background image

 

Kryteria termoizolacyjności budynku 

 

 

2. Kryterium współczynnika przenikania ciepła przez przegrody  

nieprzeźroczyste 

 

Kryterium  to  dotyczy  ścian  (przegród  zewnętrznych),  których  współczynnik 

przenikania ciepła U, nie może być większy od pewnej wartości maksymalnej, określonej w 

rozporządzeniu o warunkach technicznych 

 

U   ≤   U

ma

 

]

/

[

1

2

K

m

W

R

U

c

 

 

]

/

[

2

W

K

m

R

R

R

R

se

i

si

c

  - opór całkowity 

 

R

si 

– opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni przegrody,  

R

se 

– opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni przegrody, 

 

Wartości  oporów  ciepła  przyjmuje  się  z  Polskiej  Normy.  Zależą  one  od  kierunku 

przepływu ciepła. Wartość dla kierunku poziomego można przyjmować dla strumieni ciepła 

odchylonych o ±30˚ od płaszczyzny poziomej. 

 

 

Opory przejmowania ciepła [m

2

K/W] 

Opór 

przejmowania 

ciepła 

Kierunek strumienia cieplnego 

w górę 

poziomy 

w dół 

R

si 

0,10 

0,13 

0,17 

R

se

 

0,04 

0,04 

0,04 

 

R – opór cieplny warstwy materiału jednorodnego o stałej grubości,      

background image

 

]

/

[

2

W

K

m

d

R

 

d – grubość przegrody, [m], 

λ – współczynnik przewodności cieplnej materiału, [W/mK] 

n

n

d

d

d

R

...

2

2

1

1

 

Do obliczonego współczynnika przenikania ciepła należy stosować poprawki korygujące. 

U

= U

o

 + ΔU 

 

ΔU = ΔU

g

 + ΔU

f

 + ΔU

r

 + ΔU

nieszczelność 

 

ΔU

g

 – poprawka na nieszczelność, 

ΔU

f

 – poprawka na łączniki mechaniczne, 

ΔU

r

 -  poprawka na wpływ opadów na dach o odwróconej kolejności warstw, 

ΔU

r

 -  poprawka ze względu na mostki termiczne. 

 

Współczynnik przenikania ciepła U dla przegród nieprzezroczystych wynosi 

  ściany zewnętrzne, U ≤ 0,3 [W/m

2

K] 

  ściany dachy, U ≤ 0,25 [W/m

2

K] 

Dla przegród przezroczystych, U ≤ 1,8 [W/m

2

K] 

 

3. Kryterium minimalnego oporu cieplnego przegród stykających się z gruntem  

(ściany, podłogi) 

Suma  oporów  cieplnych  warstw  podłogowych,  dodatkowej  izolacji  cieplnej  (poziomej  lub 

pionowej) i gruntu, obliczona zgodnie z Polską Normą nie powinna być mniejsza od wartości 

określonych w tabeli.  

min

R

R

g

 

background image

 

 

 

Minimalne wartości sumy oporów cieplnych dla podłóg układanych na gruncie 

Lp.  Składniki oporu ciepła 

R

min

 [m

2

·K/W] 

o

C  <  t

i

  ≤  16 

o

t

i

 > 16 

o

Warstwy  podłogowe,  izolacja  cieplna 

(pozioma  lub  pionowa)  oraz  ściana 

zewnętrzna  lub  fundamentowa  (jak  na 

rysunku) 

1,0 

1,5 

Warstwy podłogowe i  grunt  przyległy do 

podłogi (w jej strefie środkowej) 

bez wymagań  1,5 

 

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.[2] 

Opór  cieplny  gruntu  przylegającego  do  podłogi  zależy  od  strefy  podłogi.  Strefę  pierwszą 

stanowi  pas  szerokości  1m  przyległy  do  ściany.  Pozostałą  cześć  podłogi  traktuje  się  jako 

strefę drugą. Jeżeli górna powierzchnia podłoga zagłębiona jest więcej niż 1 m w gruncie, to 

całą jej powierzchnię traktuje się jako strefę drugą. 

