Politechnika Wrocławska

Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego

Instytut Budownictwa

Zakład Fizyki Budowli i Środowiska

Ćwiczenie projektowe z przedmiotu „Fizyka budowli”

Wykonał:

Wojciech Janik

rok IV, semestr VIII, KB

środa 13¹⁵ - 15⁰⁰

Prowadzący:

dr inż. Elżbieta Śliwińska

• Obliczenie wartości współczynników przenikania ciepła dla wszystkich przegród ograniczających ogrzewaną kubaturę budynku

1. Ściana zewnętrzna




Rysunek 1. Ściana zewnętrzna: 1 - tynk cementowo-wapienny, 2 - cegła ceramiczna pełna, 3 - wełna mineralna, 4 - cegła klinkierowa

L.p.	Materiał warstwy	d [m]	 [W / (m  K)]	d / 
1	Tynk na zaprawie cementowo-wapiennej	0,02	0,82	0,02
2	Cegła ceramiczna pełna	0,25	0,77	0,32
3	Wełna mineralna	0,18	0,045	4,00
4	Cegła klinkierowa	0,12	1,05	0,11

Całkowity opór cieplny komponentu budowlanego składającego się z warstw obliczamy według wzoru:




gdzie:

R_si - opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni

R - suma obliczeniowych oporów cieplnych poszczególnych warstw

R_se - opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni







Współczynnik przenikania ciepła obliczamy ze wzoru:




Całkowity współczynnik przenikania ciepła U_c

Jego wartość określa się wg wzoru:




Składnik poprawkowy U wyznacza się natomiast wg wzoru:




U_g - Poprawka na nieszczelności. Przyjęto, że izolacja jest tak ułożona, że nie jest możliwa cyrkulacja powietrza po cieplejszej stronie izolacji; brak nieszczelności przechodzących przez całą warstwę izolacji. Stąd wg tablicy D.1 PN-EN ISO 6946:1999




U_f - poprawka na łączniki mechaniczne wg wzoru:




gdzie:

 - współczynnik wg tablicy D.2, Przyjęto typ łącznika: kotew między warstwami muru:


_f - współczynnik przewodności cieplnej materiału łączników. Przyjęto: stal budowlana żebrowana o


n_f - liczba łączników na metr kwadratowy. Przyjęto: n = 3

A_f - pole przekroju poprzecznego jednego łącznika powierzchnia łącznika. Przyjęto łączniki o średnicy  = 6 mm Ⴎ A_f = 0,0000283 m²




U_r - poprawka na wpływ opadów dla dachu o odwróconym układzie

warstw.

Końcowy współczynnik przenikania ciepła U_k wyznaczamy według wzoru:




Stąd:




Przegroda spełnia wymagania normy.

2. Zewnętrzna ściana piwniczna




Rysunek 2. Zewnętrzna ściana piwniczna: 1 - tynk cementowo-wapienny, 2 - cegła ceramiczna pełna, 3 - wełna mineralna, 4 - cegła klinkierowa

L.p.	Materiał warstwy	d [m]	 [W / (m  K)]	d / 
1	Tynk na zaprawie cementowo-wapiennej	0,02	0,82	0,02
2	Cegła ceramiczna pełna	0,25	0,77	0,32
3	Wełna mineralna	0,18	0,045	4,00
4	Cegła klinkierowa	0,12	1,05	0,11

Ponieważ zagłębienie górnej powierzchni podłogi poniżej poziomu terenu przekracza 1,0 m, całą powierzchnie traktuje się jako strefę II.




gdzie:


- obliczeniowy opór cieplny gruntu przylegającego do podłogi w strefie

drugiej według tablicy NB.2 normy.


R - opór cieplny podłogi wg wzoru:




Przegroda spełnia wymagania normy.

3. Podłoga na gruncie




Rysunek 3. Podłoga pod piwnicą: 1 - Płytki ceramiczne, 2 - Gładź cementowa, 3 - Folia izolacyjna, 4 - Wełna mineralna, 5 - 2x papa na lepiku, 6 - Chudy beton, 7 - Piasek

L.p.	Materiał warstwy	d		d / 
		[m]	[W / (m  K)]
1.	Płytki ceramiczne na zaprawie klejowej	0,010	1,05	0,01
2.	Gładź cementowa	0,040	1,20	0,03
3.	Folia izolacyjna	-	-	-
4.	Wełna mineralna	0,050	0,045	1,11
5.	2x papa na lepiku	0,003	0,18	0,02
6.	Chudy beton	0,100	1,00	0,10
7.	Piasek	0,150	0,55	0,27

Ponieważ zagłębienie górnej powierzchni podłogi poniżej poziomu terenu przekracza 1,0 m, całą powierzchnie traktuje się jako strefę II.




gdzie:


- obliczeniowy opór cieplny gruntu przylegającego do podłogi w strefie

drugiej według tablicy NB.1 normy.


