Izolacyjność termiczna ścian i dachów. Jak ją obliczyć?

Zgodnie z nowymi przepisami współczynnik przenikania ciepła przegród uwzględnia więcej czynników niż do tej pory. Jak zatem ustalić izolacyjnośc termiczną dla ścian lub dachu?

Zobacz galerię 2 zdjęcia

Autor: Piotr Mastalerz

Przepisy dotyczące izolacyjności były stopniowo zaostrzane, aby sprawić, że domy budowane od 2021 r. były energooszczędneowiązywać w 2021 r., i tak ocieplić dom, aby nie zużywał więcej energii, niż to konieczne

Nowe wymagania dotyczące izolacyjności cieplnej przegród budynków nowych oraz poddawanych przebudowie obowiązują od 1 stycznia 2014 r. Są one surowsze niż do tej pory. W latach 2017, 2019 i 2021 będą jeszcze stopniowo zaostrzane.

Współczynnik przenikania ciepła po nowemu

W nowych warunkach technicznych oznaczono wartość współczynnika przenikania ciepła symbolem U_C (w odróżnieniu od dawniej stosowanego U). U_C(max) to maksymalna dopuszczalna wartość U_C. Przyjęty w nowych przepisach sposób sprawdzania, czy wymagania w zakresie izolacyjności cieplnej przegród są spełnione, jest zgodny z najnowszym wydaniem międzynarodowej normy. Określa ona sposób obliczania wartości współczynnika przenikania ciepła przegrodyU_C. W obliczeniach uwzględnia się opory cieplne zastosowanych warstw materiałowych, wpływ mostków cieplnych oraz wartości dodatków wynikających z rodzaju przegrody. Do obliczeń przyjmuje się Polskie Normy dotyczące określania oporu cieplnego i współczynnika przenikania ciepła oraz przenoszenia ciepła przez grunt. Wartość współczynnika U_C jest opisana wzorem U_C = U + ΔU, gdzie U oznacza współczynnik przenikania ciepła przegrody, a ΔU jest sumą wartości dodatków do współczynnika U.

Obliczenia współczynnika przenikania ciepła U

Wybór metody obliczenia wartości U (bez dodatków) zależy od jej budowy przegrody. Jeśli składa się z jednego materiału, współczynnik U oblicza się jako odwrotność całkowitego oporu cieplnego poszczególnych warstw. Jeżeli w przegrodzie znajdują się warstwy zawierające więcej niż jeden materiał - stosuje się metodę przybliżonego określania jej całkowitego oporu cieplnego. Polega ona na określeniu uśrednionej wartości oporu całej przegrody na podstawie oporów cieplnych układów warstw materiałowych w poszczególnych przekrojach przez nią. Aby uzyskać dokładne wartości lub jeśli w warstwie izolacji cieplnej znajdują się metalowe elementy konstrukcyjne będące mostkami cieplnymi, na przykład stalowa konstrukcja mocująca warstwę elewacyjną, obliczenia współczynnika U (zgodnie z normą), wykonuje się metodą komputerowego modelowania przenikania ciepła. Po obliczeniu współczynnika U określa się wartości dodatków, jakie mają zastosowanie do tej przegrody.

Dodatek na pustki i szczeliny powietrzne

Wartość dodatku uwzględniającego wpływ pustek i szczelin powietrznych w izolacji cieplnej nie przekracza 0,04 W/(m^2.K). Taką maksymalną wartość przyjmuje się, jeżeli przenikanie powietrza przez izolację cieplną jest spowodowane zarówno pustkami i szczelinami w izolacji, jak i szczelinami między warstwą przegrody oraz ocieplenia. Szczeliny powstają przede wszystkim z powodu nierówności powierzchni, do której mocuje się izolację. Klejenie płyt na całej powierzchni lub w sposób obwodowo-punktowy lub obwodowo-pasmowy zabezpiecza przed przepływem powietrza wzdłuż wewnętrznej strony warstwy izolacji. Dokładne ułożenie płyt na styk i wypełnienie szczelin między nimi materiałem termoizolacyjnym lub zastosowanie płyt z bocznymi krawędziami frezowanymi, eliminuje możliwość występowania niekorzystnego przepływu powietrza w samej izolacji. Jeżeli izolacja cieplna jest tak wykonana, można przyjąć, że wartość dodatku nie przekracza 0,01 W/(m^2.K), czyli że jest ona mniejsza od dokładności, z jaką określa się wartość współczynnika przenikania ciepła przegrody. Taką wartość dodatku można pominąć w obliczeniach.

Dodatek na łączniki

Jego wartość zależy głównie od współczynnika przewodzenia ciepła materiału, z którego są wykonane łączniki mechaniczne przechodzące przez ocieplenie oraz całkowitej powierzchni ich przekroju poprzecznego na 1 m² przegrody. Pojedynczy łącznik stalowy przechodzący przez całą warstwę izolacji może spowodować mostek cieplny o wartości punktowego współczynnika przenikania ciepła mniej więcej 0,01 W/K. Aby ograniczyć niekorzystny wpływ łączników, w zależności od zastosowanego ocieplenia i rodzaju przegrody, stosuje się łączniki tworzywowe, metalowo-tworzywowe oraz zagłębiane w izolację i zakryte materiałem izolacyjnym. Użycie takich łączników powoduje powstanie punktowych współczynników przenikania ciepła poniżej 0,002 W/K. W ten sposób można ograniczyć dodatek na łączniki do wartości około 0,01 W/(m^2·K).

Dodatek na opady

Stosuje się go przy liczeniu U_C dachów o odwróconym układzie warstw, w których izolacja cieplna z materiału odpornego na wodę znajduje się powyżej izolacji wodochronnej. W takim dachu woda opadowa może przepływać pod izolacją termiczną, co powoduje okresowe zwiększenie przenikania ciepła. Wartość dodatku zależy od współczynnika przepuszczalności wody warstw znajdujących się powyżej izolacji cieplnej dachu oraz przeciętnej ilości lokalnych opadów.