Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Analiza parametrów fizykalnych ścian zewnętrznych po termomodernizacji w świetle wymagań cieplno‑wilgotnościowych

Parametry fizykalne ścian zewnętrznych i ich złączy przed i po dociepleniu
Poznaj parametry fizykalne ścian zewnętrznych po termomodernizacji
Poznaj parametry fizykalne ścian zewnętrznych po termomodernizacji
Rys. K. Pawłowski
Ciąg dalszy artykułu...

Parametry fizykalne ścian zewnętrznych i ich złączy przed i po dociepleniu

Podstawowym działaniem technicznym w zakresie jakości cieplnej elementów obudowy budynku jest dobór materiału termoizolacyjnego do ocieplenia przegród zewnętrznych zarówno w budynkach nowo projektowanych, jak i modernizowanych.

Współczynnik przenikania ciepła Uc [W/(m2·K)] jest podstawowym parametrem służącym do sprawdzenia kryterium cieplnego [UcUc(max)]. Wraz ze zmieniającymi się wartościami Uc(max) [od 31.12.2020 r. dla ścian zewnętrznych, przy ti ≥ 16°C, Uc(max) = 0,20 W/(m2·K)] niektóre ich rozwiązania konstrukcyjno-materiałowe nie będą spełniać podstawowego kryterium (UcUc(max)). Dlatego zasadne staje się wykonanie szczegółowych obliczeń w tym zakresie.

W pierwszym etapie obliczeń określono wartości współczynnika przenikania ciepła Uc [W/(m2·K)] ściany zewnętrznej z cegły pełnej o grubości 37 cm, przy zastosowaniu zróżnicowanych materiałów termoizolacyjnych, przyjmując następujące założenia:

  • opory przejmowania ciepła dla ściany; wartości oporów przejmowania ciepła zostały przyjęte wg PN-EN ISO 6946:2008 [7] dla poziomego kierunku strumienia ciepła:
    - opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni przegrody: Rse = 0,04 (m2·K)/W,
    - opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni przegrody: Rsi = 0,13 (m2·K)/W,
  • wartości współczynnika przewodzenia ciepła λ [W/(m·K)] przyjęto na podstawie tablic zamieszczonych w pracy [6].

Należy podkreślić, że zagadnienia fizyki cieplnej budowli często sprowadzają się przede wszystkim do analizy cieplnej przegród zewnętrznych budynków poddanych oddziaływaniom zmiennych w czasie temperatur zewnętrznych i wewnętrznych.

W wielu przypadkach rozwiązanie przepływu ciepła sprowadza się do określenia przenikania ciepła przez płaską przegrodę budowlaną 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 drugim etapie wykonano obliczenia parametrów fizykalnych połączenia ściany zewnętrznej w narożniku przy zastosowaniu programu komputerowego TRISCO-KOBRU 86 [8], przyjmując następujące założenia:

  • modelowanie złączy wykonano zgodnie z zasadami przedstawionymi w PN-EN ISO 10211:2008 [9],
  • opory przejmowania ciepła (Rsi, Rse) przyjęto zgodnie z PN-EN ISO 6946:2008 [7] przy obliczeniach strumieni cieplnych oraz wg PN-EN ISO 13788:2003 [10] przy obliczeniach rozkładu temperatur i czynnika temperaturowego fRsi(2D),
  • temperatura powietrza wewnętrznego ti = 20°C (pokój dzienny), temperatura powietrza zewnętrznego te = –20°C (III strefa),
  • wartości współczynnika przewodzenia ciepła materiałów budowlanych λ [W/(m·K)] przyjęto na podstawie tablic zamieszczonych w pracy [6] oraz tabel stanowiących załącznik do tej pracy,
  • ściana zewnętrzna dwuwarstwowa:
    - cegła pełna gr. 37 cm; λ = 0,77 W/(m·K),
    - wełna mineralna gr. 10, 15 i 20 cm; λ = 0,038 W/(m·K),
    - płyty PIR gr. 10, 15 i 20 cm; λ = 0,022 W/(m·K),
    - płyty gipsowo-kartonowe gr. 2 cm; λ = 0,40 W/(m·K),
    - tynk cienkowarstwowy gr. 0,5 cm; λ = 0,76 W/(m·K).