R - opór cieplny podłogi wg wzoru:




Przegroda spełnia wymagania normy.

4. Strop nad poddaszem (nieogrzewane)




Rysunek 4. Strop nad poddaszem: 1 - tynk cementowy, 2 - deski sosnowe, 3 - folia paroszczelna, 4 - wełna mineralna, 5 - deski sosnowe, 6 - belka stropowa

L.p.	Materiał warstwy	d		d / 
		[m]	[W / (m  K)]
1.	Tynk cementowy	0,02	1,00	0,02
2.	Deski sosnowe	0,05	0,16	0,31
3.	Folia izolacyjna	-	-	-
4.	Wełna mineralna	0,15	0,05	3,33
5.	Pustka powietrzna	0,05	-	-
6.	Deski sosnowe	0,03	0,16	0,20

Całkowity opór cieplny komponentu budowlanego składającego się z warstw obliczamy według wzoru:




gdzie:

R_si - opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni

R - suma obliczeniowych oporów cieplnych poszczególnych warstw

R_se - opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni







L.p.	Materiał warstwy	d		d / 
		[m]	[W / (m  K)]
1.	Tynk cementowy	0,02	1,00	0,02
2.	Deski sosnowe	0,05	0,16	0,31
3.	Folia izolacyjna	-	-	-
4.	Belka stropowa	0,20	0,16	1,25
5.	Deski sosnowe	0,03	0,16	0,20







Szerokość pierwszej strefy A_I = 0,10 m; szerokość drugiej strefy A_II = 0,90 m.

Współczynnik przenikania ciepła obliczamy ze wzoru:










5. Dach




Rysunek 5. Dach: 1 - płyta gipsowo-kartonowa, 2 - Folia paroizolacyjna, 3 - wełna mineralna, 4 - belka stropowa, 5 - deski sosnowe, 6 - gonty bitumiczne

L.p.	Materiał warstwy	d		d / 
		[m]	[W / (m  K)]
1.	Gonty bitumiczne	0,02	0,18	0,08
2.	Deski sosnowe	0,05	0,16	0,31
3.	Belka stropowa	0,18	0,16	1,13
4.	Folia paroizolacyjna	-	-	-
5.	Płyta gipsowo-kartonowa	0,0125	0,23	0,05

Całkowity opór cieplny komponentu budowlanego składającego się z warstw obliczamy według wzoru:




gdzie:

R_si - opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni

R - suma obliczeniowych oporów cieplnych poszczególnych warstw

R_se - opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni







L.p.	Materiał warstwy	d		d / 
		[m]	[W / (m  K)]
1.	Gonty bitumiczne	0,02	0,18	0,08
2.	Deski sosnowe	0,05	0,16	0,31
3.	Wełna mineralna	0,18	0,05	3,60
4.	Folia paroizolacyjna	-	-	-
5.	Płyta gipsowo-kartonowa	0,0125	0,23	0,05







Szerokość pierwszej strefy A_I = 0,10 m; szerokość drugiej strefy A_II = 0,90 m.

Współczynnik przenikania ciepła obliczamy ze wzoru:










• Wyznaczenie rozkładu temperatury w zadanej przegrodzie w skali długości i skali oporów cieplnych dla poprawnego i odwróconego układu warstw

Obiekt zlokalizowany jest w Suwałkach (V strefa klimatyczna). Temperatura obliczeniowa powietrza na zewnątrz budynków w tej strefie t_e = -24 °C. Wartość obliczeniowej temperatury w pomieszczeniu t_i = +20 °C

• Wyznaczenie rozkładu temperatury na powierzchni i wewnątrz ściany wielowarstwowej dla układu poprawnego.

