PN-EN ISO 6946: 1999

W budynkach mieszkalnych i w budynkach użyteczności publicznej bardzo istotną rolę odgrywa konstrukcja przegród zewnętrznych. Struktura tych przegród i rodzaj zastosowanych w nich materiałów wpływają zasadniczo na rodzaj procesów, jakie zachodzą na styku dwóch różnych ośrodków, które te przegrody od siebie oddzielają.

Nieznajomość wymienionych tu procesów może spowodować, że w pomieszczeniach powstaną warunki gorsze dla użytkownika od występujących w danym momencie na zewnątrz.

Konstrukcja przegród zewnętrznych w budynkach, niezależnie od wymagań statycznych, powinna zapewnić również:

• ochronę przed przenikaniem ciepła na zewnątrz pomieszczeń,

• ochronę przed hałasem,

• ochronę przed zawilgoceniem wnętrza.

Sposoby przepływu ciepła

Przepływ ciepła z ciała o temperaturze wyższej do ciała chłodniejszego może odbywać się w następujący sposób:

• przez przewodzenie: przepływ ciepła następuje w wyniku przekazywania energii nagrzanych cząsteczek ciała cząsteczkom sąsiednim;

• przez konwekcję, czyli unoszenie: następuje unoszenie się ciepła z po wierzchni nagrzanego ciała do powierzchni ciała nienagrzanego przy współdziałaniu ośrodka, w którym ciała te się znajdują; ruch ciepła na stępuje tu z dołu do góry, cząsteczki ośrodka po ogrzaniu unoszą się i oddają ciepło do ciała zimniejszego;

• przez promieniowanie: na powierzchni ogrzanego ciała powstają fale elektromagnetyczne, które rozchodząc się w ośrodku docierają do ciał zimniejszych, przekształcają się ponownie w energię cieplną i ogrzewają te ciała.

Izolacyjność termiczna przegród

Pod nazwą tą należy rozumieć zdolność przegrody do ochrony pomieszczeń przed przenikaniem ciepła na zewnątrz. Ponieważ zwykle mamy tu do czynienia z przewodzeniem ciepła — wprowadza się współczynnik przewodzenia ciepła λ [W/(m⋅K)]. Zgodnie z obowiązującą normą o ochronie cieplnej budynków, współczynnik ten określa się, jako stosunek gęstości ustalonego strumienia cieplnego przewodzonego przez warstwę materiału — do spadku temperatury na określonej grubości tej warstwy.

Niskie wartości współczynnika oznaczają bardzo dobre właściwości izolacyjne materiału (np styropian ma λ = 0,045 W/(m⋅K), wełna mineralna λ = 0,050 W/(m⋅K)), natomiast wysokie wartości tego współczynnika oznaczają dobrą, lub bardzo dobrą przewodność cieplną materiału (np. żelbet ma λ = 1,70 W/(m⋅K), stal λ = 57 W/(m⋅K)).

Opór cieplny warstwy jednorodnej

R = d / λ

d - Grubość warstwy materiału

λ - obl. wsp. przenikania ciepła

Opory przejmowania ciepła

	Kierunek strumienia cieplnego
	W górę	poziomy	W dół
Rsi	0,10	0,13	0,17
Rse	0,04	0,04	0,04

Opór cieplny warstw powietrza

Grubość warstwy powietrza mm	Kierunek strumienia cieplnego
		w górę	poziomy	w dół
0	0.00	0,00	0.00
5	0,11	0,11	0,11
7	0.13	0,13	0,13
10	0.15	0,15	0,15
15	0,16	0,17	0,17
25	0.16	0.18	0,19
50	0,16	0,18	0,21
100	0.16	0,18	0,22
300	0.16	0,18	0,23

Warstwę powietrza można uważać za niewentylowaną, jeżeli otwory te nie są przewidziane do stałego przepływu powietrza przez warstwę i pole ich powierzchni nie przekracza:

- 500 mm2 na m długości — w przypadku pionowych warstw powietrza,

- 500 mm2 na m2 powierzchni - w przypadku poziomych warstw powietrza.

