Ściany zewnętrzne budynków w świetle nowych wymagań cieplnych
External building walls in light of new thermal insulation requirements
Ściany zewnętrzne budynków w świetle nowych wymagań cieplnych
www.sxc.hu
Zmieniło się rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie1. Główne zmiany dotyczą zagadnień związanych z ochroną energetyczną i cieplną budynków. Najwięcej dyskusji wywołała kwestia ustalenia wartości granicznych (maksymalnych) współczynnika przenikania ciepła U w odniesieniu do przegród zewnętrznych budynku.
Zobacz także
Fiberglass Fabrics sp. z o.o. Tynki i farby w dużych inwestycjach budowlanych
Przy projektowaniu i realizacji dużych inwestycji, takich jak osiedla mieszkaniowe, biurowce czy obiekty użyteczności publicznej, kluczowe znaczenie ma wybór odpowiednich materiałów wykończeniowych. Nie...
Przy projektowaniu i realizacji dużych inwestycji, takich jak osiedla mieszkaniowe, biurowce czy obiekty użyteczności publicznej, kluczowe znaczenie ma wybór odpowiednich materiałów wykończeniowych. Nie do przecenienia jest rola tynków i farb, które wpływają na wygląd budynków, a także na ich trwałość i komfort użytkowania.
Connector.pl Nowoczesne piany poliuretanowe – szczelne i trwałe ocieplenie budynku
Firma Connector.pl to największy polski dystrybutor materiałów do produkcji kompozytów, będący liderem na rynku od ponad 30 lat. W swojej ofercie posiadamy szeroką gamę produktów, a wśród nich znakomitej...
Firma Connector.pl to największy polski dystrybutor materiałów do produkcji kompozytów, będący liderem na rynku od ponad 30 lat. W swojej ofercie posiadamy szeroką gamę produktów, a wśród nich znakomitej jakości piany PUR otwarto- i zamkniętokomórkowe.
Czytaj całość »
M.B. Market Ltd. Sp. z o.o. Czy piana poliuretanowa jest palna?
W artykule chcielibyśmy przyjrzeć się bliżej temu aspektowi i rozwiać wszelkie wątpliwości na temat palności pian poliuretanowych.
W artykule chcielibyśmy przyjrzeć się bliżej temu aspektowi i rozwiać wszelkie wątpliwości na temat palności pian poliuretanowych.
Czytaj całość »
ABSTRAKT |
|---|
|
W artykule przeprowadzono analizę najczęściej stosowanych w Polsce rozwiązań ścian zewnętrznych w zakresie ochrony cieplnej. Dokonano ich oceny pod kątem spełnienia przez nie wymagań, które według zmian planowanych w rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, do 2021 r. mają być stopniowo zaostrzane. |
|
The article conducts an analysis of the most commonly used external wall solutions in Poland in the scope of heat insulation. The author judges them according to the criterion of meeting the appropriate requirements, which, according to the planned amendments to regulation on technical terms that buildings and their orientation should meet, are going to be gradually tightened by 2021. |
Początkowo w projekcie rozporządzenia zmieniającego rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1], zaproponowano bardzo ostre wymagania, jednak środowisko branży budowlanej nie zgodziło się z tymi propozycjami.
W ramach konsensusu planuje się stopniowe zaostrzanie wymagań w zakresie wartości granicznych współczynnika U [W/(m²·K)]. I tak np. dla ściany zewnętrznej budynku ustalono, że:
- do końca 2013 r. wartość Umaks. będzie wynosić 0,28 W/(m²·K),
- w latach 2014–2016 Umaks. = 0,25 W/(m²·K),
- w latach 2017–2020 Umaks. = 0,23 W/(m²·K),
- docelowo od 2021 r. Umaks. = 0,20 W/(m²·K).
Nowe wymagania w zakresie ochrony cieplnej budynków dotyczą wszystkich przegród zewnętrznych (stropodachu, podłogi na gruncie, stolarki okiennej i drzwiowej). Artykuł to analiza konstrukcyjno-materiałowa ścian zewnętrznych budynku mieszkalnego w aspekcie kryterium cieplnego według zmian planowanych w rozporządzeniu [1].
