Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Analiza parametrów fizykalnych wybranych przegród zewnętrznych i ich złączy w świetle wymagań cieplno-wilgotnościowych od 2017 r.

Analysis of physical parameters for selected building envelope items and their joints in light of the hygrothermal requirements in force as of 2017
Jak zmieniły się przepisy prawne w zakresie ochrony cieplno-wilgotnościowej przegród zewnętrznych i ich złączy od 1 stycznia 2017 r.?
Jak zmieniły się przepisy prawne w zakresie ochrony cieplno-wilgotnościowej przegród zewnętrznych i ich złączy od 1 stycznia 2017 r.?

Według Rozporządzenia Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej zmieniającego rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1], od 1 stycznia 2017 roku będą obowiązywały m.in. nowe (niższe) wartości graniczne Uc(max) [W/(m2 · K)] dla pojedynczych przegród. Zasadniczą zmianą rozporządzenia w zakresie ochrony cieplnej budynków jest obniżenie wartości maksymalnych współczynników przenikania ciepła Uc(max). Zaostrzeniu uległy wymagania cząstkowe w zakresie izolacyjności cieplnej ścian zewnętrznych, dachów, podłóg oraz okien i drzwi. Ponadto nie ma już znaczenia typ przegrody (wielo- czy jednowarstwowa) oraz przeznaczenie obiektu (mieszkalny, użyteczności publicznej, magazynowy, gospodarczy itp.).

W ramach artykułu do obliczeń i analiz wybrano ściany zewnętrzne budynku i ich złącza. Wartości maksymalne współczynników przenikania ciepła ścian zgodnie z załącznikiem 2 do rozporządzenia [1] zestawiono w TAB. 1.

W związku z wprowadzeniem nowych zaostrzonych wymagań izolacyjności cieplnej według rozporządzenia [1] niezwykle ważne staje się w procesie projektowym poprawne dokonywanie szczegółowych obliczeń i analiz, które powinny być podstawą wyboru rozwiązań konstrukcyjno-materiałowych przegród zewnętrznych i ich złączy. Na podstawie wnikliwych analiz przepisów prawnych opracowano własny schemat kryteriów oceny przegród zewnętrznych i złączy budynków w aspekcie cieplno-wilgotnościowym (RYS.).

Czytaj też: Wykorzystanie programu CFD do oceny mostka termicznego w miejscu połączenia ściany z podłogą na gruncie >>>

Kompleksowa analiza ścian zewnętrznych i ich złączy w świetle wymagań cieplno­‑wilgotnościowych

Kompleksowa analiza i ocena w aspekcie cieplno-wilgotnościowym nie powinna dotyczyć tylko pełnej przegrody, ale także złączy budowlanych (mostków cieplnych). Do podstawowych parametrów fizykalnych zalicza się m.in.:

  • współczynnik przenikania ciepła pojedynczej przegrody (w polu jednowymiarowym) - U(1D) [W/(m2 · K)],
  • strumień cieplny przepływający przez przegrodę zewnętrzną oraz złącza budowlane występujące w polu (2D) i (3D) - Φ [W],
  • współczynnik sprzężenia cieplnego w polu (2D) - L2D [W/(m · K)],
  • liniowy współczynnik przenikania ciepła wynikający z występowania liniowych mostków cieplnych - Ψ [W/(m · K)],
  • współczynnik przenikania ciepła przegrody zewnętrznej z uwzględnieniem wpływu liniowych mostków cieplnych - U(2D) [W/(m2 · K)],
  • temperaturę minimalną na wewnętrznej powierzchni przegrody w miejscu mostka cieplnego (2D) i (3D) - tmin. [°C],
  • czynnik temperaturowy, określony na podstawie temperatury minimalnej na wewnętrznej powierzchni przegrody w miejscu mostka cieplnego (2D) i (3D) - ƒRsi [-].
TABELA 1. Wartości maksymalne współczynników przenikania ciepła Uc [W/(m2 · K)] dla ścian [1]
TABELA 1. Wartości maksymalne współczynników przenikania ciepła Uc [W/(m2·K)] dla ścian [1]
RYS. Schemat oceny jakości cieplno-wilgotnościowej przegród zewnętrznych i złączy budynków w aspekcie cieplno-wilgotnościowym; rys.: archiwum autora (K. Pawłowski)
RYS. Schemat oceny jakości cieplno-wilgotnościowej przegród zewnętrznych i złączy budynków w aspekcie cieplno-wilgotnościowym; rys.: archiwum autora

W ramach obliczeń i analiz wybrano ścianę zewnętrzną trójwarstwową:

  • wariant I - bloczek z betonu komórkowego gr. 24 cm-λ = 0,095 W/(m·K), płyty styropianowe gr. 15 cm - λ = 0,045 W/(m·K), cegła klinkierowa gr. 12 cm - λ = 1,10 W/(m·K) - o współczynniku Uc = U(1D) = 0,162 W/(m2·K),
  • wariant II - bloczek z betonu komórkowego gr. 24 cm-λ = 0,095 W/(m·K), płyty z pianki poliuretanowej PIR gr. 15 cm - λ = 0,026 W/(m·K), cegła klinkierowa gr. 12 cm - λ = 1,10 W/(m·K) - o współczynniku Uc = U(1D) = 0,116 W/(m2·K).

