KRYTERIA OCENY TERMOIZOLACYJNOŚCI BUDYNKÓW

Kryterium sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzania budynku.

Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzania w standardowym sezonie grzewczym to ilość ciepła, stanowiąca różnicę strat ciepła i wykorzystywanych zysków ciepła budynku w standardowym sezonie grzewczym przy:

-         obliczeniowej temperaturze powietrza wewnętrznego,

-         projektowej wartości strumienia powietrza wentylacyjnego,

-         temperaturze powietrza zewnętrznego i promieniowaniu słonecznym odpowiadającym średnim wieloletnim warunkom.

Wskaźnik E sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzania w standardowym sezonie ogrzewczym jest to stosunek sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzania w standardowym sezonie ogrzewczym  Q do kubatury V ogrzewanej części budynku.

1.         Dla budynku mieszkalnego wielorodzinnego i zamieszkania zbiorowego wartość wskaźnika sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzania budynku E jest mniejsza od wartości granicznej Eo

2.         Dla budynku w zabudowie jednorodzinnej wartość wskaźnika E musi być mniejsza od Eo lub przegrody zewnętrzne muszą spełniać wymagania izolacyjności cieplnej lub inne wymagania związane z oszczędnością energii.

3.         Dla budynku użyteczności publicznej i budynku przemysłowego wymagania są spełnione jeżeli  przegrody zewnętrzne odpowiadają wymaganiom izolacyjności cieplnej oraz innym wymaganiom związanym z oszczędnością energii.

Kryterium izolacyjności cieplnej przegród nieprzezroczystych.

Wartości współczynnika przenikania ciepła U ścian, stropów i stropodachów obliczone zgodnie z Polską Normą nie mogą być większe niż maksymalne wartości współczynnika przenikania ciepła Umax­ podane w odpowiednim rozporządzeniu.

gdzie:

            RT – całkowity opór cieplny przegrody wraz z oporami przejmowania ciepła, m2·K/W

Kryterium izolacyjności cieplnej przegród przezroczystych.

Wartości współczynnika przenikania ciepła U okien, drzwi balkonowych i drzwi zewnętrznych nie mogą być większe niż maksymalne wartości współczynnika przenikania ciepła Umax­ podane w odpowiednim rozporządzeniu.

Kryterium minimalnego oporu cieplnego podłóg na gruncie.

W budynku mieszkalnym w zabudowie jednorodzinnej, budynku użyteczności publicznej oraz budynku przemysłowym podłoga na gruncie w ogrzewanym pomieszczeniu powinna być izolowana dodatkową izolacją cieplną w postaci pasów pionowych lub poziomych o szerokości co najmniej 1 m usytuowanych wzdłuż linii styku podłogi ze ścianą zewnętrzną. Suma oporów cieplnych warstw podłogowych, dodatkowej izolacji cieplnej (poziomej lub pionowej) i gruntu, obliczona zgodnie z Polską Normą nie powinna być mniejsza od wartości minimalnych sumy oporów cieplnych dla podłóg układanych na gruncie podanych w odpowiednim rozporządzeniu.

gdzie:

Rgr              - obliczeniowy opór cieplny gruntu przylegającego do ściany, [m2·K/W]

Podłogom stykającym się z gruntem w pomieszczeniach o temperaturze obliczeniowej ti ≤ 8oC oraz podłogom usytuowanym poniżej 0,6 m od poziomu terenu nie stawia się żadnych wymagań izolacyjności cieplnej.

Kryterium minimalnego oporu cieplnego ścian stykających się z gruntem.

W budynku mieszkalnym w zabudowie jednorodzinnej, budynku użyteczności publicznej oraz budynku przemysłowym wartości oporów cieplnych ścian stykających się z gruntem, na odcinku równym 1 m licząc od poziomu terenu nie mogą być niższe niż:

a)      przy ti > 16 oC              1,0 m2·K/W,

b)      przy 4 oC < ti ≤ 16 oC              0,8 m2·K/W,

a na odcinku ściany poniżej 1,0 m licząc od poziomu terenu , wartości oporu cieplnego nie ogranicza się.

