1

OCHRONA CIEPLNA

OCHRONA CIEPLNA

BUDYNK

BUDYNK

Ó

Ó

W

W

studia podyplomowe

studia podyplomowe

AUDYT ENERGETYCZNY

AUDYT ENERGETYCZNY

Wy

Wy

ż

ż

sza Szko

sza Szko

ł

ł

a

a

Ś

Ś

rodowiska w Bydgoszczy

rodowiska w Bydgoszczy

dr in

ż

. Paula Szczepaniak

29.11.2008

DYREKTYWA 2002/91/EC

DYREKTYWA 2002/91/EC

PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY EUROPY

z dnia 16 grudnia 2002 r.

dotycząca jakości energetycznej budynków

REGULACJE PRAWNE

Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r.

Prawo budowlane

(Dz.U.2006.156.1118, zm.

Dz.U.2007.99.665, Dz.U.2007.191.1373,

Dz.U.2008.145.914)

2

REGULACJE PRAWNE

ROZPORZ

Ą

DZENIE

Ministra Infrastruktury

z dnia 6 listopada 2008 r.

w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej

budynku i lokalu mieszkalnego lub cz

ęś

ci budynku stanowi

ą

cej

samodzielna cało

ść

techniczno-u

ż

ytkowa oraz sposobu

sporz

ą

dzania i wzorów

ś

wiadectw ich charakterystyki

energetycznej

ROZPORZ

Ą

DZENIE

Ministra Infrastruktury

z dnia 12 kwietnia 2002 r.

w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiada

ć

budynki i ich usytuowanie

WARUNKI TECHNICZNE

WARUNKI TECHNICZNE

Dział X
Oszczędność energii i izolacyjność cieplna

§ 328.

Budynek i jego instalacje ogrzewcze, wentylacyjne i klimatyzacyjne
powinny by

ć

zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby ilo

ść

energii cieplnej, potrzebnej do u

ż

ytkowania budynku zgodnie z

jego przeznaczeniem, mo

ż

na było utrzyma

ć

na racjonalnie niskim

poziomie.

Do 31.12.2008 r.

3

WARUNKI TECHNICZNE

WARUNKI TECHNICZNE

BUDYNEK:

MIESZKALNY WIELORODZINNY I ZAMIESZKANIA ZBIOROWEGO
-

obliczeniowe zapotrzebowanie na energi

ę

ko

ń

cow

ą

(ciepło) do

ogrzewania budynku w sezonie grzewczym E jest mniejsze od
warto

ś

ci granicznych E

0

JEDNORODZINNY
-

obliczeniowe zapotrzebowanie na energi

ę

ko

ń

cow

ą

(ciepło) do

ogrzewania budynku w sezonie grzewczym E jest mniejsze od
warto

ś

ci granicznych E

0

, lub

-

przegrody zewn

ę

trzne spełnieniaj

ą

wymagania izolacyjno

ś

ci

termicznej (U

max

, R

min

)

U

ś

YTECZNO

Ś

CI PUBLICZNEJ I PRODUKCYJNY

-

przegrody zewn

ę

trzne spełnieniaj

ą

wymagania izolacyjno

ś

ci

termicznej (U

max

, R

min

)

Do 31.12.2008 r.

WARUNKI TECHNICZNE

WARUNKI TECHNICZNE

Dział X
Oszcz

ę

dno

ść

energii i izolacyjno

ść

cieplna

§ 328.

1. Budynek

i

jego

instalacje

ogrzewcze,

wentylacyjne

i

klimatyzacyjne, ciepłej wody u

ż

ytkowej, a w przypadku budynku

u

ż

yteczno

ś

ci

publicznej

równie

o

ś

wietlenia

wbudowanego,

powinny by

ć

zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby

ilo

ść

ciepła, chłodu i energii elektrycznej, potrzebnych do

u

ż

ytkowania budynku zgodnie z jego przeznaczeniem, mo

ż

na

było utrzyma

ć

na racjonalnie niskim poziomie.

Od 01.01.2009 r.

4

WARUNKI TECHNICZNE

WARUNKI TECHNICZNE

BUDYNEK:

MIESZKALNY,
U

ś

YTECZNO

Ś

CI PUBLICZNEJ,

ZAMIESZKANIA ZBIOROWEGO,
BUDYNEK PRODUKCYJNY, MAGAZYNOWY I GOSPODARCZY

-

przegrody zewn

ę

trzne spełnieniaj

ą

wymagania izolacyjno

ś

ci

termicznej (U

max

, R

min

), lub

-

roczne obliczeniowe zapotrzebowanie na nieodnawialn

ą

energi

ę

pierwotn

ą

EP jest mniejsze od warto

ś

ci granicznych

Od 01.01.2009 r.

