Obliczanie strat ciepła przez przegrody stykające się z gruntem

Budynki niepodpiwniczone

W obowiązującym rozporządzeniu ministra infrastruktury w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku opis procedury obliczania strat ciepła przez przegrody stykające się z gruntem ogranicza się do wskazania normy PN-EN 12831:2006 , według której należy przeprowadzić obliczenia. Jednak przywołana norma nie wyczerpuje problematyki przegród stykających się z gruntem, dlatego problem ten bardzo często pojawia się w dyskusjach przed ministerialnymi egzaminami czy też w trakcie sporządzania świadectw szkoleniowych. Jak zatem uniknąć błędów merytorycznych, skoro w omawianym zakresie obowiązuje kilka różnych dokumentów, w których pojawiają się rozbieżności w nazewnictwie oraz w samych procedurach obliczeniowych?

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA - kliknij tutaj »

W rozumieniu rozporządzenia w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku przez kondygnację podziemną rozumie się kondygnację, której więcej niż połowa wysokości w świetle, ze wszystkich stron budynku, znajduje się poniżej poziomu przylegającego, projektowanego lub urządzonego terenu, a także każdą sytuowaną pod nią kondygnację.

Według normy PN-EN 12831:2006 podziemie budynku występuje wówczas, jeśli więcej niż 70% powierzchni ścian zewnętrznych danego pomieszczenia styka się z gruntem. Sprawę rozstrzyga dopiero norma PN-EN ISO 13370:2008, która nie stawia ograniczeń co do zagłębienia piwnic (Czytaj więcej na ten temat). Pozwala również na policzenie budynku częściowo podpiwniczonego, traktując go jak z całkowitym podpiwniczeniem o zagłębieniu równym ½ z.

Od 1974 r. obowiązuje wymaganie stosowania izolacji cieplnej w pasie poziomym podłogi lub w pasie pionowym przyściennym o szerokości 1,0 m , które zostało sformułowane w wyniku badań prowadzonych w latach 1972–73 przez J.A. Pogorzelskiego. Izolacja ta, określana w rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (WT), jako izolacja obwodowa, w normach nosi nazwę odpowiednio:

  • według PN-EN ISO 13370:2008 [5] – „izolacji krawędziowej” – i jest obliczeniowo włączana do wartości współczynnika przenikania ciepła podłogi, 
  • według PN-EN 12831:2006 [4] – „izolacji bocznej” – i nie jest uwzględniana w wartości współczynnika przenikania ciepła podłogi. 

W zależności od dokumentu oznaczenia współczynnika przenikania ciepła oraz procedury jego wyznaczania są rożne (tabela 1)

Procedury wyznaczania współczynnika przenikania ciepła przegród stykających się z gruntem

 

Niezależnie od procedury przygotowuje się dane wyjściowe, które zawierają:

 

  • geometrię podłogi,
  • układ warstw w podłodze (płyty z betonu zwykłego i cienkie pokrycia podłogi można pominąć; zaleca się również pominięcie chudego betonu poniżej płyty [5] – rys. 1),
  • opory przejmowania dla podłogi według PN-EN ISO 6946:2008 [3]: Rsi = 0,17 (m²·K)/W; Rse = 0 (m²·K)/W,
  • w przypadku budynku podpiwniczonego – układ warstw w ścianie piwnic oraz opory przejmowania w odniesieniu do ściany według PN-EN ISO 6946:2008 [3]: Rsi = 0,13 (m²·K)/W; Rse = 0 (m²·K)/W.

Na podstawie geometrii podłogi ustala się parametr obliczeniowy B’ (tabela 2) [5, 6, 8]:

 straty ciepla1
gdzie:
Ag − powierzchnia rozpatrywanej płyty podłogowej łącznie ze ścianami zewnętrznymi i wewnętrznymi [m2],
P – obwód rozpatrywanej płyty podłogowej [m].

Znając geometrię węzła, należy stworzyć jego model obliczeniowy, uwzględniający tylko warstwy mające istotne znaczenie w transporcie ciepła (rys. 1).
Według normy EN 12831:2006 [4] równoważny wspłczynnik przenikania ciepła Uequiv,bf elementu budynku (ściany i podłogi stykające się z gruntem) odczytuje się z podanych wykresów lub tablic, przy założeniu, że przewodność cieplna gruntu wynosi 2,0 W/(m²·K).

Na rys. 2 przedstawiono sposób określania równoważnego wspłczynnika przenikania ciepła podłogi stykającej się z gruntem Uequiv,bf przy z = 0 m, podłoga na poziomie terenu.

Na podstawie wykresu, znając wartość wspłczynnika przenikania ciepła podłogi oraz wartość charakterystycznego parametru B’, można wyznaczyć wartość Uequiv,bf.

Wartość równoważnego wspłczynnika przenikania ciepła Uequiv,bf rośnie wraz ze wzrostem wartości wspłczynnika przenikania ciepła Upodłogi i jednocześnie rośnie wraz ze zmniejszaniem się wartości parametru B’.
Największa wartość równoważnego współczynnika Uequiv,bf dotyczy podłogi bez izolacji i wynosi 1,30 W/(m²·K), gdy B’=2 m.

