Wymiana ciepła w dachach pochyłych

www.sxc.hu

Dach jest przegrodą budowlaną, która spełnia jednocześnie wiele funkcji. Jedną z najważniejszych jest izolowanie termiczne osłanianego budynku. W naszym klimacie termoizolowanie kojarzy się wszystkim z koniecznością zabezpieczenia budynku przed stratami ciepła zimą, jednak jest ono równie ważne latem.

W ostatnich dziesięcioleciach coraz częściej występują bardzo ciepłe okresy, w których temperatury w ciągu dnia wahają się między 25 a 35°C. W takich warunkach domy szybko się nagrzewają, a temperatury panujące w pomieszczeniach są wysokie. Szczególnie dotyczy to poddaszy mieszkalnych. W upalne dni okazuje się, że dobra termoizolacja dachu przydaje się nie tylko zimą, ponieważ gdy jest nieskuteczna, mieszkańcy poddasza muszą ponosić dodatkowe koszty na klimatyzację. W związku z tym warto zainwestować w dobrą izolację termiczną dachu.
Jednak o komforcie mieszkań na poddaszach decyduje nie tylko grubość termoizolacji. Bardzo duży wpływ na optymalizację temperatur na poddaszu ma wentylacja dachu (rys. 1–2) lub jego pokrycia (rys. 3–4). Gdy wentylacja dobrze funkcjonuje, zimą zmniejsza problemy z topniejącym śniegiem na pokryciach, a latem obniża temperatury na poddaszu.

Typowy dach pochyły

Podstawowym warunkiem zapewnienia komfortowych warunków w budynkach przez cały rok jest odpowiednia izolacja termiczna dachu.
W najpopularniejszych dachach pochyłych poddasza są użytkowe, a termoizolację stanowi w nich wełna mineralna (skalna lub szklana). O jej skutecznym działaniu decyduje jej jakość, grubość i stopień zawilgocenia. Dlatego warto zadbać, aby była odpowiednio gruba i osłonięta przed dopływem wody (z przeciekow) i pary wodnej.

Jak się okazuje, utrzymanie termoizolacji w stanie odpowiednio suchym nie jest proste, ponieważ procesy przenikania i skraplania się pary wodnej w termoizolacjach są związane z przenikaniem ciepła przez całą przegrodę dachową (i każdą inną). Para wodna przemieszcza się w przegrodach razem z ciepłem od ośrodków cieplejszych do zimniejszych. Jednak towarzyszące temu zjawiska komplikują przebieg tych procesów (rys. 5, 6) i są zmienne.

Wynika to z tego, że w każdym dachu zależne od siebie procesy cieplno-wilgotnościowe zmieniają się w każdej chwili. Okresy o wyraźnie określonym kierunku przepływu pary wodnej (dyfuzji) są uzależnione od pory roku (zima–lato) oraz od pory dnia (noc–dzień).
Najwięcej ciepła dostarcza promieniowanie słoneczne w dzień. Energia, ktorą dostarcza, magazynowana jest w dachu, rozchodząc się od pokrycia we wszystkich możliwych kierunkach. Przekaźnikiem ciepła słonecznego jest więc pokrycie, które stopniowo ogrzewa się w ciągu dnia, a pozyskane ciepło oddaje głównie na drodze konwekcji i przewodzenia oraz w mniejszym stopniu promieniowania. Duża cześć promieniowania słonecznego jest odbijana w stronę do atmosfery. Ilości odbitego promieniowania zależą od rodzaju materiału, z jakiego wykonane jest pokrycie dachowe, od stopnia gładkości i koloru pokrycia.

