szkolenie_EE_elearning_Lekcja_18.1_Izoloacyjność termiczna

2012-11-06
Wstęp
•
•
•
proste mechanizmy wymiany ciepła: przewodzenie, konwekcja, promieniowanie
złożona wymiana energii: przejmowanie ciepła z/ na powierzchnię komponentu budowlanego
izolacyjność termiczna przegrody determinowana cechami fizycznymi materiałów, z których się
składa, przede wszystkim współczynnikiem przewodzenia ciepła
Karolina Kurtz, KDMiMB, ZUT w Szczecinie
Wstęp
•
•
•
współczynnik przewodzenia ciepła – wartość deklarowana i wartość obliczeniowa
wartość obliczeniowa współczynnika przewodzenia ciepła wykorzystywana w obliczeniach oporu
cieplnego przegrody
podstawa przyjęcia współczynnika przewodzenia ciepła
– dane producenta (wartość deklarowana) przeliczona na obliczeniową zgodnie z Polską Normą
PN-EN ISO 10456:2009 oraz poprawką PN-EN ISO 10456:2009/AC:2010
– wartości odczytane z tablic materiałowych zamieszczonych w Polskiej Nomie PN-EN ISO
12524:2003
– dane zaczerpnięte z literatury fachowej, np. z zestawień właściwości materiałowych
Karolina Kurtz, KDMiMB, ZUT w Szczecinie
1
2012-11-06
Wstęp
•
•
•
przegrody pełne w kontakcie z powietrzem zewnętrznym – podstawa obliczeń Polska Norma
PN-EN ISO 6946:2008
kierunek przepływu strumienia ciepła – prostopadły do powierzchni przegrody
kierunek poziomy przepływu strumienia ciepła przyjmowany zgodnie z rysunkiem
(strumień ciepła w zakresie E30 ⁰ – przegroda nachylona w zakresie 60÷90 ⁰ do poziomu)
Karolina Kurtz, KDMiMB, ZUT w Szczecinie
Przegrody jednorodne – przykład obliczeniowy 1
Obliczyć współczynnik przenikania ciepła ściany zewnętrznej o następującej konstrukcji
• tynk cementowo-wapienny, gr. 1,5 cm, λ = 0,82 W/(mK)
• bloczek wapienno-krzemowy, gr. 24 cm, λ = 0,61 W/(mK)
• styropian elewacyjny, gr. 16 cm, λ = 0,031 W/(mK)
• tynk cienkowarstwowy na siatce, gr. 0,5 cm, λ = 1 W/(mK)
opór cieplny jednorodnych warstw materiałowych
R1 =
0,015
m2K
= 0,018
0,82
W
analogicznie obliczono opory cieplne pozostałych warstw
R2 = 0 ,393
m2K
W
R3 = 5,161
m2K
W
R4 = 0,005
m2K
W
kierunek przepływu strumienia ciepła „poziomy”
opory przejmowania ciepła na i z powierzchni wynoszą: Rsi = 0,13 m2K/W oraz Rse = 0,04 m2K/W
całkowity opór cieplny przegrody
RT = 0,13 + 0,018 + 0,393 + 5,161 + 0,005 + 0,04 = 5,747
m2K
W
Karolina Kurtz, KDMiMB, ZUT w Szczecinie
2
2012-11-06
Przegrody jednorodne – przykład obliczeniowy 1
współczynnik przenikania ciepła
U=
1
W
= 0,174 2
5,747
mK
korekta współczynnika przenikania ciepła
• płyty termoizolacyjne ułożone szczelnie, brak cyrkulacji powietrza po cieplejszej stronie izolacji (od
strony muru) – 0 poziom poprawki, stąd
∆Ug = 0,0
•
•
•
łącznik mechaniczny z tworzywa sztucznego, λ = 0,35 W/(mK), 5 szt/m2
średnica łącznika 6 mm
całkowita grubość termoizolacji d0 = 16 cm, przebicie termoizolacji przez łącznik d1 = 14 cm
∆U f = 0,8
•
0 ,14
⋅
0,16
0,35
π 0,0062
4
0 ,16
5
2
W
 5,161 

 = 0 ,00017 ≈ 0 2
mK
 5,747 
korekta uwzględniająca wpływ opadów atmosferycznych na dach o odwróconym układzie warstw
nie dotyczy ściany zewnętrznej, stąd
∆Ur = 0,0
•
W
m2K
W
m2K
skorygowany współczynnik przenikania ciepła wynosi:
UC = 0,174 + 0 = 0 ,174
W
m2K
Karolina Kurtz, KDMiMB, ZUT w Szczecinie
Przegrody jednorodne – przykład obliczeniowy 2
Obliczyć całkowity opór cieplny ściany zewnętrznej szczelinowej słabo wentylowanej
