OBLICZENIE WSPÓŁCZYNNIKA PRZENIKANIA CIEPŁA DLA ŚCIANY Z PROJEKTU

Temperatura obliczeniowa powietrza t_i w ogrzewanych pomieszczeniach budynku

(wg PN-82/B-02402) wynosi +20C

Współczynniki przewodzenia ciepła poszczególnych warstw materiałów :

- tynk cementowo-wapienny grubości 2 cm $\mathbf{\lambda = 0,82\ }\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m \bullet K}}$

- styropian gr. 12 cm o gęstości $15\frac{\text{kg}}{m^{3}}$ $\mathbf{\lambda = 0,042\ }\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m \bullet K}}$

- mur z bloczków betonu komórkowego

24x24x59cm odmiany 600 (SOLBET) $\mathbf{\lambda = 0,160\ }\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m \bullet K}}$

Całkowity opór cieplny komponentu budowlanego składającego się z termicznie jednorodnych warstw prostopadłych do kierunku przepływu ciepła wyznaczamy z poniższej zależności :

R_T=R_si+R₁+R₂+…+R_n+R_se

gdzie : R_si – opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni

R₁, R₂, …R_n – współczynniki przewodzenia ciepła poszczególnych warstw materiału

R_se – opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni

W tym przypadku opory przejmowania ciepła – w $m^{2} \bullet \frac{K}{W}$ (wg PN-EN ISO 6946 – tablica 1) dla kierunku strumienia cieplnego poziomego będą wynosić : R_si = 0,13 , R_se = 0,04

Zatem : $\mathbf{R}_{\mathbf{T}}\mathbf{= 0,13 +}\frac{\mathbf{0,02}}{\mathbf{0,82}}\mathbf{*2 +}\frac{\mathbf{0,12}}{\mathbf{0,042}}\mathbf{+ 1,667 + 0,04 = 4,743\ }\frac{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{\bullet K}}{\mathbf{W}}$

Wyznaczenie współczynnika przenikania ciepła

Współczynnik przenikania ciepła wyrażony jest wzorem :

$$\mathbf{U =}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{R}_{\mathbf{T}}}$$

Zatem w tym przypadku współczynnik przenikania ciepła będzie wynosił :

$$U = \frac{1}{4,743} = \mathbf{0,21\ }\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{\bullet K}}$$

Obliczenie skorygowanego współczynnika przenikania ciepła

Do współczynnika przenikania ciepła obliczonego powyżej należy jeszcze zastosować poprawki z uwagi na :

- nieszczelności w warstwie izolacji

- łączniki mechaniczne przebijające warstwę izolacyjną

- opady na dach o odwróconym układzie warstw

W tym przypadku zastosowana zostanie poprawka z uwagi na łączniki mechaniczne

Skorygowany współczynnik przenikania ciepła U_C uzyskuje się dodając człon korekcyjny ΔU

U_C=U + U

Człon korekcyjny określa wzór :

U=U_g+U_f+U_r

gdzie : U_g - poprawka z uwagi na nieszczelności

U_f - poprawka z uwagi na łączniki mechaniczne

U_r - poprawka z uwagi na wpływ opadów na dach o odwróconym układzie warstw

Jak już wspomniano wyżej zastosowana zostanie tylko poprawka z uwagi na łączniki mechaniczne, gdyż dla ścian zewnętrznych warstwowych poprawnie rozwiązanych konstrukcyjnie przyjmuje się poziom 0 poprawki (wg PN-EN ISO 6946 – tablica D.1) czyli U_g=0 oraz U_r=0 ponieważ dotyczy ona dachów o odwróconym układzie warstw.

Poprawka z uwagi na łączniki mechaniczne

W przypadku gdy warstwę izolacyjną przebijają łączniki mechaniczne, poprawkę w odniesieniu do współczynnika przenikania ciepła określa się ze wzoru :

U_f=α•λ_f•n_f•A_f

gdzie : α - współczynnik, którego dla łączników w ścianach warstwowych przyjmuje się $\mathbf{\alpha = 6}\left\lbrack \frac{\mathbf{1}}{\mathbf{m}} \right\rbrack$

λ_f - współczynnik przewodności cieplnej materiału łączników – stal budowlana $\mathbf{\lambda = 58}\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m \bullet K}}$

n_f – liczba łączników na 1 m² – przyjęto n_f=6

A_f - powierzchnia łącznika – przyjęto pręty ze stali φ 5mm o powierzchni

$\mathbf{A}_{\mathbf{f}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{\pi \bullet}\mathbf{d}^{\mathbf{2}}}{\mathbf{4}}\mathbf{= 1,963 \bullet}\mathbf{10}^{\mathbf{- 5}}\mathbf{m}^{\mathbf{2}}$

Zatem :

$$\mathbf{}\mathbf{U}_{\mathbf{f}}\mathbf{=}\mathbf{6 \bullet 58 \bullet 6 \bullet}\mathbf{1,963 \bullet}\mathbf{10}^{\mathbf{- 5}}\mathbf{= 0,041}\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{\bullet K}}$$

Zatem ostatecznie współczynnik przyjmuje wartość :

$$\mathbf{U}_{\mathbf{C}}\mathbf{= 0,21 + 0,041 = 0,251}\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{\bullet K}}$$

Wymagania normy :

$$\mathbf{U}_{\mathbf{\max}}\mathbf{\leq 0,30}\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{\bullet K}}$$

Zatem :

$$\mathbf{0,251}\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{\bullet K}}\mathbf{\leq 0,30}\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{\bullet K}}$$

Wniosek : Przegroda spełnia wymagania normy