Przegroda	Grubość warstwy d	Współczynnik przewodności cieplnej 	Opór cieplny Rn	Różnica temperatur na powierzchni przylegającej warstwy	Temperatura na powierzchni warstwy
	m	W / (m × K)	m^2 × K / W	°C	°C
Powietrze w pomieszczeniu			0,13		20,00
								1,23	18,77
				Tynk lub gładź cementowo-wapienna	0,02	0,82	0,02
										0,23	18,53
				Mur z cegły ceramicznej pełnej	0,25	0,77	0,32
										3,08	15,45
				Filce, maty i płyty z wełny mineralnej od 40 do 80	0,18	0,05	4,00
										37,99	-22,53
				Mur z cegły klinkierowej	0,12	1,05	0,11
										1,09	-23,62
				Powietrze na zewnątrz			0,04
								0,38	-24,00
		R	4,63

• Wyznaczenie rozkładu temperatury na powierzchni i wewnątrz ściany wielowarstwowej dla układu odwróconego.

Przegroda	Grubość warstwy d	Współczynnik przewodności cieplnej 	Opór cieplny Rn	Różnica temperatur na powierzchni przylegającej warstwy	Temperatura na powierzchni warstwy
	m	W / (m × K)	m^2 × K / W	°C	°C
Powietrze w pomieszczeniu			0,04		20,00
								0,38	19,62
				Mur z cegły klinkierowej	0,12	1,05	0,11
										1,09	18,53
				Filce, maty i płyty z wełny mineralnej od 40 do 80	0,18	0,05	4,00
										37,99	-19,45
				Mur z cegły ceramicznej pełnej	0,25	0,77	0,32
										3,08	-22,53
				Tynk lub gładź cementowo-wapienna	0,02	0,82	0,02
										0,23	-22,77
				Powietrze na zewnątrz			0,13
								1,23	-24,00
		R	4,63




• Sprawdzenie wielkości powierzchni przegród przeźroczystych

A₀ ≤ A_0,max

gdzie:

A₀ - powierzchnia okien

A_0,max - maksymalna powierzchnia okien


A_z - suma powierzchni rzutu poziomego wszystkich kondygnacji naziemnych w zewnętrznym obrysie budynku w pasie o szerokości 5m wzdłuż ścian zewnętrznych

A_w - suma powierzchni pozostałej części rzutu poziomego wszystkich kondygnacji po odjęciu A_z

Parter







A₀ ≤ A_0,max

Piętro







A₀ ≤ A_0,max

• Sprawdzenie możliwości kondensacji pary wodnej na powierzchni wybranej przegrody od strony pomieszczenia

Sprawdzenia dokonano dla ściany zewnętrznej wielowarstwowej. Temperatura na powierzchni przegrody od strony pomieszczenia:




Wilgotność względna powietrza wewnątrz pomieszczenia wg [2.] Załącznik krajowy NA (normatywny), Tablica NA. 2:




Ciśnienie cząstkowe pary nasyconej, odpowiadające temperaturze powietrza w pomieszczeniu wg [2.] Załącznik krajowy NA (normatywny), Tablica NA. 3:




Ciśnienie cząstkowe pary wodnej zawartej w powietrzu wewnątrz pomieszczenia:




Punkt rosy wyznaczony wg [2.] Załącznik krajowy NA (normatywny), Tablica NA. 3 jako temperatura odpowiadająca ciśnieniu pary wodnej nasyconej
równemu wartości
(czyli 12,87 hPa):




Sprawdzenie warunku
:




Warunek spełniony. Roszenie na powierzchni przegrody nie wystąpi.

• Sprawdzenie możliwości kondensacji pary wodnej wewnątrz zadanej przegrody dla poprawnego i odwróconego układu warstw

1. Przyjęto wstępnie:

• obliczeniową wartość temperatury powietrza na zewnątrz t_e = - 5 °C

• wilgotność względną powietrza na zewnątrz ϕ_e = 85%

• wilgotność względną powietrza w pomieszczeniu, ϕ_e = 55%

• obliczeniowa wartość temperatury powietrza w pomieszczeniu t_i = - 5 °C

2. Obliczenie ciśnienia rzeczywistego (dla określonych wg [2.] Załącznik krajowy NA (normatywny), Tablica NA. 3 wartości ciśnienia pary wodnej nasyconej w pomieszczeniu p_s,i = 23..40 hPa oraz w powietrzu na zewnątrz): p_s,e = 4.01 hPa







Dla przyjętej początkowo obliczeniowej wartości temperatury powietrza na zewnątrz t_e = -5 °C w obliczanej przegrodzie zachodzi kondensacja pary wodnej dyfundującej z pomieszczenia do otoczenia. Dowodzi tego fakt, iż wykres ciśnienia pary wodnej nasyconej p_s w przekroju przegrody narysowanej w skali oporów dyfuzyjnych przecina się z prostą łączącą punkty oznaczające ciśnienie p_i oraz p_e po obu stronach przegrody.

