Upload
dangbao
View
251
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Projekt z fizyki budowli - Ćwiczenie nr 1 (materiał pomocniczy do zajęć: dr inż. Beata
Sadowska)
1. OBLICZANIE WSPÓŁCZYNNIKA PRZENIKANIA CIEPŁA PRZEGRÓD PEŁNYCH
Obliczenia wykonujemy na podstawie PN-EN ISO 6946:2008 [1]. Norma ta podaje metodę
obliczania oporu cieplnego i współczynnika przenikania ciepła komponentów budowlanych i elementów
budynku, z wyjątkiem drzwi, okien i innych elementów oszklonych, ścian osłonowych, komponentów
przez które odbywa się przenoszenie ciepła do gruntu oraz komponentów, przez które przewiduje się
nawiew powietrza.
Całkowity opór cieplny RT płaskiego komponentu budowlanego, składającego się z jednorodnych
cieplnie warstw prostopadłych do kierunku przepływu ciepła, należy obliczać ze wzoru:
RRRRRR sen21siT + +.....+ + + = [(m2K)/W]
w którym:
Rsi - opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni, [(m2K)/W];
R1, R2....Rn - obliczeniowe opory cieplne każdej warstwy, [(m2K)/W];
Rse - opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni, [(m2K)/W].
Opory przejmowania ciepła
Opór przejmowania
ciepła
[(m²K)/W]
Kierunek strumienia cieplnego
w górę
poziomy
w dół
Rsi 0,10 0,13 0,17
Rse 0,04 0,04 0,04
Uwaga: Kierunek poziomy przepływu strumienia ciepła zdefiniowany jest dla zakresu kątowego 30° względem
poziomu.
Opory cieple warstw jednorodnych, przy znanym współczynniku przewodzenia ciepła, oblicza się
ze wzoru:
dR = [(m
2K)/W]
w którym:
d - grubość warstwy materiału w komponencie, [m];
λ - obliczeniowy współczynnik przewodzenia ciepła materiału, [W/(mK)]np.
przyjęty z odpowiedniej tablicy PN-EN ISO 12524:2003 [2], PN-EN ISO 10456:2008 [3] załącznika
krajowego NC do PN-EN ISO 6946:1999 lub innych źródeł [4, 5, 6, 7].
Przykładowe wartości obliczeniowe właściwości fizycznych materiałów wg PN-EN 12524 [2]
i badań Zakładu Fizyki Cieplnej ITB [4, 5]
Grupa materiałowa
lub zastosowanie
Gęstość w
stanie
suchym
kg/m³
λ,
W/(mK)
Ciepło
właściwe
W/(kg·K)
Współczynnik oporu
dyfuzyjnego, μ
Suchy Mokry
Beton zwykły
- o średniej gęstości
- o wysokiej gęstości
- zbrojony (z 1 % zbrojenia)
- zbrojony (z 2 % zbrojenia)
1800
2000
2200
2400
2300
2400
1,15
1,35
1,65
2,00
2,3
2,5
1000
1000
1000
1000
1000
1000
100
100
120
130
130
130
60
60
70
80
80
80
Beton z żużla pumeksowego
lub granulowanego
1 800
1 600
1 400
1 200
1 000
0,70
0,58
0,50
0,40
0,33
1000
1000
1000
1000
1000
15
12
10
8
5
15
12
10
8
5
Beton z żużla paleniskowego 1 800
1 600
1 400
1 200
0,85
0,72
0,60
0,50
1000
1000
1000
1000
15
12
10
8
15
12
10
8
Beton z kruszywa
keramzytowego
1 600
1 400
1 300
1 200
1 100
1 000
0,90
0,72
0,62
0,54
0,46
0,39
1000
1000
1000
1000
1000
1000
15
12
10
8
6
4
15
12
10
8
6
4
Mur z betonu komórkowego na
cienkowarstwowej zaprawie
klejącej lub na zaprawie
ciepłochronnej
800
700
600
500
400
0,30
0,25
0,21
0,18
0,15
1000
1000
1000
1000
