Ten serwis używa cookies do prawidłowego funkcjonowania

Informujemy, iż w celu optymalizacji treści dostępnych w naszym serwisie, dostosowania ich do Państwa indywidualnych potrzeb korzystamy z informacji zapisanych za pomocą plików cookies na urządzeniach końcowych użytkowników. Pliki cookies użytkownik może kontrolować za pomocą ustawień swojej przeglądarki internetowej. Dalsze korzystanie z naszego serwisu internetowego, bez zmiany ustawień przeglądarki internetowej oznacza, iż użytkownik akceptuje stosowanie plików cookies. Czytaj więcej…

Zrozumiałem

2.3.Określenie zasad eliminacji mostków cieplnych w konstrukcji budynków (krótkie wytyczne konstrukcyjne)

Mostki cieplne to miejsca, w których mamy do czynienia z wielowymiarową wymianą ciepła, zazwyczaj większą od wymiany przez regularną część przegrody. Wyróżnia się dwa rodzaje mostków. Pierwsze z nich, geometryczne, występują wszędzie tam, gdzie powierzchnia przegrody od strony zewnętrznej jest różna od powierzchni przegrody od strony wewnętrznej. Drugi rodzaj mostków ciepła to mostki konstrukcyjne powstające w miejscach pocienienia lub przerwania warstwy izolacji oraz niejednorodności konstrukcji przegrody. Ten rodzaj mostków musi być bezwzględnie eliminowany z budynków wznoszonych w standardzie NF40 i NF15. Mostki cieplne konstrukcyjne dzielimy na liniowe - o jednakowym przekroju poprzecznym w jednym kierunku i punktowe - bez jednakowego przekroju poprzecznego, np. spowodowane przez kotwy w przegrodach wielowarstwowych.

Wykonane analizy energetyczne budynków mieszkalnych jednorodzinnych i wielorodzinnych dowiodły, że aby osiągnąć standard NF40 konieczne jest zastosowanie takich rozwiązań dotyczących detali konstrukcyjnych, aby wartość liniowego współczynnika przenikania ciepła w miejscach mostków wynosiła maksymalnie 0,10 W/mK, za wyjątkiem płyt balkonowych dla których współczynnik nie powinien przekraczać 0,20 W/mK. Dla standardu NF15 wymagania są ostrzejsze, ponieważ współczynnik Ψe może być równy maksymalnie 0,01 W/mK [11]. Obydwa wymagania odnoszą się do wartości liniowych współczynników przenikania ciepła określonych w odniesieniu do wymiarów zewnętrznych. Mniejsze wymagania dotyczące płyty balkonowej w standardzie NF40 wynikają z faktu, że dla osiągnięcia współczynnika Ψe < 0,20 W/mK nie jest konieczne stosowanie samonośnych balkonów. Wystarczą rozwiązania ograniczające w znacznym stopniu straty przez ten węzeł konstrukcyjny takie jak zaizolowanie płyty dookoła lub zastosowanie łączników z przekładką z materiału izolacyjnego.

W standardzie NF15 tego typu rozwiązania będą niewystarczające!!!

Tabela 31. Wymagane wartość liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψe dla standardu NF40 i NF15

Standard

Wartość (po wymiarach zewnętrznych), W/mK

NF40

Ψe < 0,10 W/mK Ψg < 0,20 W/mK - tylko dla płyt balkonowych

NF15

Ψe < 0,01 W/mK

 

Problem mostków cieplnych należy rozwiązać w budynkach o niskim zapotrzebowaniu na energię, już na etapie projektowym. Ograniczenie ilości mostków do minimum w konstrukcji budynku osiąga się poprzez zachowanie ciągłości warstwy izolacji w przegrodach zewnętrznych i na ich połączeniach.

Do miejsc szczególnie narażonych na powstanie mostków cieplnych i wymagających poprawnego rozwiązanie detali konstrukcyjnych należą:

  • połączenia ościeżnica-ościeże występujące w otworach pionowych okiennych i drzwiowych, puszki rolet, progi drzwi balkonowych i wejściowych,
  • połączenie ościeżnica-dach występujące przy oknach dachowych,
  • płyty balkonowe, daszki, gzymsy, loggie, gdzie dochodzi do przerwania ciągłości izolacji,
  • połączenia ścian zewnętrznych z dachem, np. ściana szczytowa - dach, ścianki kolankowe,
  • połączenie ścian zewnętrznych ze stropodachem, np. ścianki attykowe,
  • połączenia stropów nad nieogrzewanymi piwnicami ze ścianami zewnętrznymi,
  • miejsca łączenia ścian zewnętrznych i wewnętrznych z zewnętrznymi i wewnętrznymi ścianami fundamentowymi,
  • podciągi, stropy nadwieszone, tarasy,
  • kominy, systemy odprowadzania wody deszczowej,
  • montaż barierek, daszków, elewacji drewnianych.