U, R – obliczane wg. PN-EN ISO 6946

współczynnik przenikania ciepła – U [W/(m

2

·K)]

opór cieplny – R

[(m

2

·K)/ W]

U

U

R, U

PARAMETRY IZOALCYJNO

Ś

CI TERMICZNEJ

5

PARAMETRY IZOALCYJNO

Ś

CI TERMICZNEJ

0,50

0,30

Rozporz

ą

dzenie

Ministra Infrastruktury

(od 30.09.1997)

0,30

Rozporz

ą

dzenie

Ministra Infrastruktury

(od 01.01.2009)

0,55-0,70

PN-91/B-02020

0,75

PN-82/B-02020

1,16

PN-74/B-03404

1,16

PN-64/B-03404

1,45

1,16

PN-57/B-02405

(zale

ż

nie od strefy klimatycznej)

U

max

W·m

-2

·K

-1

norma / przepis prawny

TRANSPORT CIEPŁA -

PODSTAWY TEORETYCZNE

PIERWSZA ZASADA TERMODYNAMIKI

Zmiana energii wewn

ę

trznej układu zamkni

ę

tego jest równa sumie pracy

wykonanej przez układ b

ą

d

ź

nad układem i ciepła dostarczonego lub oddanego

przez układ

Przenoszenie ciepła mi

ę

dzy dwoma układami

jednostka ciepła, pracy Q: 1J = 1W·1s

I

II

A

6

TRANSPORT CIEPŁA -

PODSTAWY TEORETYCZNE

Zmiana energii wewn

ę

trznej w układzie I wi

ąż

e si

ę

z przekazywaniem

do układu II strumienia ciepła

Φ

[w]

[W·m

-2

]

τ

−

=

Φ

d

dQ

dA

d

q

Φ

=

strumie

ń

cieplny

Φ

– ilo

ść

ciepła przepływaj

ą

ca do lub z układu,

podzielona przez czas

g

ę

sto

ść

strumienia cieplnego q – strumie

ń

cieplny

Φ

podzielony przez

pole powierzchni A

• przewodzenie
• konwekcja
• promieniowanie

RODZAJE WYMIANY CIEPŁA

WYMIANA CIEPŁA
- ustalona – stała w czasie: T=T(x,y,z)
- nieustalona – zmienna w czasie: T=T(x,y,z,

τ

)

7

PRZEWODZENIE CIEPŁA

jest zjawiskiem polegaj

ą

cym na

przenoszeniu

si

ę

energii

wewn

ą

trz

o

ś

rodka

materialnego lub z jednego o

ś

rodka do drugiego,

mi

ę

dzy bezpo

ś

rednio stykaj

ą

cymi si

ę

ciałami

W ciałach stałych odbywa si

ę

ono na zasadzie

przekazywania energii kinetycznej bezładnego ruchu
atomów i cz

ą

steczek w wyniku ich zderze

ń

.

PRZEWODZENIE CIEPŁA

T

gradT

q

∇

⋅

λ

−

=

⋅

λ

−

=

z

y

x

i

z

T

i

y

T

i

x

T

T

∂

∂

+

∂

∂

+

∂

∂

=

∇

[W·m

-2

]

w modelu trójwymiarowym

PRAWO FOURIERA
nat

ęż

enie strumienia cieplnego q jest proporcjonalne do

gradientu temperatury gradT mierzonego wzdłu

ż

kierunku

przepływu ciepła

gdzie:

T – temperatura, K

λ

– współczynnik proporcjonalno

ś

ci - przewodno

ść

cieplna, W

⋅

m

-1

⋅

K

-1

x

i

x

T

T

∂

∂

=

∇

w modelu jednowymiarowym

8

PRZEWODZENIE CIEPŁA

równanie Fouriera:

gdzie:

∆

T - ró

ż

nica temperatur po obu stronach

d - grubo

ść ś

cianki

PRZEPŁYW JEDNOWYMIAROWY PRZEZ PŁASKI ELEMENT JEDNORODNY

(

ś

cianka płaska)

