Współczynnik przenikania ciepła. Od czego zależy współczynnik U przegród budowlanych?
Współczynnik przenikania ciepła U charakteryzuje izolacyjność cieplną przegrody budowlanej. Izolacyjność cieplna przegród przekłada się z kolei na bilans energetyczny budynku i koszty ogrzewania. Współczynnik przenikania ciepła U to zatem jeden z ważniejszych parametrów przy projektowaniu i budowie domu.
Co znajdziesz w artykule:
- Współczynnik przenikania ciepła - definicja
- Współczynnik przenikania ciepła - od czego zależy?
- Jak obliczyć współczynnik U?
- Wzór na współczynnik przenikania ciepła U
- Współczynnik przenikania ciepła - warunki techniczne
- Współczynnik przenikania ciepła dla okien i drzwi
Współczynnik przenikania ciepła - definicja
Współczynnik przenikania ciepła U wyznacza ilość energii (wyrażoną w watach), jaka przenika przez przegrodę (okna i drzwi, ściany, dachy, stropodachy itp.), w odniesieniu do powierzchni tejże przegrody i różnicy temperatur z obu jej stron. Jednostką współczynnika przenikania ciepła jest W/(m²·K). Im mniejszy jest współczynnik U, tym mniejsze są straty ciepła, a dana przegroda jest lepszym izolatorem.
Współczynnik przenikania ciepła - od czego zależy?
Współczynnik przenikania ciepła określa izolacyjność cieplną przegrody budowlanej. Wartość współczynnika ciepła U zależy od rodzaju materiału budowlanego użytego w danej przegrodzie, zastosowanej grubości, także od rodzaju przegrody.
- Patrz też: Przegrody budowlane i akustyka
Jak obliczyć współczynnik U?
Aby obliczyć współczynnik przenikania ciepła, trzeba znać współczynniki przewodzenia ciepła materiałów (λ [W/(m·K)]), z których zbudowana jest przegroda, a także grubości poszczególnych warstw (cm). Współczynnik przewodzenia ciepła oznaczany jest jako λ (lambda), a jego jednostką jest W/(m·K).
Do obliczania współczynnika przenikania ciepła U wykorzystuje się znormalizowane wartości współczynnika przewodzenia ciepła λ lub dane udostępnione przez producentów materiałów budowlanych.
| Ważne: Współczynnik przenikania a przewodzenia to zupełnie inne parametry, ale są ze sobą ściśle powiązane. Wartość współczynnika przenikania ciepła U określa izolacyjność całej przegrody, natomiast współczynnik przewodzenia ciepła λ mówi o izolacyjności cieplnej konkretnego materiału. Przykładowo, dwie ściany wykonane z tego samego materiału (czyli o tej samej wartości λ), mogą mieć inny współczynnik U, ponieważ są różnej grubości. |
Do obliczenia współczynnika przenikania ciepła przegrody potrzebne są również wartości tzw. oporu cieplnego poszczególnych warstw. Trzeba pamiętać o oporach przejmowania ciepła na zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni (dla poziomego przepływu ciepła są stałe i wynoszą odpowiednio 0,04 i 0,13 (m²·K/W):
Wartości oporu przejmowania ciepła Rsi, Rse według normy PN-EN ISO 6946:2017-10
| Opór przyjmowania ciepła | Kierunek przepływu ciepła | ||
| poziomy | poziomy (w górę) | pionowy (w dół) | |
| Rsi [m²·K/W] | 0,13 | 0,10 | 0,17 |
| Rse [m²·K/W] | 0,04 | ||
Wzór na współczynnik przenikania ciepła U
Współczynnik przenikania ciepła U dla ścian wylicza się w 3 krokach:
1. Oblicza opory przyjmowania ciepła dla każdej warstwy przegrody R1 = d1/λ1, R2 = d2/λ2 itd.,
gdzie d oznacza grubość danej warstwy.
