Algorytm obliczania współczynnika przenikania ciepła U dla ścian

Współczynnik przenikania ciepła U jest parametrem opisującym ilość ciepła przenikającego przez przegrody termiczne jakimi są ściany. Jest on odwrotnością oporu cieplnego przegrody R, U=1/R.

Opór cieplny należy wyznaczyć dla ściany, złożonej na ogół z kilku warstw różnych materiałów (warstwy muru, izolacji, tynku).

W przypadku ścian warstwowych straty ciepła powstają również w wyniku występowania tzw. mostków termicznych, którymi są np. łączniki stalowe wiążące warstwy ściany. W obliczeniach współczynnika U uwzględnia się występowanie mostków termicznych poprzez odpowiednie korekty.

Opór cieplny warstw występujących w ścianie R_i zależy od ich grubości d_i oraz współczynnika przewodzenia ciepła λ_i, który jest podstawowym parametrem charakteryzującym właściwości cieplne materiału budowlanego (R_i= d_i/ λ_i).

Podczas wykonywania obliczeń współczynnika U ważne jest prawidłowe ustalenie parametrów warstw ściany. Nieprawidłowo przyjęte mogą przyczynić się nawet do kilkunastoprocentowych odchyłek w obliczeniach, co może skutkować nieprawidłową oceną charakterystyki energetycznej obiektu (a w efekcie do większego zużycia energii od obliczonego).

Jak obliczyć współczynnik przenikania ciepła U dla ścian

Poniższy algorytm pomoże w wykonaniu prawidłowych obliczeń parametrów cieplnych ściany.

⇒ Wymagania cieplne dla ścian

określa Rozporządzenie ministra infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (WT).

U_C(max)[W/(m²∙K)]

Maksymalne wartości współczynnika przenikania ciepła U_C(max) określona w rozporządzeniu WT (par. 328) zobacz >

U_C(max) ≥ U_C

Zgodnie z rozporządzeniem WT (zał. 2)

U_c - współczynnik przenikania ciepła dla ściany uwzględniający poprawki ze względu na pustki powietrzne w warstwie izolacji oraz łączniki mechaniczne przechodzące przez warstwę izolacyjną.

⇒ Obliczenia: Sprawdzenie spełnienia wymagań: zgodnie normą z PN-EN ISO 6946:2017.

1.	Obliczenie współczynnika przenikania ciepła U_c
	*U_C= U + ΔU_g + ΔU_f*[W/(m²∙K)]	gdzie: U - współczynnik przenikania ciepła, ΔU_g - poprawka na nieszczelności w warstwie izolacji, ΔU_f - poprawka na łączniki mechaniczne.
2.	Obliczenie współczynnika przenikania ciepła U
	*U = 1 / R_T*[W/(m²∙K)]	gdzie: R_T - całkowity opór cieplny przegrody.
	Obliczoną wartość współczynnika przewodzenia ciepła U należy zaokrąglić w „górę”, nie więcej niż do dwóch miejsc po przecinku lub trzech cyfr znaczących.
2.2.	Całkowity opór cieplny przegrody R_T jako płaskiego komponentu budowlanego składającego się z warstw jednorodnych cieplnie.
	*R_T = R_si+ R₁ + R₂ + … +R_n + R_se*[m²∙K/W]	gdzie: R_si - opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni, w przypadku poziomego kierunku strumienia ciepła R_si = 0,13 m²∙K/W, R_i - opory cieplne warstw jednorodnych, R_se - opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni, w przypadku poziomego kierunku strumienia ciepła R_se = 0,04 m²∙K/W.
	Obliczoną wartość oporu cieplnego należy zaokrąglić „w dół”, czyli z niedomiarem.
2.2.1.	Opory cieplne R_i warstw jednorodnych i (i = 1 … n) zależne od ich grubości d_i oraz obliczeniowego współczynnika przewodzenia ciepła λ_i (λ_design) materiału z którego ta warstwa jest wykonana.
	*R_i = d_i /* *λ_i*[m²∙K/W]	gdzie: d_i - grubość warstwy [m], λ_i - obliczeniowy współczynnik przewodzenia ciepła [W/(m∙K)].
3.	Poprawka na nieszczelności w warstwie izolacji (pustki powietrzne) *ΔU_g* W/(m²∙K).
	W/(m²∙K)]	gdzie: ΔU” - stopień nieszczelności [W/(m²∙K)], R_l - Opór cieplny warstwy zawierającej nieszczelności R_l [m²∙K/W], R_T,h - całkowity opór cieplny elementu bez uwzględniania mostków cieplnych [m²∙K/W].
3.1.	Stopień nieszczelności ΔU’’ [W/(m²∙K)]
	*ΔU’’ = 0,00* gdy nie ma nieszczelności przechodzących przez całą warstwę izolacji i nie jest możliwa cyrkulacja powietrza po cieplejszej stronie izolacji (poziom 0), *ΔU’’ = 0,01* gdy nieszczelności mogą przechodzić przez całą warstwę izolacji, ale nie powodują cyrkulacji powietrza między ciepłą i zimną stroną izolacji (poziom 1), *ΔU’’ = 0,04* gdy nieszczelności mogą przechodzić przez całą warstwę izolacji i występuje ryzyko cyrkulacji powietrza pomiędzy ciepłą i zimną stroną izolacji (poziom 2).
4.	Poprawka na łączniki mechaniczne ΔU_f
	Poprawki tej nie należy uwzględniać w przypadku: kotew ściennych przechodzących przez pustą szczelinę powietrzną, kotew ściennych pomiędzy warstwą muru i drewnianymi słupkami, gdy współczynnik przewodzenia ciepła łącznika (λ_f), lub jego części jest mniejszy niż 1 W/(m∙K). Poniższa procedura nie ma zastosowania w przypadku gdy końce łącznika stykają się z blachami metalowymi. Wpływ takich łączników należy obliczać za pomocą programów komputerowych lub przyjmować z katalogów mostków termicznych.
	[W/(m²∙K)]	gdzie: α - współczynnik, λ_f - współczynnik przewodzenia ciepła łącznika [W/(m∙K)], A_f - pole przekroju poprzecznego jednego łącznika [m²]. n_f - liczba łączników na [m²], d₀- grubość warstwy izolacji zawierającej łącznik [m], R_l - Opór cieplny warstwy zawierającej nieszczelności R_l [m²∙K/W], R_T,h - całkowity opór cieplny elementu bez uwzględniania mostków cieplnych [m²∙K/W].
	Wartość współczynnika α
	0,8 - łącznik całkowicie przebija warstwę izolacji wg PN-EN ISO 6946:2017