Słabo wentylowaną warstwą powietrza jest taka, w której jest możliwy ograniczony przepływ powietrza zewnętrznego przez otwory o polu powierzchni zawartym w następujących granicach:

- > 500 mm2, ale * 1500 mm² na m długości - w przypadku pionowych warstw powietrza,

• > 500 mm2, ale * 1500 mm² na m powierzchni - w przypadku poziomych warstw powietrza.

Całkowity opór cieplny

R_T=R_si+R₁+R₂+......+R_n+R_se

R_si, R_se - opory przejmowania ciepła na powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej

R₁,itd. - obl.opory cieplne każdej warstwy

Przenikanie ciepła przez przegrodę

Izolacyjność termiczną przegród złożonych z kilku rodzajów materiałów (a z takimi mamy zwykle do czynienia) określa inny współczynnik — nazywany współczynnikiem przenikania ciepła. Oznaczany jest zwykle literą U ma miano [W/m²⋅K]. Im większa jest wartość tego współczynnika, tym gorsza jest izolacyjność cieplna przegrody, tym większy jest przepływ ciepła przez przegrodę.

U=(R_T)^-1

Do wsp. przenikania ciepła należy stosować poprawki z uwagi na:

• nieszczelności w warstwie izolacji

• łączniki mechaniczne przebijające warstwę izolacji

• opady na dach o odwróconym układzie warstw

Skorygowany współczynnik przenikania ciepła U_c uzyskuje się:

U_c=U+*U

*U=*U_g+*U_f+*U_t

Poprawki z uwagi na nieszczelności

*U'' W/m^2⋅K)	Opis nieszczelności
0,00	izolacja jest tak ułożona, że nie jest możliwa cyrkulacja powietrza po cieplejszej stronie izolacji; brak nieszczelności przechodzących przez całą warstwę izolacji.
0,01	izolacja Jest tak ułożona, że nie jest możliwa cyrkulacja powietrza po cieplejszej stronie izolacji; nieszczelności mogą przechodzić przez całą warstwę izolacji.
0,04	występuje ryzyko cyrkulacji powietrza po cieplejszej stronie izolacji; nieszczelności mogą przechodzić przez całą warstwę izolacji.

w którym:

R₁ - opór cieplny warstwy zawierającej nieszczelności,

R_T - całkowity opór cieplny komponentu,

Poprawka z uwagi na łączniki mechaniczne

W przypadku, gdy warstwę izolacyjną przebijają łączniki mechaniczne, poprawkę określa się z wzoru

*U_f=α⋅λ_f⋅n_f⋅A_f

w którym:

α - współczynnik

λ_f -współczynnik przewodzenia ciepła łącznika;

n_f - liczba łączników na metr kwadratowy;

A_f - pole przekroju poprzecznego jednego łącznika.

Wartości współczynnika α

Typ łącznika	α m^-1
Kotew między warstwami muru	6
Łącznik do płyt dachowych	5

Poprawki nie wprowadza się w następujących przypadkach:

- kotwie ścienne przechodzą przez pustą szczelinę powietrzną,

- kotwie ścienne między warstwą muru i drewnianymi słupkami,

• gdy współczynnik przewodzenia ciepła łącznika, lub jego części, jest mniejszy niż 1 W/(m⋅K).

WSPÓŁCZYNNIK PRZENIKANIA CIEPŁA U_K PRZEGRÓD Z MOSTKAMI CIEPLNYMI LINIOWYMI

Współczynnik przenikania ciepła przegród z mostkami cieplnymi liniowymi( nieciągłość lub pocienienie warstwy izolacji cieplnej)

W projektowaniu indywidualnym dopuszcza się nie wykonywać szczegółowych obliczeń współczynnika przenikania ciepła przegród z mostkami cieplnymi , wyznaczając wartość U_k - w sposób uproszczony - ze wzoru

U_K=U_c+*U

w którym:

U_c - współczynnik przenikania ciepła przegrody, w watach na metr kwadratowy i kelwin. bez uwzględniania wpływu mostków cieplnych,