1000
10
8
7
6
5
10
8
7
6
5 Mur z betonu komórkowego na
zaprawie cementowo-wapien-
nej, ze spoinami o grubości nie
większej niż 1,5 cm
800
700
600
500
0,38
0,35
0,30
0,25
1000
1000
1000
1000
10
8
7
6
10
8
7
6
Wiórobeton i wiórotrocinobeton
1 000
900
800
700
600
500
030
0,26
0,22
0,19
0,17
0,15
1500
1500
1500
1500
1500
1500
10
8
7
6
5
4
10
8
7
6
5
4
Mur z cegły ceramicznej pełnej
Mur z cegły dziurawki
Mur z cegły kratówki
1 800
1 400
1 300
0,77
0,62
0,56
1000
1000
1000
5-10
5-10
5-10
5-10
5-10
5-10
Mur z pustaków ceramicznych
drążonych szczelinowych na
zaprawie cementowo-wapiennej
1200
1100
1000
900
800
0,45
0,40
0,36
0,33
0,30
1000
1000
1000
1000
1000
3-5
3-5
3-5
3-5
3-5
3-5
3-5
3-5
3-5
3-5
Mur z pustaków ceramicznych
drążonych szczelinowych, na
zaprawie ciepłochronnej
1200
1100
1000
900
800
0,42
0,36
0,32
0,28
0,25
1000
1000
1000
1000
1000
3-5
3-5
3-5
3-5
3-5
3-5
3-5
3-5
3-5
3-5 Mur z cegły silikatowej pełnej 1 900 0,90 1000 20 20
Mur z cegły silikatowej
drążonej i bloków drążonych
Mur z cegły klinkierowej
1 600
1 500
1 900
0,80
0,75
1,05
1000
1000
1000
15
15
50-100
15
15
50-100
Grupa materiałowa
lub zastosowanie
Gęstość w
stanie
suchym
kg/m³
λ,
W/(mK)
Ciepło
właściwe
W/(kg·K)
Współczynnik oporu
dyfuzyjnego, μ
Suchy Mokry
szkło piankowe
Wyroby z włókna szklanego
maty i filce
płyty
granulat
Wyroby z włókna skalnego
maty i płyty wypełniające
płyty obciążane
płyty fasadowe
płyty dachowe
płyty lamelowe
granulat
Styropian (EPS)
Polistyren ekstrudowany (XPS)
Jak wyżej, w stropodachu
odwróconym
Pianka poliuretanowa
- w szczelnej osłonie
- w pozostałych przypadkach
- natryskowa
Pianka polietylenowa
Granulat celulozowy
Tynk gipsowy
Płyta gipsowo-kartonowa
Tynk gipsowo-piaskowy
Tynk wapienny
Tynk cementowy
Tarcica iglasta w poprzek
włókien
Stal zwykła
Stal nierdzewna
300
10-20
>20
15-60
40-80
100-160
140-150
90-200
80-150
20-60
12
15
20
30
>28
30-60
30-60
35
30-70
1000
600
900
1600
1600
1800
550
7800
7900
0,07
0,045
0,050
0,055
0,045
0,042
0,043
0,045
0,046
0,050
0,045
0,043
0,040
0,036
0,035
0,045
0,025
0,035
0,045
0,05
0,06
0,40
0,18
0,25
0,80
0,80
1,00
0,16
50
17
1000
1030
1030
1030
1030
1030
1030
1030
1030
1030
1450
1450
1450
1450
1450
1450
1400
1400
1400
1450
1400
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1600
450
460
∞
1
1
1
1
1
1
1
1
1
60
60
60
60
150
150
60
60
60
500
1
10
10
10
10
10
10
50
∞
∞
∞
1
1
1
1
1
1
1
1
1
60
60
60
60
150
150
60
60
60
500
1
6
6
6
6
6
6
20
∞
∞
Współczynnik przenikania ciepła obliczany jest jako odwrotność oporu całkowitego komponentu
zgodnie z zależnością:
TRU
1 = [W/(m
2K)]
Poza materiałami i wyrobami przegrody budowlane mogą zawierać warstwy powietrza. Mogą to być (w
zależności od pola powierzchni otworów łączących szczelinę powietrzną ze środowiskiem zewnętrznym):
- niewentylowane warstwy powietrza,
- słabo wentylowane warstwy powietrza,
- dobrze wentylowane warstwy powietrza.