Opisane procedury bazują na normie PN-EN ISO 13370:2008 [5], w której zawarte są wzory uwzględniające szczególne przypadki posadowienia budynków. Wprowadzono również dodatkowe parametry obliczeniowe:

  • w przypadku budynku niepodpiwniczonego – dane dotyczące izolacji krawędziowej (D – zagłębienie izolacji, dn – grubość warstwy izolacji),
  • grubość ekwiwalentna dt [m] w odniesieniu do podłóg:

straty ciepła2 

  • dodatkowa grubość ekwiwalentna izolacji krawędziowej d’ [m]:

straty ciepła3
gdzie:
w – grubość ściany zewnętrznej [m],
λ – wspłczynnik przewodzenia ciepła gruntu; gliny lub iłu – 1,5, piasku lub żwiru – 2,0, litej skały – 3,5 W/(m·K); gruntu nieznanego – 2,0 W/(m·K),
Rsi – według normy PN-EN ISO 6946:2008 [3],
Rse – według normy PN-EN ISO 6946:2008 [3],
Rf – opór cieplny podłogi oraz izolacji, z pominięciem oporów płyt betonowych, chudych betonów i cienkich wykładzin podłogowych [(m²·K)/W],
R’ – dodatkowy opór cieplny izolacji krawędziowej (różnica między oporem izolacji i oporem gruntu lub płyty, którą zastępuje izolacja).

Płyta na gruncie nieizolowana lub średnio izolowana, dt < B’:

straty ciepła

Płyta na gruncie dobrze izolowana dt ≥ B’:

straty ciepła
W rozpatrywanym przypadku rozważa się dwa warianty:

  • płyta na gruncie bez izolacji krawędziowej:
  • straty ciepła
  • płyta na gruncie z izolacją krawędziową:
    straty ciepła

gdzie:
Ψg,e – zmiana strumienia ciepła wywołana przez izolację krawędziową [W/(m·K)];
 – dla poziomej izolacji krawędziowej:

straty ciepła
– dla pionowej izolacji krawędziowej:

straty ciepła 

Jeżeli węzeł styku budynku z gruntem jest zabezpieczony przed przemarzaniem zarówno pionową, jak i poziomą izolacją krawędziową, to do dalszych obliczeń uwzględnia się tę, której wartość U jest niższa.

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 9/2009

Komentarze

(3)
Damian | 15.02.2012, 22:49
Bardzo dobry i rzetelnie opracowany artykuł. Widać, że autorki wiedzą co w trawie piszczy. Biorąc pod uwagę Ich stwierdzenie "Autorki artykułu zauważyły, że jest to często spotykany błąd obliczeniowy w sporządzanych świadectwach. Nie uniknięto go także w jednym z programów służących do sporządzania świadectw." - szkoda, że nie ujawniły o jaki to program chodzi, bo certyfikujący na ogół nie znają podstaw teoretycznych danego programu a się im posługują. Swoją drogą warto by ktoś porównał wyniki charakterystyk energetycznych uzyskiwane różnymi programami.
witek | 13.04.2012, 15:13
Takie porównanie byłoby ciekawe, tylko która redakcja się na to odważy...?
Jerzy Zembrowski | 30.10.2012, 00:46
Autorki mają rację, choć dodam że jest więcej "nieścisłości" w obliczeniach strumieni ciepła. Do określenia charakterystyki energetycznej budynku w metodologii odnosi się je do różnicy temperatur wewn i średniej miesięcznej - także dla strat do gruntu. Jest to błąd, gdyż ta jest inna w strefie przyściennej niż w strefie środkowej podłogi - szczególnie leżącej na gruncie. W podłogach znacznie zagłębionych ta różnica jest nieco mniejsza, ale nie jednakowa. Ponadto, przyjmowana temperatura gruntu jako średnia roczna powietrza zewnętrznego jest słuszna, ale tylko dla głębokości ponad 10 m ppt. Dzięki takim założeniom, wyniki obliczeń rocznego zapotrzebowania energii dla domu, są mocno różne niż rzeczywiste. Także pomijanie grubości gruntu pod podłogą również prowadzi do błędnych wyników - przy takim założeniu temperatury gruntu jak jest w metodologii.
Jeśli chodzi o wyniki uzyskiwane różnymi programami, to sprawdzałem trzema i ... włos się mi zjeżył na głowie. Są różne niestety ale nie tylko w zakresie tu omawianym, gdyż także i w stratach na wentylację. Niestety, certyfikacja została rzucona na żywioł! Nie dość, że pozwolono sporządzać świadectwa kompletnym laikom nie odróżniającym podstawowych pojęć wymiany ciepła, to w dodatku nie wydano danych testowych do weryfikacji programów - ot choćby na wzór dla programów szczegółowo obliczających mostki cieplne. W efekcie są programy i jest wiele osób nie rozumiejących co oblicza podczas certyfikacji.
Zapewne nie każdy certyfikant wie, że błędy w programach nie zwalniają każdego autora świadectwa od odpowiedzialności, bo nikt nie każe liczyć programami, a wg metodologii. Kiedyś szydło wyjdzie na wierzch i rozwiąże się worek z problemami.
Swoją drogą, to dziwne że nie zezwolono leczyć ludzi osobom z dowolnym wykształceniem, a po kilkudziesięciu godzinach kursu i egzaminie, gdzie połowę pojęć się nie rozumie, a zdaje?
   1 / 1   