 W zależności od strefy podłogi wartości oporu cieplnego gruntu R

gr

 wynoszą: 

-   w 

strefie 

pierwszej 

R

gr

 

0,5 

W/m

2

·K                                                                                          

-    w  strefie  drugiej  wartość  R

gr

  przyjmuje  się  w  zależności  od  szerokości  tej  strefy 

z tablicy, przy czym nie może ona przekraczać wartości R

gr max

 obliczonej ze wzoru: 

09

,

0

57

,

0

max

Z

R

gr

 

 

background image

 

gdzie:   

       Z- wysokość górnej powierzchni podłogi od poziomu zwierciadła wody gruntowej [m] 

  

Wartości oporu cieplnego R

gr

 gruntu przylegającego do podłogi 

Szerokość 

strefy 

drugiej 

[m] 

≤ 4 

10 

15 

20 

25 

50 

75 

≥ 

100 

R

gr

   

[m

2

·K/W] 

0,6 

0,9 

1,0 

1,1 

1,5 

1,7 

2,0 

3,6 

5,2 

5,7 

UWAGA:  przy  pośrednich  szerokościach  strefy  drugiej  wartości  R

gr

  należy 

interpolować liniowo 

 Współczynnik przenikania ciepła podłogi przylegającej do gruntu należy obliczać ze wzoru: 





K

m

W

R

R

U

gr

T

gr

2

1

 

 gdzie: 

R

T

 - całkowity opór cieplny podłogi 

R

gr

 – obliczeniowy opór cieplny gruntu przylegającego do ściany 

                    

 

Podłogom stykającym się z gruntem o temperaturze obliczeniowej t

i

 ≤ 8[˚C] oraz podłogom 

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

cieplnej. 

 

 

background image

 

4. Kryterium maksymalnej powierzchni okien 

W  budynku  mieszkalnym  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

max

0

0

A

A

 

obliczoną według wzoru: 

 

w

z

A

A

A

03

,

0

15

,

0

max

0

 

 

Az

Aw

 

A

z

  –  jest  sumą  powierzchni  rzutu  poziomego  (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

 

W  budynkach  przemysłowych  łączne  pole  okien  oraz  ścian  szklanych  w  stosunku  do  całej 

powierzchni elewacji nie może być większe niż:  

-w budynku jednokondygnacyjnym ( halowym) – 15%, 

-w budynku wielokondygnacyjnym                     – 30% 

 

5. Kryterium punktu rosy 

W  budynku  mieszkalnym,  budynku  użyteczności  publicznej,  a  także  w  budynku 

przemysłowym  opór  cieplny  nieprzezroczystej  przegrody  zewnętrznej  powinien  umożliwiać 

utrzymanie na wewnętrznych jej powierzchniach temperatury wyższej co najmniej o 1˚C od 

temperatury punktu rosy 

background image

 

]

[

1

0

0

C

C

t

Q

s

i

 

 

t

s

 – temperatura punktu rosy, t

s

 =10,7[˚C], 

Q

i

 – temperatura powierzchni przegrody wewnętrznej 

 

Temperaturę, w której para wodna zawarta w powietrzu stanie się parą wodną nasyconą 

można wyznaczyć w następujący sposób: 

1)  odczytać  z  tablicy  ciśnień  cząstkowych  nasyconej  pary  wodnej  ciśnienie  cząstkowe 

pary  wodnej  nasyconej  p

ni

  przy  obliczeniowej  temperaturze  powietrza  w 

pomieszczeniu t

i

2)  obliczyć  ciśnienie  cząstkowe  pary  wodnej  rzeczywistej  p

i

  przy  obliczeniowej 

wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu φ

i

 

]

[

100

Pa

p

p

i

ni

i

 

 

3)  odczytać

 

z  tablicy  ciśnień  cząstkowych  pary  wodnej  nasyconej  temperaturę  punktu 

rosy t

s

 odpowiadającą ciśnieniu p

i.