Kryterium maksymalnej powierzchni okien.

1. W budynku mieszkalnym w zabudowie jednorodzinnej pole powierzchni A0, wyrażone w m2 okien oraz przegród szklanych i przezroczystych, o współczynniku przenikania ciepła U nie mniejszym niż 2,0 W/m2·K obliczone według ich wymiarów modularnych nie może być większe niż wartość A0max obliczona według wzoru:

gdzie:

Az -               jest sumą powierzchni rzutu poziomego wszystkich kondygnacji nadziemnych (w zewnętrznym obrysie budynku) w pasie szerokości 5 m wzdłuż ścian zewnętrznych

Aw -               jest sumą powierzchni pozostałej części rzutu poziomego wszystkich kondygnacji po odjęciu Az

2. W budynku użyteczności publicznej pole powierzchni A0max, wyrażone w m2, okien oraz przegród szklanych i przezroczystych o współczynniku przenikania ciepła nie mniejszym niż 2,0 W/m2·K obliczone według ich wymiarów modularnych nie może być większe niż wartość A0max obliczona według powyższego wzoru, jeśli nie jest to sprzeczne z warunkami niezbędnymi do zapewnienia niezbędnego oświetlenia światłem dziennym określonymi odrębnymi przepisami.

3. W budynku przemysłowym łączne pole powierzchni okien oraz ścian szklanych w stosunku do powierzchni całej elewacji nie może być większe niż:

a)      w budynku jednokondygnacyjnym (halowym)              - 15%

b)      w budynku wielokondygnacyjnym              - 30%

Kryterium punktu rosy.

1. W budynku mieszkalnym, budynku użyteczności publicznej, a także w budynku przemysłowym opór cieplny nieprzezroczystych przegród zewnętrznych powinien umożliwiać utrzymanie na wewnętrznych jej powierzchniach temperatury wyższej co najmniej o 1 oC od punktu rosy powietrza w pomieszczeniu, przy obliczeniowych wartościach temperatury powietrza wewnętrznego i zewnętrznego oraz przy obliczeniowej wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu, obliczonej zgodnie z Polską Normą
2. W pomieszczeniu klimatyzowanym, z utrzymywaną stałą wilgotnością względną powietrza, temperatura na wewnętrznej powierzchni przegród powinna być wyższa od punktu rosy powietrza w pomieszczeniu.

Temperaturę wewnętrznej powierzchni przegrody ui można wyliczyć ze wzoru:

w którym:

ti              - obliczeniowa temperatura powietrza wewnętrznego, oC

te              - obliczeniowa temperatura powietrza zewnętrznego, oC

Uo              - współczynnik przewodności cieplnej przegrody, W/m2·K

Rsi              - opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni przegrody, m2·K/W

ts              - temperatura punktu rosy, w której ciśnienie cząstkowe pary wodnej p staje się ciśnieniem cząstkowym                                                                                     pary wodnej nasyconej

Kryterium szczelności na przenikanie powietrza.

1. W budynku mieszkalnym, budynku użyteczności publicznej, a także w budynku przemysłowym przegrody zewnętrzne nieprzezroczyste, złącza między przegrodami i częściami przegród oraz połączenia okien z ościeżnicami należy projektować wykonywać pod kątem osiągnięcia ich całkowitej szczelności na przenikanie powietrza.
2. W budynku mieszkalnym i budynku użyteczności publicznej współczynnik infiltracji powietrza dla otwieranych okien i drzwi balkonowych w pomieszczeniach, w których napływ powietrza zewnętrznego zapewniony jest przez nawiewniki okienne powinien wynosić nie więcej niż 0,3 m2/m·h·da·Pa2/3, a w pozostałych przypadkach powyżej 0,5 lecz nie więcej niż 1,0 m2/m·h·da·Pa2/3.

Kryterium ograniczenia zwilgocenia przegród.