 

Na potrzeby projektowania detali konstrukcyjnych wolnych od mostków cieplnych należy stosować programy komputerowe, lub katalogi mostków cieplnych, które pozwolą na precyzyjne określenie wartości Ψe. Metodyka obliczeń wykorzystana w programach komputerowych powinna być zgodna z normą PN-EN ISO 10211:2008 „Mostki cieplne w budynkach - Strumienie ciepła i temperatury powierzchni - Obliczenia szczegółowe”. Do sporządzania charakterystyk energetycznych budynków nie należy stosować wartości orientacyjnych podanych w załączniku normy PN-EN ISO 14683:2008 „Mostki cieplne w budynkach. Liniowy współczynnik przenikania ciepła. Metody uproszczone i wartości orientacyjne”, gdyż są one obarczone zbyt dużym błędem (niepewność od 0 do 50%);

pmsokna

Rysunek 15. Przykład montażu stolarki okiennej w warstwie izolacji oraz izolacją nachodzącą na ramę okienną, współczynnik Ψ = 0,01 W/mK (źródło: EUROKOBRA)

Podstawowe reguły projektowania budynków wolnych od mostków cieplnych są następujące:

  • warstwa izolacji powinna otaczać w sposób ciągły i nieprzerwany całą ogrzewaną część budynku,
  • wszędzie tam, gdzie jest to możliwe, należy unikać przerw, pocienienia lub przebić w warstwie izolacji,
  • jeżeli przebicie warstwy izolacji jest nie do uniknięcia, współczynnik przewodzenia ciepła X W/mK materiału przebijającego w obszarze warstwy izolacji powinien być możliwie jak najniższy. Materiały, które można stosować w miejscu przebić, to np. gazobeton, drewno, szkło piankowe, purenit,
  • połączenia przegród powinny być zaizolowane w sposób ciągły i nieprzerwany, a więc np. warstwa izolacji dachu powinna łączyć się na całej długości z izolacją ściany zewnętrznej,
  • w projekcie budynku powinno się unikać ostrych krawędzi, gdyż są one trudne do zaizolowania, np. szczególnie trudno jest zachować ciągłość izolacji w okolicach lukarn,
  • należy stosować rozwiązania sprzyjające zachowaniu ciągłości izolacji, np. samonośne balkony i klatki schodowe oraz posadowienie na płycie fundamentowej.

2.4.Przykładowe rozwiązania detali konstrukcyjnych dla budynków w standardzie NF40 i NF15

Eliminacja mostków cieplnych w budynkach o niskim zapotrzebowaniu na energię ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia zakładanego zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania. Bez poprawnego rozwiązania detali konstrukcyjnych spełnienie wymagań standardów NF40 i NF15 może być niemożliwe. Poniżej przedstawiono przykłady detali [12] opracowanych przy pomocy programu Therm, którego metodyka obliczeniowa jest zgodna z wymaganiami normy PN-EN ISO 10211:2008. Podstawowym kryterium jakie przyjęto było osiągnięcie odpowiedniej wartości liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψe: dla budynków w standardzie NF40 < 0,10 [W/mK] (poza płytą balkonową dla której Ψe < 0,20 [W/mK]) a dla budynków w standardzie NF15 < 0,01 [W/mK]. Program oblicza średnią wartość współczynnika przenikania ciepła U dla całego detalu. Na podstawie tej wartości, obliczonych wartości U dla przegrody i znanych wymiarów określana jest wartość Ψe.

Podane wielkości liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψe zostały policzone w odniesieniu do wymiarów zewnętrznych z następującego wzoru:

Ψe = UL -UaLa -UbLb, [W/mK] gdzie:

U - średni współczynnik przenikania ciepła policzony programem dla detalu, [W/m2K],

L - całkowita długość detalu, [m],

UA - współczynnik przenikania ciepła dla przegrody A, [W/m2K],

La - długość przegrody o współczynniku UA po wymiarach zewnętrznych, [m],

UB - współczynnik przenikania ciepła dla przegrody B, [W/m2K],

Lb - długość przegrody o współczynniku UB po wymiarach zewnętrznych, [m].