2. Sumuje opory cieplne dla każdej warstwy i dodaje opory przejmowania ciepła na zewnętrznej (Rse) i wewnętrznej (Rsi) powierzchni.
R = Rsi + R1 + R2+ ... + Rse [m²·K/W]
3. Współczynnik przenikania ciepła jest odwrotnością oporu cieplnego całej przegrody, czyli U wylicza się wg wzoru:
U = 1/R [W/(m²·K)]
Jest to najprostszy, ogólny sposób obliczenia współczynnika przenikania ciepła U. Przy dokładniejszych wyliczeniach powinno się wziąć pod uwagę udział, choć niewielki, takich warstw, jak zaprawy, tynki, itp.
Współczynnik przenikania ciepła - warunki techniczne
Rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, obowiązujące od 1 stycznia 2014 roku, zawiera wymagania dotyczące zasad projektowania i wykonywania budynków, odnoszące się do minimalnej izolacyjności cieplnej przegród budynku. Przegrody, w zależności od ich typu, muszą spełniać minimalne parametry izolacyjności cieplnej. Warunki techniczne określają jedynie maksymalną wartość U, czyli współczynnika przenikania ciepła dla każdej przegrody budynku.
Patrz też: Budowa domu po 1 stycznia 2017 - nowe warunki techniczne
Nowe warunki techniczne obniżają wartości współczynnika przenikania ciepła (U) dla poszczególnych przegród budowlanych.
| Rodzaj przegrody i temperatura w pomieszczeniu |
Współczynnik przenikania ciepła U (maks.) [W/(m²·K)] |
|
| 1 stycznia 2017 | 1 stycznia 2021 | |
| 1. Ściany zewnętrzne | ||
| przy ti ≥ 16°C | 0,23 | 0,20 |
| przy 8°C ≤ ti< 16°C | 0,45 | 0,45 |
| przy ti < 8°C | 0,90 | 0,90 |
| 2. Ściany wewnętrzne | ||
| przy Δti ≥ 8°C oraz oddzielające pomieszczenia ogrzewaneod klatek schodowych i korytarzy | 1,00 | 1,00 |
| przy Δti < 8°C | bez wymagań | bez wymagań |
| oddzielające pomieszczenie ogrzewane od nieogrzewanego | 0,30 | 0,30 |
| 3. Ściany nieogrzewanych kondygnacji podziemnych | ||
| bez wymagań | bez wymagań | |
| 4. Dachy, stropodachy i stropy pod nieogrzewanymi poddaszami lub nad przejazdami | ||
| przy ti ≥ 16°C | 0,18 | 0,15 |
| przy 8°C ≤ ti< 16°C | 0,30 | 0,30 |
| przy ti < 8°C | 0,70 | 0,70 |
| 5. Stropy nad pomieszczeniami nieogrzewanymi i zamkniętymi przestrzeniami podpodłogowymi | ||
| przy ti ≥ 16°C | 0,25 | 0,25 |
| przy 8°C ≤ ti< 16°C | 0,30 | 0,30 |
| przy ti < 8°C | 1,00 | 1,00 |
| 6. Podłogi na gruncie | ||
| przy ti ≥ 16°C | 0,30 | 0,30 |
| przy 8°C ≤ ti < 16°C | 1,20 | 1,20 |
| przy ti < 8°C | 1,50 | 1,50 |
Współczynnik przenikania ciepła dla okien i drzwi
Współczynnik izolacyjności cieplnej dotyczy również okien i drzwi (współczynnik Uw). Dla okien fasadowych i drzwi współczynnik izolacyjności cieplnej nie może przekraczać 1,1 W/m²·K, a dla okien dachowych 1,3 W/m²·K. Wymagania te będą obowiązywać do końca 2020 roku. Później dopuszczalny wskaźnik izolacyjności ulegnie kolejnemu zaostrzeniu do 0,9 W/m²·K dla okien fasadowych i drzwi oraz 1,1 W/m²·K dla okien dachowych.
Patrz też: Współczynnik przenikania ciepła okna
Paweł Wiśniewski