 

 

Temperaturę wewnętrznej powierzchni przegrody należy wyznaczyć ze wzoru:  

]

[

)

(

0

C

R

t

t

U

t

Q

si

e

i

i

i

 

t

i

 – obliczeniowa temperatura powietrza wewnętrznego, [˚C], 

t

e

 – obliczeniowa temperatura powietrza zewnętrznego, [˚C], 

U

o

 – współczynnik przewodności cieplnej przegrody,[W/m

2

K], 

R

si

 – opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni         przegrody,[m

2

K/W] 

 

6. Kryterium ograniczenia zawilgocenia przegród 

Przegrody  zewnętrzne  powinny  być  zabezpieczone  przed  zawilgoceniem 

spowodowanym  przez  kondensację  pary  wodnej  w  ich  wewnętrznych  warstwach. 

Kondensacja  pary  wodnej  w  przegrodzie  jest  dopuszczalna,  ale  nagromadzenie  kondensatu 

background image

 

nie  powinno  powodować  większego  przyrostu  wilgotności  niż  wartości  dopuszczalne 

określone w PN-82/B-02020. 

1.   Do  obliczeń  przyjmuje  się  temperaturę  i  wilgotność  względną  powietrza  zewnętrznego: 

t

e

 = -5

o

C  i  φ

e

  =  85%  oraz  temperaturę  i  wilgotność  względną  powietrza  wewnętrznego: 

t

i

 = 20

o

C i φ

i

 = 55%. 

2.  Określa  się  ciśnienie  pary  wodnej  nasyconej  w  pomieszczeniu  p

si

  oraz  w  powietrzu 

zewnętrznym p

se.

 

 3.  Określa się ciśnienie rzeczywiste pary wodnej p

i

 oraz p

e

 ze wzorów: 

100

*

si

i

i

P

P

         

100

*

e

i

P

Pe

 

 4. Wyznacza się temperatury na granicy warstw materiałów o różnym oporze dyfuzyjnym. 

)

)(

(

R

R

t

t

U

t

si

e

i

i

 

              t

i

 = 20

o

              t

e

 = -5

o

              R

si

 – opór przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej, m

2

K/W 

               ΣR

λ

  –  suma  oporów  cieplnych  warstw  przegrody  od  wewnętrznej  powierzchni  do 

danego przekroju, m

2

K/W 

5.  Dla  obliczonych  temperatur  określa  się  ciśnienia  pary  wodnej  nasyconej  w  przekroju 

przegrody. 

6.      Oblicza się opory dyfuzyjne. 

d

r

 

       d – grubość warstwy materiału, m 

      

 – współczynnik przepuszczalności pary wodnej materiału, (g/m   h   Pa). 

  

7. Wyznacza się całkowity opór przegrody. 

background image

 

 

8.  Sporządza  się  wykres  ciśnienia  pary  wodnej  nasyconej  oraz  rysuje  linię  wyznaczającą 

ciśnienie rzeczywiste pary wodnej (obliczone według punktu 3). Jeżeli linie ciśnienia pary 

nasyconej i ciśnienia pary rzeczywistej nie przecinają się to w przegrodzie nie występuje 

kondensacja  –  należy  uznać,  że  zaprojektowana  jest  prawidłowo.  Jeżeli  jednak  linie  te 

przecinają  się  to  w  przegrodzie  wystąpi  kondensacja  pary  wodnej  i  w  dalszych 

obliczeniach należy określić temperaturę powietrza zewnętrznego, przy której zaczyna się 

kondensacja.  Należy  wyznaczyć  na  wykresie  płaszczyznę  maksymalnej  kondensacji 