Przykładowe rozwiązania obejmują detale: połączenia ościeżnica-ościeże, ścianki attykowej, płyty balkonowej i połączenia ściana zewnętrza z dachem skośnym.

Współczynniki przewodzenia ciepła λ, W/mK materiałów budowlanych przyjęte do obliczeń podano w poniżej tabeli.

zum

Tabela 32. Zestawienie użytych materiałów

2.4.1. Połączenie ościeżnica-ościeże

a. Rozwiązanie NF40

Okno zmontowane na równo z zewnętrzną krawędzią ściany nośnej, izolacja nachodzi na ramę okienną na 3 - 4 cm.

nf40osc.jpg

Wartość współczynnika przenikania ciepła UA ściany zewnętrznej:

Opis

d

λ

R

Uc

[m]

[W/mK]

[m2K/W]

[W/m2K]

Opór przejmowanie ciepła po stronie wewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,13

-

Tynk cementowo-wapienny

0,01

0,68

0,015

-

Bloczki z betonu komórkowego

0,24

0,21

1,143

-

Styropian

0,2

0,036

5,556

-

Tynk cementowo-wapienny

0,015

0,68

0,022

-

Opór przejmowanie ciepła po stronie zewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,04

-

Grubość całkowita i Uk

0,465

-

6,905

0,145

Wartość współczynnika przenikania ciepła U dla okna: Ub = 1,3 [W/m2K]

Wartość liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψe:

WlwNF40Osc1.jpg

Ua = 0,145 [W/m2K]

Ub = 1,3 [W/m2K]

La = 1,4 [m]

Lb = 0,1 [m]

L = 1,725 [m]

Ψe = 0,2064 * 1,725 - 0,145 * 1,4 - 1,3 * 0,1 = 0,023[W/mK]

b. Rozwiązanie NF15

Okno zmontowane w warstwie izolacji poza ścianą nośną, izolacja nachodzi na ramę okienną na 3 - 4 cm.

rozNF15okno

Wartość współczynnika przenikania ciepła UA ściany zewnętrznej:

Opis

d

λ

R

Uc

[m]

[W/mK]

[m2K/W]

[W/m2K]

Opór przejmowanie ciepła po stronie wewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,13

-

Tynk cementowo-wapienny

0,01

0,68

0,015

-

Bloczki z betonu komórkowego

0,24

0,21

1,143

-

Styropian

0,3

0,032

9,375

-

Tynk cementowo-wapienny

0,015

0,68

0,022

-

Opór przejmowanie ciepła po stronie zewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,04

-

Grubość całkowita i Uk

0,565

-

10,725

0,093

Wartość współczynnika przenikania ciepła U dla okna: Ub = 0,8 [W/m2K]

Wartość liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψe:

wlwNF15okno

Ua = 0,093 [W/m2K]

Ub = 0,8 [W/m2K]

La = 1,7 [m]

Lb = 0,1 [m]

L = 2,025 [m]

Ψe = 0,1217 * 2, 025 - 1, 7 * 0,093 - 0,8 * 0,1 = 0,008 [W/mK]

2.4.2. Ścianka attykowa

a. Rozwiązanie NF40

Ścianka attykowa wykonana z materiału o współczynniku λ ≤ 0,20 W/mK, zaizolowana od strony wewnętrznej materiałem izolacyjnym o grubości 10 cm.

rozNF40attyk

Wartość współczynnika przenikania ciepła UA ściany zewnętrznej:

Opis

d

λ

R

Uc

[m]

[W/mK]

[m2K/W]

[W/m2K]

Opór przejmowanie ciepła po stronie wewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,13

-

Tynk cementowo-wapienny

0,01

0,68

0,015

-

Bloczki z betonu komórkowego

0,24

0,21

1,143

-

Styropian

0,2

0,036

5,556

-

Tynk cementowo-wapienny

0,015

0,68

0,022

-

Opór przejmowanie ciepła po stronie zewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,04

-

Grubość całkowita i Uk

0,465

-

6,905

0,145

Wartość współczynnika przenikania ciepła UB dachu płaskiego:

Opis

d

λ

R

Uc

[m]

[W/mK]

[m2K/W]

[W/m2K]

Opór przejmowanie ciepła po stronie wewnętrznej (pionowy strumień ciepła)

0,10

-

Tynk cementowo-wapienny

0,01

0,68

0,015

-

Płyta żelbetowa

0,15

1,7

0,37

-

Folia PE

0,0002

0,17

0,001

-

Styropian

0,2

0,036

5,556

-

Papa

0,005

0,18

0,028

-

Opór przejmowanie ciepła po stronie zewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,04

-

Grubość całkowita i Uk

0,3652

-

5,827

0,172

Wartość liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψe:

wlwNF40attyk.

