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.

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.

gdzie:

            R_T - całkowity opór cieplny przegrody wraz z oporami przejmowania ciepła, m²·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.

gdzie:

w którym:

R_gr - obliczeniowy opór cieplny gruntu przylegającego do ściany, [m²·K/W]

Podłogom stykającym się z gruntem w pomieszczeniach o temperaturze obliczeniowej t_i ≤ 8^oC 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:

 

1. przy t_i > 16 ^oC 1,0 m²·K/W,

2. przy 4 ^oC < t_i ≤ 16 ^oC 0,8 m²·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 A₀, wyrażone w m² okien oraz przegród szklanych i przezroczystych, o współczynniku przenikania ciepła U nie mniejszym niż 2,0 W/m²·K obliczone według ich wymiarów modularnych nie może być większe niż wartość A_0max obliczona według wzoru:

 

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 m², okien oraz przegród szklanych i przezroczystych o współczynniku przenikania ciepła nie mniejszym niż 2,0 W/m²·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:

1. w budynku jednokondygnacyjnym (halowym) - 15%

2. 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 ^oC 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 _i można wyliczyć ze wzoru:

w którym:

t_i - obliczeniowa temperatura powietrza wewnętrznego, ^oC

t_e - obliczeniowa temperatura powietrza zewnętrznego, ^oC

U_o - współczynnik przewodności cieplnej przegrody, W/m²·K

R_si - opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni przegrody, m²·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 m²/m·h·da·Pa^2/3, a w pozostałych przypadkach powyżej 0,5 lecz nie więcej niż 1,0 m²/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

w którym:

- współczynnik przewodności cieplnej danego materiału

- wewnętrzne źródła ciepła

- ciepło właściwe w stanie suchym danego materiału

- gęstość objętościowa w stanie suchym danego materiału

- 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

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

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)

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

RÓWNANIE GĘSTOŚCI STRUMIENIA CIEPLNEGO W RADIACYJNEJ WYMIANIE CIEPŁA

w którym:

- współczynnik przejmowania ciepła na drodze konwekcji

- temperatura rozpatrywanej powierzchni

- temperatura powietrza

- współczynnik emisyjności

- współczynnik konfiguracji

- współczynnik promieniowania ciała czarnego równy

- współczynnik temperaturowy

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

RÓWNANIE GĘSTOŚCI STRUMIENIA CIEPLNEGO W RADIACYJNEJ WYMIANIE CIEPŁA POMIĘDZY DWOMA POWIERZCHNIAMI

w którym:

- praca energii cieplnej wymieniona między dwoma ciałami

- współczynnik emisyjności zastępczej

- współczynnik promieniowania ciała czarnego

- temperatura na powierzchni

- współczynnik konfiguracji

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

Jeżeli wymiana ciepła następuje pomiędzy powierzchnią a nieograniczoną półkulą to:

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.

w którym:

- wymiar charakterystyczny ciała

- współczynnik przewodności cieplnej danego materiału

- współczynnik przejmowania ciepła na drodze konwekcji

w którym:

- intensywność procesu wymiany ciepła

- temperatura powierzchni ciała stałego

- temperatura płynu w pewnym oddaleniu od ciała stałego

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

---