T

d

A

Aq

∆

λ

=

=

Φ

G

ę

sto

ść

strumienia cieplnego q

przepływaj

ą

cego przez 1m

2

ś

cianki płaskiej

Całkowity strumie

ń

ciepła

Φ

przepływaj

ą

cy

przez powierzchni

ę

A

ś

cianki płaskiej

λλλλ

T

2

T

1

Φ

A,

λλλλ

= const

l

l

1

l

2

d

T

T

1

T

2

dl

dT

q

λ

−

=

)

T

T

(

d

d

T

T

l

T

q

2

1

2

1

−

λ

−

=

−

⋅

λ

−

=

∆

∆

⋅

λ

−

=

+

-

PRZEWODZENIE CIEPŁA

PRZEPŁYW JEDNOWYMIAROWY PRZEZ PŁASKI ELEMENT WARSTWOWY

G

ę

sto

ść

strumienia cieplnego q przepływaj

ą

cego przez 1m

2

ś

cianki płaskiej

Całkowity strumie

ń

ciepła

Φ

przepływaj

ą

cy

przez powierzchni

ę

A

ś

cianki płaskiej

λλλλ

1

l

1

l

2

l

T

T

1

A,

λλλλ

= const

d

1

T

1

T

2

T

2

T

3

λλλλ

2

T

3

l

3

d

2

(

)

3

1

2

2

1

1

T

T

d

d

q

−













λ

+

λ

−

=

Dla n warstw

(

)

∑

λ

−

=

=

+

n

1

i

i

i

1

n

1

d

T

T

q

(

)

∑

λ

−

=

Φ

=

+

n

1

i

i

i

1

n

1

d

T

T

A

g

ę

sto

ść

strumienia

+

-

9

PROMIENIOWANIE CIEPŁA

polega

na

przenoszeniu

energii

przez

kwanty

promieniowania

elektromagnetycznego

o

pewnym

zakresie długo

ś

ci fali

Nie wymaga o

ś

rodka materialnego, mo

ż

e si

ę

tak

ż

e

rozchodzi

ć

w pró

ż

ni.

4

T

E

⋅

σ

⋅

ε

=

ε

– współczynnik emisji, zale

ż

ny od rodzaju materiału

Nat

ęż

enie energii promieniowania

σ

– stała Boltzmana

Promieniowanie cieplne jest jedn

ą

z form promieniowania

elektromagnetycznego, a wi

ę

c jego posta

ć

zale

ż

y od

długo

ś

ci fali.

Promieniowanie cieplne obejmuje zakres fali od 0,8
do 400

µ

m.

Widmo fal
elektromagnetycznych
A - fale radiowe bardzo długie,
B - fale radiowe,
C - mikrofale,
D - podczerwie

ń

,

E -

ś

wiatło widzialne,

F - ultrafiolet,
G - promieniowanie
rentgenowskie,
H - promieniowanie gamma,
I - widmo

ś

wiatła widzialnego

10

KONWEKCJA

Zmiana

miejscowych

warto

ś

ci

współczynnika

konwekcyjnego przejmowania ciepła na pionowej
powierzchni

usytuowanej

w

przestrzeni

nieograniczonej (swobodna konwekcja – krzywa 1)
i

w

ograniczonej

przestrzeni

pomieszczenia

(naturalna konwekcja – krzywa 2)

wyst

ę

puje wówczas, gdy poszczególne cz

ą

stki ciała,

w którym przenosi si

ę

ciepło, zmieniaj

ą

swoje poło

ż

enie.

Zjawisko to jest charakterystyczne
dla płynów i gazów, przy czym
przenoszenie energii odbywa si

ę

wskutek mieszania si

ę

płynu, a

tak

ż

e w niewielkim stopniu przez

przewodzenie.

KONWEKCJA

Konwekcja swobodna przy powierzchniach swobodnych:
a)

powierzchnia nagrzana zwrócona ku górze lub chłodna zwrócona ku dołowi,

b)

b) powierzchnia nagrzana zwrócona do dołu i chłodna zwrócona ku górze

11

dx

x

q

q

x

x

∂

∂

+

x

q

ciep

ł

o doprowadzone

do prostopad

ł

o

ś

cianu

ciep

ł

o odprowadzone

z prostopad

ł

o

ś

cianu

ciep

ł

o wydzielone

w elemencie (q

v

)

przyrost energii

wewn

ę

trznej

prostopad

ł

o

ś

cianu

praca

zewn

ę

trzna

+

=

+

+

=

Bilans energii układu

RÓWNANIE PRZEWODNICTWA CIEPLNEGO

p

c

,

ρ

v

q

rozpatrywany obszar:

Ω

brzeg rozpatrywanego obszaru:

Γ

ρ

– g

ę

sto

ść

, kg

⋅

m

-3

c

p

– ciepło wła

ś

ciwe, J

⋅

kg

-1

⋅

K

-1

q

v

– wydajno

ść

wewn

ę

trznego

ź

ródła ciepła, W

⋅

m

-3

Przy ustalonym przewodzeniu ciepła i stałym współczynniku przewodzenia

λ

=const

–

równanie Laplace’a

0

T

2

=

∇

Warunki brzegowe na brzegu

Γ

rozpatrywanego obszaru

Ω

:

pierwszego rodzaju
dany jest rozkład temperatury na powierzchni ciała

(

)

(

)

z

,

y

,

x

T

z

,

y

,

x

T

1

Γ

=

dla (x,y,z)

∈Γ

1

drugiego rodzaju
dany jest rozkład strumieni ciepła na powierzchni ciała

s

q

n

T

&

=

∂

∂

λ

s

q

&

- strumie

ń

ciepła dopływaj

ą

cy do powierzchni

WARUNKI BRZEGOWE

12

trzeciego rodzaju
dana jest temperatura płynu opływaj

ą

cego powierzchni

ę

i współczynnik

przejmowania ciepła

dla (x,y,z)

∈Γ

2

Γ

1

∪ Γ

2

=

Γ

czwartego rodzaju
wyst

ę

puje styk dwóch ciał i opór kontaktowy w miejscu styku

)

T

T

(

h

n

T

S

F

−

=

∂

∂

λ

2

2

2

1

1

1

n

T

n

T

∂

∂

λ

=

∂

∂

λ

oraz

k

1

2

1

1

1

r

T

T

n

T

−

=

∂

∂

λ

k

r - opór kontaktowy na jednostk

ę

powierzchni

gdzie (x,y,z) – strumie

ń

ciepła dopływaj

ą

cy do powierzchni

Γ

2 rozpatrywanego

obszaru, W/m2,

WARUNKI BRZEGOWE

WSPÓŁCZYNNIK PRZEWODZENIA CIEPŁA

λ

Współczynnik przewodzenia ciepła

λλλλ

jest wielko

ś

ci

ą

charakteryzuj

ą

c

ą

dany o

ś

rodek pod wzgl

ę

dem zdolno

ś

ci

do przewodzenia ciepła i wyra

ż

any jest w W

⋅

m

-1

⋅

K

-1

.

SENS FIZYCZNY

Współczynnik

przewodzenia

ciepła

λλλλ

wyra

ż

a

ilo

ść

ciepła

przenikaj

ą

cego w sposób ustalony w ci

ą

gu 1 godziny przez 1m

2

płaskiej

przegrody, wykonanej z danego materiału o grubo

ś

ci 1 m, przy ró

ż

nicy

temperatur na obu stronach przegrody wynosz

ą

cej 1K.

∆

T = 1K

λλλλ

13

WSPÓŁCZYNNIK PRZEWODZENIA CIEPŁA

λ

Materiały budowlane obejmuj

ą

bardzo szerok

ą

gam

ę

tworzyw

• metale
• materiały o budowie zwartej, porowatej, ziarnistej, włóknistej lub

mieszanej

• materiały pochodzenia ro

ś

linnego

• tworzywa sztuczne o budowie zwartej, porowatej lub komórkowej

Transport ciepła w materiałach budowlanych
• metale, szkło – przewodzenie
• materiały o strukturze porowatej – przewodzenie przez szkielet

materiału i gaz ale tak

ż

e przez promieniowanie

Przewodno

ść

cieplna materiału jest funkcj

ą

wielu zmiennych

• g

ę

sto

ś

ci (

ρ

)

• zawarto

ś

ci wilgoci (u)

• temperatury (t)
• czasu od wyprodukowania (

τ

)

WSPÓŁCZYNNIK PRZEWODZENIA CIEPŁA

λ

METALE
stal nierdzewna – 17 W/mK
stale niskow

ę

glowe – 50 W/mK

stopy aluminium – 160 W/mK
mied

ź

– 370 W/mK

BETONY KONSTRUKCYJNE
na kruszywie hematytowym – 4,0 W/mK
na kruszywie bazaltowym – 1,5 W/mK
z lekkimi kruszywami sztucznymi – 0,4÷0,7 W/mK