Aby określić temperaturę powietrza na zewnątrz, przy której zaczyna się kondensacja (tzw. temperatura początku kondensacji), wyznaczono na wykresie płaszczyznę maksymalnej kondensacji (PMK) w miejscu, w którym występuje maksymalna różnica ciśnień (p_k - p_s). Pokrywa się ona z płaszczyzną rozgraniczającą warstwy izolacji termicznej (styropian) i warstwy nośnej (mur z cegły ceramicznej pełnej na zaprawie cementowo - wapiennej), w związku z czym opór cieplny R oraz opór dyfuzyjny r_k części przegrody pomiędzy powierzchnią przegrody od strony pomieszczenia i PMK wynoszą:




Dla powyższych warunków, po ponownym przeprowadzeniu obliczeń przy t_e =+5 °C , w każdym punkcie przekroju przegrody stwierdzono spełnienie warunku (p_k - p_s) < 0, co oznacza, że kondensacja w przegrodzie nie wystąpi.

Oblicza się wartość temperatury powietrza zewnętrznego t'_e , przy której w przegrodzie zaczyna się kondensacja, tj. przy której (p_k - p_s) = 0. Wartość tej temperatury otrzymuje się przez interpolację liniową wartości temperatury t_e , przy której kondensacja już nie występuje (t_e przy (p_k - p_s) < 0 ) oraz tej, przy której jeszcze występuje (t_e przy (p_k - p_s) > 0) i odpowiadających im wartości różnicy ciśnień p_k oraz p_s.







stąd
. Dla tej temperatury odczytano ze skryptu dla V strefy klimatycznej średnią temperaturę powietrza okresu kondensacji
oraz liczbę dób w ciągu roku o temperaturze równej lub niższej od średniej dobowej temperatury powietrza na zewnątrz
, będącej temperaturą początku kondensacji. I tak, z = 102 dni, zatem długość okresu kondensacji


.

W celu określenia strefy kondensacji i ilości kondensatu w przegrodzie obliczono ponownie rozkład ciśnień pary nasyconej i ciśnień początkowych w przegrodzie, ale już dla temperatury powietrza na zewnątrz przegrody równej średniej

temperaturze okresu kondensacji
i odpowiadającemu jej ciśnieniu cząstkowemu pary wodnej w powietrzu


.

Strefę kondensacji wyznaczono graficznie na poniższym rysunku:




gdzie:

T_z = 2448 h

p_i = 11,89 hPa

p_e = 3,84 hPa

p'_s = 6.59 hPa

p”_s = 4.52 hPa







Po podstawieniu danych otrzymano:




Przyrost wilgotności w wełnie mineralnej:




Przyrost wilgotności w murze z cegły klinkierowej:




Średnia temperatura powietrza dla okresu wysychania:




i jego średnia wilgotność względna:


.

Dla obliczonej temperatury i wilgotności względnej powietrza na zewnątrz w okresie wysychania obliczono ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu na zewnątrz:




Ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wewnątrz pomieszczenia:


.

Ciśnienie pary nasyconej w płaszczyźnie kondensacji




Długość okresu kondensacji




Ilość wysychającej wilgoci




Ilość wilgoci gromadzącej się w przegrodzie w okresie kondensacji jest mniejsza od obliczonej ilości wilgoci, która może wyschnąć w okresie letnim. W przegrodzie nie nastąpi postępujący z każdym rokiem wzrost zawilgocenia materiałów.

Sprawdzenie warunków kondensacji wilgoci w przegrodzie z odwróconym układem warstw ze względu na wystąpienie konsolidacji wilgoci w przegrodzie z poprawnym układem warstw zostało pominięte.

Obliczenie rozkładu temperatur, ciśnień pary nasyconej i ciśnień pary wodnej dla poprawnego układu warstw.Obliczenie rozkładu temperatur, ciśnień pary nasyconej i ciśnień pary wodnej dla odwróconego układu warstw.

• Sprawdzenie aktywności cieplnej podłogi w wybranym pomieszczeniu

Sprawdzenia aktywności cieplnej podłogi dokonano dla Sypialni dwuosobowej znajdującej się na piętrze rozpatrywanego budynku.

