KRYTERIA OCENY TERMOIZOLACYJNOŚCI BUDYNKÓW

Kryterium sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzania budynku.

Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzania w standardowym sezonie grzewczym to ilość ciepła, stanowiąca
różnicę strat ciepła i wykorzystywanych zysków ciepła budynku w standardowym sezonie grzewczym przy:

−

obliczeniowej temperaturze powietrza wewnętrznego,

−

projektowej wartości strumienia powietrza wentylacyjnego,

−

temperaturze powietrza zewnętrznego i promieniowaniu słonecznym odpowiadającym średnim wieloletnim warunkom.

Wskaźnik E sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzania w standardowym sezonie ogrzewczym jest to stosunek
sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzania w standardowym sezonie ogrzewczym Q do kubatury V ogrzewanej
części budynku.

0

E

V

Q

E

≤

=

1.

Dla budynku mieszkalnego wielorodzinnego i zamieszkania zbiorowego wartość wskaźnika sezonowego
zapotrzebowania na ciepło do ogrzania budynku E jest mniejsza od wartości granicznej E

o

2.

Dla budynku w zabudowie jednorodzinnej wartość wskaźnika E musi być mniejsza od E

o

lub przegrody zewnętrzne

muszą spełniać wymagania izolacyjności cieplnej lub inne wymagania związane z oszczędnością energii.

3.

Dla budynku użyteczności publicznej i budynku przemysłowego wymagania są spełnione jeżeli przegrody zewnętrzne
odpowiadają wymaganiom izolacyjności cieplnej oraz innym wymaganiom związanym z oszczędnością energii.

Kryterium izolacyjności cieplnej przegród nieprzezroczystych.

Wartości współczynnika przenikania ciepła U ścian, stropów i stropodachów obliczone zgodnie z Polską Normą nie mogą być
większe niż maksymalne wartości współczynnika przenikania ciepła U

max

podane w odpowiednim rozporządzeniu.

max

T

U

R

1

U

≤

=

gdzie:
R

T

– całkowity opór cieplny przegrody wraz z oporami przejmowania ciepła, m

2

·K/W

Kryterium izolacyjności cieplnej przegród przezroczystych.

Wartości współczynnika przenikania ciepła U okien, drzwi balkonowych i drzwi zewnętrznych nie mogą być większe niż
maksymalne wartości współczynnika przenikania ciepła U

max

podane w odpowiednim rozporządzeniu.

Kryterium minimalnego oporu cieplnego podłóg na gruncie.

W budynku mieszkalnym w zabudowie jednorodzinnej, budynku użyteczności publicznej oraz budynku przemysłowym podłoga
na gruncie w ogrzewanym pomieszczeniu powinna być izolowana dodatkową izolacją cieplną w postaci pasów pionowych lub
poziomych o szerokości co najmniej 1 m usytuowanych wzdłuż linii styku podłogi ze ścianą zewnętrzną. Suma oporów
cieplnych warstw podłogowych, dodatkowej izolacji cieplnej (poziomej lub pionowej) i gruntu, obliczona zgodnie z Polską Normą
nie powinna być mniejsza od wartości minimalnych sumy oporów cieplnych dla podłóg układanych na gruncie podanych w
odpowiednim rozporządzeniu.

min

gr

R

R

≥

gdzie:

w
któ
ry
m:

R

gr

- obliczeniowy opór cieplny gruntu przylegającego do ściany, [m

2

·K/W]

Podłogom stykającym się z gruntem w pomieszczeniach o temperaturze obliczeniowej t

i

≤ 8

o

C oraz podłogom usytuowanym

poniżej 0,6 m od poziomu terenu nie stawia się żadnych wymagań izolacyjności cieplnej.

Kryterium minimalnego oporu cieplnego ścian stykających się z gruntem.

W budynku mieszkalnym w zabudowie jednorodzinnej, budynku użyteczności publicznej oraz budynku przemysłowym wartości
oporów cieplnych ścian stykających się z gruntem, na odcinku równym 1 m licząc od poziomu terenu nie mogą być niższe niż:

a) przy t

i

> 16

o

C

1,0 m

2

·K/W,

b) przy 4

o

C < t

i

≤ 16

o

C

0,8 m

2

·K/W,

a na odcinku ściany poniżej 1,0 m licząc od poziomu terenu , wartości oporu cieplnego nie ogranicza się.

Kryterium maksymalnej powierzchni okien.

