1. p Wymagania w zakresie ochrony cieplnej dla zewnętrznych przegród budowlanych

Wymagania z zakresu ochrony cieplnej dla zewnętrznych przegród budowlanych stykających się z gruntem określa Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Maksymalna wartość współczynnika przenikania ciepła „U”, dla budynku mieszkalnego wolnostojącego, niepodpiwniczonego, z podłogą na gruncie (ił), wynosi: $0,45\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$ . Analizowany budynek powinien posiadać izolację obwodową z materiału izolacyjnego w postaci warstwy o oporze cieplnym co najmniej $2,00\ \frac{m^{2} \bullet K}{W}$.

1. Przyjęcie modelu obliczeniowego

○ określenie geometrii podłogi na podstawie rzutu parteru analizowanego domu jednorodzinnego, wolnostojącego, niepodpiwniczonego

1. Obliczenie współczynnika przenikania ciepła U wg
   PN – EN ISO 13370:2008

○ Obliczenie wymiaru charakterystycznego podłogi na gruncie B^I

$$B^{I} = \frac{A}{0,5P}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \lbrack m\rbrack$$

gdzie:

▪ A - całkowite pole powierzchni podłogi na gruncie [m²]

▪ P- całkowity obwód budynku [m]

→ Całkowite pole powierzchni podłogi:

A = (4,0•10,0) +  4, 0 • (4,0+10,0) =  96, 0 m²

→ Całkowity obwód ścian zewnętrznych:

P = (2•10,0) + (6•4,0) = 44, 00 m

$$B^{I} = \frac{96,00}{0,5 \bullet 44,00} = 4,36\ \lbrack m\rbrack$$

○ Obliczenie grubości ekwiwalentnej podłogi d_t

d_t = w + λ(R_si+ R_f+R_se)         [m]

Gdzie:

▪ w - całkowita grubość ścian [m]

▪ λ - współczynnik przewodzenia ciepła gruntu $\lbrack\frac{W}{m \bullet K}\rbrack$

▪ R_si – opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni przegrody $\lbrack\frac{m^{2} \bullet K}{W}\rbrack$

▪ R_se - opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni przegrody $\lbrack\frac{m^{2} \bullet K}{W}\rbrack$

▪ R_f - opór cieplny płyty podłogi, łącznie z każdą warstwą izolacyjną na całej powierzchni powyżej lub poniżej płyty podłogi i każdym pokryciem podłogi $\lbrack\frac{m^{2} \bullet K}{W}\rbrack$

→ Całkowita grubość ścian zewnętrznych:

w = 0, 015 + 0, 12 + 0, 16 + 0, 05 + 0, 12 = 0, 465 m

→ Współczynnik przewodzenia ciepła gruntu:

Analizowany budynek posadowiony jest na ile. Zgodnie z PN – EN ISO 13370:2008 wartość współczynnika przewodzenia ciepła λ dla iłu wynosi 1,50 $\mathbf{\lbrack}\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m \bullet K}}\mathbf{\rbrack}$.

→ Opory przejmowania ciepła na powierzchnię budynku:

Zgodnie z PN – EN ISO 6949:2008 opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni przegrody, $R_{\text{si}} = 0,17\ \left\lbrack \frac{m^{2} \bullet K}{W} \right\rbrack\text{\ \ }$, gdyż ciepło przepływa pionowo w dół. Natomiast opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni przegrody, $R_{\text{se}} = 0,00\ \left\lbrack \frac{m^{2} \bullet K}{W} \right\rbrack$.

→ Opór cieplny płyty podłogi zgodnie z PN – EN ISO 13370:2008:

Lp.	Warstwy	di [m]	λi [W/(m∙K)]	Ri [(m^2∙K)/W]
1	Podkład betonowy	0,20	1,05	0,19
2	Panele HDF	0,09	0,18	0,5
Rf=	0,69

d_t = 0, 465 + 1, 50(0,17+ 0,69+0,00) = 1, 755 [m]

d_t=1, 8 m  <  B^I=4, 36 m

d_t < B’ , zatem zgodnie z PN – EN ISO 13370:2008 jest to podłoga nieizolowana lub średnio izolowana.

