PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA

Im. Stanisława Staszica w Pile

INSTYTUT POLITECHNICZNY

KIERUNEK : BUDOWNICTWO

FIZYKA BUDOWLI

ĆWICZENIE NR 3

OCENA IZOLACYJNOŚCI TERMICZNEJ PRZEGRÓD ZEWNĘTRZNYCH STYKAJĄCYCH SIĘ Z GRUNTEM wg PN-EN ISO 13370:2008

Nazwisko Imię
Rok/Grupa
Rok akademicki
Ocena

Formularz wydania ćwiczenia projektowego

1.Określenie wymagań izolacyjności cieplnej przegrody.

Określenie wymagań w zakresie ochrony cieplnej dla budynku mieszkalnego i obliczeniowej temperatury wewnętrznej t_i=+20^oC , współczynnik przenikania ciepła dla podłogi na gruncie (przegrody)wynosi

U_(max)= 0,45 $\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{K}}$

2.Układ materiałowy komponentów połączenia ściany ze stropem.

3. Model obliczeniowy

Opór przejmowania ciepła U_C na powierzchni wewnętrznej [R_si] dla podłogi na gruncie przyjęto zgodnie z Tablicą nr 1 normy PN-EN ISO 6946:2008 gdzie kierunek ciepła w dół wynosi 0,17 [$\frac{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{*K}}{\mathbf{W}}$].Wartość oporu przejmowania ciepła na powierzchni zewnętrznej
wynosi 0,00 [$\frac{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{*K}}{\mathbf{W}}$].

Współczynnik przewodzenia ciepła λ dla iłu wynosi 1,5 [$\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{*K}}$] .

3.1. Rozwiązanie geometrii połączenia budynku z gruntem na podstawie normy PN-EN ISO 13370

Podłoga typu płyta na gruncie- parametry obliczeniowe:

Wymiar charakterystyczny podłogi B^′ zgodnie z normą PN-EN ISO 13370 definiowany jako pole powierzchni podłogi podzielone przez połowę obwodu, obliczono z poniższego wzoru:
B^′= $\frac{\mathbf{A}}{\mathbf{0,5\ P}}$

Obliczenia:
A=88 [m²]
P=30 [m]
B^′=$\frac{88}{0,5*30}$= 5,87[m]

4. Opory cieplne komponentów.

R=$\frac{\mathbf{d}}{\mathbf{\lambda}}$ [$\frac{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{K}}{\mathbf{W}}$]

d- grubość warstwy

𝛌- współczynnik przenikliwości

- panele HDF d₁=0,001 m 𝛌₁=0,07 [$\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}\mathbf{\ }\mathbf{K}}$]

R=$\frac{\mathbf{d}_{\mathbf{1}}}{\mathbf{\lambda}_{\mathbf{1}}}$ =$\frac{\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{001}}{\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{07}}$=0,014 [$\frac{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{K}}{\mathbf{W}}$]

- jastrych gipsowy d₂=0,05 m 𝛌₂=0,38 [$\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{\text{m\ K}}}$]

R=$\frac{\mathbf{d}_{\mathbf{2}}}{\mathbf{\lambda}_{\mathbf{2}}}$ =$\frac{\mathbf{0,05}}{\mathbf{0,38}}$=0,132 [$\frac{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{K}}{\mathbf{W}}$]

- xps d₃=0,05 m 𝛌₃=0,036 [$\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}\mathbf{\ }\mathbf{K}}$]

R=$\frac{\mathbf{d}_{\mathbf{3}}}{\mathbf{\lambda}_{\mathbf{3}}}$ =$\frac{\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{05}}{\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{036}}$=1,429 [$\frac{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{K}}{\mathbf{W}}$]

- podkład betonowy d₄=0,20 m 𝛌₄=1,50 [$\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{\text{m\ K}}}$]

R=$\frac{\mathbf{d}_{\mathbf{4}}}{\mathbf{\lambda}_{\mathbf{4}}}$ =$\frac{\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{20}}{\mathbf{1}\mathbf{,}\mathbf{50}}$=0,133 [$\frac{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{K}}{\mathbf{W}}$]

(*)-𝛌=0.38 dla jastrychu gipsowego jest wartością deklarowaną wiec trzeba zamienić tą wartość na obliczeniową

𝛌_D=0.38[$\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{\text{m\ K}}}$]

𝛌= 𝛌_D*F_m

F_m=e^fΨ(Ψ-Ψ)=e^4(0-0)=1 𝛌=0.38*1=0.38[$\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{\text{m\ K}}}$]

(*)-𝛌=0.036 xps jest wartością deklarowaną wiec trzeba zamienić tą wartość na obliczeniową

𝛌_D=0.036[$\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{\text{m\ K}}}$]

𝛌= 𝛌_D*F_m

F_m=e^fΨ(Ψ-Ψ)=e^4(0-0)=1 𝛌=0.036*1=0.036[$\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{\text{m\ K}}}$]