ELEMENTY MUROWE
cegła pełna – 0,80 w/mK
cegła kratówka – 0,45 w/mK
wapienno-piaskowa – 0,7 w/mK
Ceramika poryzowana – 0,2 w/mK

14

WSPÓŁCZYNNIK PRZEWODZENIA CIEPŁA

λ

Do zastosowa

ń

praktycznych

– warto

ś

ci obliczeniowe współczynnika przewodzenia ciepła:

PN-EN 12524:2002

Materiały i wyroby budowlane. Wła

ś

ciwo

ś

ci

cieplno-wilgotno

ś

ciowe. Stabelaryzowane

warto

ś

ci obliczeniowe

Parametry podane przez producenta

materiału – warto

ść

obliczeniowa

niepełna baza danych !

wersja angielskoj

ę

zyczna !

Literatura przedmiotu

np. BUDOWNICTWO OGÓLNE,

t.2 Fizyka budowli

(m.in. J. A. Pogorzelski ITB)

WSPÓŁCZYNNIK PRZEWODZENIA CIEPŁA

λ

Producent ubiegaj

ą

c si

ę

o Aprobat

ę

Techniczn

ą

lub znakuj

ą

c wyrób znakiem

CE, deklaruje tak

ą

przewodno

ść

ciepln

ą

(lub opór cieplny) swojego wyrobu,

ż

e 90% produkcji danego wyrobu ma mie

ć

t

ę

warto

ść

wy

ż

sz

ą

od warto

ś

ci

deklarowanej na poziomie ufno

ś

ci 90%.

PN-ISO 10456:1999
Izolacja cieplna. Materiały i wyroby budowlane. Okre

ś

lanie deklarowanych i

obliczeniowych warto

ś

ci cieplnych

deklarowana warto

ść

cieplna

warto

ść

oczekiwana cechy cieplnej materiału lub wyrobu budowlanego:

- oceniona na podstawie danych pomiarowych przeliczonych na warunki

odniesienia temperatury i wilgotno

ś

ci

- podana dla okre

ś

lonej frakcji poziomu ufno

ś

ci

- odpowiadaj

ą

ca uzasadnionemu oczekiwanemu okresowi przydatno

ś

ci

technicznej normalnych warunkach

obliczeniowa warto

ść

cieplna

warto

ść

cechy cieplnej materiału lub wyrobu budowlanego w okre

ś

lonych

warunkach zewn

ę

trznych i wewn

ę

trznych, któr

ą

mo

ż

na uwa

ż

a

ć

jako typow

ą

z punktu widzenia przydatno

ś

ci u

ż

ytkowej tego materiału lub wyrobu po

wbudowaniu go w komponent budowlany

15

Zak

ł

adaj

ą

c,

ż

e temperatury powierzchni

ś

cianki T s

ą

sta

ł

e i wymiana ciep

ł

a jest

ustalona, oraz powierzchnia przegrody A po obu stronach jest taka sama, mo

ż

na

zapisa

ć

WSPÓŁCZYNNIK PRZENIKANIA CIEPŁA U

gdzie
h

1

, h

2

– współczynniki przejmowania ciepła, W

⋅

m

-2

⋅

K,

Po podzieleniu stronami i dodaniu równa

ń

,

otrzymujemy

λλλλ

L

1

L

2

L

T

T

2

T

1

Φ

A,

λλλλ

= const

d

T

01

T

02

T

1

T

2

(

)

1

01

1

T

T

A

h

−

⋅

⋅

=

Φ

(

)

2

1

T

T

A

d

−

⋅

⋅

λ

=

Φ

(

)

02

2

2

T

T

A

h

−

⋅

⋅

=

Φ

2

1

h

1

d

h

1

1

U

+

λ

+

=

























⋅

+

⋅

λ

+

⋅

⋅

Φ

=

−

A

h

1

A

d

1

A

h

1

T

T

2

1

2

1

gdzie
U - współczynnik przenikania ciepła, W

⋅

m

-2

⋅

K

(

)

2

1

T

T

A

U

−

⋅

⋅

=

Φ

+

-

PN-EN ISO 6946:2004

W niniejszej normie

podano metod

ę

obliczania oporu cieplnego i

współczynnika przenikania ciepła komponentów budowlanych i
elementów budynku, z wyj

ą

tkiem drzwi, okien i innych komponentów

szklonych, komponentów, przez które odbywa si

ę

wymiana ciepła z gruntem

oraz komponentów, przez które przewiduje si

ę

nawiew powietrza.

