Projektowanie przegród budowlanych - zjawiska cieplno-wilgotnościowe

dr inż. Adam Ujma  |  IZOLACJE 5/2013  |  04.06.2013
Projektowanie przegród budowlanych – zjawiska cieplno-wilgotnościowe | Designing the building envelope – the temperature and humidity phenomena
Projektowanie przegród budowlanych – zjawiska cieplno-wilgotnościowe | Designing the building envelope – the temperature and humidity phenomena
Bolix

W projektowaniu przegród budowlanych bardzo ważne jest poprawne określenie parametrów cieplno­‑wilgotnościowych. Metodologię ich obliczania regulują przepisy odpowiednich rozporządzeń i przywołanych w nich norm.

DOŁĄCZ TERAZ DO NEWSLETTERA - kliknij tutaj »

Przegrody zewnętrzne budynków można podzielić na przegrody pełne, czyli nieprzezroczyste, nieprzepuszczające bezpośrednio promieniowania cieplnego, oraz przegrody przezroczyste, w których część konstrukcji wykonana jest z materiałów przepuszczających promieniowanie.

Z powodu istotnej różnicy w przebiegu procesów wymiany ciepła w tych dwóch konstrukcjach różne są także stawiane im wymagania i metody wyznaczania izolacyjności cieplnej. Również podejście do zagadnienia zjawisk wilgotnościowych związanych z funkcjonowaniem tych konstrukcji nie jest takie samo: w konstrukcjach pełnych rozpatruje się zjawiska związane z warunkami wilgotnościowymi kształtującymi się na powierzchni przegrody i w jej wnętrzu, w przegrodach przezroczystych natomiast mogą być analizowane właściwie jedynie warunki wilgotnościowe na powierzchni.

Współczynnik przenikania ciepła

Podstawowym parametrem określającym właściwości izolacyjne przegrody budowlanej jest współczynnik przenikania ciepła.

Wartość tego parametru podaje się w projekcie nowo projektowanego budynku (jest to jeden z elementów charakterystyki energetycznej budynku) w celu wykazania zgodności z aktualnymi przepisami budowlanymi – rozporządzeniem w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1].

Bardzo ważne jest, aby współczynnik ten został poprawnie określony, a następnie odpowiednio zastosowany przy obliczaniu wskaźników zapotrzebowania na energię użytkową i końcową na potrzeby ogrzewania oraz zapotrzebowania na energię pierwotną EP. Przekłada się to bowiem na koszty eksploatacyjne obiektu, a także na inne właściwości, takie jak wskaźniki ekologiczne (oceniające oddziaływanie na środowisko naturalne) czy odczucie komfortu cieplnego użytkowników budynku.

W związku z poszukiwaniem różnych sposobów ograniczenia zużycia energii w gospodarce krajowej, ograniczenia zanieczyszczenia środowiska produktami spalania podczas produkcji energii oraz podnoszenia efektywności energetycznej gospodarki wprowadzane są przepisy zaostrzające parametry energetyczne, jakimi powinny charakteryzować się budynki. Mają one zachęcać do podejmowania działań zmierzających do poszanowania energii.

Na najbliższe lata planowane są kolejne zmiany przepisów dotyczących wymagań budowlanych, m.in. w zakresie dopuszczalnej wartości współczynnika przenikania ciepła przegród budowlanych (rys. 1). W planowanej nowelizacji rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, która wejdzie w życie w 2013 r. [2], ma być wyraźnie zaznaczone, iż wymóg spełnienia odpowiedniego poziomu izolacyjności cieplnej dotyczy skorygowanej wartości współczynnika przenikania ciepła, czyli parametru oznaczonego symbolem UC.

WARTO WIEDZIEĆ
Artykuł prezentowany na Konferencji IZOLACJE 2013

Zasady wyznaczania wartości współczynnika przenikania ciepła przegród budowlanych (z wyjątkiem stolarki budowlanej i przegród stykających się z gruntem) podano w normie PN-EN ISO 6946:2008 [3]. Zamieszczono w niej metodologię wyznaczania oporu cieplnego i współczynnika przenikania ciepła przegród o jednorodnym i niejednorodnym układzie konstrukcyjnym oraz skorygowanej wartości współczynnika przenikania ciepła, czyli parametru UC.

W obliczaniu skorygowanej wartości współczynnika przenikania ciepła UC należy stosować poprawki uwzględniające:

  • pustki powietrzne, a właściwie nieszczelności w warstwie izolacji cieplnej, oznaczone symbolem ΔUg,
  • łączniki mechaniczne (metalowe) przebijające warstwę izolacji cieplnej, oznaczone symbolem ΔUf,
  • nieszczelności w warstwie izolacji cieplnej dachów o odwróconym układzie warstw, oznaczone symbolem ΔUr.