Ua = 0,145 [W/m2K]

Ub = 0,172 [W/m2K]

La = 1,85 [m]

Lb = 1,20 [m]

L = 4,228 [m]

Ψe= 0,1290 * 4,228 - 0,145 * 1,85 - 0.172 * 1,20 = 0,072 [W/mK]

b. Rozwiązanie NF15

Ścianka attykowa wykonana z materiału o współczynniku λ≤ 0,20 W/mK, zaizolowana od strony wewnętrznej i od góry materiałem izolacyjnym o grubości 10 cm.

rozNF15attyk

Wartość współczynnika przenikania ciepła UA ściany zewnętrznej:

Opis

d

λ

R

Uc

[m]

[W/mK]

[m2K/W]

[W/m2K]

Opór przejmowanie ciepła po stronie wewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,13

-

Tynk cementowo-wapienny

0,01

0,68

0,015

-

Bloczki z betonu komórkowego

0,24

0,21

1,143

-

Styropian

0,3

0,032

9,375

-

Tynk cementowo-wapienny

0,015

0,68

0,022

-

Opór przejmowanie ciepła po stronie zewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,04

-

Grubość całkowita i Uk

0,565

-

10,725

0,093

Wartość współczynnika przenikania ciepła UB dachu płaskiego:

Opis

d

λ

R

Uc

[m]

[W/mK]

[m2K/W]

[W/m2K]

Opór przejmowanie ciepła po stronie wewnętrznej (pionowy strumień ciepła)

0,10

-

Tynk cementowo-wapienny

0,01

0,68

0,015

-

Płyta żelbetowa

0,15

1,7

0,37

-

Folia PE

0,0002

0,17

0,001

-

Styropian

0,3

0,032

9,375

-

Papa

0,005

0,18

0,028

-

Opór przejmowanie ciepła po stronie zewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,04

-

Grubość całkowita i Uk

0,4652

-

9,647

0,104

Wartość liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψe:

wlNF15attyk.jpg

UA = 0,093 [W/m2K]

UB = 0,104 [W/m2K]

LA = 2,25 [m]

LB = 2,06 [m]

L = 5,033 [m]

Ψe= 0,0331 * 5,033 - 0,093 * 2,25 - 0,104 * 2,06 = -0,005 [W/mK]

2.4.3. Płyta balkonowa

a. Rozwiązanie NF40

Płyta balkonowa o grubości 10 cm wychodzi z dołu wieńca stropowego, zaizolowana od spodu i od góry 10 cm izolacji.

rozNF40plyta.jpg

Wartość współczynnika przenikania ciepła UA ściany zewnętrznej:

Opis

d

λ

R

Ua

[m]

[W/mK]

[m2K/W]

[W/m2K]

Opór przejmowanie ciepła po stronie wewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,13

-

Tynk cementowo-wapienny

0,01

0,68

0,015

-

Bloczki z betonu komórkowego

0,24

0,21

1,143

-

Styropian

0,2

0,036

5,556

-

Tynk cementowo-wapienny

0,015

0,68

0,022

-

Opór przejmowanie ciepła po stronie zewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,04

-

Grubość całkowita i Uk

0,465

-

6,905

0,145

Wartość liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψe:

wlNF40plyta.jpg

Ua = 0,145 [W/m2K]

LA1 = 1,45 [m]

LA2 = 1,63 [m]

L = 5,80 [m]

Ψe = 0,1060 * 5,801 - 0,145 * L 45 - 0,145 * 1, 63 = 0,169[W/mK]

b. Rozwiązanie NF15

Brak płyty balkonowej, balkony samonośne dostawione do budynku.

rozNF15sam.jpg

Wartość współczynnika przenikania ciepła UA ściany zewnętrznej:

Opis

d

λ

R

Ua

[m]

[W/mK]

[m2K/W]

[W/m2K]

Opór przejmowanie ciepła po stronie wewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,13