Opór cieplny (w [(m2·K)/W]) niewentylowanych warstw powietrza o wysokiej emisyjności powierzchni
Grubość warstwy
powietrznej
Kierunek strumienia cieplnego
mm w górę Poziomo w dół
0
5
7
10
15
25
50
100
300
0,00
0,11
0,13
0,15
0,16
0,16
0,16
0,16
0,16
0,00
0,11
0,13
0,15
0,17
0,18
0,18
0,18
0,18
0,00
0,11
0,13
0,15
0,17
0,19
0,21
0,22
0,23
UWAGA – Wartości pośrednie można otrzymać przez interpolację liniową.
W przypadku dobrze wentylowanej warstwy powietrza jej opór cieplny oraz warstw zewnętrznych jest
pomijany, a opór przejmowania ciepła na powierzchni zewnętrznej przyjmuje się równy oporowi
przejmowania ciepła na powierzchni wewnętrznej (Rse=Rsi).
W sytuacji gdy pustka jest słabo wentylowana to całkowity opór komponentu wyznaczany jest z
interpolacji liniowej między wartościami dla szczeliny słabo i dobrze wentylowanej z zastosowaniem
zależności:
vTV
uTV
T RA
RA
R ,,1000
500
1000
1500 =
gdzie:
AV - pole powierzchni otworów łączących szczelinę powietrzną ze środowiskiem zewnętrznym, [mm2];
RT,u - całkowity opór cieplny z niewentylowaną warstwą powietrza,
RT,v - całkowity opór cieplny z dobrze wentylowaną warstwą powietrza.
Gdy komponent składa się z warstw jednorodnych i niejednorodnych cieplnie jego całkowity opór
wyznacza się ze wzoru:
2/)( = "'
TTT RRR
gdzie:
R’T - kres górny całkowitego oporu cieplnego, obliczany wg p. 6.2.3. PN-EN ISO 6946:2008,
R”T - kres dolny całkowitego oporu cieplnego, obliczany wg p. 6.2.4. PN-EN ISO 6946:2008.
W odniesieniu do dachów stromych z płaskim izolowanym stropem przestrzeń poddasza można uznać za
warstwę jednorodną cieplnie o oporze podanym w tabeli:
Opór cieplny przestrzeni dachowych
Charakterystyka dachu Ru [m²K/W]
1
2
3
4
Pokrycie dachówką bez papy (folii), poszycia itp.
Pokrycie arkuszowe lub dachówką z papą (folią), poszyciem itp. pod dachówką
Jak w 2, lecz z okładziną aluminiową lub inną niskoemisyjną powierzchnią od spodu dachu
Pokrycie papą na poszyciu
0,06
0,2
0,3
0,3
UWAGA – Wartości podane w tablicy uwzględniają opór cieplny przestrzeni wentylowanej i pokrycia. Nie uwzględniają one
oporu przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni (Rse).
Norma PN-EN ISO 6946:
- podaje również uproszczone procedury pozwalające na potraktowanie innych przestrzeni
nieogrzewanych (takich jak garaż, składzik, oranżeria) jako oporu cieplnego (p.5.4.3),
- umożliwia obliczenia komponentów o zmiennej grubości przy spadku połaci do 5% (zał. C).
Obliczenie współczynnika przenikania przegrody
warstwa / ośrodek d
[m]
λ
[W/(mK)]
dR =
[m2K/W]
U
[W/( m2K)]
powietrze wewnętrzne (opór przejmowania
ciepła powierzchni wewnętrznej) Rsi
……………………………………..
……………………………………..
……………………………………..