(PMK), w miejscu, w którym występuje maksymalna różnica ciśnień (p

k

-p

s

) oraz określić 

opór cieplny R i opór dyfuzyjny r

k, 

pomiędzy powierzchnią wewnętrzną i PMK 

9.  W płaszczyźnie PMK oblicza się ciśnienie nasyconej pary wodnej p

s

, ciśnienie rzeczywiste 

pary wodnej p

k

 przy t

e

 = 0

o

C oraz φ

e

 = 85%. Ciśnienie p

k

 oblicza się ze wzoru: 

r

r

p

p

p

p

k

e

i

i

k

)

(

 

       r – całkowity opór dyfuzyjny przegrody 

       r

k

 – opór dyfuzyjny, części przegrody pomiędzy powierzchnią wewnętrzną i PMK 

                       Jeżeli  (p

k

  –  p

s

)  >  0,  to  w  przegrodzie  nadal  występuje  kondensacja  i  obliczenia  należy 

powtórzyć,  zwiększając  t

e

  co  5C,  do  czasu  aż  (p

k

  –  p

s

)  <  0,  czyli  kondensacja  w 

przegrodzie nie wystąpi. 

 

10.   Należy wyznaczyć średnią dobową temperaturę powietrza zewnętrznego t

e

’, przy której 

w przegrodzie zacznie się kondensacja, tj. (p

k

 – p

s

) = 0.  

11.  Dla temperatury wyznacza się liczbę dób z o temperaturze równej lub niższej od wartości 

t

e

’ i średnią temperaturę zewnętrzną t

e

” w tym okresie. 

12. Następnie  powtarza  się  obliczenia  według  punktów  od  1  do  7  dla  temperatury  t

e

”,             

φ

e

  =  85%    i sporządza  wykres  według  punktu  8.  Na  wykresie  z  punktów  p

i

  oraz  p

e

 

prowadzi się styczne do linii ciśnienia pary nasyconej p

s

. Punkty styczności wyznaczają 

strefę  lub  płaszczyznę  kondensacji  pary  wodnej  w  przegrodzie.  Z  wykresu  odczytać 

należy ciśnienia p

s

’ i p

s

” oraz opory dyfuzyjne r’ oraz r”. 

background image

 

13.   Oblicza  się  ilość  kondensatu W  (g/m   a),  powstającego  w  przegrodzie  w  całym  okresie 

kondensacji: 

)

(

24

"

"

'

'

r

p

p

r

p

p

z

W

s

s

s

i

 

       z – liczba dób o temperaturze równej lub niższej od wartości t

e

’ 

 

14.   Wyznacza  się  przyrost  wilgotności  warstwy  materiału  Δu  %,  w  którym  występuje 

kondensacja: 

d

W

U

10

 

       ρ – gęstość objętościowa materiału w stanie suchym, kg/m

3

. 

15.  Wartość Δu należy policzyć dla każdej warstwy osobno, jeżeli w przegrodzie występuje 

kondensacja na granicy dwóch warstw. 

16.  Sprawdza się wymaganie wyrażone wzorem: 

max

U

U



 

7. Ryzyko wystąpienia pleśni na powierzchniach przegród budowlanych 

 

Warunki  związane  z  ochroną  budynków  przed  zawilgoceniem  zawarte  są  w  normie 

PN-EN ISO 13788:2003 „Cieplno wilgotnościowe właściwości komponentów budowlanych i 

elementów  budynku.  Temperatura  powierzchni  wewnętrznej  dla  uniknięcia  krytycznej 

wilgotności powierzchni i kondensacji międzywarstwowej. Metody obliczeń.” 

  

Aby  uniknąć  rozwoju  pleśni,  wilgotność  względna  powietrza  przy  powierzchni 

przegrody  zewnętrznej  nie  powinna  przekraczać  wartości  80%.  Obliczenia  wykonywane  są 

dla  średnich  warunków  brzegowych,  dla  każdego  miesiąca  w  roku.  Należy  wykonać 

następujące kroki obliczeniowe: 

 

1.  Dla danej lokalizacji należy zdefiniować średnią miesięczną temperaturę i wilgotność 

powietrza zewnętrznego. 

background image

 

10 

2.  Zdefiniować temperaturę wewnętrzną. 

3.  Na podstawie różnicy ciśnień lub sposobu wentylowania wnętrza obliczyć wilgotność 

względną powierza wewnątrz. Jeżeli wnętrze jest klimatyzowane przyjmujemy stałą. 