Charakterystyka rozwiązań konstrukcyjno-materiałowych ścian zewnętrznych budynku
Ściana zewnętrzna jest pionową przegrodą budynku, która powinna spełniać wymagania w zakresie nośności, izolacyjności termicznej, izolacyjności akustycznej, bezpieczeństwa użytkowania i pożarowego, zapewnienia odpowiednich warunków higienicznych i zdrowotnych oraz ochrony środowiska.
Układy konstrukcyjno-materiałowe ścian zewnętrznych budynku zmieniają się wraz ze zmianą wymagań oraz wprowadzaniem nowych, udoskonalonych materiałów lub technologii. Najczęściej stosowanymi technologiami wznoszenia ścian zewnętrznych budynków mieszkalnych w Polsce są technologia murowana lub drewniana o parametrach:
- warstwa konstrukcyjna: cegła pełna o gr. 25 cm, cegła kratówka o gr. 25 cm, bloczek z betonu komórkowego o gr. 24 cm, bloczek wapienno-piaskowy (silikatowy) o gr. 18 cm, 24 cm lub pustak MAX o gr. 28,8 cm,
- warstwa izolacji cieplnej: styropian, wełna mineralna,
- warstwa elewacyjna: cegła klinkierowa o gr. 12 cm, bloczek wapienno-piaskowy o gr. 12 cm.
Przykładowe rozwiązania ścian zewnętrznych murowanych przedstawiono na rys. 1–2 i 3–5.
Obliczenia własne
W ramach obliczeń własnych określono wartość współczynnika przenikania ciepła Uc [W/(m²·K)] według normy PN-EN ISO 6946:2008 [3] wybranych ścian jednowarstwowych, dwuwarstwowych, trójwarstwowych i szczelinowych budynku mieszkalnego.
Straty ciepła przez pojedyncze elementy budynku, przy przyjęciu pewnych uproszczeń, można określić za pomocą współczynnika przenikania ciepła U [W/(m²·K)]. Współczynnik określa stratę ciepła odniesioną do jednostkowej różnicy temperatury wewnętrznej i zewnętrznej oraz jednostkowej powierzchni elementu budowlanego:
gdzie:
RT – całkowity opór cieplny przegrody złożonej z płaskich warstw jednorodnych [(m²·K)/W], obliczony ze wzoru:
gdzie:
Rsi – opór przejmowania ciepła na powierzchni wewnętrznej [(m²·K)/W] ( tabela 1 ),
Rn – obliczeniowe wartości oporu cieplnego każdej warstwy [(m²·K)/W]:
gdzie:
d – grubość warstwy [m],
λ – obliczeniowe wartości współczynnika przewodzenia ciepła materiału [W/(m·K)]; przyjmuje się je na podstawie normy PN-EN 12524:2003 [4], tablic z literatury [5] oraz danych producenta,
Rse – opór przejmowania ciepła na powierzchni zewnętrznej [(m²·K)/W] ( tabela 1 ).
Do obliczonej wartości współczynnika przenikania ciepła U należy stosować poprawki korygujące wpływ:
- nieszczelności w warstwie izolacji,
- łączników mechanicznych przechodzących przez warstwę izolacyjną,
- opadów na dach o odwróconym układzie warstw.
Skorygowany współczynnik przenikania ciepła Uc uzyskuje się przez wprowadzenie trzonu korekcyjnego ΔU:
Człon korekcyjny ΔU wyraża się następującym wzorem:
gdzie:
ΔUg – poprawka na nieszczelności,
ΔUr – poprawka na wpływ opadów w odniesieniu do dachów o odwróconym układzie warstw,
ΔUf – poprawka na łączniki mechaniczne.