1. W budynku mieszkalnym w zabudowie jednorodzinnej pole powierzchni A

0

, wyrażone w m

2

okien oraz przegród

szklanych i przezroczystych, o współczynniku przenikania ciepła U nie mniejszym niż 2,0 W/m

2

·K obliczone według ich

wymiarów modularnych nie może być większe niż wartość A

0max

obliczona według wzoru:

w

z

max

0

A

03

,

0

A

15

,

0

A

⋅

+

⋅

=

gdzie:

A

z

- jest sumą powierzchni rzutu poziomego wszystkich kondygnacji nadziemnych (w zewnętrznym obrysie budynku)

w pasie szerokości 5 m wzdłuż ścian zewnętrznych

A

w

- jest sumą powierzchni pozostałej części rzutu poziomego wszystkich kondygnacji po odjęciu A

z

2. W budynku użyteczności publicznej pole powierzchni A

0max

, wyrażone w m

2

, okien oraz przegród szklanych i

przezroczystych o współczynniku przenikania ciepła nie mniejszym niż 2,0 W/m

2

·K obliczone według ich wymiarów

modularnych nie może być większe niż wartość A

0max

obliczona według powyższego wzoru, jeśli nie jest to sprzeczne z

warunkami niezbędnymi do zapewnienia niezbędnego oświetlenia światłem dziennym określonymi odrębnymi
przepisami.

3. W budynku przemysłowym łączne pole powierzchni okien oraz ścian szklanych w stosunku do powierzchni całej

elewacji nie może być większe niż:
a) w budynku jednokondygnacyjnym (halowym)

- 15%

b) w budynku wielokondygnacyjnym

- 30%

Kryterium punktu rosy.

1. W budynku mieszkalnym, budynku użyteczności publicznej, a także w budynku przemysłowym opór cieplny

nieprzezroczystych przegród zewnętrznych powinien umożliwiać utrzymanie na wewnętrznych jej powierzchniach
temperatury wyższej co najmniej o 1

o

C od punktu rosy powietrza w pomieszczeniu, przy obliczeniowych wartościach

temperatury powietrza wewnętrznego i zewnętrznego oraz przy obliczeniowej wilgotności względnej powietrza w
pomieszczeniu, obliczonej zgodnie z Polską Normą

2. W pomieszczeniu klimatyzowanym, z utrzymywaną stałą wilgotnością względną powietrza, temperatura na wewnętrznej

powierzchni przegród powinna być wyższa od punktu rosy powietrza w pomieszczeniu.

Temperaturę wewnętrznej powierzchni przegrody

υ

i

można wyliczyć ze wzoru:

(

)

C

1

t

R

t

t

U

t

0

s

si

e

i

0

i

i

+

≥

⋅

−

⋅

−

=

ϑ

w którym:

t

i

- obliczeniowa temperatura powietrza wewnętrznego,

o

C

t

e

- obliczeniowa temperatura powietrza zewnętrznego,

o

C

U

o

- współczynnik przewodności cieplnej przegrody, W/m

2

·K

R

si

- opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni przegrody, m

2

·K/W

t

s

- temperatura punktu rosy, w której ciśnienie cząstkowe pary wodnej p staje się ciśnieniem cząstkowym
pary wodnej nasyconej

Kryterium szczelności na przenikanie powietrza.

1. W budynku mieszkalnym, budynku użyteczności publicznej, a także w budynku przemysłowym przegrody zewnętrzne

nieprzezroczyste, złącza między przegrodami i częściami przegród oraz połączenia okien z ościeżnicami należy

projektować wykonywać pod kątem osiągnięcia ich całkowitej szczelności na przenikanie powietrza

.

2. W budynku mieszkalnym i budynku użyteczności publicznej współczynnik infiltracji powietrza dla otwieranych okien i

drzwi balkonowych w pomieszczeniach, w których napływ powietrza zewnętrznego zapewniony jest przez nawiewniki

okienne powinien wynosić nie więcej niż 0,3 m

2

/m·h·da·Pa

2/3

, a w pozostałych przypadkach powyżej 0,5 lecz nie więcej

niż 1,0 m

2

/m·h·da·Pa

2/3

.

Kryterium ograniczenia zwilgocenia przegród.

Rozwiązania konstrukcyjne przegród zewnętrznych powinny zabezpieczać przed zawilgoceniem spowodowanym przez
kondensację pary wodnej w ich wewnętrznych warstwach. Kondensacja pary wodnej w przegrodach jest dopuszczalna, ale
nagromadzenie kondensatu nie powinno spowodować większego przyrostu wilgotności niż wartości podane w kolumnie 4
tablicy 1 PN-82/B-02020, jednakże pod warunkiem, że ich wilgotność przed okresem zawilgocenia nie przekracza wartości
podanych w kolumnie 3.
Jeżeli przegroda wykaże większy przyrost wilgotności to należy zmienić jej konstrukcję lub zastosować paroizolację.