Do obliczonych wartości wprowadza się poprawki, zgodnie z zasadami podanymi w 

normie. 

4.  Obliczyć wartość dopuszczalnego ciśnienia stanu nasycenia, przyjmując maksymalną 

wilgotność przy powierzchni jako 80%. 

5.  Wyliczyć minimalną wartość temperatury przy powierzchni T

simin

6.  Obliczyć  minimalny  współczynnik  temperaturowy  f

Rsi,min

,  dla  temperatury  T

simin 

średnich warunków miesięcznych. 

e

i

e

si

Rsi

T

T

T

T

f

min

min

,

 

7.  Krytycznym  miesiącem  jest  ten,  dla  którego  wielkość  f

Rsi,min

  jest  największa. 

Współczynnik  temperaturowy  dla  krytycznego  miesiąca  oznaczany  jest  f

Rsi,max

Budynek  należy  zaprojektować  tak,  aby  wyliczona  wartość  współczynnika 

temperaturowego na wewnętrznej powierzchni przegrody f

Rsi

 spełniała warunek: 

max

,

Rsi

Rsi

f

f

 

 

Współczynnik f

Rs

 można liczyć ze wzoru: 

 

e

i

e

si

Rsi

T

T

T

T

f

 

T

si 

–  temperatura  na  wewnętrznej  powierzchni  przegrody  przy  temperaturze  powietrza 

wewnętrznego T

i

 i powietrza zewnętrznego T

e

 

lub ze wzoru: 

U

R

U

f

si

Rsi

1

)

1

(

 

U – współczynnik przenikania ciepła przegrody, należy przyjmować wg tabeli nr 2 z normy 

PN-EN ISO 13788 

 

background image

 

11 

8. Kryterium szczelności przegród budowlanych  

 

 W  budynku  mieszkalnym,  zamieszkania  zbiorowego,  budynku  użyteczności  publicznej,  a 

także  w  budynku  produkcyjnym  przegrody  zewnętrzne  nieprzezroczyste,  złącza  między 

przegrodami  i  częściami  przegród  oraz  połączenia  okien  z  ościeżami  należy  projektować  i 

wykonywać  pod  kątem  osiągnięcia  ich  całkowitej  szczelności  na  przenikanie  powietrza.[1] 

W  budynku  mieszkalnym,  zamieszkania  zbiorowego  i  budynku  użyteczności  publicznej 

współczynnik  infiltracji  powietrza  dla  otwieranych  okien  i  drzwi  balkonowych  w 

pomieszczeniach,  w  których  napływ  powietrza  zewnętrznego  jest  zapewniony  przez 

nawiewniki, powinien wynosić nie więcej niż 0,3 m

3

/(m · h · daPa

2/3

). 

 

Zaleca się przeprowadzenie sprawdzenia szczelności powietrznej budynku. Wymagana 

szczelność wynosi: 

1) budynki z wentylacją grawitacyjną - n

50

 ≤ 3,0 h-1; 

2) budynki z wentylacją mechaniczną - n

50

 ≤ 1,5 h-1. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 

12 

Obliczanie współczynnika przenikania ciepła ściany zewnętrznej 

 
 

1.  Obliczenie współczynnika przenikania ciepła U

o

 

 

d1

d2

d3

si

se

Powietrze wewnętrzne

Powietrze zewnętrzne

 

 
 
Opór cieplny warstwy materiału przegrody : 
 

W

K

m

d

R

j

j

j

2

 

gdzie : 
 

d

j

 

- grubość warstwy o numerze j [m], 

 

λ

j

 

- współczynnik przewodności cieplnej warstwy o numerze j [W/mK]. 