Na wartość aktywności cieplnej podłogi wpływa tylko materiał wierzchniej warstwy podłogi, w tym przypadku są to panele drewniane, jeśli spełniony jest warunek




gdzie:

d₁ - grubość wierzchniej warstwy podłogi, d₁ = 0,02 m,

τ - czas kontaktu stopy z podłogą, który przyjmuje się 720 s,

a₁ - współczynnik wyrównywania temperatury dla materiału pierwszej (wierzchniej) warstwy,

Wartość współczynnika wyrównywania temperatury dla pierwszej warstwy podłogi wyznacza się według wzoru:




λ₁ - współczynnik przewodności cieplnej materiału,
,

c₁- ciepło właściwe materiału,
,

ρ₁ - gęstość objętościowa materiału,
.

stąd:





- warunek spełniony.

Na aktywność cieplną podłogi ma wpływ tylko warstwa klepki dębowej.

Aktywność cieplna podłogi




Podłoga może być zastosowana w pokojach mieszkalnych.

• Sprawdzenie stateczności cieplnej przegrody w okresie letnim i zimowym,

Sprawdzenie stateczności cieplnej przeprowadzono dla ściany warstwowej zewnętrznej.

1. Stateczność cieplna przegrody w okresie zimowym

Wskaźnik stateczności ၙ




Przy ocenie wskaźnika stateczności cieplnej ၙ przegrody wprowadza się założenie, że średnia temperatura powietrza t_i wewnątrz pomieszczenia oraz temperatura powietrza t_e na zewnątrz pomieszczenia są ustalone w czasie, a wahaniom ulega jedynie temperatura na wewnętrznej powierzchni przegrody od ၊_i,min do ၊_i,max

Przy obliczaniu wskaźnika stateczności cieplnej przegrody wykorzystuje się zależność:




gdzie:

• - wskaźnik stateczności cieplnej przegrody,

R_T - opór przenikania ciepła przez przegrodę,

R_si - opór przejmowania ciepła powierzchni od strony pomieszczenia,

m - współczynnik nierównomierności oddawania ciepła przez urządzenia

grzewcze (wg tab. 2.26 w skrypcie odczytano dla przyjętego typu ogrzewania budynku: Centralne ogrzewanie wodne czynne 12 h w ciągu doby - m = 0,75)

U_i - współczynnik przyswajania ciepła przez powierzchnię przegrody od strony pomieszczenia

L.p.	Materiał warstwy	ρi [kg/m^3]	d [m]	 [W / (m  K)]	Opór cieplny warstwy R (m^2 * K)/ W	Ciepło właściwe J / (kg * K)	Współczynnik przyswajania ciepła s24 W / (m^2 * K)	Wskaźnik przewodności cieplnej warstwy D
1	Tynk lub gładź cementowo-wapienna	1850	0,02	0,82	0,02	837,00	9,58	0,23
2	Mur z cegły ceramicznej pełnej	1800	0,25	0,77	0,32	837,00	9,16	2,97
3	Wełna mineralna	80	0,18	0,045	4,00	753,00	0,44	1,77
4	Mur z cegły klinkierowej	1900	0,12	1,05	0,11	920,00	11,52	1,32

Strefa wyraźnych wahań temperatury obejmuje tynk cementowo-wapienny oraz cegłę ceramiczną pełną, ponieważ zachodzi warunek. D₁ < 1, ale D₁ + D₂ >1.

Oznacza to, iż współczynnik przyswajania ciepła przez powierzchnię U_i zależy od właściwości materiałów zarówno pierwszej jak i drugiej warstwy, a jego wartość wyniesie







Wskaźnik stateczności cieplnej przegrody




Stateczność cieplna zaprojektowanej przegrody warstwowej jest w okresie zimowym wystarczająca.

1. Stateczność cieplna przegrody w okresie letnim

Obliczenie wartości współczynnika tłumienia ၮ dla przegrody wielowarstwowej metodą przybliżoną.




gdzie:

D - Wskaźnik bezwładności przegrody,

s - współczynnik przyswajania ciepła przez materiały kolejnych warstw

U_n - współczynniki przyswajania ciepła przez powierzchnie kolejnych warstw materiału,

ၡ_i, ၡ_e - współczynniki przejmowania ciepła po obu stronach przegrody,

Przy ocenie stateczności cieplnej przegród budowlanych w okresie letnim przyjmuje się zazwyczaj wartość współczynnika przejmowania ciepła na powierzchni od strony otoczenia
, ponieważ obliczeń dokonuje się przy założeniu bezwietrznej pogody. Natomiast w celu uwzględnienia różnicy spowodowanej wiatrem można również przyjmować wartość
.

