oporu cieplnego '' T " ys..3. Przykłady komponentów o różne grubości. Współczynnik przenikania ciepła całego obszaru o zmienne grubości: Dla: powierzchni prostokąta w podstawie: powierzchnia trókąta w podstawie, maksymalna grubość przy wierzchołku: powierzchnia trókąta w podstawie, minimalna grubość przy wierzchołku: 3 Mostki cieplne U = U A = + U ln 0 = + 0 ln + U 0 = 0 + U ln 0 3. Występowanie i skutki mostków cieplnych Szczególnym miescem ucieczki ciepła z pomieszczeń są mostki cieplne czyli miesca zwiększonego przepływu ciepła z wnętrza budynku na zewnątrz. Występuą dwa rodzae mostków : konstrukcyne, czyli miesca, w których rozwiązania konstrukcyne stwarzaą niekorzystne warunki izolacyności cieplne, np. miesca w których przerwana est ciągłość wymagane izolaci termiczne, ze względu na konieczność zachowania wymagań konstrukcynych, geometryczne wynikaące z kształtu przegród zewnętrznych budynku. np. w narożach budynku lub na połączeniach ścian zewnętrznych z innymi przegrodami. Przykładem mostka geometrycznego est naroże budynku (rys.3.), w którym na niewielką powierzchnię wewnętrzną przypada znacznie zwiększona powierzchnia zewnętrzna. Jest to często przyczyną poawiaące się wilgoci w narożnikach pomieszczeń. W tych miescach pożądane est powiększenie grubości izolaci termiczne. ys. 3.. Mostek ciepła w narożniku budynku (widok w przekrou poziomym) A W przypadku przegród o złożone budowie, opór cieplny przegrody lub warstwy o budowie nieednorodne należy określać eksperymentalnie. Wartość ednostkowego oporu cieplnego przegrody Strona
Inacze można podzielić mostki cieplne na: - liniowe występuące wzdłuż pewne linii, - punktowe - spowodowane przebiciem warstwy izolaci przez szpilki, wieszaki lub kotwy łączące konstrukcyne warstwy ściany przedzielone materiałem izolacynym. Naczęście występuące mostki cieplne są następuące: a) Ściany zewnętrzne W ścianach mostki mogą występować wzdłuż krawędzi otworów okiennych oraz w miescach, w których ściana zewnętrzna łączy się ze ścianą wewnętrzną. Na rysunku 3.. przedstawiono występowanie mostków w zależności od sposobu ocieplenia ściany (od wewnątrz lub od zewnątrz). Skutki mostków cieplnych: - wzrost gęstości strumienia cieplnego, czyli zwiększone straty ciepła - obniżenie temperatury powierzchni wewnętrzne przegrody i komponentu - kondensaca pary wodne na powierzchni komponentu i przemieszczanie się wilgoci w przegrodzie - zawilgocenie przegrody budowlane mostki cieplne mostki cieplne ys.3.. Występowanie mostków cieplnych z zależności od sposobu ocieplenia ściany W ścianach prefabrykowanych trówarstwowych poawiaą się mostki termiczne punktowe w miescach połączeń warstw betonowych za pomocą wieszaków i szpilek stalowych. Na rysunku 3.3 rozmieszczenie tych połączeń w przykładowe płycie z dwoma otworami okiennymi. a) warstwa fakturowa szpilka wieszak warstwa konstrukcyna b) x x x a) x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x xx szpilka wieszak ys. 3.3. Przykład występowania mostków punktowych w prefabrykacie wielkopłytowym betonowym: a) przekró, b) płyta w widoku b) Stropodachy i stropy pod nieogrzewanym poddaszem Mostki cieplne występuą np. w obrębie wieńców obwodowych usytuowanych w poziomie stropu. Wieńce te szczególnie w budynkach prefabrykowanych, są na ogół słabo izolowane. Brak est również izolaci w ścianie poddasza). c) Balkony Mostek tworzy się przez połączenie