 
Całkowity opór cieplny przegrody : 
 

n

j

j

se

si

T

R

R

R

R

1

 

gdzie : 
 

R

si

 

- opór przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej, 

 

R

se

 

- opór przejmowania ciepła po stronie zewnętrznej. 

 
 
Opory przejmowania ciepła wynoszą : 

W

K

m

h

R

i

si

2

1

 

W

K

m

h

R

e

se

2

1

 

 
gdzie : 
 

h

i

 

- współczynnik przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej (inaczej 

background image

 

13 

oznaczany symbolem α

i

) [W/m

2

K], 

h

e

 

- współczynnik przejmowania ciepła po stronie zewnętrznej (inaczej oznaczany 

symbolem α

e

) [W/m

2

K]. 

 
 
Współczynnik przenikania ciepła przegrody U wynosi : 
 

K

m

W

R

U

T

2

1

 

 
Temperatura powierzchni wewnętrznej przegrody wynosi : 
 

]

C

R

t

t

U

t

si

e

i

i

i

 

 
 
 

Przykład 

 
Oblicz opór współczynnik przenikania ciepła trójwarstwowej przegrody zewnętrznej (ściany 
zewnętrznej budynku) i temperaturę powierzchni wewnętrznej dla poniższych danych: 
 
Struktura przegrody: 

Warstwa 

Grubość warstwy 

[m] 

Współczynnik przewodności cieplnej 

[W/mK] 

Faktura zewnętrzna 

0,07 

1,70 

Wełna mineralna 

0,08 

0,042 

Żelbet 

0,10 

1,70 

 

 

 

 

Opory przejmowania ciepła (w m

2

·K/W)

 

Opór 

przejmowania

 

ciepła

 

Kierunek strumienia cieplnego

 

w górę

 

poziomy

 

w dół

 

R

si

 

0,10

 

0,13

 

0,17

 

R

se

 

0,04

 

0,04

 

0,04

 

Uwaga:  

1. 

Wartości R

si

 

obliczono przy założeniu emisyjności powierzchni ε=0,9 i h

ro

 

oszacowanym w temperaturze 20 

o

C.

  

2.  

Wartości R

se

 

obliczono przy ε=0,9 i h

ro

 oszacowanym w temperaturze 0 

o

C i prędkości wiatru v = 4 m/s

 

background image

 

14 

  

t

i

 =   20 ˚C 

 

- temperatura powietrza wewnętrznego, 

t

e

 = -16 ˚C 

 

- temperatura powietrza zewnętrznego, 

h

i

 = 8,1 W/m

2

- współczynnik przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej, 

h

e

 = 23,2 W/m

2

- współczynnik przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej. 

 
 
 

W

K

m

d

R

2

1

1

1

041

,

0

7

,

1

07

,

0

 

W

K

m

d

R

2

2

2

2

905

,

1

042

,

0

08

,

0

 

W

K

m

d

R

2

3

3

3

058

,

0

7

,

1

10

,

0

 

 
 
Oporność przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni: 

W

K

m

R

se

2

04

,

0

2

,

23

1

 

Oporność przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni: 

W

K

m

R

si

2

12

,

0

1

,

8

1

 

 
Opór cieplny przegrody wynosi : 

3

1

2

164

,

2

058

,

0

905

,

1

041

,

0

12

.

0

04

.

0

i

i

si

se

T

W

K

m

R

R

R

R

 

 
Współczynnik przenikania ciepła wynosi : 
 





K

m

W

R

U

T

2

462

,

0

164

,

2

1

1

 

 
 
 
Temperatura powierzchni wewnętrznej wynosi : 
 

 

]

[

0

,

18

12

,

0

16

20

462

,

0

20

C

R

t

t

U

t

si

e

i

i

i

 

 
 
Pole rozkładu temperatury: 
 





n

j

j

si

e

i

j

j

R

R

t

t

U

t

t

1