Wartości współczynników przyswajania ciepła przez powierzchnię kolejnych warstw przegrody:

jeśli dla k-tej warstwy:







stąd:













Wartość współczynnika tłumienia amplitudy wahań temperatury wynosi:




Przybliżona wartość przesunięcia faz fal temperatur dla przegrody wielowarstwowej




gdzie:

ၨ - przesunięcie faz fal temperatur, h,

D - współczynnik bezwładności cieplnej,

U_i - współczynnik przyswajania ciepła przez powierzchnię przegrody od strony pomieszczenia, obliczany dla okresu letniego,

U_e - współczynnik przyswajania ciepła przez n-tą powierzchnię warstwy umieszczonej od strony zewnętrznej przegrody, obliczany dla okresu letniego,

ၡ_i, ၡ_e - współczynniki przejmowania ciepła,




Zalecana wartość przesunięcia fazy fal temperatury
dla ściany skierowanej na zachód i południowy zachód wynosi (wg tab. 2.31 w skrypcie) 8 - 10 h

• Sprawdzenie stateczności cieplnej wybranego pomieszczenia w okresie zimowym

Sprawdzenia stateczności cieplnej pomieszczenia dokonano dla pokoju dziennego o powierzchni 25,0 m² znajdującego się na parterze rozpatrywanego budynku.

Stateczność cieplna pomieszczenia charakteryzowana jest wielkością amplitudy wahań temperatury powietrza wewnątrz pomieszczenia, która zależy od nierównomierności dopływu ciepła do pomieszczenia.

Amplituda wahań temperatury powietrza wewnątrz pomieszczenia




gdzie:

m - współczynnik niejednorodności oddawania ciepła przez urządzenia

ogrzewcze; m = 0,75


- średnia wartość strumienia ciepła dostarczonego do pomieszczenia przez

urządzenia ogrzewcze równa strumieniowi ciepła przenikającego przez przegrody budowlane pomieszczenia,

B - współczynnik pochłaniania ciepła przez powierzchnię przegrody otaczającej pomieszczenie,

A - powierzchnia przegród otaczających pomieszczenie obliczana według wymiarów pomieszczenia w świetle otaczających przegród.

Obliczenie średniej wartości strumienia ciepła
dostarczonego do pomieszczenia przez urządzenia ogrzewcze a równą strumieniowi ciepła przenikającego przez wszystkie przegrody pomieszczenia, inaczej równą stratom ciepła przez przenikanie z pomieszczenia:




gdzie:


- strata ciepła przez przenikanie poszczególnych przegród lub ich części,

dla których obliczeniowy współczynnik przenikania ciepła ma jednakową

wartość, W,


- dodatki do strat ciepła

Dane do obliczeń:

- temperatura powietrza w pomieszczeniu: t_i = 20 ႰC

- temperatura obliczeniowa powietrza na zewnątrz pomieszczenia w V strefie klimatycznej: t_e = -24 ႰC

- współczynnik nierównomierności oddawania ciepła przez urządzenia ogrzewcze m = 0,75

opór przejmowania ciepła:


- ściany zewnętrzne i wewnętrzne,


- stropy (kierunek strumienia cieplnego : w górę),


- ściany zewnętrzne, wewnętrzne i stropy.

- współczynnik przenikania ciepła dla okien:




Współczynniki przyswajania ciepła przez powierzchnię U_i oraz przenikania ciepła U:

Ściana zewnętrzna

Suma współczynników bezwładności cieplnej dla tego stropu D = 6,29. Umowny środek stropu wyznacza połowa współczynnika bezwładności cieplnej D / 2 = 3,145. Od powierzchni sufitu do umownego środka wchodzą warstwa tynku cementowo-wapiennego D = 0,23, warstwa cegły ceramicznej pełnej D = 2,97 oraz część wełny mineralnej D = 3,145 - ( 0,23 + 2,97) = 0,625 Opór tej części warstwy R = D / s = 0,625 / 9,58 =0,06525. Grubość tej warstwy d = ၬ თ R = 0,045 თ 0,196= 0,003