o następującej o konstrukcji
• tynk gipsowy, gr. 1 cm, λ = 0,57 W/(mK)
• bloczek gazobetonowy odmiany 600, gr. 24 cm, λ = 0,21 W/(mK)
• wełna mineralna z welonem, gr. 16 cm, λ = 0,036 W/(mK)
• pustka powietrzna, gr. 4 cm
• cegła elewacyjna, gr. 8 cm, λ = 1,05 W/(mK)
• powierzchnia otworów wentylacyjnych łączących szczelinę powietrzną ze środowiskiem
zewnętrznym AV = 1250 mm2/ 1 m bieżący ściany
Przegroda rozpatrywana jest w dwóch stanach jako
niewentylowana
(oznaczenie u)
zakres
obliczeń
dobrze wentylowana
(oznaczenie v)
zakres
obliczeń
Karolina Kurtz, KDMiMB, ZUT w Szczecinie
3
2012-11-06
Przegrody jednorodne – przykład obliczeniowy 2
•
całkowity opór cieplny przegrody ze szczeliną słabo wentylowaną
RT =
•
1500 − AV
A − 500
RT ,u + V
RT ,v
1000
1000
całkowity opór cieplny przegrody ze szczeliną powietrzną traktowaną jako niewentylowana
– tynk gipsowy
R = 0,017 m2K/W
– bloczek gazobetonowy
R = 1,142 m2K/W
– wełna mineralna
R = 4,444 m2K/W
– szczelina niewentylowana
R = 0,18 m2K/W
– cegła elewacyjna
R = 0,076 m2K/W
RT ,u = 0,13 + 0,017 + 1,142 + 4 ,444 + 0,18 + 0,076 + 0 ,04 = 6 ,029
•
całkowity opór cieplny przegrody ze szczeliną powietrzną traktowaną jako dobrze wentylowana
uwzględnia się warstwy materiałowe od wnętrza do szczeliny powietrznej
RT ,u = 0,13 + 0,017 + 1,142 + 4 ,444 + 0 ,13 = 5,863
•
m2K
W
m2K
W
całkowity opór cieplny ściany ze szczeliną słabo wentylowaną wynosi
RT =
1500 − 1250
1250 − 500
m2K
6 ,029 +
5,863 = 5,904
1000
1000
W
Karolina Kurtz, KDMiMB, ZUT w Szczecinie
Test
1. W przypadku przegrody nachylonej pod katem 56⁰ względem poziomu, opór przejmowania ciepła powierzchni Rs należy przyjąć jak dla
kierunku przepływu strumienia ciepła
a) w dół
b) poziomego
c)
w górę
2. W obliczeniach oporu cieplnego warstwy jednorodnej stosuje się wartość współczynnika przewodzenia ciepła materiału
a) obliczeniową
b) deklarowaną
c)
wymiennie obliczeniową lub deklarowaną
3. Jednostką współczynnika przenikania ciepła jest
a) W/(mK)
b) W/(m2K)
c)
m2K/W
4. Opór całkowity przegrody ze szczeliną powietrzną słabo wentylowaną
a) oblicza się proporcjonalnie do pola powierzchni łączącej szczelinę ze środowiskiem zewnętrznym z uwzględnieniem oporu
całkowitego przegrody wyznaczonego jak dla przegrody ze szczeliną traktowaną jako zamknięta oraz w drugim przypadku –
traktowaną jako dobrze wentylowana
b) oblicza się proporcjonalnie do pola powierzchni łączącej szczelinę ze środowiskiem zewnętrznym z
c)
odczytuje się z tablicy zamieszczonej w przedmiotowej Polskiej Normie
5. W przypadku szczeliny dobrze wentylowanej opór przejmowania ciepła z powierzchni do środowiska (Rse)
a) przyjmuje się jako wartość stałą ,niezależną od kierunku przepływu strumienia ciepła
b) pomija się
c)
przyjmuje się równą oporowi przejmowania ciepła na powierzchnię wewnętrzną dla rozpatrywanego kierunku przepływu
strumienia ciepła
6. Opór cieplny nieruchomej warstwy powietrza
a) odczytuje się z tablicy zamieszczonej w przedmiotowej Polskiej Normie, odpowiednio dla kierunku przepływu strumienia ciepła i
grubości pustki powietrznej
b) oblicza się z zależności R = d/ λ
c)
odczytuje się z tablicy zamieszczonej w przedmiotowej Polskiej Normie uwzględniając tylko grubość szczeliny
Karolina Kurtz, KDMiMB, ZUT w Szczecinie
4