W nocy cały dach ochładza się i oddaje ciepło do zimniejszej od niego atmosfery. Nad ranem, szczególnie w bezchmurne noce, pokrycie jest chłodniejsze od atmosfery z powodu działania zjawiska chłodzenia radiacyjnego (które jest powodem powstawania przymrozków przygruntowych). Rano zaś, kiedy wschodzi słońce, pokrycie jest zimniejsze od atmosfery, bo nie zdążyło się jeszcze ogrzać tak jak atmosfera. W rezultacie na pokryciu latem powstaje rosa, a zimą szron. Natomiast z tego powodu pod pokryciem rano prawie zawsze powstają skropliny (lub szron). Ma to duże znaczenie dla termoizolacji, którą z powodu funkcjonowania tych zjawisk trzeba chronić przed zawilgoceniem. Powstawanie skroplin uzasadnia stosowanie powłok uszczelniających pokrycia zasadnicze dachow. Powłoki te układane są pod pokryciami i są nazywane warstwami wstępnego krycia (papa na deskowaniu, folie lub membrany wstępnego krycia). Ilość powstających skroplin zależy od bezwładności termicznej materiałów, z ktorych wykonane jest pokrycie zasadnicze.

W dachach wentylowanych (rys. 1–2) lub z pokryciem wentylowanym (rys. 3–4) najwięcej ciepła przenika w głąb dachu na drodze konwekcji i przewodzenia. Natomiast w dachach niewentylowanych z pokryciem niewentylowanym (jednopowłokowych) przeważa przewodzenie. Promieniowanie pokrycia w głąb dachu bez względu na to, czy jest wentylowany czy nie, stanowi najmniejszą cześć (w naszym klimacie przy uśrednieniu rocznym) całego przekazywanego ciepła w porownaniu z pozostałymi dwoma metodami: konwekcji i przewodzenia.
Zmienność wszystkich tych procesów jest rownież zależna od miejsca na połaci; inaczej zachodzą one w okolicach okapu, a inaczej blisko kalenicy. Warto zauważyć, że powietrze wentylujące pod pokryciem zasadniczym (np. dachowką) ma zmieniającą się temperaturę wzdłuż długości krokwi i jest ona tym większa, im miejsce pomiaru jest bliżej wylotu szczeliny wentylacyjnej (kalenicy). Oprocz tego im większa jest rożnica temperatur między powietrzem wpływającym do szczeliny a pokryciem, tym przepływ jest szybszy (od 0,5 do 5 m/s). Czyli im większa jest rożnica temperatur, tym więcej energii przekazanej przez rozgrzane słońcem pokrycie zasadnicze zabiera powietrze wentylujące do atmosfery.
Jak z tego wynika, ilość ciepła przechodzącego z pokrycia do wnętrza dachu zależy od pory roku, pory dnia, sposobu wentylowania dachu, rodzaju pokrycia, kąta nachylenia i wielkości połaci, a oprocz tego od warunków atmosferycznych: nasłonecznienia i zachmurzenia, wiatru, temperatury i wilgotności. Wobec tego na dach działa dużo zmiennych czynnikow wpływających na zachodzące w nim procesy wymiany ciepła.

Wymiana zimą

Przepływ ciepła i dyfuzja pary wodnej mają te same kierunki, bo para wodna przemieszcza się z ośrodków o wyższej temperaturze do ośrodków o niższej. To powoduje, że wysychanie mokrej termoizolacji dachu następuje, gdy termoizolacja jest cieplejsza od przepływającego nad nią powietrza. Jest to głównie możliwe zimą w sezonie grzewczym, ponieważ nawet najlepsza termoizolacja przewodzi ciepło (im mniej, tym jest lepsza) i jej temperatury są wyraźnie wyższe od powietrza.

