Wyznaczanie współczynnika przenikania ciepła

Wyznaczanie współczynnika przenikania ciepła

Współczynnik przenikania ciepła to bardzo ważny parametr przegród budowlanych - na jego podstawie można określić straty cieplne dla danej przegrody.

Wartość współczynnika zależy od rodzaju i grubości materiału, z którego wykonane są ściany, ale także od charakteru przegrody. W artykule zajmiemy się ścianą zewnętrzną nie stykającą się z gruntem.

Aby wyznaczyć współczynnik przenikania ciepła, trzeba znać współczynniki przewodności cieplnej dla materiałów tworzących ścianę oraz dla warstw ocieplających, a także grubości poszczególnych warstw. Współczynnik przewodności cieplnej jest oznaczony jako λ , a jego jednostką jest W/(m²·K). Wartości współczynników można odnaleźć w normie  PN-EN ISO 6946:1999. Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania. Wartości te mogą się zmieniać wraz z udoskonaleniem metod badawczych. Dodatkowo, producenci poszczególnych materiałów prowadzą własne badania.

Przykładowe wartości dla popularnych materiałów wg PN-EN ISO 6946:1999:

Materiały konstrukcyjne Materiały osłonowe i izolacyjne

materiał λ
[W/(m²·K)]
materiał λ
[W/(m²·K)]
Żelbet 1,70 Styropian 0.040-0.045
Mur z cegły
ceramicznej pełnej
0,77 Wełna mineralna
granulowana
0,050
Płyty i bloki z gipsu 0,35 Tynk lub gładź
cementowa
1,00
Drewno sosnowe
lub świerkowe wzdłuż włókien
0,30 Płyty gipsowo-
-kartonowe
0,23

Inne materiały Metale

materiał λ
[W/(m²·K)]
materiał λ
[W/(m²·K)]
papa asfaltowa 0,18 stal budowlana 58,00
szkło okienne 0,80 żeliwo 50,00
pleksiglas 0,19 miedź 370,00

Współczynnik przenikania ciepła dla przegrody oblicza się, uwzględniając współczynnik oporu cieplnego przegrody oraz poprawki na nieszczelności izolacji i mostki termiczne.

Obliczenia zaczyna się od wyznaczenia współczynnika oporu cieplnego przegrody. Na jego podstawie wyznacza się obliczeniowy współczynnik przenikania ciepła, który należy następnie skorygować ze względu na rodzaj przegrody.

Obliczenia
Obliczenie współczynnika oporu cieplnego.
Wyznaczamy współczynnik dla każdej warstwy, korzystając ze wzoru:
R=d/ λ
d - grubość warstwy podawana w m;
λ - współczynnik przewodności cieplnej w W/(m²·K) 

Wyznaczanie współczynnika przenikania ciepła - zdjęcie 1

Ściany z różnych materiałów. Każda ściana ma jednakowy opór cieplny (R = 0,25 W/(m²·K)): 1. styropian; 2. drewno; 3. cegła ceramiczna pełna; 4. żelbet; 5. mur kamienny

Sumujemy wartości oporu cieplego dla każdej warstwy.
Rp = R1 + R2 + R3 + ...

Aby obliczyć całkowity opór cieplny przegrody, musimy uwzględnić opory przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej Rsi i zewnętrznej Rse przegrody. Wartości tych oporów zależą od rodzajów przegrody. Dla przepływu poziomego (czyli w praktyce dla ściany zewnętrznej):
Rsi = 0,13 W/(m²·K)
Rse = 0,04 W/(m²·K)

Całkowita wartość oporów przejmowania ciepła wynosi więc 0,17 W/(m²·K). W praktyce trzeba więc dodać tę wartość do obliczonej wartości oporu ciepłego przegrody.

Opór całkowity R:
R = Rp + Rse + Rsi

Obliczenie współczynnika przenikania ciepła
Wartość współczynnika przenikania ciepła (oznaczanego dawniej jako k, obecnie jako U) obliczamy ze wzoru:

U = 1/R [W/(m²·K)]

Oceń artykuł
2,35 / 17 głosów
Co sądzisz na ten temat
Zaloguj się i skomentuj pierwszy
Polecamy Ci również

Zobacz także