W normie PN-EN 14509:2007 [1] w tablicy nr 4 „Metody badań, próbki do badań, rodzaj badania i warunki badania stosowane we wstępnych badaniach typu” wyjaśnia się, co należy badać, aby wartości graniczne poszczególnych właściwości były zgodne z Załącznikiem A „Metody badań właściwości wyrobu”. Zaleca się tam, aby obliczeniowy wspłczynnik przenikania ciepła U przegrody budowlanej wykonanej z płyty warstwowej określać łącznie przy wykorzystaniu procedur badawczych dla wspłczynników: przewodzenia ciepła pianki izolacyjnej, przenikania ciepła płyty oraz przewodzenia ciepła złączy płyt.
Dla rdzeni płyt warstwowych zbudowanych z pianek PUR/PIR, spienianych trwałymi czynnikami, takimi jak pentany, które są samoistnie i automatycznie sklejone z okładzinami podczas procesu formowania wyrobu, badanie współczynnika przewodzenia ciepła winno następować dopiero po starzeniu i podlegać postępowaniu opisanemu w normie PN-EN 13165:2009 [2] Załącznik C „Określanie wartości oporu cieplnego i współczynnika przewodzenia ciepła uwzględniających starzenie”.
Według tej normy efekt starzenia pianek PUR/PIR występuje prawie zawsze i jest spowodowany zmianami składu gazu komórkowego w czasie eksploatacji wyrobu, pod wpływem czynników środowiskowych. Gaz o niskim wspłczynniku przewodzenia ciepła dyfunduje z komórek, a w to miejsce wchodzi powietrze o wyższym, mniej korzystnym współczynniku.
Braki obowiązującej metody normowej
W krajowych laboratoriach prowadzących badania przewodzenia ciepła pianek PUR/PIR przyjęto założenie, iż metody starzeniowe nie mają zastosowania do wyrobów płytowych, ponieważ pianki mają zamkniętą strukturę komórkową, wytwarzane są za pomocą wielkocząsteczkowych węglowodorów, a okładziny blaszane są szczelne dyfuzyjnie. W związku z tym algorytm alternatywnych procedur starzenia zamieszczony w normie PN-EN 13165:2009 [2] nie znajduje uzasadnienia, a wyznaczany średni wspłczynnik przewodzenia ciepła jest stosunkowo niski, bo nie uwzględnia prawdopodobieństwa utraty pentanu.
Ponadto nie wiadomo, czy podczas określania współczynnika przenikania ciepła płyty warstwowej producent uwzględnił zalecane warunki normowe, tzn. czy:
- w badaniach i obliczeniach uwzględniono wpływ termiczny profili zewnętrznych i wewnętrznych okładzin,
- w obliczeniach uwzględniono występowanie złączy krawędziowych między płytami.
Uwzględnienie procesów starzenia oraz występowania mostków cieplnych na złączach płyt – obliczenia
W związku z prawdopodobnymi różnicami metodycznymi występującymi podczas szacowania wartości współczynników: przewodzenia ciepła, oporu cieplnego oraz przenikania ciepła dokonano porównania z wykorzystaniem literatury firmowej. Przyjęto założenie, iż podobne wyroby nie powinny rżnić się znacznie właściwościami cieplnymi, ponieważ wytwarzane są w sposób ciągły według podobnej technologii, a dostawcami surowców do formowania sztywnych pianek są renomowane firmy chemiczne.
Przewiduje się więc, iż deklarowane właściwości cieplne podobnych wyrobów pochodzących od różnych wytwórców powinny być bardzo podobne, niezależnie od tego, czy producent deklaruje zgodność wyrobu z aprobatą techniczną czy z normą europejską.
Do wyznaczenia wartości wspłczynnika przenikania ciepła U płyty warstwowej zamocowanej w ścianie pionowej korzysta się z zależności opisanej w normie PN-EN ISO 6946:2008 [3]:
U = 1/R + Ψ/B (1),
gdzie: R = Rsi + d/λ +Rse (2),
gdzie:
d – grubość pianki izolacyjnej,
λ – współczynnik przewodzenia ciepła pianki,
Ψ – liniowy współczynnik przewodzenia ciepła złączy,
B – szerokość płyty,
R – opór cieplny płaskiego komponentu budowlanego,
Rsi i Rse – opory przejmowania ciepła przy poziomym kierunku strumienia cieplnego.
Obliczeniowy współczynnik przewodzenia ciepła λ pianki PUR/PIR jest określany zgodnie z normą PN-EN 10456:2009 [4], a wartość obliczeniowa wyznaczana jest z wartości deklarowanej i opiera się na ocenie statystycznej.