O wymianie ciepła
Wymiana ciepła między dwoma ciałami występuje wtedy, gdy istnieje rożnica temperatur między nimi. Ciało o temperaturze wyższej oddaje energię temu, ktore ma temperaturę niższą. Wymiana energii cieplnej może się odbyć na trzech zasadach: przewodzenia, konwekcji, promieniowania. Takie rozrożnianie jest spowodowane odmiennością mechanizmow przenoszenia energii każdego z tych sposobow wymiany ciepła. W praktyce bardzo rzadko spotyka się wymienione sposoby w czystej postaci. Realnie występują one w pewnych kombinacjach dwoch lub trzech z wyżej wymienionych. Przewodzenie ciepła – polega na przenoszeniu energii wewnątrz ośrodka materialnego lub z jednego ośrodka (ciała) do drugiego przy ich bezpośrednim zetknięciu się. Cząsteczki w obu ośrodkach nie wykazują większych zmian położenia. Przewodzenie w czystej postaci występuje tylko w ciałach stałych. Konwekcja albo unoszenie ciepła to proces wymiany ciepła, w ktorym cząsteczki ciała przenoszącego ciepło zmieniają swoje położenie. Konwekcja występuje wyłącznie w płynach lub gazach i odbywa się wskutek mieszania się ich cząsteczek. Mieszanie to może być skutkiem naturalnego procesu wywołanego rożnicą gęstości spowodowaną rożnicą temperatur (konwekcja naturalna) lub może być sztucznie wywołane za pomocą wentylatorow lub pomp (konwekcja wymuszona). Promieniowanie polega na przenoszeniu energii cieplnej przez fale elektromagnetyczne, głownie w zakresie fal podczerwonych (cieplnych). Jest możliwe tylko wtedy, gdy ciało zatrzymuje promieniowanie cieplne, gdyż ośrodek, przez ktory fale się rozchodzą (prożnia lub gazy), przepuszcza je i się nie nagrzewa. Proces ten zachodzi wyłącznie między powierzchniami ciał stałych lub cieczy. Promieniowanie w zależności od rodzaju powierzchni materiału może być w części pochłonięte, przepuszczone lub odbite. Matowe, porowate powierzchnie znacznie lepiej pochłaniają promieniowanie cieplne niż powierzchnie gładkie lub polerowane.

 

Metoda podwójnego pomiaru dachówek

Jak projektować i wykonywać gzymsy?

Przepływające powietrze nad membraną wstępnego krycia (MWK) stykającą się z termoizolacją (rys. 5) ogrzewa się w miarę przesuwania się do gróy krokwi i jest tym cieplejsze, im jest bliższe wylotowi szczeliny wentylacyjnej na kalenicy lub narożu dachu. Dla procesów suszenia ważne jest, czy w termoizolacji znajduje się para wodna, czy jej skropliny. Skropliny nie mogą się wydostać przez MWK i zostają w termoizolacji, gdzie powodują jej zawilgocenie i tym samym obniżenie właściwości termoizolacyjnych. O ilości skroplin decyduje temperatura punktu rosy, ktora zależy od stopnia zawilgocenia termoizolacji oraz od temperatury wierzchniej warstwy termoizolacji (i MWK).

Zimą, przy bardzo niskich temperaturach atmosfery, punkt rosy przemieszcza się w termoizolacji bardzo wyraźnie (rys. 6), zależnie od ilości energii przekazanej z wnętrza poddasza oraz od pokrycia rozgrzanego promieniowaniem słonecznym. Im więcej jest słońca, tym większe temperatury osiąga pokrycie, od ktorego ogrzewa się powietrze wentylujące i termoizolacja. Pośrednikiem jest MWK, z ktorą styka się termoizolacja. MWK ogrzewa się od powietrza na zasadzie konwekcji oraz od pokrycia na zasadzie przewodzenia (przez łaty i kontrłaty) oraz promieniowania. Zimą pokrycia ogrzewane promieniami słonecznymi osiągają wysokie temperatury (pod dachowką +80°C) na kilka godzin, nawet gdy w powietrzu atmosferycznym panuje mroz (–10°C). Przy czym na pewno więcej ciepła przekazuje się na drodze konwekcji niż promieniowania i przewodzenia.
Jak z tego wynika, dachy wysychają szczegolnie intensywnie zimą, chociaż w rożnym stopniu, zależnym od warunkow pogodowych. Jeżeli zima jest łagodna temperaturowo i pochmurna, to brak promieniowania słonecznego oraz małe rożnice temperatur mogą ograniczyć wysychanie termoizolacji dachu.