……………………………………..
powietrze zewnętrzne (opór przejmowania
ciepła powierzchni zewnętrznej) Rse
Przykład
Obliczenie współczynnika przenikania ciepła ściany zewnętrznej
warstwa / ośrodek
[kg/m3]
d
[m]
λ
[W/(mK)]
dR =
[m2K/W]
U
[W/( m2K)]
powietrze wewnętrzne (opór przejmowania
ciepła powierzchni wewnętrznej) Rsi
0,13
tynk cementowo-wapienny 1 850 0,015 0,82 0,018
mur z cegły silikatowej drążonej 1 600 0,24 0,80 0,300
styropian 20 0,15 0,04 3,750
tynk cienkowarstwowy mineralny * 0,004 0,80 0,005
powietrze zewnętrzne (opór przejmowania
ciepła powierzchni zewnętrznej) Rse 0,04
4,243 0,24
* warstwę tę w obliczeniach oporu cieplnego można pominąć ze względu na jej małą grubość
Obliczoną wartość U należy porównać z wymaganymi wartościami UC(max) dla przegród zewnętrznych
zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 5 lipca 2013 r. zmieniającym rozporządzenie
w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [8].
Dla ścian zewnętrznych przy temperaturze w pomieszczeniu ti≥16°C UC(max) = 0,25 W/(m2K).
2. OBLICZANIE ROZKŁADU TEMPERATURY W PRZEGRODZIE
Obliczanie rozkładu temperatury w przegrodzie nie jest działaniem obowiązkowym (na etapie
projektowania), ale bardzo pożytecznym. Służy ono sprawdzeniu poprawności układu warstw przegrody.
Gęstość strumienia cieplnego q płynącego przez przegrodę o współczynniku przenikania ciepła U,
oddzielającą pomieszczenie o temperaturze obliczeniowej t1 od powietrza zewnętrznego o temperaturze te
określić można ze wzoru:
)( = ei ttUq
W wyniku przepływu strumienia cieplnego o gęstości q, na poszczególnych warstwach
jednorodnych płaskiej przegrody wielowarstwowej powstają spadki temperatury, będące iloczynem
gęstości strumienia cieplnego i wartości oporów cieplnych.
Spadek temperatury na powierzchni wewnętrznej wynosi qRsi, stąd temperatura powierzchni
wewnętrznej:
si
T
eiisieiisiii R
R
tttRttUtRqt
)(
gdzie:
RRRRRR sen21siT + +.....+ + + =
Analogicznie na styku pierwszej i drugiej warstwy temperatura wynosi:
)()()()( 1111 RRR
tttRRttUtRRqt si
T
eiisieiisii
Na styku drugiej i trzeciej warstwy temperatura wynosi:
)()()()( 2121212 RRRR
tttRRRttUtRRRqt si
T
eiisieiisii
Różnica temperatur między powierzchniami warstw jednorodnych wynosi:
)( = ei
T
i
R
R
Spadki temperatury na warstwach izolacji cieplnej o małej przewodności cieplnej są duże, a na warstwach
materiałów konstrukcyjnych o dużej przewodności cieplnej – małe. Wynika to bezpośrednio z prawa
Fouriera.
Temperatury powietrza zewnętrznego należy przyjmować na podstawie PN-B-02403 [9]
Strefa
klimatyczna
Projektowa temperatura
zewnętrzna
[°C]
I -16
II -18
III -20
IV -22
V -24
Przykład
Obliczenie rozkładu temperatury w ścianie zewnętrznej
(t1 = 21°C, te = -20°C)
warstwa / ośrodek
[kg/m3]
d
[m]
λ
[W/(mK)]
Ri
[m2K/W]
Δϑi
[°C]
ϑi-j
[°C]
Rsi 0,13 2,13 21,00
18,87
tynk cementowo-wapienny 1 850 0,015 0,82 0,018 0,30
18,57
bloczki gazobetonowe na zaprawie cem.-wap. 600 0,24 0,30 0,800 13,14
5,43
styropian 40 0,06 0,043 1,395 22,90
-17,47
cegła klinkierowa 1 900 0,12 1,05 0,114 1,87
-19,34
Rse 0,04 0,66 -20
RT = 2,497
CR
R
ttt o
i
T
eiii 87,1813,0
497,2
202121
CRR
R
ttt o
si
T
eii 57,18)018,013,0(
497,2
202121)( 11
CRRR
R
ttt o
si
T
eii 43,5)800,0018,013,0(
497,2
202121)( 212
CRRRR
R
ttt o
si
T
eii 47,17)395,1800,0018,013,0(
497,2
202121)( 3213
CRRRRR
R
ttt o
si
T
eii 34,19)114,0395,1800,0018,013,0(
497,2
202121)( 43214
)( 54321 RRRRRRR
ttt si
T
eiie
Co20)04,0114,0395,1800,0018,013,0(
497,2
202121
Następnie sporządzamy wykres rozkładu temperatury w ścianie zewnętrznej (przykład):
- w skali grubości
- w funkcji oporów cieplnych.