Na RYS. 3-5, RYS. 6-8, RYS. 9-11, RYS. 12-14 i RYS. 15-17 przedstawiono wybrane modele obliczeniowe złączy oraz wyniki symulacji komputerowej: linie strumieni cieplnych (adiabaty) oraz rozkład temperatury (izotermy).

RYS. 3–5. Model obliczeniowy oraz wyniki symulacji komputerowej złącza (wariant I – narożnik ściany zewnętrznej z cegły pełnej, bez ocieplenia): model obliczeniowy (3), linie strumieni cieplnych – adiabaty (4), rozkład temperatur – izotermy (5). Objaśnienia: 1 – płyty gipsowo-kartonowe o gr. 2 cm, λ = 0,40 W/(m·K), 2 – cegła pełna o gr. 37 cm, λ = 0,77 W/(m·K); rys.: K. Pawłowski
RYS. 3-5. Model obliczeniowy oraz wyniki symulacji komputerowej złącza (wariant I – narożnik ściany zewnętrznej z cegły pełnej, bez ocieplenia): model obliczeniowy (3), linie strumieni cieplnych – adiabaty (4), rozkład temperatur – izotermy (5). Objaśnienia: 1 - płyty gipsowo-kartonowe o gr. 2 cm, λ = 0,40 W/(m·K), 2 - cegła pełna o gr. 37 cm, λ = 0,77 W/(m·K); rys.: K. Pawłowski
RYS. 6–8. Model obliczeniowy oraz wyniki symulacji komputerowej złącza (wariant II – narożnik ściany zewnętrznej z cegły pełnej, z ociepleniem od zewnątrz): model obliczeniowy (6), linie strumieni cieplnych – adiabaty (7), rozkład temperatur – izotermy (8). Objaśnienia: 1 – płyta gipsowo-kartonowa o gr. 2 cm, λ = 0,40 W/(m·K), 2 – cegła pełna o gr. 37 cm, λ = 0,77 W/(m·K), 3 – wełna mineralna o gr. x cm, λ = 0,038 W/(m·K) lub płyty PIR o gr. x cm, λ = 0,022 W/(m·K), 4 – tynk cienkowarstwowy o gr. 0,5 cm, λ = 0,76 W/(m·K); rys.: K. Pawłowski
RYS. 6-8. Model obliczeniowy oraz wyniki symulacji komputerowej złącza (wariant II – narożnik ściany zewnętrznej z cegły pełnej, z ociepleniem od zewnątrz): model obliczeniowy (6), linie strumieni cieplnych - adiabaty (7), rozkład temperatur - izotermy (8). Objaśnienia: 1 - płyta gipsowo-kartonowa o gr. 2 cm, λ = 0,40 W/(m·K), 2 - cegła pełna o gr. 37 cm, λ = 0,77 W/(m·K), 3 - wełna mineralna o gr. x cm, λ = 0,038 W/(m·K) lub płyty PIR o gr. x cm, λ = 0,022 W/(m·K), 4 - tynk cienkowarstwowy o gr. 0,5 cm, λ = 0,76 W/(m·K); rys.: K. Pawłowski
RYS. 9–11. Model obliczeniowy oraz wyniki symulacji komputerowej złącza (wariant III – narożnik ściany zewnętrznej z cegły pełnej, z ociepleniem od zewnątrz): model obliczeniowy (9), linie strumieni cieplnych – adiabaty (10), rozkład temperatur – izotermy (11). Objaśnienia: 1 – płyta gipsowo-kartonowa o gr. 2 cm, λ = 0,40 W/(m·K), 2 – wełna mineralna o gr. x cm, λ = 0,038 W/(m·K) lub płyty PIR o gr. x cm, λ = 0,022 W/(m·K), 3 – cegła pełna o gr. 37 cm, λ = 0,77 W/(m·K); rys.: K. Pawłowski