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 7/8/2010

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd »

Maksymalną mocą jaką można wykorzystać bezpośrednio z energii słonecznej na jednym metrze kwadratowym powierzchni jest tzw. stała słoneczna, która wynosi...  czytaj dalej »


Czego użyć do izolacji balkonu, a czego do izolacji dachu?

Jak uzyskać pełne uprawnienia architektoniczne?

Najczęściej spotykane w polskim budownictwie dachy to dachy płaskie, pokryte papą lub blachą, więc... czytaj dalej » Co zrobić, by samodzielnie wykonywać zawód architekta w Polsce i UE? czytaj dalej »

Jak i czym ocieplić poddasze?


W systemie termoizolacji na krokwiach, która z pewnością jest najbardziej efektywną metodą termoizolacji, stosuje się... ZOBACZ »



Gdy ważna jest termoizolacyjność i estetyka...

Tłumienie dźwięków uderzeniowych i drgań budynków. Zobacz »

Ukryte mocowanie oznacza, że łączniki płyt są niewidoczne, co poprawia...
czytaj dalej »

Zapewnienie dobrej wibroakustyki dla budynku to coraz częściej wyzwanie dla świadomych i wymagających... czytaj dalej »

Jak zapewnić trwałość mocowania elewacji?


Wsporniki przejmują ciężar muru i za pomocą zabetonowanych szyn kotwiących lub kotew przekazują go na ścianę nośną... ZOBACZ »


Chcesz ograniczyć straty ciepła z budynku? Zobacz »

Jak usunąć wilgoć ze ścian?

W obecnych czasach rosnące ceny energii cieplnej i eketrycznej skłaniają do analizy strat ciepła w budynkach mieszkalnych. Jedynym sposobem ograniczenia kosztów jest...
czytaj dalej »

Wilgoć pojawiająca się w budynku i związana z nią pleśń szkodzą naszemu zdrowiu, powodują wyższe rachunki za ogrzewanie i niszczą mury. czytaj dalej »

Jak dobrać posadzkę do obiektu?


Wybierz posadzkę, która będzie funkcjonalna i łatwa i czyszczeniu... ZOBACZ »


Dowiedz się więcej o hydroizolacji dachów »

Popularność tego materiału rośnie. Dlaczego?

Dostarczamy innowacyjne systemy hydroizolacji oraz pokryć dachowych, mające na celu zmianę sposobu życia i pracy naszych klientów... czytaj dalej » To nowoczesny materiał termoizolacyjny, który zdobył... czytaj dalej »

Czego użyć do izolacji kanałów wentylacyjnych?


Systemy ochrony energii w budownictwie i w instalacjach technicznych, spełniają najbardziej restrykcyjne normy europejskie definiując... ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Szukasz wpustu balkonowego dobrej jakości?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Wpust balkonowy prosty, wpust balkonowy skośny, ogrzewany lub nieogrzewany? Co wybrać? czytaj dalej »

Czego jeszcze nie wiesz o izolacji natryskowej?


Poliole to grupa wyrobów przeznaczonych do wytwarzania szerokiej gamy poliuretanów, które... ZOBACZ »


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Synthos S.A. Synthos S.A.
Grupa Kapitałowa Synthos S.A. jest jednym z największych producentów surowców chemicznych w Polsce. Spółka jest pierwszym w Europie...
11/12/2019

Aktualny numer:

Izolacje 11/12/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Modernizacja poddaszy użytkowych
  • - Okładziny podłogowe
Zobacz szczegóły
Ulga remontowo-modernizacyjna w PIT 2017

Ulga remontowo-modernizacyjna w PIT 2017

W aktualnych przepisach prawa podatkowego nie znajdziemy wielu ulg, które obowiązywały w poprzednich latach. Wśród nich jest ulga remontowo- modernizacyjna. Niektórzy...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.