3. SPRAWDZENIE WYSTEPOWANIA RYZYKA KONDENSACJI POWIERZCHNIOWEJ
3.1. Obliczenie temperatury punktu rosy
3.1.1. Wyznaczenie temperatury wewnętrznej powierzchni przegrody bez mostków
cieplnych liniowych
Temperatura powierzchni wewnętrznej [°C]:
sieiisiii RttUtRqt )(
gdzie:
q – gęstość strumienia cieplnego płynącego przez przegrodę,
U – współczynnik przenikania ciepła przegrody,
t1 – temperatura obliczeniowa wewnętrzna
te – temperatura powietrza zewnętrznego,
Ri – przy sprawdzaniu minimalnej temperatury wewnętrznej powierzchni przegród nieprzezroczystych
należy przyjmować Ri=0,167 (m2 K)/W.
Przykład:
ti=+20C
te=-24C
U = 0,212 W/(m2K)
i = 49%
temperatura na powierzchni przegrody od strony wewnętrznej:
CRttUt ieiii 44,18167,0))24(20(212,020)(
3.1.2. Wyznaczenie ciśnienia cząstkowego pary wodnej w pomieszczeniu
Wilgotność względna powietrza wewnętrznego:
%100 = ni
ii
p
p
gdzie:
pi – ciśnienie cząstkowe pary wodnej, [Pa]
pni – ciśnienie stanu nasycenia, [Pa]
stąd ciśnienie cząstkowe pary wodnej w pomieszczeniu :
100 = nii
i
pp
φi – obliczeniowa wilgotność względna powietrza w pomieszczeniu (z tematu ćwiczenia)
pni – ciśnienie cząstkowe pary wodnej nasyconej przy temperaturze t (tabela poniżej)
Przykład c.d.:
dla ti=+20C pni=2 340Pa = 23,4 hPa (z tabeli NA.3 PN-EN ISO 6946:1999)
-punkt rosy (odczytany z tabeli NA.3 PN-EN ISO 6946:1999) dla pi = 11,47 hPa
ts=9C
18,44°C > 9°C
Wniosek: Na wewnętrznej powierzchni przegrody nie ma ryzyka wystąpienia kondensacji pary wodnej.
hPahPa
pi 47,11%100
40,23%49
si t
Ciśnienie cząstkowe pary wodnej nasyconej pn w powietrzu w funkcji temperatury
Tempe-
ratura
Ciśnienie pary nasyconej, hPa
°C ,0 ,1 ,2 ,3 ,4 ,5 ,6 ,7 ,8 ,9
30
29
28
27 26
42,44
40,06
37,81
35,66 33,62
42,69
40,30
38,03
35,88 33,82
42,94
40,53
38,26
36,09 34,03
43,19
40,77
38,48
36,31 34,23
43,44
41,01
38,71
36,52 34,43
43,69
41,24
38,94
36,74 34,63
43,94
41,48
39,16
36,95 34,84
44,19
41,72
39,39
37,17 35,04
44,45
41,96
39,61
37,39 35,25
44,69
42,19
39,84
37,59 35,44
25
24
23
22
21
31,69
29,85
28,10
26,45
24,87
31,88
30,03
28,25
26,61
25,04
32,08
30,21
28,45
26,78
25,18
32,27
30,40
28,63
26,95
25,35
32,46
30,59
28,80
27,11
25,51
32,66
30,77
28,97
27,27
25,66
32,84
30,95
29,15
27,44
25,82
33,04
31,14
29,32
27,61
25,98
33,24
31,32
29,50
27,77
26,13
33,43
31,51
29,68
27,94
26,29
20
19
18
17 16
23,40
21,97
20,65
19,37 18,18
23,54
22,12
20,79
19,50 18,30
23,69
22,27
20,91
19,63 18,41
23,84
22,41
21,05
19,76 18,54
23,99
22,54
21,19
19,88 18,66
24,13
22,68
21,32
20,01 18,78
23,28
22,83
21,45
20,14 18,89
24,43
22,97
21,58
20,27 19,01
24,57
23,10
21,72
20,39 19,14
24,73
23,24
