1
OCHRONA CIEPLNA
OCHRONA CIEPLNA
BUDYNK
BUDYNK
Ó
Ó
W
W
studia podyplomowe
studia podyplomowe
AUDYT ENERGETYCZNY
AUDYT ENERGETYCZNY
Wy
Wy
Ŝ
Ŝ
sza Szko
sza Szko
ł
ł
a
a
Ś
Ś
rodowiska w Bydgoszczy
rodowiska w Bydgoszczy
dr in
Ŝ
. 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
Ŝ
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
Ŝ
ytkowania budynku zgodnie z
jego przeznaczeniem, mo
Ŝ
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
Ŝ
ytkowej, a w przypadku budynku
u
Ŝ
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
Ŝ
ytkowania budynku zgodnie z jego przeznaczeniem, mo
Ŝ
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
Ŝ
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
ąŜ
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
ęŜ
enie strumienia cieplnego q jest proporcjonalne do
gradientu temperatury gradT mierzonego wzdłu
Ŝ
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
Ŝ
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
Ŝ
e si
ę
tak
Ŝ
e
rozchodzi
ć
w pró
Ŝ
ni.
4
T
E
⋅
σ
⋅
ε
=
ε
– współczynnik emisji, zale
Ŝ
ny od rodzaju materiału
Nat
ęŜ
enie energii promieniowania
σ
– stała Boltzmana
Promieniowanie cieplne jest jedn
ą
z form promieniowania
elektromagnetycznego, a wi
ę
c jego posta
ć
zale
Ŝ
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
Ŝ
enie.
Zjawisko to jest charakterystyczne
dla płynów i gazów, przy czym
przenoszenie energii odbywa si
ę
wskutek mieszania si
ę
płynu, a
tak
Ŝ
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
Ŝ
any jest w W
⋅
m
-1
⋅
K
-1
.
SENS FIZYCZNY
Współczynnik
przewodzenia
ciepła
λλλλ
wyra
Ŝ
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
Ŝ
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
Ŝ
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,
Ŝ
e 90% produkcji danego wyrobu ma mie
ć
t
ę
warto
ść
wy
Ŝ
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
Ŝ
na uwa
Ŝ
a
ć
jako typow
ą
z punktu widzenia przydatno
ś
ci u
Ŝ
ytkowej tego materiału lub wyrobu po
wbudowaniu go w komponent budowlany
15
Zak
ł
adaj
ą
c,
Ŝ
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
Ŝ
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
Ŝ
e
przybli
Ŝ
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
Ŝ
na uwa
Ŝ
a
ć
za typowe dla wła
ś
ciwo
ś
ci u
Ŝ
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
Ŝ
na uwa
Ŝ
a
ć
za typowe dla wła
ś
ciwo
ś
ci
u
Ŝ
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
Ŝ
na uwa
Ŝ
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
Ŝ
dego wycinka, m
2
⋅
K
⋅
W
-1
,
R
a
, R
b
,.... ,R
q
– całkowite opory cieplne od
ś
rodowiska do
ś
rodowiska ka
Ŝ
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
Ŝ
e tolerancje długo
ś
ci, szeroko
ś
ci i
prostok
ą
tno
ś
ci oraz stabilno
ść
wymiarów s
ą
takie,
Ŝ
e
Ŝ
adna nieszczelno
ść
nie przekracza 5 mm. Uwa
Ŝ
a si
ę
,
Ŝ
e to wymaganie jest spełnione, je
Ŝ
eli suma tolerancji
długo
ś
ci lub szeroko
ś
ci i zmian wymiarów jest
mniejsza ni
Ŝ
5 mm i odchyłki od prostok
ą
tno
ś
ci płyt s
ą
mniejsze ni
Ŝ
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,
Ŝ
e nieszczelno
ś
ci przekraczaj
ą
5 mm.
Uwa
Ŝ
a si
ę
,
Ŝ
e to wymaganie jest spełnione, je
Ŝ
eli
suma tolerancji długo
ś
ci lub szeroko
ś
ci i zmian
wymiarów jest wi
ę
ksza ni
Ŝ
5 mm lub odchyłki od
prostok
ą
tno
ś
ci płyt s
ą
wi
ę
ksze ni
Ŝ
5 mm.
PN-EN ISO 6946:2004
POPRAWKI
Poziom 2 poprawki
h) Przegroda z mo
Ŝ
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
Ŝ
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
Ŝ
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
Ŝ
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
Ŝ
e by
ć
z dowolnym zwrotem)
– – –
oznacza alternatywny (dodatkowy) podział umo
Ŝ
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
=