Całkowity opór cieplny komponentów

Opis warstwy	Gr. warstwy d [m]	𝛌 [$\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{\text{m\ K}}}$]	Opór cieplny [$\frac{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{K}}{\mathbf{W}}$]
Powierzchnia wewnętrzna	-	-	0.17
panele HDF	0.001	0.07	0,014
jastrych gipsowy	0,05	0,38	0,132
xps	0,05	0,036	1,429
podkład betonowy	0,20	1,50	0,133
Powierzchnia zewnętrzna	-	-	0

ΣR = Rsi + R1 + R2 + R4 + Rse , [W/m2K] 1,878[$\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{*K}}$]

Obliczenia oporu całkowitego komponentów:

R_f= $\frac{\mathbf{d}_{\mathbf{1}}}{\mathbf{\lambda}_{\mathbf{1}}}$ + $\frac{\mathbf{d}_{\mathbf{2}}}{\mathbf{\lambda}_{\mathbf{2}}}$ + $\frac{\mathbf{d}_{\mathbf{3}}}{\mathbf{\lambda}_{\mathbf{3}}}$ + $\frac{\mathbf{d}_{\mathbf{4}}}{\mathbf{\lambda}_{\mathbf{4}}}$

R_f = 1,708 [$\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{*K}}$]
w= 0.405 [m]

d_t = w + λ * (R_si +R_f+R_se)
d_t = 0,405+1,5*[0,17+1,708+ 0,00]= 3,22 [m]

5. Obliczenie wartości podstawowej współczynnika przenikania ciepła U_o

d_t < B’

3,22 < 5,87

więc ;

U_o =

U_o = $\frac{\mathbf{2 \times 1,5}}{\mathbf{\pi \times 5,87 + 3,22}}\mathbf{\ln}\left( \frac{\mathbf{\pi \times 5,87}}{\mathbf{3,22}}\mathbf{+ 1} \right)$

U_o = 0,26 < U_max= 0,45

Przegroda stykająca się z gruntem spełnia warunek izolacyjności cieplnej.

5.1. Uwzględnienie wpływu izolacji krawędziowej :

a) Opór pionowej izolacji krawędziowej:
R_n= $\frac{\mathbf{d}_{\mathbf{n}}}{\mathbf{\lambda}_{\mathbf{n}}}$

R_n= $\frac{0,12}{0,036}$= 3,33 [ $\frac{\mathbf{(}\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{*K}\mathbf{)}}{\mathbf{W}}$]

b) Dodatkowy opór cieplny wprowadzony przez izolację krawędziową:
R^′ = R_n - $\frac{\mathbf{d}_{\mathbf{n}}}{\mathbf{\lambda}}$
R^′ =3,33 – $\frac{0,12}{1,5}$=3,33- 0,08=3,25[ $\frac{\mathbf{(}\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{*}\mathbf{K}\mathbf{)}}{\mathbf{W}}$]

c) Dodatkowa grubość ekwiwalentna wynikająca z izolacji krawędziowej:
d^′ =R^′*λ
d^′ = 3,25*1.5 =4,87 [m]

d) izolacja umieszczona pionowo poniżej gruntu wzdłuż obwodu podłogi i do fundamentów z materiałów o mniejszym współczynniku przewodzenia ciepła niż grunt:

Ψ_g,e= - $\frac{\mathbf{\lambda}}{\mathbf{\pi}}$[ ln ($\frac{\mathbf{2D}}{\mathbf{d}_{\mathbf{t}}}$ + 1) – ln ($\frac{\mathbf{2D}}{\mathbf{d}_{\mathbf{t}}\mathbf{+}\mathbf{d}^{\mathbf{'}}}$ + 1)]
gdzie:
D- szarość pionowej izolacji krawędziowej poniżej poziomu gruntu w [m]
d^′-dodatkowy opór cieplny wprowadzony przez izolację krawędziową.

Obliczenia wpływu izolacji krawędziowej pionowej:

Ψ_g,e= - $\frac{\mathbf{1,5}}{\mathbf{\pi}}$[ ln ($\mathbf{\ }\frac{\mathbf{2}\mathbf{*}\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{7}}{\mathbf{3,22}}$ + 1) - ln ( $\frac{\mathbf{2}\mathbf{*}\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{7}}{\mathbf{3,22}\mathbf{+}\mathbf{4,87}}$ + 1)]= -0,097

5.2.Współczynnik przenikania ciepła wraz z izolacją krawędziową pionową.

U= U_o + $\frac{\mathbf{2}\mathbf{*}\mathbf{\Psi}_{\mathbf{g}\mathbf{,}\mathbf{e}}}{\mathbf{B}^{\mathbf{'}}}$
U=0,23 + $\frac{2*\mathbf{(}\mathbf{-}\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{097}\mathbf{)}}{5,87}$ = 0,23[$\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{*}\mathbf{K}}$]

U=0,23[$\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{*K}}$] < U_max= 0,45

Warunek spełniony: Przegroda jest poprawnie zaprojektowana pod względem aktualnych wymagań dotyczących izolacyjności cieplnej.

6.Szczegół połączenia posadzki ze ścianą