21,85
20,52 19,26
15
14
13
12
11
17,06
15,99
14,98
14,03
13,12
17,17
16,10
15,08
14,13
13,21
17,29
16,21
15,18
14,22
13,30
17,39
16,31
15,28
14,31
13,40
17,50
16,42
15,38
14,41
13,40
17,62
16,53
15,48
14,51
13,58
17,73
16,63
15,59
14,60
13,67
17,84
16,74
15,69
14,70
13,75
17,95
16,84
15,78
14,79
13,85
18,06
16,95
15,88
14,88
13,94
10
9
8
7 6
12,28
11,48
10,73
10,02 9,35
12,37
11,56
10,81
10,08 9,42
12,45
11,63
10,88
10,16 9,49
12,54
11,71
10,96
10,23 9,55
12,62
11,79
11,03
10,30 9,61
12,70
11,87
11,10
10,38 9,68
12,79
11,95
11,17
10,45 9,75
12,87
12,03
11,25
10,52 9,82
12,96
12,11
11,33
10,59 9,88
13,04
12,18
11,40
10,66 9,95
5
4
3
2
1 0
8,72
8,13
7,59
7,05
6,57 6,11
8,78
8,19
7,65
7,10
6,62 6,16
8,84
8,25
7,70
7,16
6,67 6,21
8,90
8,31
7,76
7,21
6,72 6,26
8,96
8,37
7,81
7,27
6,77 6,30
9,02
8,43
7,87
7,32
6,82 6,35
9,07
8,49
7,93
7,37
6,87 6,40
9,13
8,54
7,98
7,43
6,91 6,45
9,19
8,61
8,03
7,48
6,96 6,49
9,25
8,66
8,08
7,53
7,00 6,53
0
-1
-2
-3
-4 -5
6,11
5,62
5,17
4,76
4,37 4,01
6,05
5,57
5,14
4,72
4,33 3,98
6,00
5,52
5,09
4,68
4,30 3,95
5,95
5,47
5,05
4,64
4,26 3,91
5,92
5,43
5,01
4,61
4,23 3,88
5,87
5,38
4,96
4,56
4,19 3,85
5,82
5,34
4,92
4,52
4,15 3,82
5,77
5,31
4,89
4,48
4,12 3,79
5,72
5,27
4,84
4,44
4,08 3,75
5,67
5,22
4,80
4,40
4,05 3,72
-6
-7
-8
-9 -10
3,68
3,37
3,10
2,84 2,60
3,65
3,35
3,06
2,81 2,58
3,62
3,33
3,04
2,79 2,55
3,59
3,30
3,01
2,76 2,53
3,56
3,27
2,98
2,74 2,51
3,53
3,24
2,96
2,72 2,49
3,50
3,21
2,94
2.69 2,46
3,47
3,18
2,91
2,67 2,44
3,43
3,15
2,88
2,64 2,42
3,40
3,12
2,86
2,62 2,39
-11
-12
-13
-14 -15
2,37
2,17
1,98
1,81 1,65
2,35
2,15
1,97
1,80 1,64
2,33
2,13
1,95
1,78 1,62
2,31
2,11
1,93
1,77 1,61
2,29
2,09
1,91
1,75 1,59
2,28
2,08
1,90
1,73 1,58
2,26
2,06
1,88
1,72 1,57
2,24
2,04
1,86
1,70 1,55
2,21
2,02
1,84
1,68 1,53
2,19
2,00
1,82
1,67 1,52
-16
-17
-18
-19 -20
1,50
1,37
1,25
1,14 1,03
1,49
1,36
1,24
1,13 1,02
1,48
1,35
1,23
1,12 1,01
1,46
1,33
1,22
1,11 1,00
1,45
1,32
1,21
1,10 0,99
1,44
1,31
1,20
1,09 0,98
1,42
1,29
1,18
1,07 0,97
1,41
1,28
1,17
1,06 0,96
1,39
1,27
1,16
1,05 0,95
1,38
1,26
1,15
1,04 0,94
3.1.3. Sprawdzenie ryzyka kondensacji pary wodnej przy założonej klasie wilgotności i przy
kontrolowanych warunkach wewnętrznych
Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim
powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (§321):
1/ na wewnętrznej powierzchni nieprzezroczystej przegrody zewnętrznej nie może występować
kondensacja pary wodnej umożliwiająca rozwój grzybów pleśniowych,
2/ we wnętrzu przegrody nie może występować narastające w kolejnych latach zawilgocenie
spowodowane kondensacją pary wodnej.