W obliczeniach

wykorzystuje si

ę

obliczeniowe warto

ś

ci współczynnika

przewodzenia ciepła lub oporu cieplnego materiałów i wyrobów.

Metod

ę

stosuje si

ę

do

komponentów i elementów składaj

ą

cych si

ę

z

jednorodnych cieplnie warstw (w tym warstw powietrza).

W normie podano tak

ż

e

przybli

ż

on

ą

metod

ę

przeznaczon

ą

do

zastosowania dla warstw niejednorodnych, z wyj

ą

tkiem przypadków, gdy

warstw

ę

izolacyjn

ą

przenikaj

ą

metalowe mostki cieplne.

16

PN-EN ISO 6946:2004

DEFINICJE

DEFINICJE

(p. 3)

(p. 3)

element budynku
główna cz

ęść

budynku, np.

ś

ciana, strop lub dach

komponent budowlany
element budynku lub jego cz

ęść

UWAGA - w niniejszej normie słowo "komponent" obejmuje zarówno element,
jak i komponent

obliczeniowy współczynnik przewodzenia ciepła

l

l

l

l

warto

ść

współczynnika przewodzenia ciepła materiału lub wyrobu

budowlanego w okre

ś

lonych warunkach wewn

ę

trznych i zewn

ę

trznych, jakie

mo

ż

na uwa

ż

a

ć

za typowe dla wła

ś

ciwo

ś

ci u

ż

ytkowej tego wyrobu

wbudowanego w komponent budowlany.

obliczeniowy opór cieplny R
warto

ść

oporu cieplnego wyrobu budowlanego w okre

ś

lonych warunkach

wewn

ę

trznych i zewn

ę

trznych, jakie mo

ż

na uwa

ż

a

ć

za typowe dla wła

ś

ciwo

ś

ci

u

ż

ytkowej tego wyrobu wbudowanego w komponent budowlany.

warstwa jednorodna cieplnie
warstwa o stałej grubo

ś

ci, o wła

ś

ciwo

ś

ciach cieplnych jednorodnych lub

takich, które mo

ż

na uwa

ż

a

ć

za jednorodne.

λλλλ

L

1

L

2

L

T

T

2

T

1

Φ

A,

λλλλ

= const

d

T

01

T

02

T

1

T

2

T

R

1

U

=

se

n

2

1

si

T

R

R

R

R

R

R

+

+

+

+

+

=

K

Wspó

ł

czynnik przenikania ciep

ł

a

Ca

ł

kowity opór cieplny komponentu budowlanego sk

ł

adaj

ą

cego si

ę

z warstw

jednorodnych

se

n

n

2

2

1

1

si

T

R

d

d

d

R

R

+













λ

+

λ

+

λ

+

=

K

R

si

– opór przejmowania ciepła na wewn

ę

trznej powierzchni przegrody, m

2

⋅

K

⋅

W

-1

,

R

se

– opór przejmowania ciepła na zewn

ę

trznej powierzchni przegrody, m

2

⋅

K

⋅

W

-1

,

PN-EN ISO 6946:2004

WSPÓŁCZYNNIK PRZENIKANIA CIEPŁA U

+

-

17

0,04

R

se

0,17

0,13

0,10

R

si

w dół

poziomy

w gór

ę

kierunek strumienia cieplnego

Opory przejmowania ciep

ł

a R

PN-EN ISO 6946:2004

OPÓR PRZEJMOWANIA CIEPŁA

+

-

Ca

ł

kowity opór cieplny komponentu budowlanego sk

ł

adaj

ą

cego si

ę

z warstw

niejednorodnych

2

R

R

R

''

T

'
T

T

+

=

Wycinki i warstwy komponentu niejednorodnego cieplnie

PN-EN ISO 6946:2004

WSPÓŁCZYNNIK PRZENIKANIA CIEPŁA U

ego

ln

ciep

oporu

o

całkowiteg

y

ln

do

kres

R

"
T

−

ego

ln

ciep

oporu

o

całkowiteg

górny

kres

R

'
T

−

18

PN-EN ISO 6946:2004

WSPÓŁCZYNNIK PRZENIKANIA CIEPŁA U

Kres górny ca

ł

kowitego oporu cieplnego

Tq

q

Tb

b

Ta

a

'
T

R

f

...