W przypadku ściany szczelinowej zaprojektowano dobrze wentylowaną warstwę powietrza o gr. 4 cm, co spełnia kryterium pkt. 5.3.4. normy PN-EN ISO 6946:2008 [3]: „całkowity opór cieplny komponentu budowlanego zawierającego dobrze wentylowaną warstwę powietrza należy obliczyć, pomijając opór cieplny warstwy powietrza i wszystkich innych warstw między warstwą powietrza a środowiskiem zewnętrznym oraz dodając zewnętrzny opór przejmowania ciepła, odpowiadający powietrzu nieruchomemu; alternatywnie może być zastosowana wartość Rsi z Tablicy 1 normy”.
Do obliczeń wybrano najczęściej stosowane rozwiązania konstrukcyjno-materiałowe ścian zewnętrznych w budownictwie. W przypadku ścian warstwowych (dwuwarstwowych, trójwarstwowych, szczelinowych) określono wartości współczynnika przenikania ciepła Uc [W/(m²·K)] w odniesieniu do izolacji cieplnej o gr.: 10, 12, 15 i 20 cm.
Wartości współczynnika przewodzenia ciepła przyjęto na podstawie wymagań normy PN-EN ISO 12524:2003 [4] oraz wytycznych zawartych w publikacji „Praktyczna fizyka cieplna budowli. Szkoła projektowania złączy” [5] i udokumentowanych danych producentów.
Wyniki obliczeń przedstawiono w tabeli 2. Na ich podstawie dokonano oceny analizowanych rozwiązań pod kątem spełnienia kryterium Uc ≤ Umaks. według planowanych zmian w zakresie wartości granicznej współczynnika Umaks. (tabela 3).
Podsumowanie i wnioski
Obliczenia własne wykazały, iż przy zaostrzających się z biegiem czasu wymaganiach dotyczących Umaks. niektóre rozwiązania konstrukcyjno-materiałowe ścian zewnętrznych nie spełniają podstawowego kryterium (tabela 3). Szczególnie dotyczy to ścian jednowarstwowych. W przypadku ścian warstwowych minimalna grubość izolacji cieplnej, która spełni kryterium Uc ≤ Umaks. przy podwyższonych wymaganiach, wynosi 15–20 cm.
Ocena cieplna ścian zewnętrznych powinna dotyczyć nie tylko pełnej przegrody, lecz także jej złączy. Niestety projektowane w rozporządzeniu [1] zmiany w zakresie ochrony cieplnej nie precyzują wymagań w zakresie maksymalnych wartości strat ciepła przez mostki cieplne w postaci liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψ [W/(m·K)], które występują w miejscu połączenia przegród zewnętrznych (np. połączenia ściany zewnętrznej: z oknem, ze stropem, ze stropodachem, z podłogą na gruncie).
Literatura
- Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie
- K. Józefiak, „Metody projektowania ścian zewnętrznych w aspekcie cieplno-wilgotnościowym”, praca dyplomowa inżynierska napisana pod kierunkiem dr. inż. Krzysztofa Pawłowskiego, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy, Bydgoszcz 2011.
- PN-EN ISO 6946:2008, „Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania”.
- PN-EN ISO 12524:2003, „Materiały i wyroby budowlane. Właściwości cieplno-wilgotnościowe. Tabelaryczne wartości obliczeniowe”.
- A. Dylla, „Praktyczna fizyka cieplna budowli. Szkoła projektowania złączy”, Wydawnictwo Uczelniane UTP, Bydgoszcz 2009.
1 W momencie przygotowywania artykułu do druku projekt rozporządzenia był po konsultacjach społecznych.
![Tabela 1. Wartości oporu przejmowania ciepła Rsi, Rse według normy PN-EN ISO 6946:2008 [3]](/media/data/202101/sciany-warunki-techniczne-pawlowski-tab1.jpg)
![Tabela 2. Wyniki obliczeń współczynnika przenikania ciepła Uc [W/(m2·K)] najczęściej stosowanych rozwiązań ścian zewnętrznych według normy PN-EN ISO 6946:2008 [3]](/media/data/202101/sciany-warunki-techniczne-pawlowski-tab2.jpg)
![Tabela 3. Ocena ścian zewnętrznych murowanych pod kątem spełnienia wymagań Uc ≤ Umaks. [W(m2·K)]](/media/data/202101/sciany-warunki-techniczne-pawlowski-tab3.jpg)