Współczynnik przenikania ciepła:




Ściana wewnętrzna

Ściana z cegły ceramicznej pełnej D = 1,43 /2 = 0,715










Stropy między kondygnacjami

Nad piwnicą:

Suma współczynników bezwładności cieplnej dla tego stropu D = 3,95. Umowny środek stropu wyznacza połowa współczynnika bezwładności cieplnej D / 2 = 1,98. Od powierzchni podłogi do umownego środka wchodzą warstwa podłogi dębowej D = 0,57, warstwa gładzi cementowej D = 0,33, warstwa papy asfaltowej D = 0,24, warstwa styropianu D = 0,48 oraz warstwa stropu Akermana. D = 1,98 - ( 0,57 + 0,33 + 0,24 + 0,48 ) = 0,36 Opór tej części warstwy R = D / s = 0,36 / 9,28 = 0,0388. Grubość tej warstwy d = ၬ თ R = 1,00 თ 0,0388



















Nad piętrem:

Suma współczynników bezwładności cieplnej dla tego stropu D = 4,00. Umowny środek stropu wyznacza połowa współczynnika bezwładności cieplnej D / 2 = 2,00. Od powierzchni sufitu do umownego środka wchodzą warstwa tynku cementowego D = 0,16, oraz warstwa stropu Akermana. D = 2,00 - 0,16 = 1,84 Opór tej części warstwy R = D / s = 1,84 / 9,28 = 0,196. Grubość tej warstwy d = ၬ თ R = 1,00 თ 0,196= 0,196










Współczynnik pochłaniania ciepła:

ściana zewnętrzna:




okna:




podłoga:




sufit:




ściany wewnętrzne:







Obliczenia strat ciepła i pochłaniania ciepła przez poszczególne przegrody

Materiał warstwy	ρi [kg/m^3]	d [m]	 [W / (m  K)]	Opór cieplny warstwy R (m^2 * K)/ W	Ciepło właściwe J / (kg * K)	Współczynnik przyswajania ciepła s24 W / (m^2 * K)	Wskaźnik przewodności cieplnej warstwy D	U W / (m^2 * K)
Ściany zewnętrzne
Tynk lub gładź cementowo-wapienna	1850,00	0,02	0,82	0,02	837,00	9,58	0,23	9,58
Mur z cegły ceramicznej pełnej	1800,00	0,25	0,77	0,32	837,00	9,16	2,97	9,58
Filce, maty i płyty z wełny mineralnej od 40 do 80	80,00	0,003	0,045	0,07	753,00	0,44	0,03	0,44
							0,177		3,93			1,741
Mur z cegły klinkierowej	1900,00	0,12	1,05	0,11	920,00	11,52	1,32
Ściany wewnętrzne				4,46			6,29
Mur z cegły ceramicznej pełnej	1800,00	0,12	0,77	0,16	837,00	9,16	1,43	9,16
Stropy pomiędzy kondygnacjami
Dąb w poprzek włókien	800,00	0,02	0,22	0,09	2511,00	5,65	0,51	5,63
Tynk lub gładź cementowa	2000,00	0,035	1,00	0,04	837,00	11,00	0,38	5,59
Papa (asfaltowa)	1000,00	0,01	0,180	0,06	1465,00	4,36	0,24	1,68
Styropian od 15 do 40	40,00	0,05	0,040	1,25	1465,00	0,41	0,51	0,69
Strop Akermana	1750,00	0,0388	1,00	0,04	-	9,28	0,36	3,34
							0,1960		0,196			1,82	16,88
Tynk lub gładź cementowa	2000,00	0,015	1,00	0,02	837,00	11,00	0,16	14,92
				1,68			4,00

Przegrody	U W / (m^2 x K)	A m^2	ti - te K	d %	Qp W	U W / (m^2 x K)	A m^2	B x A W / K
Ściany zewnętrzne
skierowane na wschód	1,69	7,00	44,00	15,00	74,05	2,29	7,00	16,03
skierowane na północ	1,69	7,50	44,00	20,00	79,34	2,29	7,50	17,18
Okna
skierowane na wschód	1,40	1,80	44,00	25,00	19,04	1,30	1,80	2,34
Strop nad piwnicą	0,62	8,50	0,00	15,00	0,00	5,91	8,50	50,24
Strop nad parterem	2,85	8,50	0,00	20,00	0,00	3,60	8,50	30,60
Ściany wewnętrzne	1,89	14,75	0,00	0,00	0,00	4,18	14,75	61,66
				Qp	172,43		B x A	178,04




Amplituda wahań temperatury powietrza w pomieszczeniu




Stateczność cieplna pomieszczenia jest wystarczająca, gdyż amplituda wahań temperatury powietrza w pomieszczeniu A_ti = 0.51 jest mniejsza niż 3 K.