płyty balkonowe i płyty stropowe (rysunek 3.4) ys.3.5. Przykład zawilgocenia i zagrzybienia ściany zewnętrzne przy ościeżach 3. Obliczenia wpływu mostków na współczynnik U Obliczenia przepływu ciepła przez mostki cieplne są regulowane w normach [3, 4, 5]. Do praktycznych zastosowań nabardzie przydatna est norma PN-EN ISO 43:07-09 [5]. Na e podstawie określamy zastępczy współczynnik przenikania ciepła przez przegrodę z uwzględnieniem liniowych i punktowych mostków cieplnych: W U k = U + k lk / A + ΣX / A m K ΣΨ ( 3.) gdzie: Ψ liniowy współczynnik przenikania ciepła, W/(m*K) Χ punktowy współczynnik przenikania ciepła, W/K I k długość mostka liniowego, m A powierzchnia ściany, m Uwzględnienie mostków cieplnych wymaga więc określenia długości mostków liniowych i ustalenia wartości liniowego współczynnika przenikania ciepła oraz określenia liczby punktowych mostków i ustaleniu ich współczynników przenikania. W praktycznych przypadkach na ogół mostki punktowe maą niewielki wpływ i mogą być pominięte. Natomiast dla obliczenia wpływu mostków liniowych podstawowe znaczenie ma wartość ich współczynnika przenikania. Przykładowe wartości współczynników przenikania dla pewne grupy mostków liniowych zawiera norma [5], istnieą także specalne katalogi mostków. Wybrane wartości współczynników przenikania dla pewne grupy mostków liniowych podano w załączniku 9.4. 3.3 Uproszczona metoda w odniesieniu do strat ciepła przez przenikanie W obliczeniach strat ciepła przez przenikanie, mostki cieplne można uwzględnić metodą uproszczoną. Polega ona na przyęciu skorygowane wartości współczynnika przenikania ciepła: U kc = U k + U tb, W/m K ( 3.) gdzie: U kc U k U tb skorygowany współczynnik przenikania ciepła elementu budynku (k), z uwzględnieniem liniowych mostków cieplnych, W/m K; współczynnik przenikania ciepła elementu budynku (k), W/m K; współczynnik korekcyny w zależności od typu elementu budynku, W/m K. Orientacyne wartości współczynnika U tb podane są w tabelach 3. do 3.3. Poęcie elementu budynku przecinaącego i nieprzecinaącego izolacę zostało zobrazowane na rys. 3.5. ys.3.4. Mostek cieplny w płycie balkonowe częściowo zlikwidowany przez ocieplenie Zaletą uproszczone metody uwzględniania mostków cieplnych est bezsprzecznie łatwość e stosowania. Natomiast wadą wydae się być tzw. gruby ołówek, ponieważ obliczone straty ciepła mogą w niektórych przypadkach być znacznie zawyżone. Strona 3
ys. 3.. Tabela 3.. izolaca Liczba stropów przecinaących izolacę 0 przecinaący element budynku izolaca nie przecinaący element budynku Element budynku przecinaący i nieprzecinaący izolacę. Na podstawie []. Współczynnik korekcyny elementów budynku [] Liczba przecinanych ścian U tb kubatura przestrzeni 00 m 3 U tb dla pionowych, W/m K kubatura przestrzeni >00m 3 0 0,05 0 0,0 0 0,5 0,05 0 0,0 0,0 0,5 0,5 0,30 0,0 0 0,5 0,5 0,30 0,0 0,35 0,5 Tabela 3.. Współczynnik korekcyny U tb dla poziomych elementów budynku [] Element budynku U tb, W/m K Lekka podłoga (drewno, metal itd.) 0 Ciężka podłoga (beton, itd.) Liczba boków będących w kontakcie ze środowiskiem zewnętrznym Tabela 3.3. Współczynnik korekcyny Powierzchnia elementu budynku 0,05 0,0 3 0,5 4 0,0 U tb dla otworów [9] U tb 0- m 0,50 > - 4 m 0,40 >4-9 m 0,30 >9-0 m 0,0 >0m 0,0, W/m K 4 Obliczanie strat ciepła przez grunt 4. Uwagi ogólne Obliczanie strat ciepła przez przenikanie przez grunt zostało uęte w normie PN EN ISO 3:00 - Metoda obliczania proektowego obciążenia cieplnego [], w które podano metodę obliczania współczynnika przenikania ciepła przez podłogę na gruncie oraz przez ścianę pomieszczenia zagłębionego w gruncie. 4. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła przez podłogę na gruncie Współczynnik ten, oznaczany U equiv,bf dla podłóg zależy: ) od wielkości zagłębienia poniże terenu z, liczonego od poziomu terenu do poziomu spodu płyty podłogi, ) od wielkości współczynnika przenikania ciepła U obliczonego dla konstrukci podłogi, 3) od wielkości parametru B. (Uwaga: indeks f w oznaczeniu U equiv,bf oznacza podłogę ang. floor ). Parametr B określa się z zależności A B =, m ( 4.) P gdzie: A g- powierzchnia rozpatrywane płyty podłogowe łącznie ze ścianami zewnętrznymi i wewnętrznymi (m ). W odniesieniu do wolnostoącego budynku A g est całkowitą powierzchnią rzutu parteru, a w odniesieniu do budynku w zabudowie szeregowe Ag est powierzchnią rzutu parteru rozpatrywanego budynku. P obwód rozpatrywane płyty podłogowe (m). W odniesieniu do budynku wolnostoącego P est całkowitym obwodem budynku, a w odniesieniu do budynku w zabudowie szeregowe P odpowiada edynie sumie długości ścian zewnętrznych oddzielaących rozpatrywaną przestrzeń ogrzewaną od środowiska zewnętrznego. ys. 4..Metoda określenia parametru B 5 m 7,5 m 0 m 0 m Ag = 5 x0 = 50 m Ag = 7,5 x 0 = 75 m P = x5 + x0 = 50 m P= x7,5 = 5 m B = 50 / (0,5x50) = m B = 75 / (0,5 x5) =0 m Wymiar charakterystyczny podłogi B' zdefiniowany est w normie PN-EN ISO 3370:07-09 w odniesieniu do całego budynku. Natomiast zgodnie z normą PN-EN 3:00 wymiar ten dla poszczególnych pomieszczeń powinien być określany w eden z następuących sposobów: dla pomieszczeń bez ścian zewnętrznych stosue się wartość B' obliczoną dla całego budynku; dla wszystkich pomieszczeń z dobrze izolowaną podłogą (łogi < 0,5 W/m K) również stosue się wartość B' obliczoną dla całego budynku; dla pozostałych pomieszczeń (pomieszczenia ze ścianami zewnętrznymi oraz ednocześnie ze słabo izolowaną podłogą) wartość B' należy obliczać oddzielnie dla każdego pomieszczenia. Należy zwrócić uwagę, że wzoru (4.) nie da się zastosować dla pomieszczeń bez ścian zewnętrznych, gdyż obwód P wynosi wówczas zero (zgodnie z powyższym stosue się wtedy wartość obliczoną dla całego budynku). Dla obliczenia wartości U wyznacza się opór cieplny poszczególnych warstw wg zasad podanych w normie [] z uwzględnieniem oporu przemowania ciepła od strony wewnętrzne budynku, a pomiaąc opór przemowania ciepła od strony gruntu czyli przymuąc ego wartość ako 0. Na podstawie wyliczonych wartości B oraz U wyznaczenie wartości U equiv,bf dokonue się przy pomocy tabeli nr 4. lub nomogramów podanych w normie []. Korzysta się z wartości które dotyczą wielkości zagłębienia w terenie oraz wielkości B i U zbliżonych do wartości występuących w rozpatrywanym budynku, wyznaczaąc U equiv,bf dla pośrednich wartości metodą interpolaci liniowe. Tabela 4.. Wartości U equiv,bf podłogi ogrzewanego podziemia ako funkca zagłębienia poniże poziomu terenu (Z), współczynnika przenikania ciepła podłogi ( [W/(m *K)]) i wartości B wg [] Z B U equiv,bf W/ (m*k) m m Bez izolaci,0,0 0,5 0,5,30 0,77 0,55 0,33 0,7 4 0, 0,59 0,45 0,30 0,7 0, 0,4 0,3 0,7 0,7 0,55 0,4 0,33 0,5 0, 0,0 0 0,47 0,3 0,30 0,3 0,5 0,4 0,3 0,7 0, 0,4 4 0,37 0,9 0,4 0,9 0,4 0,33 0, 0, 0, 0,3 0,3 0,4 0, 0,7 0, 0 0, 0, 0,9 0, 0, Strona 4