Rozwiązania konstrukcyjne przegród zewnętrznych powinny zabezpieczać przed zawilgoceniem spowodowanym przez kondensację pary wodnej w ich wewnętrznych warstwach. Kondensacja pary wodnej w przegrodach jest dopuszczalna, ale nagromadzenie kondensatu nie powinno spowodować większego przyrostu wilgotności niż wartości podane w kolumnie 4 tablicy 1 PN-82/B-02020, jednakże pod warunkiem, że ich wilgotność przed okresem zawilgocenia nie przekracza wartości podanych w kolumnie 3.

Jeżeli przegroda wykaże większy przyrost wilgotności to należy zmienić jej konstrukcję lub zastosować paroizolację.

OGÓLNE RÓWNANIE PRZEWODNICTWA CIEPLNEGO

w którym:

              - współczynnik przewodności cieplnej danego materiału

              - wewnętrzne źródła ciepła

              - ciepło właściwe w stanie suchym danego materiału

              - gęstość objętościowa w stanie suchym danego materiału

              - szybkość zmiany temperatury w czasie

WARUNKI BRZEGOWE RÓWNANIA PRZEWODNICTWA CIEPLNEGO

Są cztery rodzaje warunków brzegowych:

I rodzaju              - ma miejsce gdy znany jest rozkład temperatury na brzegu obszaru w dowolnej chwili

II rodzaju              - ma miejsce gdy znany jest rozkład gęstości strumienia cieplnego na brzegu obszaru w dowolnej chwili

III rodzaju              - ma miejsce gdy wymiana ciepła na brzegu odbywa się wg prawa Newtona (gęstość strumienia cieplnego napływającego na granicę obszaru jest równa gęstości strumienia cieplnego odpływającego z tej granicy)

IV rodzaju              - stwierdza, że na granicy dwóch obszarów zachodzi równość temperatury powierzchni styku obszaru nr 1 do obszaru nr 2, oraz że gęstość strumienia cieplnego od strony 1 do styku równa się gęstości strumienia cieplnego od styku do strony 2

RÓWNANIE GĘSTOŚCI STRUMIENIA CIEPLNEGO W RADIACYJNEJ WYMIANIE CIEPŁA

w którym:

              - współczynnik przejmowania ciepła na drodze konwekcji

              - temperatura rozpatrywanej powierzchni

              - temperatura powietrza

              - współczynnik emisyjności

              - współczynnik konfiguracji

              - współczynnik promieniowania ciała czarnego równy

              - współczynnik temperaturowy

Stosując metodę wzajemności oraz zakładając, że w pomieszczeniu mamy tylko jedną przegrodę zewnętrzną i współczynniki absorpcji i temperaturowy są te same, otrzymujemy:

RÓWNANIE GĘSTOŚCI STRUMIENIA CIEPLNEGO W RADIACYJNEJ WYMIANIE CIEPŁA POMIĘDZY DWOMA POWIERZCHNIAMI

w którym:

              - praca energii cieplnej wymieniona między dwoma ciałami

              - współczynnik emisyjności zastępczej

              - współczynnik promieniowania ciała czarnego

              - temperatura na powierzchni

              - współczynnik konfiguracji

Jeżeli dwie powierzchnie są nieograniczone lub ograniczone, ale blisko siebie położone to:

Jeżeli wymiana ciepła następuje pomiędzy powierzchnią a nieograniczoną półkulą to:

ZWIĄZEK POMIĘDZY LICZBĄ NUSSELTA A WSPÓŁCZYNNIKIEM PRZEJMOWANIA CIEPŁA W KONWEKCYJNEJ WYMIANIE CIEPŁA

Liczba Nusselta NU określa stosunek wymiaru charakterystycznego ciała do grubości hipotetycznej nieruchomej warstwy przyściennej, w której wymiana ciepła następuje przez przewodzenie. Liczba ta określa bezpośrednio intensywność wymiany ciepła.

w którym:

              - wymiar charakterystyczny ciała

              - współczynnik przewodności cieplnej danego materiału

              - współczynnik przejmowania ciepła na drodze konwekcji

w którym:

              - intensywność procesu wymiany ciepła

              - temperatura powierzchni ciała stałego

              - temperatura płynu w pewnym oddaleniu od ciała stałego

Na podstawie liczby Nusselta możemy wyznaczyć współczynnik przejmowania ciepła, a następnie opór cieplny przegrody.