• Zestawienie ilości i rodzaju zastosowanych materiałów

Nazwa i rodzaj materiału izolacyjnego	Ściany konstrukcyjne zewnętrzne m^3	Podłogi na gruncie m^3	Strop nad poddaszem m^3	Dach m^3	Razem m^3
Wełna mineralna ISOVER GULLFIBER gr. 18 cm	34,22	-	7,77	-	41,99
Wełna mineralna ISOVER GULLFIBER gr. 15 cm	-	-	-	6,82	6,82
Wełna mineralna ISOVER GULLFIBER gr. 5 cm	-	2,48	-	-	2,48
				Suma	51,29

• Wyznaczanie wartości wskaźnika sezonowego zapotrzebowania

Obliczenia sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania (oraz wskaźnika sezonowego zapotrzebowania na ciepło) przeprowadzone zostaną wg Załącznika G normy „PN - B - 02025: 1999, Obliczanie sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej” dla domu jednorodzinnego, częściowo podpiwniczonego, zlokalizowanego w Suwałkach - V strefa klimatyczna.

Pola powierzchni przegród (w świetle przegród prostopadłych), przez które następują straty ciepła przez przenikanie:

Ściany zewnętrzne

skierowane na północ 60.44 m²,

skierowane na wschód 28.16 m²,

skierowane na południe 56.84 m²,

skierowane na zachód 38.73 m².

Okna

w ścianach skierowanych na północ 2.70 m²,

w ścianach skierowanych na wschód 5.20 m²,

w ścianach skierowanych na południe 6.30 m²,

w ścianach skierowanych na zachód 9.35 m²,

Strop nad piętrem 43.70 m²,

Dach 35 m²,

Podłoga na gruncie w

pomieszczeniach ogrzewanych 51.80 m²,

Ściany pomieszczeń ogrzewanych

w piwnicy stykające się z gruntem 49.96 m²,

______________________________ __________

Łączne pole powierzchni przegród 334.28 m²,

Kubatura ogrzewana 386.90 m³.

Wartości współczynnika przenikania ciepła przegród przyjęto zgodnie z wyliczeniami w części pierwszej projektu.

Ściany zewnętrzne 0.241 [W / m² x K],

Okna 0.400 [W / m² x K],

Podłoga na gruncie (strefa I) 0.393 [W / m² x K],

Podłoga na gruncie (strefa I) 0.393 [W / m² x K],

Ściany stykające się z gruntem 0.192 [W / m² x K],

Strop nad poddaszem 0.271 [W / m² x K],

Dach 0.272 [W / m² x K],

Wartość współczynnika przepuszczalności promieniowania słonecznego TR = 0,55 (wg Załącznika E (normatywnego), Tablica E1, Lp. 5).

Wartość strumienia powietrza wentylacyjnego przyjęto zgodnie z wymaganiami PN - 83/B - 03430 „Wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej” :

kuchnia z oknem zewnętrznym,

wyposażona w kuchenkę elektryczną

w mieszkaniu dla więcej niż 3 osób 50 m³/h,

łazienka (z WC lub bez) 50 m³/h,

osobne WC 30 m³/h,

pomieszczenie gospodarcze, kotłownia 15 m³/h,

___________________________

Razem dla całego budynku: 145 m³/h.

Liczba mieszkańców - 4 osób.

Wartość wskaźnika zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania w sezonie ogrzewczym oblicza się korzystając z następującej zależności:




gdzie:

E - wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynku,
,

Q_h - zapotrzebowanie na ciepło w całym sezonie ogrzewczym,
,

V - kubatura części nadziemnej budynku (wg zaleceń PN - ISO 9836: 1997).

Końcowy współczynnik przenikania ciepła U_k

Jego wartość określa się wg wzoru:

U_k = U₀ + ΔU_L

gdzie:

ΔU_L - poprawka ze względu na występowanie liniowych mostków termicznych - dla ścian zewnętrznych z otworami okiennymi i drzwiowymi przybiera wartość


Stąd:




32

---