Analizowane przegrody spełniają podstawowe kryterium UcUc(max) = 0,23 W/(m2·K).

Należy jednak podkreślić, że wartości graniczne współczynnika przenikania ciepła Uc(max) określone w rozporządzeniu [1] uwzględniają tylko przepływ ciepła w polu jednowymiarowym (1D), bez uwzględnienia przepływu ciepła w polu dwuwymiarowym (2D) i trójwymiarowym (3D). Jednak realnym (rzeczywistym) polem wymiany ciepła jest zazwyczaj przegroda zewnętrzna jako fragment budynku, a więc połączona systemem złączy z przegrodami dowiązującymi (stropem, ścianą zewnętrzną lub wewnętrzną lub podłogą na gruncie).

W obrębie przegrody mogą występować miejsca zaburzające jej ciągły charakter - wstawki materiałowe, stolarka okienna i drzwiowa, zmienna grubość izolacji cieplnej. W tych wszystkich przypadkach pojawia się pole temperatur: płaskie (2D) lub przestrzenne (3D), zmieniające istotnie procedurę prowadzenia obliczeń cieplno-wilgotnościowych przegrody.

W następnym etapie obliczeń określono parametry fizykalne wybranych złączy analizowanych ścian zewnętrznych przy zastosowaniu programu komputerowego TRISCO. Szczegółowe procedury obliczeniowe przedstawiono w pracach [2, 3], zgodnie z PN-EN ISO 10211:2008 [4] i PN-EN ISO 13788 [5]. Wyniki obliczeń zestawiono w TAB. 2.

TABELA 2. Wyniki obliczeń parametrów fizykalnych złączy budowlanych – opracowanie własne;
TABELA 2. Wyniki obliczeń parametrów fizykalnych złączy budowlanych - opracowanie własne

Wartość ƒRsi(1D) określono na podstawie zależności: ƒRsi(1D) = (1/U - Rsi)/(1/U);
Wartość ƒRsi(2D) określono według normy [5] na podstawie zależności: ƒRsi(2D)= (tmin. - te)/(ti - te);
Wartość ƒRsi,kryt. określono w sposób dokładny (uwzględniając parametry powietrza wewnętrznego i zewnętrznego) ƒRsi,kryt. = 0,778 oraz na podstawie rozporządzenia [1] ƒRsi,kryt. = 0,72

Znając parametry fizykalne złączy (TAB. 2), można przystąpić do obliczeń współczynnika przenikania ciepła dla pojedynczej ściany parteru budynku z uwzględnieniem liniowych mostków cieplnych U(2D) według własnego algorytmu prezentowanego w pracy [2].

W TAB. 3 przedstawiono ścianę zewnętrzną z oknem różnej wielkości oraz jej parametry cieplne.

TABELA 3. Analiza parametrów cieplnych ściany zewnętrznej budynku

U(1D)
 - współczynnik przenikania ciepła w polu jednowymiarowym, [W/(m2·K)]
Ai, Ae - pole powierzchni ściany po wymiarach wewnętrznych (i), po wymiarach zewnętrznych (e), [m2]
HD - współczynnik strat ciepła między przestrzenią ogrzewaną a środowiskiem zewnętrznym, [W/K]
U(2D) - współczynnik przenikania ciepła z uwzględnieniem liniowych mostków cieplnych, [W/(m2·K)]

Podsumowanie i wnioski

Dążenie do spełnienia wymagań cieplnych według rozporządzenia [1] powinno opierać się na jasnych, precyzyjnych zasadach wynikających z podstawowych zasad przepływu ciepła i masy z zastosowaniem nowoczesnych narzędzi numerycznych. Dlatego należy przywrócić obliczenia realnych wartości współczynników U poszczególnych przegród budynku z uwzględnieniem przepływów dwuwymiarowych (2D), a dla przegród w kontakcie z gruntem trójwymiarowych (3D).

Uwzględnienie realnie występujących w przegrodach dwu- i trójwymiarowych przepływów ciepła może prowadzić do znaczących różnic wartości parametrów cieplnych (U, H), charakteryzujących przegrody tego samego budynku.

Przykładowo ściany zewnętrzne z dużą powierzchnią otworów okiennych (TAB. 3) lub z niektórymi, trudnymi w ograniczeniu mostkami cieplnymi (balkony, nadproża, narożniki), mogą osiągać znacznie wyższe wartości współczynnika U(2D) i stwarzać zagrożenie kondensacji wilgoci na wewnętrznej powierzchni przegród.

Obniżanie wartości granicznych współczynników przenikania ciepła Uc(max) bez uwzględniania przepływów ciepła w polu (2D) i (3D), czyli mostków cieplnych, powoduje rzeczywiste dopuszczenie większych strat ciepła przez przegrody budowlane i ich złącza. Ponadto zasadne staje się określenie wartości granicznych liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψmax na poziomie 0,05-0,10 W/(m · K), w zależności od specyfiki analizowanego złącza.