-

Tynk cementowo-wapienny

0,01

0,68

0,015

-

Bloczki z betonu komórkowego

0,24

0,21

1,143

-

Styropian

0,3

0,032

9,375

-

Tynk cementowo-wapienny

0,015

0,68

0,022

-

Opór przejmowanie ciepła po stronie zewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,04

-

Grubość całkowita i Uk

0,565

-

10,725

0,93

Wartość liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψe:

wNF15balkon

Ua = 0,093 [W/m2K]

La = 3,645 [m]

L = 3,645 [m]

Ψe = 0,0942 *3,645 - 0.093 *3,645 = 0,003 [W/mK]

2.4.4. Połączenie ściany zewnętrznej z dachem stromym

a. Rozwiązanie NF40

Izolacja w dachu ułożona w postaci dwóch warstw, jedna między krokwiami, druga dobita od spodu. Izolacja z dachu łączy się z izolacją na ścianie zewnętrznej

rN40stromy.jpg

Wartość współczynnika przenikania ciepła UA ściany zewnętrznej:

Opis

d

λ

R

Ua

[m]

[W/mK]

[m2K/W]

[W/m2K]

Opór przejmowanie ciepła po stronie wewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,13

-

Tynk cementowo-wapienny

0,01

0,68

0,015

-

Bloczki z betonu komórkowego

0,24

0,21

1,143

-

Styropian

0,2

0,036

5,556

-

Tynk cementowo-wapienny

0,015

0,68

0,022

-

Opór przejmowanie ciepła po stronie zewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,04

-

Grubość całkowita i Uk

0,465

-

6,905

0,145

Wartość współczynnika przenikania ciepła UB dachu:

Opis

d

λ

R

Ub

[m]

[W/mK]

[m2K/W]

[W/m2K]

Opór przejmowanie ciepła po stronie wewnętrznej (pionowy strumień ciepła)

0,10

-

Płyta gipsowo kartonowa

0,015

0,23

0,065

-

Wełna mineralna

0,10

0,039

2,564

Dach stromy (przegroda niejednorodna)

0,16

0,049

3,265

-

Opór przejmowanie ciepła po stronie zewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,04

-

Grubość całkowita i Uk

0,275

-

6,065

0,165

Wartość liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψe

wlwNF40szdstromy1

Ua = 0,145 [W/m2K]

Ub = 0,165 [W/m2K]

La = 1,55 [m]

Lb = 1,35 [m]

L = 2,865 [m]

Ψe= 0,1499 * 2, 90 — 0,145 * 1,4-0,165* 1,0 = - 0,012 [W/m2K]

b. Rozwiązanie NF15

Izolacja ułożona między belkami dwuteowymi łączy się z w sposób ciągły i nieprzerwany z izolacją na ścianie zewnętrznej. 

rozN15stromy.jpg

Wartość współczynnika przenikania ciepła UA ściany zewnętrznej: 

Opis 

λ 

Ua 

[m]

[W/mK]

[m2K/W]

[W/m2K]

Opór przejmowanie ciepła po stronie wewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,13

-

Tynk cementowo-wapienny

0,01

0,68

0,015

-

Bloczki z betonu komórkowego

0,24

0,21

1,143

-

Styropian

0,3

0,032

9,375

-

Tynk cementowo-wapienny

0,015

0,68

0,022

-

Opór przejmowanie ciepła po stronie zewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,04

-

Grubość całkowita i Uk 

0,565 

10,725 

0,093 

Wartość współczynnika przenikania ciepła UB dachu:

Opis

d

λ

R

Ub 

[m]

[W/mK]

[m2K/W]

[W/m2K]

Opór przejmowanie ciepła po stronie wewnętrznej (pionowy strumień ciepła)

0,10

-

Płyta gipsowo kartonowa

0,015

0,23

0,065

-

Dach stromy (przegroda niejednorodna)

0,40

0,042

9,524

-

Opór przejmowanie ciepła po stronie zewnętrznej (poziomy strumień ciepła)

0,04

-

Grubość całkowita i Uk 

0,415 

9,759 

0,102 

Wartość liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψe:

wlwNF15scdstromy.jpg

Ua = 0,093 [W/m2K]

Ub = 0,102 [W/m2K]

La = 2,08 [m]

Lb = 1,60 [m]

L = 3,68 [m]

Ψe = 0,0899 * 3, 68 - 0,093 * Z, 08 - 0,102 * 1, 60 = - 0,027 [W/mK]