OGÓLNE RÓWNANIE PRZEWODNICTWA CIEPLNEGO

τ

ρ

λ

λ

λ

∂

∂

⋅

⋅

=

+













∂

∂

⋅

∂

∂

+













∂

∂

⋅

∂

∂

+













∂

∂

⋅

∂

∂

t

C

q

z

t

z

y

t

y

x

t

x

p

v

w którym:

λ

- współczynnik przewodności cieplnej danego materiału

v

q

- wewnętrzne źródła ciepła

p

C

- ciepło właściwe w stanie suchym danego materiału

ρ

- gęstość objętościowa w stanie suchym danego materiału

τ∂

∂

t

- szybkość zmiany temperatury w czasie

WARUNKI BRZEGOWE RÓWNANIA PRZEWODNICTWA CIEPLNEGO

Są cztery rodzaje warunków brzegowych:

I rodzaju

- ma miejsce gdy znany jest rozkład temperatury na brzegu obszaru w dowolnej chwili

( )

( )

τ

τ

f

t

F

=

II rodzaju - ma miejsce gdy znany jest rozkład gęstości strumienia cieplnego na brzegu obszaru w dowolnej chwili

( )

( )

τ

τ

f

q

F

=

III rodzaju - ma miejsce gdy wymiana ciepła na brzegu odbywa się wg prawa Newtona (gęstość strumienia cieplnego

napływającego na granicę obszaru jest równa gęstości strumienia cieplnego odpływającego z tej granicy)

(

)

(

)

c

F

F

t

t

t

grad

−

=

−

α

λ

IV rodzaju - stwierdza, że na granicy dwóch obszarów zachodzi równość temperatury powierzchni styku obszaru nr 1 do

obszaru nr 2, oraz że gęstość strumienia cieplnego od strony 1 do styku równa się gęstości strumienia cieplnego
od styku do strony 2

( )

( )

τ

τ

F

2

F

1

t

t

=

(

)

(

)

F

2

2

F

1

1

t

grad

t

grad

λ

λ

=

RÓWNANIE GĘSTOŚCI STRUMIENIA CIEPLNEGO W RADIACYJNEJ

WYMIANIE CIEPŁA

(

)

(

)

∑

−

⋅

⋅

⋅

⋅

+

−

⋅

=

−

−

−

j

1

j

1

j

1

j

0

1

j

1

i

K

t

t

b

c

t

t

q

φ

ε

α

w którym:

K

α

- współczynnik przejmowania ciepła na drodze konwekcji

1

t

- temperatura rozpatrywanej powierzchni

i

t

- temperatura powietrza

ε

- współczynnik emisyjności

φ

- współczynnik konfiguracji

0

c

- współczynnik promieniowania ciała czarnego równy

4

2

0

K

m

W

77

,

5

c

=

1

j

b

−

- współczynnik temperaturowy

1

j

4

1

4

j

1

j

t

t

100

t

100

t

b

−













−









=

−

Stosując metodę wzajemności oraz zakładając, że w pomieszczeniu mamy tylko jedną przegrodę zewnętrzną i współczynniki
absorpcji i temperaturowy są te same, otrzymujemy:

(

)

(

)

1

j

r

1

i

K

t

t

t

t

q

−

⋅

+

−

⋅

=

α

α

1

j

1

j

0

1

j

r

b

c

−

−

−

⋅

⋅

⋅

=

φ

ε

α

RÓWNANIE GĘSTOŚCI STRUMIENIA CIEPLNEGO W RADIACYJNEJ

WYMIANIE CIEPŁA POMIĘDZY DWOMA POWIERZCHNIAMI





























−













⋅

⋅

⋅

=

=

−

−

−

−

4

2

4

1

2

1

0

2

1

1

2

1

2

1

100

T

100

T

c

F

Q

q

φ

ε

w którym:

2

1

Q

−

- praca energii cieplnej wymieniona między dwoma ciałami

2

1

−

ε

- współczynnik emisyjności zastępczej

0

c

- współczynnik promieniowania ciała czarnego

2

1

T

;

T

- temperatura na powierzchni

2

1

−

φ

- współczynnik konfiguracji

∫ ∫

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

=

−

1

2

F F

2

1

2

2

1

1

2

1

dF

dF

R

cos

cos

F

1

π

β

β

φ

Jeżeli dwie powierzchnie są nieograniczone lub ograniczone, ale blisko siebie położone to:

1

1

2

2

1

=

=

−

−

φ

φ

Jeżeli wymiana ciepła następuje pomiędzy powierzchnią a nieograniczoną półkulą to:

1

2

1

=

−

φ

ZWIĄZEK POMIĘDZY LICZBĄ NUSSELTA A WSPÓŁCZYNNIKIEM

PRZEJMOWANIA CIEPŁA W KONWEKCYJNEJ WYMIANIE CIEPŁA

Liczba Nusselta N

U

określa stosunek wymiaru charakterystycznego ciała do grubości hipotetycznej nieruchomej warstwy

przyściennej, w której wymiana ciepła następuje przez przewodzenie. Liczba ta określa bezpośrednio intensywność wymiany
ciepła.

K

u

L

N

α

λ

⋅

=

w którym:

L

- wymiar charakterystyczny ciała

λ

- współczynnik przewodności cieplnej danego materiału

K

α

- współczynnik przejmowania ciepła na drodze konwekcji

∞

−

=

t

t

q

F

K

K

α

w którym:

K

q

- intensywność procesu wymiany ciepła

F

t

- temperatura powierzchni ciała stałego

∞

t

- temperatura płynu w pewnym oddaleniu od ciała stałego

Na podstawie liczby Nusselta możemy wyznaczyć współczynnik przejmowania ciepła, a następnie opór cieplny przegrody.