Koniecznym wydaje się pełne korzystanie z normy PN-EN ISO 13788 [5] w zakresie analizy przegród i ich złączy w aspekcie wilgotnościowym. Zasadne staje się wycofanie z rozporządzenia [1] zapisu dopuszczającego stosowanie wartości granicznej ƒRsi,(kryt.) = 0,72.

Istnieje potrzeba opracowania wytycznych projektowych w aspekcie wilgotnościowym z określeniem wartości krytycznych ƒRsi przy uwzględnieniu specyficznych warunków parametrów powietrza wewnętrznego i zewnętrznego. Szczegółową procedurę określania ƒRsi,(kryt.) przedstawiono w pracach [2, 3].

Analizując złącza ścian zewnętrznych (TAB. 2), można stwierdzić, że nie występuje ryzyko kondensacji powierzchniowej, ponieważ obliczone wartości czynników temperaturowych ƒRsi(2D) [-] są większe od wartości granicznej czynnika temperaturowego ƒRsi, (kryt.) [-].

Wartość graniczna (krytyczna) czynnika temperaturowego, przy uwzględnieniu parametrów powietrza wewnętrznego i zewnętrznego analizowanych wariantów obliczeniowych, wynosi ƒRsi, (kryt.) = 0,778.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 13 sierpnia 2013 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2008 r. nr 201, poz. 1238 ze zm.).
2. K. Pawłowski, "Projektowanie przegród zewnętrznych w świetle aktualnych warunków technicznych dotyczących budynków. Obliczenia cieplno-wilgotnościowe przegród zewnętrznych i ich złączy", Grupa MEDIUM, Warszawa 2016.
3. A. Dylla, "Fizyka cieplna budowli w praktyce. Obliczenia cieplno­‑wilgotnościowe", Wydawnictwa PWN, Warszawa 2015.
4. PN-EN ISO 10211:2008, "Mostki cieplne w budynkach. Strumienie ciepła i temperatury powierzchni. Obliczenia szczegółowe".
5. PN-EN ISO 13788: 2003, "Cieplno-wilgotnościowe właściwości komponentów budowlanych i elementów budynku. Temperatura powierzchni wewnętrznej umożliwiająca uniknięcie krytycznej wilgotności powierzchni wewnętrznej kondensacji. Metody obliczania".

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA – kliknij tutaj »

[fizyka budowli, przegrody zewnętrzne, przegroda zewnętrzna, ściany zewnętrzne,ściany i ich złącza, ochrona cieplna, izolacyjność cieplna, wymagania cieplno-wilgotnościowe, warunki techniczne, przenikanie ciepła, mostki cieplne, ocieplanie ścian]

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 11/12/2017

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Jak powstają konstrukcje nowoczesnych hal stalowych?


Jak powstają konstrukcje nowoczesnych hal stalowych? ZOBACZ »


Czy przysługuje Ci dofinansowanie na termomodernizację domu?


Dowiedz się, na czym polega rządowy program „Czyste Powietrze”, i sprawdź, czy przysługują Ci dotacje... ZOBACZ »


W 3 prostych krokach zaprojektuj elewację »

Jak uzyskać pełne uprawnienia architektoniczne?

Łatwo i szybko dobierz optymalny system elewacyjny dla budynku... czytaj dalej » Co zrobić, by samodzielnie wykonywać zawód architekta w Polsce i UE? czytaj dalej »


Zgarnij bony o wartości 100zł. Zobacz jak »

Tłumienie dźwięków uderzeniowych i drgań budynków. Zobacz »

3 kroki do Super CashBack
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 »


Czego jeszcze nie wiesz o ognioodporności płyt PIR?

Jak usunąć wilgoć ze ścian?

W zależności od wymagań izolacyjności, czy odporności ogniowej możemy dobrać odpowiedni rodzaj płyt...
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 wykonać trwałe posadzki?

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


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 »

Profile okapowe - co warto o nich wiedzieć?


Wybierz technologię wykonania tarasu, balkonu czy schodów... 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 »

Jak zatrzymać ciepło i ochronić dom przed zimnem?


Komfortowy i energooszczędny dom zapewnia swoim mieszkańcom izolację od gorąca, zimna, hałasu oraz... wysokich rachunków za ogrzewanie i klimatyzację... 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...
10/2019

Aktualny numer:

Izolacje 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Konserwacje i renowacje systemów ociepleń
  • - Odporność ogniowa elementów drewnianych
Zobacz szczegóły
Produkty z polistyrenu ekstrudowanego - ekologiczna i trwała izolacja

Produkty z polistyrenu ekstrudowanego - ekologiczna i trwała izolacja

Dynamiczny rozwój rynku budowlanego i coraz bardziej restrykcyjne przepisy ukierunkowane na dbałość o otaczające nas środowisko powodują, że inwestorzy, projektanci i...
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

.