RYS. 9-11. Model obliczeniowy oraz wyniki symulacji komputerowej złącza (wariant III - narożnik ściany zewnętrznej z cegły pełnej, z ociepleniem od zewnątrz): model obliczeniowy (9), linie strumieni cieplnych - adiabaty (10), rozkład temperatur - izotermy (11). Objaśnienia: 1 - płyta gipsowo-kartonowa o gr. 2 cm, λ = 0,40 W/(m·K), 2 - wełna mineralna o gr. x cm, λ = 0,038 W/(m·K) lub płyty PIR o gr. x cm, λ = 0,022 W/(m·K), 3 - cegła pełna o gr. 37 cm, λ = 0,77 W/(m·K); rys.: K. Pawłowski
RYS. 12–14. Model obliczeniowy oraz wyniki symulacji komputerowej złącza (wariant IV – narożnik ściany zewnętrznej z cegły pełnej, z ociepleniem od zewnątrz, jedna gałąź): model obliczeniowy (12), linie strumieni cieplnych – adiabaty (13), rozkład temperatur – izotermy (14). Objaśnienia: 1 – płyta gipsowo-kartonowa o gr. 2 cm, λ = 0,40 W/(m·K), 2 – cegła pełna o gr. 37 cm, λ = 0,77 W/(m·K), 3 – wełna mineralna o gr. x cm, λ = 0,038 W/(m·K) lub płyty PIR o gr. x cm, λ = 0,022 W/(m·K), 4 – tynk cienkowarstwowy o gr. 1 cm, λ = 0,76 W/(m·K); rys.: K. Pawłowski
RYS. 12-14. Model obliczeniowy oraz wyniki symulacji komputerowej złącza (wariant IV – narożnik ściany zewnętrznej z cegły pełnej, z ociepleniem od zewnątrz, jedna gałąź): model obliczeniowy (12), linie strumieni cieplnych - adiabaty (13), rozkład temperatur - izotermy (14). Objaśnienia: 1 - płyta gipsowo-kartonowa o gr. 2 cm, λ = 0,40 W/(m·K), 2 – cegła pełna o gr. 37 cm, λ = 0,77 W/(m·K), 3 - wełna mineralna o gr. x cm, λ = 0,038 W/(m·K) lub płyty PIR o gr. x cm, λ = 0,022 W/(m·K), 4 - tynk cienkowarstwowy o gr. 1 cm, λ = 0,76 W/(m·K); rys.: K. Pawłowski
RYS. 15-17. Model obliczeniowy oraz wyniki symulacji komputerowej złącza (wariant V - narożnik ściany zewnętrznej z cegły pełnej, z ociepleniem od wewnątrz, jedna gałąź): model obliczeniowy (15), linie strumieni cieplnych - adiabaty (16), rozkład temperatur - izotermy (17). Objaśnienia: 1 - płyta gipsowo-kartonowa o gr. 2 cm, λ = 0,40 W/(m·K), 2 - wełna mineralna o gr. x cm, λ = 0,038 W/(m·K) lub płyty PIR o gr. x cm, λ = 0,022 W/(m·K), 3 - cegła pełna o gr. 37 cm, λ = 0,77 W/(m·K); rys.: K. Pawłowski