Zgodnie z wytycznymi ETAG 004:2008 [4] w systemach ocieplania ETICS należy uwzględniać wpływ łączników mechanicznych z trzpieniami metalowymi (tworzących punktowe mostki cieplne) oraz profili (np. listew startowych) na wartość współczynnika przenikania ciepła ocieplanej przegrody budowlanej UC, według wzoru:

UC = U + ΔU,

gdzie:
UC – skorygowana wartość współczynnika przenikania ciepła [W/(m²·K)],
U – współczynnik przenikania ciepła uwzględniający opór cieplny warstw ocieplonej przegrody [W/(m²·K)], obliczany według wzoru:

projektowanie przegród

gdzie:
RETICS – opór cieplny systemu ETICS [(m²·K)/W],
Rsubstrate – opór cieplny podłoża (przegrody bez warstwy ocieplenia [(m²·K)/W],
Rsi, Rse – opory przejmowania ciepła od strony wnętrza (si) i z zewnątrz (se) [(m²·K)/W],
ΔU – poprawka do współczynnika przenikania ciepła uwzględniająca wpływ mostków cieplnych punktowych (od łączników z trzpieniami metalowymi) i mostków cieplnych liniowych (listew, profili metalowych), obliczana według wzoru:

ΔU = χp · n + ψi · li,

gdzie:
χp – współczynnik przenikania ciepła punktowego mostka cieplnego od łącznika mechanicznego [W/K] – do obliczeń proponuje się przyjmować następujące wartości:

  • 0,002 [W/K] – w odniesieniu do łączników ze stali nierdzewnej z główką z tworzywa i łączników ze szczeliną powietrzną przy główce,
  • 0,004 [W/K] – w odniesieniu do łączników ze stali galwanizowanej z główką pokrytą tworzywem,
  • 0,008 [W/K] – w odniesieniu do pozostałych łączników metalowych,

n – liczba łączników mechanicznych przypadających na 1 m² przegrody,
ψi – współczynnik przenikania ciepła i-tego liniowego mostka cieplnego od listew, profili [W/(m·K)] (może być określony na podstawie obliczeń zgodnych z normą PN-EN ISO 10211:2008 [5]),
li – długość i-tego liniowego mostka cieplnego (listew, profili) przypadającego na 1 m² przegrody [m].

 

 


Z kolei według normy PN-EN ISO 6946:2008 [3] wpływ łączników mechanicznych w skorygowanej wartości współczynnika przenikania ciepła UC można uwzględnić poprawką ΔUf według jednej z dwóch zależności.

Pierwsza (szczegółowa) jest podobna do podanej w wytycznych ETAG 004:2008 [4] – zaleca się w niej stosowanie współczynnika przenikania ciepła punktowego mostka cieplnego χ, który musi być określony dokładnie na podstawie obliczeń według metodologii z normy PN-EN ISO 10211:2008 [5].

Według drugiej (przybliżonej) poprawka może być stosowana wówczas, gdy łączniki nie są uwzględnione innymi metodami. W normie PN-EN ISO 6946:2008 [3] podano, że poprawkę należy stosować w odniesieniu do kotew ściennych w murach wielowarstwowych, łączników dachowych lub łączników w złożonych systemach paneli.

Nie wymieniono natomiast systemów ETICS, co należy uznać za niedopatrzenie autorów normy, gdyż oczywiste jest, że przypadek z zastosowaniem łączników dachowych jest identyczny jak w wypadku łączników ściennych w systemach ETICS. Jedyną różnicą jest to, że pierwsze mocowane są pionowo, a drugie – poziomo.

W normie PN-EN ISO 6946:2008 [3] podano, że nie należy stosować poprawki ΔUf w odniesieniu do łączników wykonanych z materiału o wartości współczynnika przewodzenia ciepła mniejszej niż 1 [W/(m·K)]. Wynika z tego, że nie trzeba jej uwzględniać wówczas, gdy łączniki wykonane są z tworzywa sztucznego, należy natomiast – kiedy łączniki wykonane są z metalu.

Łączniki metalowe w systemach ETICS stosowane są głównie w ociepleniach z ciężkimi materiałami izolacyjnymi, np. wełną mineralną. Powinny być stosowane również do mocowania ocieplenia ze styropianu wówczas, gdy podłoże nie zapewnia odpowiedniej nośności dla kleju, przy montażu dodatkowego docieplenia na już istniejącym, a także na obszarach, na których występuje duże obciążenie wiatrem (ssanie wiatru).