cd. Tabela 4. Z B U equiv,bf W/ (m*k) m m Bez izolaci,0,0 0,5 0,5 0, 0,5 0,44 0, 0, 4 0,4 0,4 0,3 0, 0, 0,5 0,40 0,33 0,5 0,5 0,44 0,35 0,9 0,3 0,5,5 0 0,3 0,3 0, 0, 0,4 0,34 0, 0,4 0,9 0,4 4 0,30 0,5 0, 0, 0,3 0, 0,3 0,0 0,7 0, 0,5 0, 0,9 0, 0, 0 0,4 0,0 0, 0,5 0, 0,3 0,4 0,35 0,4 0,4 4 0,5 0,40 0,33 0,4 0,4 0,43 0,35 0,9 0, 0,4 0,37 0,3 0, 0, 0,4 3,0 0 0,3 0,7 0,4 0,9 0,3 0,9 0,5 0, 0, 0,3 4 0, 0,3 0-,0 0,7 0, 0,4 0, 0,9 0, 0, 0, 0,0 0, 0,5 0, 0 0, 0, 0, 0,4 0, 4.3 Obliczanie współczynnika przenikania ciepła przez ścianę stykaąca się z gruntem Współczynnik ten, oznaczany U equiv,bw dla ścian zależy: ) od wielkości zagłębienia poniże terenu z, ) od wielkości współczynnika przenikania ciepła U ściany obliczonego dla konstrukci ściany., (Uwaga: indeks w w oznaczeniu U equiv,bw oznacza ścianę ang. wall ). Dla obliczenia wartości U ściany wyznacza się opór cieplny poszczególnych warstw wg zasad podanych w normie [] z uwzględnieniem oporu przemowania ciepła od strony wewnętrzne budynku, a pomiaąc opór przemowania ciepła od strony gruntu czyli przymuąc ego wartość ako 0. Na podstawie wyliczone wartości U ściany wyznaczenie wartości U equiv,bw dokonue się przy pomocy tabeli nr 4. lub nomogramów podanych w normie []. Korzysta się z wartości które dotyczą wielkości zagłębienia w terenie oraz wielkości U ściany zbliżonych do wielkości występuących w rozpatrywanym budynku, wyznaczaąc U equiv,bw dla pośrednich wartości zagłębienia metodą interpolaci liniowe. Tabela 4.. Wartości U equiv,bw ściany ogrzewanego podziemia w funkci współczynnika przenikania ciepła ściany i głębokości z poniże terenu wg [] U ściany W/(m *K) U equiv,bw W/(m *K) Z=0m Z= m Z= m Z=3m 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,50 0,44 0,39 0,35 0,3 0,75 0,3 0,54 0,4 0,43,00 0, 0, 0,59 0,53,5 0,9 0, 0,9 0,,50,4 0,9 0,7 0,,75,,0 0,5 0,74,00,4, 0,9 0,79,5,55,9 0,9 0,4,50,7,7,04 0,,75,7,34,09 0,9 3,00,9,4,3 0,9 5 Współczynniki przenikania ciepła U dla okien 5. Wartości obliczeniowe współczynników U dla okien, świetlików i drzwi Współczynnik przenikania ciepła U dla okien, świetlików, wrót i drzwi w przypadku, gdy znany est ich producent, przymue się wg aprobat technicznych lub norm. W przypadku istnieących obiektów, współczynnik przenikania ciepła U dla okien, świetlików, wrót i drzwi można przyąć wg wartości podanych w zał. do normy PN-EN ISO 94 wydanie z 999 r. ( na Strona 5 zasadzie literatury techniczne). Wartości te zawiera tablica 5.. Dotyczą one zwłaszcza okien starego typu, istnieących w domach oddanych do użytku przed 990 r. i które nie zostały wymienione. Tabela 5.. Wartości obliczeniowe U okien, świetlików i drzwi L.p odza elementu Okna, drzwi balkonowe lub świetliki odza ram i oszklenia Krosnowe oszklone poedynczo a) drewniane lub z tworzyw sztucznych b) metalowe Jednoramowe drewniane, oszklone szyba zespoloną a) ednokomorową b) dwukomorową 3 Drewniane skrzynkowe lub ościeżnicowe a) oszklone podwónie b) oszklone potrónie 4 Zespolone drewniane oszklone a) podwónie b)potrónie (szyba zespolona ednokomorowa i poedyncza) 5 Trókomorowe, ednoramowe z PCV, oszklone szybą zespoloną ednokomorową Drzwi Nieocieplone, oszklone poedynczo a) drewniane lub z tworzyw sztucznych Grubość warstw powietrznych mm min x7 minx 70-0 0 40-50 i 30-50 U W/(m *K) 5, 5,,,3,0,,0,,0, - 5, b) metalowe 5, UWAGA: wartości U odnoszą się do szyb zwykłych (bez specalnych powłok niskoemisynych i gazów wypełniaących innych niż powietrze) oraz do powierzchni obliczonych w wymiarze zewnętrznym ościeżnic. 