Procedury obliczeniowe w zakresie określania parametrów fizykalnych złączy budowlanych przy zastosowaniu programu komputerowego przedstawiono w pracy [6].

W TAB. A i TAB. B zestawiono wyniki obliczeń parametrów fizykalnych analizowanych złączy przy zróżnicowanych układach materiałowych.

TABELA (A). Wyniki parametrów fizykalnych analizowanych złączy cz. 1
TABELA (A). Wyniki parametrów fizykalnych analizowanych złączy cz. 1
TABELA (B). Wyniki parametrów fizykalnych analizowanych złączy cz. 1
TABELA (B). Wyniki parametrów fizykalnych analizowanych złączy cz. 2

Istotny wpływ na wartość współczynnika przenikania ciepła przegrody budowlanej Uc [W/(m2·K)] ma wartość współczynnika przewodzenia ciepła λ [W/(m·K)] materiału izolacyjnego. W odniesieniu do jednego rodzaju izolacji może się ona wahać w znacznym przedziale w zależności od produktu, co wynika z szybkiego rozwoju rynku materiałów termoizolacyjnych oraz coraz bardziej zaawansowanych technologii produkcyjnych.

Na podstawie przeprowadzonych obliczeń (TAB. A i TAB. B ) można stwierdzić, że analizowane złącza generują dodatkowe straty ciepła określone m.in. w postaci liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψi [W/(m·K)] oraz obniżenie temperatury na wewnętrznej powierzchni przegrody tmin. [°C].

Ocieplenie tylko jednej gałęzi narożnika powoduje znaczne obniżenie temperatury, co powoduje występowanie ryzyka kondensacji powierzchniowej (ryzyka rozwoju pleśni i grzybów pleśniwych). Spełnienie kryterium w tym zakresie: ƒRsi.(2D)ƒRsi.(kryt.), wymaga określenia wartości ƒRsi.(2D) na podstawie temperatury minimalnej na wewnętrznej powierzchni przegrody w miejscu mostka cieplnego (2D) tmin. [°C] oraz wartości ƒRsi.(kryt.) uwzględniającej parametry powietrza wewnętrznego i zewnętrznego (wilgotność i temperatura powietrza).

Wartość maksymalna z 12 miesięcy w odniesieniu do lokalizacji (Bydgoszcz) ƒRsi.(max) = ƒRsi.(kryt.) = 0,785 (luty). Dlatego w przypadku wariantu I, IV, V można zauważyć, że wartości czynnika temperaturowego ƒRsi.(2D)) są znacznie niższe od wartości ƒRsi.(kryt.) = 0,785, co wskazuje na niepoprawne zastosowanie układu materiałowego złącza ścian zewnętrznych.

Czytaj też: Izolacje termiczne zewnętrznych ścian budynków wykonywane od wewnątrz >>>

Podsumowanie i wnioski

Ocieplenie ścian zewnętrznych jest jednym z elementów termomodernizacji istniejących budynków. Dobór warstw materiałowych nie powinien być przypadkowy, lecz oparty na podstawie szczegółowych obliczeń parametrów fizykalnych z uwzględnieniem zmiennych parametrów powietrza wewnętrznego i zewnętrznego.

Rozwiązanie materiałowe ocieplenia ścian zewnętrznych budynku zależy od wielu czynników: eksploatacja pomieszczeń, rodzaj materiału konstrukcyjnego ścian oraz materiału użytego do ocieplenia, technologia zamocowania dodatkowej termoizolacji.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Budownictwa z dnia 14 listopada 2017 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2017 r., poz. 2285).
2. M. Gaczek, J. Jasiczak, M. Kuiński, M. Siewczyńska, "Izolacyjność termiczna i nośność murowanych ścian zewnętrznych. Rozwiązania i przykłady obliczeń", Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2011.
3. M. Wesołowska, K. Pawłowski, "Aspekty związane z dostosowaniem obiektów istniejących do standardów budownictwa energooszczędnego", Agencja Reklamowa TOP, Włocławek 2016 (praca wydana w ramach projektu finansowanego ze środków funduszy norweskich i środków krajowych).
4. K. Pawłowski, A. Podhorecki, "Innowacyjne rozwiązania materiałowe przegród zewnętrznych i złączy budynków niskoenergetycznych”, [w:] „Innowacyjne wyzwania techniki budowlanej", L. Czarnecki (red.), Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 2017.
5. K. Pawłowski, "Innowacyjne rozwiązania materiałów termoizolacyjnych w aspekcie modernizacji budynków w Polsce", "Izolacje" 3/2018.
6. K. Pawłowski, "Projektowanie przegród zewnętrznych w świetle aktualnych warunków technicznych dotyczących budynków. Obliczenia cieplno-wilgotnościowe przegród zewnętrznych i ich złączy", Grupa MEDIUM, Warszawa 2016.
7. PN-EN ISO 6946:2008, "Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania".
8. Program komputerowy TRISCO-KOBRU 86, PHYSIBEL cv, Belgia.
9. PN- EN ISO 10211:2008, "Mostki cieplne w budynkach. Strumienie ciepła i temperatury powierzchni. Obliczenia szczegółowe".
10. 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 »

[termomodernizacja, fizyka budowli, docieplanie ścian, ściany zewnętrzne, ocieplanie od wewnątrz, materiały izolacyjne, przegrody zewnętrzne]

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 7/8/2019

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

.