Poprawkę ΔUf (określoną w sposób przybliżony) oblicza się według wzoru:

projektowanie przegród

gdzie:
α = 0,8 – jeżeli łącznik całkowicie przebija warstwę izolacji;
α = 0,8·d1/d0 – jeżeli łącznik wpuszczono w izolację, czyli częściowo przebija izolację (w części jej grubości);
λf – współczynnik przewodzenia ciepła materiału łącznika [W/(m·K)];
nf – liczba łączników na 1 m²;
Af – pole przekroju poprzecznego jednego łącznika [m²];
d0 – grubość warstwy izolacji cieplnej z łącznikiem [m];
d1 – długość łącznika przechodzącego przez izolację cieplną [m];
R1 – opór cieplny warstwy izolacji cieplnej przebitej przez łącznik [(m²·K)/W];
RT,h – opór cieplny komponentu (przegrody) z pominięciem wpływu mostków cieplnych [(m²·K)/W].

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 5/2013

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Najlepszy system stropowy?


Betonowe stropy można produkować na różne sposoby – z betonu przygotowanego na placu budowy lub w fabryce, gdzie panują kutemu optymalne warunki. ZOBACZ »



Odkryj nowy wymiar bezpieczeństwa dla Twojego domu »

Żaluzje ceramiczne, szklane, wentylowane. Co wybrać?

Każdemu z nas zależy na zapewnieniu odpowiedniego bezpieczeństwa swoim bliskim i miejscu, które jest dla nas najważniejsze. Wybór...
czytaj dalej »

Które rozwiązanie sprawdzi się w Twoim przypadku? Jak ochronić wnętrze przed słońcem, hałasem lub zimnem? czytaj dalej »

Czym skutecznie zaizolować fundament?

Zadaniem hydroizolacji jest zablokowanie dostępu wody i wilgoci do wnętrza obiektu budowlanego. Istnieje kilka rodzajów izolacji krystalizujących, a ich znajomość ułatwia zaprojektowanie i wykonanie szczelnej budowli. czytaj dalej »

 


Izolacja natryskowa - co warto wiedzieć?

Dobierz najlepszy materiał izolacyjny »

Produkty polimocznikowe można stosować wszędzie tam, gdzie wymagana jest... czytaj dalej » Niski poziom ochrony cieplnej generuje wysokie koszty utrzymania budynku, stanowiące duże obciążenie budżetu... czytaj dalej »

Uszczelnianie trudnych powierzchni! Zobacz, jak to zrobić skutecznie »


Doszczelniając przegrodę od strony wewnętrznej budynku ograniczamy przenikanie pary wodnej do warstwy izolacyjnej, natomiast... ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Jak zabezpieczyć rury przed stratami ciepła?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Czym powinieneś kierować się przy wyborze odpowiedniej izolacji rur? czytaj dalej »

Jak wykonać trwałe posadzki?

Jakich technologii oraz materiałów użyć do wykonania podłóg przemysłowych, naprawy betonów lub przeprowadzenia renowacji posadzek?  czytaj dalej »


Dlaczego hydroizolacja budynków jest tak ważna?

Sprawdzony sposób na przyspieszenie ocieplenia »

W budynkach nowo wznoszonych barierę dla wody gruntowej stanowi hydroizolacja zewnętrzna ścian piwnic i izolacja pod płytą fundamentową... czytaj dalej » Jakiego produktu użyć, by aplikacja była łatwa, efektywność większa, a tempo pracy ekspresowe? czytaj dalej »

Czego użyć do izolacji podłóg, dachów i fasad?


Istotną różnicą pomiędzy styropianami białymi i grafitowymi jest ich odporność na ZOBACZ »


Najlepszy produkt na tynku termoizolacji? Sprawdź »

Jak dobrać posadzkę do obiektu?

Obniżona wartość λ pozwala zmniejszyć straty energetyczne oraz wydatki na eksploatacje budynków.
czytaj dalej »

Wybierz posadzkę, która będzie funkcjonalna i łatwa w czyszczeniu... czytaj dalej »

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 »
Triflex Polska Triflex Polska
Triflex zyskał na rynku europejskim pozycję lidera w zakresie opracowywania, kompleksowego doradztwa oraz zastosowania uszczelnień i powłok...
9/2019

Aktualny numer:

Izolacje 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowoczesne rozwiązania elewacyjne
  • - Jakość wykonania izolacji z szarego styropianu
Zobacz szczegóły
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

.