R

f

R

f

R

1

+

+

+

=

f

a

, f

b

, ... ,f

q

– wzgl

ę

dne pola powierzchni ka

ż

dego wycinka, m

2

⋅

K

⋅

W

-1

,

R

a

, R

b

,.... ,R

q

– całkowite opory cieplne od

ś

rodowiska do

ś

rodowiska ka

ż

dego

wycinka, m

2

⋅

K

⋅

W

-1

1

f

f

f

b

a

=

+

=

Wzgl

ę

dne pola powierzchni wycinków s

ą

proporcjonalne do ca

ł

kowitego pola

powierzchni

Kres dolny ca

ł

kowitego oporu cieplnego

se

n

2

1

si

''

T

R

R

R

R

R

R

+

+

+

+

+

=

K

Dla warstw niejednorodnych cieplnie

qj

q

bj

b

aj

a

j

R

f

R

f

R

f

R

1

+

+

+

=

K

PN-EN ISO 6946:2004

POPRAWKI

Skorygowany współczynnik przenikania ciepła U

c

Poprawki współczynnika przenikania ciepła

U

U

U

c

∆

+

=

r

f

g

U

U

U

U

∆

+

∆

+

∆

=

∆

2

T

1

"

g

R

R

U

U













∆

=

∆

Poprawka na nieszczelno

ś

ci

∆

U

g

∆

U” – poziom poprawki

R

1

– opór cieplny warstwy zawieraj

ą

cej nieszczelno

ś

ci

19

PN-EN ISO 6946:2004

POPRAWKI

Poziom 0 poprawki

a) Izolacja ci

ą

gła wielowarstwowa, z

przestawionymi zł

ą

czami

b) Izolacja ci

ą

gła jednowarstwowa ze

zł

ą

czami na zakład, pióro i wpust lub z

uszczelnionymi zł

ą

czami

c) Izolacja ci

ą

gła jednowarstwowa ze zł

ą

czami na styk,

pod warunkiem

ż

e tolerancje długo

ś

ci, szeroko

ś

ci i

prostok

ą

tno

ś

ci oraz stabilno

ść

wymiarów s

ą

takie,

ż

e

ż

adna nieszczelno

ść

nie przekracza 5 mm. Uwa

ż

a si

ę

,

ż

e to wymaganie jest spełnione, je

ż

eli suma tolerancji

długo

ś

ci lub szeroko

ś

ci i zmian wymiarów jest

mniejsza ni

ż

5 mm i odchyłki od prostok

ą

tno

ś

ci płyt s

ą

mniejsze ni

ż

5 mm

PN-EN ISO 6946:2004

POPRAWKI

d) Izolacja dwuwarstwowa, jedna warstwa mi

ę

dzy krokwiami, słupkami, belkami lub

podobnymi elementami konstrukcyjnymi, druga warstwa ci

ą

gła, przykrywaj

ą

ca

pierwsz

ą

e) Izolacja jednowarstwowa w przegrodzie,
której opór cieplny bez tej warstwy stanowi co
najmniej 50 % całkowitego oporu cieplnego (tj.
R

I

≤

0,5 R

T

)

20

PN-EN ISO 6946:2004

POPRAWKI

Poziom 1 poprawki

f) Izolacja w cało

ś

ci mi

ę

dzy krokwiami, słupkami, belkami lub podobnymi

elementami konstrukcyjnymi

g) Izolacja ci

ą

gła, jednowarstwowa ze zł

ą

czami

na styk, w której tolerancje długo

ś

ci, szeroko

ś

ci i

prostok

ą

tno

ś

ci oraz stabilno

ść

wymiarów s

ą

takie,

ż

e nieszczelno

ś

ci przekraczaj

ą

5 mm.

Uwa

ż

a si

ę

,

ż

e to wymaganie jest spełnione, je

ż

eli

suma tolerancji długo

ś

ci lub szeroko

ś

ci i zmian

wymiarów jest wi

ę

ksza ni

ż

5 mm lub odchyłki od

prostok

ą

tno

ś

ci płyt s

ą

wi

ę

ksze ni

ż

5 mm.

