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


Chemia budowlana - porady ekspertów »


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


Planujesz remont balkonu lub tarasu? Sprawdź »

7 zalet stosowania płyt warstwowych

Aby balkon lub taras nie sprawiał właścicielom kłopotów podczas użytkowania...
czytaj dalej »

Obecnie trudno sobie wyobrazić budownictwo, szczególnie halowe użyteczności publicznej, przemysłowe i rolnicze bez obudowy... czytaj dalej »

Czego użyć do napraw i uszczelnień?


Na etapie wykonywania hydroizolacji budynku warto rozważyć zastosowanie materiałów ZOBACZ »


Konsole do elewacji wentylowanych - wiedz więcej »

Klej do płytek z funkcją hydroizolacji »

Umożliwiają osiągnięcie współczynnika przenikania ciepła dla ścian zewnętrznych na poziomie poniżej... 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?

Jak zabezpieczyć wnętrze przed dużym nasłonecznieniem?

Prace uszczelniające mają na celu odcięcie niebezpiecznych materiałów, substancji lub po prostu... czytaj dalej » Dużym zainteresowaniem właścicieli domów cieszy się też.. czytaj dalej »

Jak pozbyć się grzyba z elewacji?


Elewacja budynku narażona jest nie tylko na zmienne warunki atmosferyczne, lecz także na... ZOBACZ »


Zobacz najnowszy numer IZOLACJI »

Wybierz najlepszy materiał do ociepleń »

W majowym wydaniu miesięcznika IZOLACJE piszemy m.in. o budowie w czasach pandemii, izolacjach wdmuchiwanych oraz elewacjach wentylowanych. czytaj dalej » Czym różnią się materiały do izolacji poszczególnych elementów budynku? czytaj dalej »

Naprawa balkonów i tarasów - czego użyć?


Balkony, tarasy, loggie i schody są elementami obiektów budowlanych stale narażonymi na niszczące czynniki środowiska... ZOBACZ »


Papa podkładowa - przepłacanie czy oszczędność?

Jak zabezpieczyć budynek przed wilgocią?

Wśród budowniczych wciąż trwa otwarta dyskusja na temat potrzeby stosowania papy podkładowej...
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

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 »
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 -...
5/2020

Aktualny numer:

Izolacje 5/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Budowa w czasach pandemii
  • - Najczęściej popełniane błędy podczas deklarowania właściwości użytkowych wyrobów budowlanych
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

.