5. Obliczanie współczynników U dla nowych okien Wartości współczynników U dla okien, świetlików i drzwi, można określić wg zasad metody uproszczone podanych w normie PN-EN ISO 0077-:007 [7]. Według te normy współczynnik U dla okna oblicza się wg następuącego wzoru: U A U + A U + l Ψ g g f f g g w = ( 5.) Ag + Af w którym: A g est polem powierzchni oszklenia, m A f est polem powierzchni ramy, m U g est współczynnikiem przenikania ciepła oszklenia, W/m K. U f est współczynnikiem przenikania ciepła ramy, W/m K. l g Ψ g est całkowitym obwodem oszklenia, m est liniowym współczynnikiem przenikania ciepła mostka cieplnego na styku szyby z ramą okna ys.5.. Graficzna interpretaca obliczania całkowitego współczynnika przenikania ciepła dla okna We wzorze występuą nie tylko pola i współczynniki U dla ramy okienne i oszklenia, ale także uwzględniony est wpływ mostka cieplnego aki tworzy się w miescu połączenia ramy i oszklenia, wyrażony współczynnikiem Ψ g i długością obwodu części szklone. Wartość ta dla nowych okien est niewielka i często się ą pomia. Producenci okien naczęście nie podaą wartości całkowitego współczynnika U w dla okna, edynie oddzielnie U f dla ramy i U g dla szyby. Znaąc współczynniki przenikania dla ramy okienne i oszklenia oraz powierzchnię ramy i oszklenia można obliczyć współczynnik przenikania U w dla całego okna posługuąc się wzorem (5.).
ys.5.. Przykład budowy ramy okienne z izolacą termiczną. Dla wybranych typowych sytuaci, znaąc współczynniki przenikania dla ramy okienne i oszklenia można wartość współczynnika przenikania dla okien określić z tabeli 5. zawieraące wartości z normy [7]. Tabela ta podae wartości współczynników U dla okien z podwónym szkleniem, w których udział powierzchni ramy w całe powierzchni okna wynosi 30%. Tabela 5.. -Współczynniki przenikania ciepła U w dla okien o podwónym oszkleniu i 30% udziale powierzchni ramy w całe powierzchni okna wg [7] Ug (szklenie) W/(m K) U f (rama) W/(m K),0,4,,, 3,0 3,4 3, 7,0 3,3,7,,9 3, 3, 3,4 3,5 3, 4,4 3,,,7,,9 3, 3, 3,3 3,5 4,3,9,4,5,7, 3,0 3, 3, 3,3 4,,7,3,4,5,,,9 3, 3, 4,0 Ug (szklenie) W/(m K) U f (rama) W/(m K),0,4,,, 3,0 3,4 3, 7,0,5,,3,4,,7, 3,0 3, 3,9,3,,,3,4,,7,,9 3,,,9,0,,3,4,,7, 3,,9,,9,0,,3,4,5,7 3,5,7,,,9,0,,3,4,5 3,3,5,5,,7,9,0,,3,4 3,,3,4,5,,7,9,0,, 3,,,,3,5,,7,9,0,,9 Wymagania dotyczące rozwiązań architektoniczno-konstrukcynych budynku Maksymalne aktualnie obowiązuące wartości współczynników przenikania ciepła U dla ścian, stropów, stropodachów, okien i drzwi balkonowych podano w załączniku nr do ozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia kwietnia 00r. w sprawie warunków technicznych, akim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. Nr 75, poz. 90 wraz z późnieszymi zmianami, ostatnia istotna zmiana z dnia 5 lipca 03 r.) []. Tabela.. Maksymalne wartości współczynnika U ścian, stropów i stropodachów Strona