PN-EN ISO 6946:2004

POPRAWKI

Poziom 2 poprawki

h) Przegroda z mo

ż

liwo

ś

ci

ą

cyrkulacji powietrza po cieplejszej

stronie izolacji w wyniku niedostatecznego mocowania izolacji lub
uszczelnienia od góry lub dołu

21

PN-EN ISO 6946:2004

POPRAWKI

Poprawka z uwagi na ł

ą

czniki mechaniczne

∆

U

f

f

f

f

f

A

n

U

αλ

=

∆

α

- współczynnik (patrz tablica D.2)

λ

f

- współczynnik przewodzenia ciepła ł

ą

cznika

n

f

- liczba ł

ą

czników na metr kwadratowy

A

f

- pole przekroju poprzecznego jednego ł

ą

cznika

6
5

Kotew

ś

cienna mi

ę

dzy warstwami muru

Ł

ą

cznik do płyt dachowych

α

m

-1

Typ ł

ą

cznika

Poprawki nie nale

ż

y wprowadza

ć

w nast

ę

puj

ą

cych przypadkach:

- kotwie

ś

cienne przechodz

ą

przez pust

ą

szczelin

ę

,

- kotwie

ś

cienne mi

ę

dzy warstw

ą

muru i drewnianymi słupkami,

- gdy współczynnik przewodzenia ciepła ł

ą

cznika, lub jego cz

ęś

ci, jest mniejszy

ni

ż

1 W/(m·K).

Procedura ta nie ma zastosowania, gdy obydwa ko

ń

ce ł

ą

cznika stykaj

ą

si

ę

z

blachami metalowymi.

PN-EN ISO 6946:2004

POPRAWKI

Poprawka z uwagi na wpływ opadów dla dachu o odwróconym układzie
warstw

∆

U

r

Procedura wprowadzania poprawek jest podana dla stropodachów odwróconych,
wynika z przepływu wody deszczowej mi

ę

dzy izolacj

ą

a membran

ą

wodochronn

ą

.

-

współczynnik filtracji podaj

ą

cy frakcj

ę

p osi

ą

gaj

ą

c

ą

membran

ę

wodochronn

ą

f

(W·dzie

ń

)/(m

2

·K·mm)

współczynnik dla zwi

ę

kszonych strat ciepła spowodowanych przez

wod

ę

deszczow

ą

płyn

ą

c

ą

po membranie

x

m

2

·K/W

opór cieplny warstwy izolacyjnej z XPS powy

ż

ej membrany

wodochronnej

R

i

m

2

·K/W

całkowity opór cieplny konstrukcji

R

T

mm/dzie

ń

ś

rednia wielko

ść

opadu podczas sezonu grzewczego, na podstawie

danych odpowiednich dla miejsca, np. stacji hydrologicznej, lub
podanych w przepisach lokalnych, regionalnych lub krajowych

p

W/(m

2

·K)

poprawka obliczonego współczynnika przenikania ciepła elementu
dachowego, w celu uwzgl

ę

dnienia dodatkowych strat ciepła

spowodowanych przez wod

ę

deszczow

ą

płyn

ą

c

ą

przez zł

ą

cza w izolacji

i si

ę

gaj

ą

c

ą

membran wodochronnych

∆

U

r

Jednostka

Wielko

ść

Symbol

2

T

i

r

R

R

pfx

U













=

∆

22

PN-EN ISO 6946:2004

WSPÓŁCZYNNIK PRZENIKANIA CIEPŁA U

Obliczanie współczynnika przenikania ciepła komponentów
z warstwami o zmiennej grubo

ś

ci

→

oznacza kierunek spadku (mo

ż

e by

ć

z dowolnym zwrotem)

– – –

oznacza alternatywny (dodatkowy) podział umo

ż

liwiaj

ą

cy

korzystanie z równa

ń

od (C.1) do (C.3)

PN-EN ISO 6946:2004

WSPÓŁCZYNNIK PRZENIKANIA CIEPŁA U

Obliczenia dla powszechnie spotykanych kształtów

Powierzchnia prostok

ą

tna

m

2

·K/W

obliczeniowy opór cieplny pozostałej cz

ęś

ci, wraz z

oporami przejmowania ciepła na obu stronach
komponentu

R

0

m

2

·K/W

maksymalny opór cieplny warstwy o zmiennej grubo

ś

ci

R

1

m

maksymalna grubo

ść

warstwy o zmiennej grubo

ś

ci

d

1

W/(m·K)

obliczeniowy współczynnik przewodzenia ciepła cz

ęś

ci o

zmiennej grubo

ś

ci (o zerowej grubo

ś

ci na jednym ko

ń

cu)

λ

1

Jednostka

Wielko

ść

Symbol

1

1

1

d

R

λ

=