○ Obliczenie współczynnika przenikania ciepła U

→ W przypadku podłogi nieizolowanej i średnio izolowanej współczynnik przenikania ciepła oblicza się ze wzoru:

$$U = \ \frac{2 \bullet \lambda}{\pi \bullet B^{I} + d_{t}}\ln\left( \frac{\pi \bullet B^{I}}{d_{t}} + 1 \right)$$

$$U = \ \frac{2 \bullet 1,50}{\pi \bullet 4,36 + 1,755}\ln\left( \frac{\pi \bullet 4,36}{1,755} + 1 \right)$$

$$\mathbf{U = \ 0,42\ \ \ \ \lbrack}\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{\bullet K}}\mathbf{\rbrack}$$

→ Uwzględnienie wpływu izolacji krawędziowej zgodnie z załącznikiem B normy PN – EN ISO 13370:2008

Rozpatrywany budynek posiada pionową izolację krawędziową składającą się z styropianu EPS 100 o grubości 16 cm umieszczoną w gruncie na głębokość 0,60 m. Współczynnik przewodzenia $\mathbf{\lambda}_{\mathbf{n}}\mathbf{= 0,040\ \lbrack}\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m \bullet K}}\mathbf{\rbrack}$ ( „Praktyczna fizyka cieplna budowli” . tablica 1B)

$$R^{I} = R_{n} - \frac{d_{n}}{\lambda}\text{\ \ }\left\lbrack \frac{m^{2} \bullet K}{W} \right\rbrack$$

gdzie:

▪ R_m - opór cieplny poziomej lub pionowej izolacji krawędziowej $\left\lbrack \frac{m^{2} \bullet K}{W} \right\rbrack$

▪ d_n – grubość izolacji krawędziowej [m]

$$R_{n} = \ \frac{d_{n}}{\lambda_{n}}$$

$$R_{n} = \ \frac{0,16}{0,040} = 4,0\ \left\lbrack \frac{m^{2} \bullet K}{W} \right\rbrack\ $$

$$\mathbf{R}_{\mathbf{n}}\mathbf{= 4,0\ }\left\lbrack \frac{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{\bullet K}}{\mathbf{W}} \right\rbrack\mathbf{\ } > \ \mathbf{R}_{\mathbf{\min}}\mathbf{= \ 2,00\ }\left\lbrack \frac{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{\bullet K}}{\mathbf{W}} \right\rbrack$$

$$R^{I} = 4,0 - \frac{0,16}{1,50} = 3,89\ \ \left\lbrack \frac{m^{2} \bullet K}{W} \right\rbrack$$

→ dodatkowa grubość ekwiwalentna d^I wynikająca z izolacji krawędziowej:

d^I = R^I • λ          [m]

d^I = 3, 89 • 1, 50 = 5, 84 [m]

d^I=5, 84 [m]

$$\psi_{g,e} = \ - \frac{\lambda}{\pi}\left\lbrack \ln\left( \frac{2D}{d_{t}} + 1 \right) - ln\left( \frac{2D}{d_{t} + d^{I}} + 1 \right) \right\rbrack\ \lbrack\frac{W}{m \bullet K}\rbrack$$

gdzie:

▪ D – szerokość (głębokość) pionowej izolacji krawędziowej poniżej poziomu gruntu [m]

$$\psi_{g,e} = \ - \frac{1,50}{\pi}\left\lbrack \ln\left( \frac{2 \bullet 0,60}{1,755} + 1 \right) - ln\left( \frac{2 \bullet 0,60}{1,755 + 5,84} + 1 \right) \right\rbrack\ = - 0,1787\ \lbrack\frac{W}{m \bullet K}\rbrack$$

→ Efekt izolacji krawędziowej włączony do współczynnika przenikania ciepła podłogi:

$$U = \ U_{0} + \frac{2 \bullet \psi_{g,e}}{B^{I}}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \lbrack\frac{W}{m^{2} \bullet K}\rbrack$$

$$U = \ 0,42 + \frac{2 \bullet - 0,18}{4,36} = 0,338\ \lbrack\frac{W}{m^{2} \bullet K}\rbrack\ $$

$$\mathbf{U = \ 0,34\ }\left\lbrack \frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{\bullet K}} \right\rbrack\mathbf{<}\ \mathbf{U}_{\mathbf{\max}}\mathbf{= 0,45\ }\left\lbrack \frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{\bullet K}} \right\rbrack$$

Wartość całkowitego współczynnika przenikania ciepła jest mniejsza od maksymalnej wartości dopuszczalnej określonej w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.

Spis treści:

1. Wymagania w zakresie ochrony cieplnej dla zewnętrznych przegród budowlanych str. 1

2. Przyjęcie modelu obliczeniowego str.1-2

3. Obliczenie współczynnika przenikania ciepła U str. 3-7

4. Układ warstw podłogi na gruncie, ściany zewnętrznej oraz

Przyziemia budynku załącznik