Tabela.. Maksymalne wartości współczynnika U okien, drzwi balkonowych i drzwi zewnętrznych 7 Diagnostyka przegród w zakresie ochrony cieplne 7. Wartości współczynnika przenikania ciepła wg roku oddania budynku do użytkowania Wartości współczynnika przenikania ciepła można w dużym przybliżeniu ocenić na podstawie znaomości roku oddania budynku do użytkowania. Wg tego roku orientuemy się akie w tym czasie obowiązywały przepisy budowlane dotyczące ochrony cieplne budynków i zakładaąc, że budynek został zbudowany zgodnie z tymi przepisami możemy określić orientacyne wartości współczynnika przenikania ciepła. Tabela 7.. Wartości współczynnika przenikania ciepła wg ich roku oddania budynku do użytkowania ok oddania budynku do użytkowania Podstawowy przepis dot. wymagań ochrony cieplne budynków k max / U max W/(m *K) Do 9,-,40 97-95 PN -4/B-03404, PN-74/ B-03404, 9-99 PN-/B-000 od.0.93 0,75 993-997 PN-9 /B-000 od.0.99 0,55 Obecnie (od 99) ozporz. : Warunki Techniczne akim powinny odpowiadać budynki [] 0,3 7. Określenie wartości współczynnika przenikania ciepła z danych rzeczywistych Określenie współczynników przenikania ciepła dla przegród w istnieącym budynku można określić na podstawie dokumentaci techniczne budynku lub na podstawie przeprowadzonych badań t. wykonania odkrywek i pomiarów, a następnie obliczenia oporu cieplnego i współczynnika przenikania ciepła. Dla oceny akości ochrony cieplne można także wykonać badania termowizyne. Pomiary powinny być wykonane przy temperaturze zewnętrzne nie wyższe niż 5 o C, przy różnicy temperatur powietrza wewnątrz i na zewnątrz budynku wynoszące co namnie 0 K. Badania termowizyne pozwalaą na wykrycie miesc w których występue złe zaizolowanie termiczne, nieszczelności lub zawilgocenie. Literatura. PN-EN ISO 94:00 Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania.. PN-EN ISO 3370:07-09 Właściwości cieplne budynków Wymiana ciepła przez grunt Metody obliczania. 3. PN-EN ISO 0:00 Mostki cieplne w budynkach- strumienie cieplne i temperatury powierzchni. Obliczenia szczegółowe. 4. PN-EN ISO 0-:00 Mostki cieplne w budynkach- strumień ciepła i temperatura powierzchni. Liniowe mostki cieplne. 5. PN-EN ISO 43:07-09 Liniowy współczynnik przenikania ciepła. Metody uproszczone i wartości orientacyne.. PN EN 3:00 Instalace ogrzewcze w budynkach. Metoda obliczania proektowego obciążenia cieplnego. 7. PN-EN ISO 0077-:007 Właściwości cieplne okien, drzwi i żaluzi. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła. Część : metoda uproszczona.. ozporządzenie Ministra Infrastruktury z.04.00 w sprawie warunków technicznych akim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. nr 90, poz. 75 z późnieszymi zmianami). 9. Pogorzelski J.A. Fizyka budowli część X Wartości obliczeniowe właściwości fizycznych Materiały Budowlane nr 3/005. Strona 7
9 Załączniki Tabela 9.. Wartości obliczeniowe właściwości fizycznych, materiałów wg danych Zakładu Fizyki Cieplne ITB [9] Gęstość Obliczeniowy wsp. Ciepło właściwe Współczynnik oporu Grupa materiałowa lub ρ przewodzenia ciepła c zastosowanie p dyfuzynego µ [kg/m 3 ] λ [W/m * K)] [J/(kg * K)] suchy mokry Beton z żużla pumeksowego lub granulowanego 00 00 400 00 Beton z żużla paleniskowego 00 00 400 00 Beton z kruszywa keramzytowego Mur z betonu komórkowego na cienkowarstwowe zaprawie kleące lub na zaprawie ciepłochronne Mur z betonu komórkowego na zaprawie cementowowapienne, ze spoinami grubości większe niż,5 cm Wiórobeton i wiórotrocinobeton Mur z cegły ceram. pełne Mur z cegły dziurawki Mur z cegły kratówki Mur z pustaków ceramicznych drążonych szczelinowych na zaprawie cementowowapienne 00 400 300 00 00 00 700 00 500 400 00 700 00 500 900 00 700 00 500 00 400 300 00 00 900 00 0,70 0,5 0,50 