Wybrane dla Ciebie


Przepis na idealnie gładkie i naturalnie białe ściany »


Szybko znajduj ukryte usterki i skracaj czas diagnostyki... ZOBACZ »


Szybki montaż stropu – jak to zrobić »

Jak dobrać optymalną elewację do budynku?

Różne wysokości konstrukcyjne stropów i różne rozstawy...
czytaj dalej »

Począwszy od wyboru rodzaju budynku, w pierwszym kroku, w kolejnych wskaż... czytaj dalej »

Jak przygotować się do termomodernizacji domu?


Styropian jest praktycznie niezniszczalnym produktem, nie przepuszcza wody, a jeśli chodzi o zachowanie w obecności ognia, to... ZOBACZ »


Czego użyć do izolacji dachu?

Potrzebny Ci wysokiej jakości tynk?

Rozwiązaniem, które zapewnia optymalne zaizolowanie są... czytaj dalej » Tego typu materiałów poszukują najbardziej wymagający użytkownicy, ceniący estetykę, funkcjonalność, bezpieczeństwo oraz... czytaj dalej »

Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr...  czytaj dalej »


Na czym polegają prace uszczelniające?

Wszystko o izolacji instalacji klimatyzacyjnych i wentylacyjnych »

Prace uszczelniające mają na celu odcięcie niebezpiecznych materiałów, substancji lub po prostu... czytaj dalej » Produkty przeznaczone do instalacji klimatyzacyjnych i wentylacyjnych, jak i... czytaj dalej »

Chemia budowlana - porady ekspertów »


Masz wątpliwości i pytania jak rozwiązać Twój problem techniczny? Dobierz stosowną technologię do Twoich potrzeb... ZOBACZ »


Jak zapewnić dobrą wibroakustykę budynku?

Wybierz najlepszy materiał do ociepleń »

Zapewnienie dobrej wibroakustyki dla budynku to coraz częściej wyzwanie dla świadomych i wymagających klientów. czytaj dalej » Czym różnią się materiały do izolacji poszczególnych elementów budynku? czytaj dalej »

Jak przygotować się do termomodernizacji domu?


Styropian jest praktycznie niezniszczalnym produktem, nie przepuszcza wody, a jeśli chodzi o zachowanie w obecności ognia, to... ZOBACZ »


Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd

Jak zabezpieczyć budynek przed wilgocią?

Ilość energii jaką jest w stanie „wyprodukować” dany system fotowoltaiczny, zależy...
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 »

Planujesz wymianę dachu? Sprawdź »


Dzięki lekkości dachówek nie ma potrzeby wzmacniania Twojej starej struktury dachowej. W niektórych przypadkach jest nawet... ZOBACZ »


Żaluzje zewnętrzne - dlaczego warto je zamontować?

Szukasz pomysłu na wykończenie elewacji? Sprawdź

To doskonała inwestycja, która nie tylko podnosi wartość budynku mieszkalnego...
czytaj dalej »

Tynki cienkowarstwowe tworzą ochronno-dekoracyjną zewnętrzną warstwę o wysokiej odporności na... czytaj dalej »

Ekspert Budowlany - zlecenia

dr hab. inż. Maria Wesołowska
dr hab. inż. Maria Wesołowska
Maria Wesołowska ukończyła kierunek budownictwo na Wydziale Budownictwa Akademii Techniczno-Rolniczej w Bydgoszczy. W 2000 r. na Politechnice Łódzkiej obroniła z wyróżnieniem pracę doktorską, za... więcej »
dr inż. Paula Szczepaniak
dr inż. Paula Szczepaniak
Paula Szczepaniak ukończyła kierunek budownictwo, specjalność konstrukcje budowlane i inżynierskie na Wydziale Budownictwa Akademii Techniczno-Rolniczej im. J.J. Śniadeckich w Bydgoszczy. Pracuje ... więcej »
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 »
6/2020

Aktualny numer:

Izolacje 6/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Tynki renowacyjne
  • - Potencjał i funkcje dachów zielonych w miastach
Zobacz szczegóły
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Flowcrete Polska Sp. z o.o.
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Jesteśmy producentem i dystrybutorem materiałów do wykonywania bezspoinowch posadzek żywicznych -...
Dlaczego warto zadbać o balkon i taras?

Dlaczego warto zadbać o balkon i taras?

Trudno wyobrazić sobie nowoczesny dom bez jego wizytówki, czyli balkonu lub tarasu. Elementy te stanowią dodatkową powierzchnię, która pozwala na chwilę oddechu na...
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

.