*U - dodatek, wyrażający wpływ mostków cieplnych,

Wartości dodatku*U wyrażającego wpływ mostków cieplnych

Rodzaj przegrody	*U W/m^2⋅K
Ściany zewnętrzne pełne, stropy poddasza, stropodachy, stropy nad piwnicami ściany zewnętrzne z otworami okiennymi i drzwiowymi Ściany zewnętrzne z otworami okiennymi i drzwiowymi oraz płytami balkonów lub loggii przenikającymi ścianę	0,00 0,05 0,15

Aktualne wymagania ochrony cieplnej budynków

§ 328. Budynek i Jego instalacje grzewcze, wentylacyjne i klimatyzacyjne powinny być zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby ilość energii cieplnej, potrzebnej do użytkowania budynku zgodnie z Jego przeznaczeniem, można było utrzymać na racjonalnie niskim poziomie.

§ 329.1. Dla budynku mieszkalnego wielorodzinnego i zamieszkania zbiorowego wymagania określone w § 328 uznaje się za spełnione, jeżeli wartość wskaźnika E, określającego obliczeniowe zapotrzebowanie na energię koncową (ciepło) do ogrzewania budynku w sezonie grzewczym, wyrażone iloscią energii przypadającej w ciągu roku na Im3 kubatury ogrzewanej części budynku, Jest mniejsza od wartości granicznej e₀.

§ 329.2. Dla budynku mieszkalnego w zabudowie jednorodzinnej wymagania określone w § 328 uznaje się za spełnione, jeżeli:

1) wartość wskaźnika E, o którym mowa w ust.l, jest mniejsza od wartości granicznej eq, lub

2) przegrody zewnętrzne odpowiadają wymaganiom izolacyjności cieplnej oraz innym wymaganiom związanym z oszczednoscią energii, określonym w załączniku do rozporządzenia.

§ 329.4. Wartości graniczne E₀ wskaźnika sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynku, w zależności od współczynnika kształtu budynku A/V, dla budynków mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego wynoszą:

1) E₀ = 29 kWh/m³⋅rok)

przy A/V < 0.20,

2) E₀ = 26.6 +12 A/V kWh/(m³ rok)

przy 0.20 < A/V < 0.90,

3) E₀ = 37.4 kWh/(m³ rok)

przy A/V ^0.90

gdzie:

A - jest sumą pól powierzchni wszystkich ścian zewnętrznych (wraz z oknami i drzwiami balkonowymi), dachów i stropodachów, podłóg na gruncie lub stropów nad piwnicą nieogrzewaną, oddzielaiącymi część ogrzewaną budynku od powietrza zewnętrznego, liczonych po obrysie zewnętrznym,

V - jest kubaturą ogrzewanej części budynku powiększoną o kubaturę ogrzewanych pomieszczeń na poddaszu użytkowym lub w piwnicy i pomniejszonq o kubaturę wydzielonych klatek schodowych, szybów wind, otwartych wnęk, loggii i galerii.

Budynek mieszkalny w zabudowie jednorodzinnej

lp	Rodzaj przegrody i temperatura w pomieszczeniu	U.. W/m^2K)
1	Ściany zewnętrzne (stykające się z powietrzem zewnętrznym): przy tj > 16°C: o budowie warstwowej* z izolacją z materiału o współczynniku przewodzenia ciepła λ<0.05 W/mK - pozostałe b) przy t; < 1 6°C (niezależnie od rodzaju ściany)	0.30 0.50 0.80
2	Ściany piwnic nieogrzewanych	bez wymagań
3	Stropodachy i stropy pod nieogrzewanymi poddaszami lub nad przejazdami: przy t, > 1 6°C b) przy 8 °C < t, < 1 6°C	0.30 0.50
4	Stropy nad piwnicami nieogrzewanymi l zamkniętymi przestrzeniami pod podłogowym i	0.60
5	Stropy nad piwnicami ogrzewanymi	bez wymagań
6	Ściany wewnętrzne oddzielające pomieszczenie ogrzewane od nieogrzewanego	1.00

nieszczelności

łączniki

opady

[ m²⋅K/W ]