0,40 0,33 0,5 0,7 0,0 0,50 0,90 0,7 0, 0,54 0,4 0,39 0,30 0,5 0, 0, 0,5 0,3 0,35 0,30 0,5 0,30 0, 0, 0,9 0,7 0,5 0,77 0, 0,5 0,45 0,40 0,3 0,33 0,30 500 500 500 500 500 500 5 0 5 5 0 5 0 4 0 7 5 0 7 0 7 5 4 5-0 5-0 5-0 5 0 5 5 0 5 0 4 0 7 5 0 7 0 7 5 4 5-0 5-0 5-0 Mur z pustaków ceramicznych drążonych szczelinowych na zaprawie ciepłochronne 00 00 900 00 0,4 0,3 0,3 0, 0,5 Mur z cegły silikatowe pełne 900 0,90 0 0 Mur z cegły silikatowe drążone i bloków drąż. 00 500 0,0 0,75 5 5 5 5 Mur z cegły klinkierowe 900,05 50-00 5-00 Szkło piankowe 300 0,07 Wyroby z włókna szklanego - maty i filce - płyty - granulat Wyroby z włókna szklanego -maty i płyty wypełniaące - płyty obciążane - płyty fasadowe - płyty dachowe - płyty lamelowe - granulat 0-0 >0 5-0 40-0 00-0 40-50 90-00 0-50 0-0 0,045 0,050 0,055 0,045 0,04 0,043 0,045 0,04 0,050 030 030 030 030 030 030 030 030 030 Strona
Gęstość Obliczeniowy wsp. Ciepło właściwe Współczynnik oporu Grupa materiałowa lub ρ przewodzenia ciepła c zastosowanie p dyfuzynego µ [kg/m 3 ] λ [W/m * K)] [J/(kg * K)] suchy mokry Styropian (EPS) 0,045 450 0 0 5 0,043 450 0 0 0 0,040 450 0 0 30 0,03 450 0 0 Polistyren ekskrudowany (XPS).w. w stropodachu odwróc. Pianka poliuretanowa - w szczelne osłonie - w pozostałych przypadkach - natryskowe > 0,035 0,040 30-0 0,05 0,035 0,045 450 450 400 400 400 30-0 Pianka polietylenowa 35 0,05 450 500 500 Granulat celulozowy 30-70 0,0 400 50 50 0 0 0 50 50 0 0 0 Tabela 9.. Wartości obliczeniowe właściwości fizycznych, komponentów i materiałów wg normy PN-9/B-000 ( na zasadzie literatury techniczne). Strona 9
Strona 0
Strona
Tabela 9.3. Wartości obliczeniowe oporu cieplnego i współczynnika przenikania ciepła Uo (ko) wybranych przegród o budowie nieednorodne wg normy PN-9/B-000 ( na zasadzie literatury techniczne). Strona
Tabela 9.4. Wartości liniowego współczynnika przenikania ciepła dla wybranych przypadków przy zastosowaniu wymiarów zewnętrznych. Wg normy PN-EN ISO 43 [5]. poniże m. związane z narożnikami (C), m. otworów okiennych i drzwiowych (W), m. ściana strop (IF), m. ściana dach (), m. ściana zewnętrzna wewnętrzna (IW), m. płyty balkonowe (B), m. ze słupami (P), m. podłoga na gruncie (GF) W przypadku każdego typu mostka cieplnego i położenia zasadnicze warstwy izolacyne pokazano ogólny szkic detalu oraz trzy wartości Ψ [W/mK]: - Ψ i opartego na wymiarach wewnętrznych, - Ψ oi opartego na całkowitych wymiarach wewnętrznych, - Ψ e opartego na wymiarach zewnętrznych. Naroża: Strona 3
Ściany wewnętrzne: Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa Stropy: Dachy: Balkony: Strona 4
Podłogi na gruncie: Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa Podłogi podwieszone: Otwory okienne: Przykładowe mostki termiczne wg obliczeń numerycznych. ys. 9.. Mostek ściana strop balkon wg www.mostkicieplne.pl; ψ e = 0,3 Obliczenia numeryczne mostków termicznych można wykonywać np. programem Euro Kobra. Jest to program opracowany przez międzynarodowy zespół, z centralą w Belgii. Polega na swoistym katalogu predefiniowanych przypadków geometrycznych z możliwością edyci parametrów - materiałów i gabarytów. Wersa demonstracyna, bezpłatne są dostępne z wielu źródeł. Zalety programu: nie wymaga znacznego przygotowania merytorycznego, nie wymaga sprzętu wysokie klasy. Wady programu: pracue w DOS, nie est uniwersalny (nie można stworzyć własnego dowolnego modelu). Strona 5