Maksymalne wartości współczynnika przenikania ciepła U_c(max)aktualnie obowiązujace

Tablica: Maksymalne wartości współczynnika przenikania ciepła U_C(max) określone w rozporządzeniu WT (par. 328)

Rodzaj przegrody (ściany) i temperatura
w pomieszczeniu

Współczynnik przenikania ciepła U_{C (max)}W/m²K

od 1 stycznia 2017 r.

od 1 stycznia 2021 r.

Ściany zewnętrzne:

przy t_i ≥ 16°C
przy 8°C≤ t_i< 16°C
przy t_i< 8°C

0,23
0,45
0,90

0,20
0,45
0,90

Ściany wewnętrzne:

oddzielające pomieszczenie ogrzewane od nieogrzewanego
przy Δ t_i ≥ 8°C oraz oddzielające pomieszczenia ogrzewane od klatek schodowych i korytarzy
przy Δ t_i< 8°C

0,30

1,00

bez wymagań

Ściany przyległe do szczelin dylatacyjnych
o szerokości:

powyżej 5 cm, niezależnie od przyjętego sposobu zamknięcia i zaizolowania szczeliny
do 5 cm, trwale zamkniętych i wypełnionych izolacją cieplną na głębokości co najmniej 20 cm

0,70

1,00

0,70

1,00

Ściany nieogrzewanych kondygnacji podziemnych

bez wymagań

Pomieszczenie ogrzewane- pomieszczenie, w którym na skutek działania systemu ogrzewania lub w wyniku bilansu strat i zysków ciepła utrzymywana jest temperatura, której wartość została określona w § 134 ust. 2 rozporządzenia WT

t_i - temperatura pomieszczenia ogrzewanego zgodnie z § 134 ust. 2 rozporządzenia WT.

współczynnik przenikania ciepła opór cieplny izolacyjność termiczna ścian

Algorytm obliczania współczynnika przenikania ciepła U dla ścian

Jak obliczyć współczynnik przenikania ciepła U dla ścian

⇒ Wymagania cieplne dla ścian

Maksymalne wartości współczynnika przenikania ciepła U_c(max)aktualnie obowiązujace

Akustyka w budynkach biurowych w Polsce i w Niemczech

Akustyka w budynkach mieszkalnych wielorodzinnych w Polsce i w Niemczech

Porównanie wymagań akustycznych w hotelach w Polsce i w Niemczech