Liniowy współczynnik przewodzenia ciepła złącza Ψ określa się zgodnie z wytycznymi normy PN-EN ISO 10211:2008 [5] i podaje jako wartość cieplną na metr długości płyty warstwowej.
W odniesieniu do stalowych okładzin płyt warstwowych wspłczynniki rozkładu liniowego przewodzenia ciepła złączy mogą być wybrane również z normy PN-EN 14509:2007 [1], Tablica A.3, zgodnie z rodzajowym typem złączy oraz z grubością płyty, a następnie wykorzystane do określania wspłczynnika przenikania ciepła U na podstawie równania:
U = (1/R)·(1+ fjoint ·(1/B)) (3).
Wyliczono wartości U w odniesieniu do dwóch różnych założeń:
- wartość U3 jest odwrotnością całkowitego oporu cieplnego płyty przy uwzględnieniu oporów cieplnych pianki oraz oporów przejmowania ciepła płyty w ułożeniu pionowym (Rsi = 0,13 i Rse = 0,04),
- końcowa wartość wspłczynnika przenikania ciepła U1 uwzględnia współczynnik przenikania ciepła płyty oraz liniowy wspłczynnik przenikania ciepła złączy Ψ, tak jak to podano w normie PN-EN 14509:2007 [1], Rozdz. A.10.4.
Wybór właściwych współczynników rozkładu liniowego przewodzenia ciepła złączy ułatwiają schematy pięciu podstawowych typów złączy płyt warstwowych, które zostały scharakteryzowane w normie PN-EN 14509:2007 [1] na rysunkach A.17-A.21.
W tabeli zestawiono właściwości cieplne płyt warstwowych ściennych o grubościach od 40 do 200 mm.
PODSUMOWANIE
- W 2010 r. obowiązują w Polsce w odniesieniu do płyt warstwowych w obustronnej okładzinie z blachy trzy równorzędne dokumenty odniesienia, z których jeden to krajowa aprobata techniczna, drugi to europejska norma zharmonizowana i trzeci europejska aprobata techniczna.
- Decyzja Polskiego Komitetu Normalizacyjnego niesie prawne konsekwencje dla producentów płyt warstwowych, postanowiono mianowicie, że: „dzień 1 października 2010 r. jest końcową datą okresu przejściowego dla normy PN-EN 14509, co jest tożsame z datą wycofania niezgodnych narodowych specyfikacji technicznych, których domniemanie zgodności musi być dokonane na podstawie europejskich zharmonizowanych specyfikacji”.
- Analiza deklaracji zgodności dla wyrobów pochodzących od poszczególnych producentów potwierdza, iż występują znaczące różnice między deklarowanymi wartościami współczynnika przewodzenia ciepła pianek PUR/PIR. Pianki niepoddawane oraz poddawane starzeniu wykazują różnicę dochodzącą nawet do dwóch poziomów.
- Ustalono na podstawie obliczeń, że jeśli producent nie uwzględnia efektu starzenia pianki PUR/PIR oraz pomija występowanie mostków cieplnych spowodowanych występowaniem złączy płyt, to wspłczynnik przenikania ciepła (rzeczywista strata ciepła) ściany wykonanej z płyty warstwowej jest o co najmniej jeden poziom korzystniejszy, niż gdyby zostały uwzględnione wszystkie straty ciepła.
- Na podstawie analizy dostępnych doniesień literaturowych stwierdza się, iż jednostka badawcza, która wystawia i nadal aktualizuje dokumenty odniesienia, nie opracowała planu przyszłych działań, które muszą być przeprowadzone przez producentów, aby wyrównać rżnice w wymaganiach dla płyt warstwowych, te wynikające z aprobaty technicznej oraz ze zharmonizowanej normy europejskiej.
LITERATURA
- PN-EN 14509:2007, „Samonośne płyty warstwowe z rdzeniem z materiału termoizolacyjnego w obustronnej okładzinie z blachy. Wyroby produkowane fabrycznie. Właściwości”.
- PN-EN 13165:2009, „Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie. Wyroby ze sztywnej pianki poliuretanowej (PUR) produkowane fabrycznie. Specyfikacja”.
- PN-EN ISO 6946:2008, „Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i wspłczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania”.
- PN-EN ISO 10456:2009, „Materiały i wyroby budowlane. Właściwości cieplno-wilgotnościowe. Tabelaryczne wartości obliczeniowe i procedury określania deklarowanych i obliczeniowych wartości cieplnych”.
- PN-EN ISO 10211:2008, „Mostki cieplne w budynkach. Strumienie ciepła i temperatury powierzchni. Obliczenia szczegłowe”.
- ZUAT-15/II.04/2003, „Płyty warstwowe z rdzeniem ze sztywnej pianki poliuretanowej w okładzinach z blach metalowych”.
PAŹDZIERNIK 2010