Ad 1/ Sprawdzenie tych warunków przeprowadza się według rozdziału 6 PN-EN ISO 13788:2003 [10].
Nie dotyczy to przegród, w odniesieniu, do których praktyka wykazała, że zjawisko kondensacji
wewnętrznej w tych przegrodach nie występuje, jak na przykład murowane ściany
jednowarstwowe.
W celu zachowania warunku dotyczącego powierzchniowej kondensacji pary wodnej w odniesieniu
do przegród zewnętrznych budynków mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego, użyteczności
publicznej i produkcyjnych, rozwiązania przegród zewnętrznych i ich węzłów konstrukcyjnych
powinny charakteryzować się współczynnikiem temperaturowym fRsi o wartości nie mniejszej niż
wymagana wartość krytyczna, obliczona zgodnie z PN-EN ISO 13788:2003.
Wymagana wartość krytyczna współczynnika temperaturowego fRsi w pomieszczeniach
ogrzewanych do temperatury co najmniej 20°C w budynkach mieszkalnych, zamieszkania
zbiorowego i użyteczności publicznej należy określać według rozdziału 5 PN-EN ISO 13788:2003,
przy założeniu, że średnia miesięczna wartość wilgotności względnej powietrza wewnętrznego jest
równa φ = 50%, przy czym dopuszcza się przyjmowanie wymaganej wartości tego współczynnika
równej 0,72.
Ad 2/ Dopuszcza się kondensację pary wodnej wewnątrz przegrody w okresie zimowym, o ile struktura
przegrody umożliwi wyparowanie kondensatu w okresie letnim i nie nastąpi przy tym degradacja
materiałów budowlanych przegrody na skutek tej kondensacji.
3.1.4. Wyznaczenie ciśnienia cząstkowego pary wodnej w pomieszczeniu przy założonej
klasie wilgotności
Wilgotność wewnętrzną można opisać przy użyciu pięciu klas wilgotności (załącznik A normy
PN-EN ISO 13788 [10]):
- 1 (powierzchnie magazynowe),
- 2 (biura, sklepy),
- 3 (mieszkania mało zagęszczone),
- 4 (mieszkania zagęszczone, hale sportowe, kuchnie, stołówki, budynki ogrzewanego grzejikami
gazowymi bez przewodów spalinowych),
- 5 (budynki specjalne, np.: pralnia, browar, basen kąpielowy).
Zmianę wartości Δv (wewnętrznego nadmiaru wilgoci) i Δp (nadwyżki wewnętrznego ciśnienia pary
wodnej) w zależności od temperatury zewnętrznej odczytujemy z rysunku A.1 normy PN-EN ISO
13788 [10]). W obliczeniach zaleca się przyjmować górną wartość graniczną w odniesieniu do każdej
klasy, o ile projektant nie wykaże że warunki są mniej ostre.
Rys. A.1 normy PN-EN ISO 13788 [10]. Zmiana klas wilgotności wewnętrznej w zależności od średniej miesięcznej
temperatury zewnętrznej
Obliczanie czynnika temperaturowego na wewnętrznej powierzchni dla uniknięcia krytycznej wilgotności powierzchni na
podstawie klas wilgotności wewnętrznej (tablica B.1 normy PN-EN ISO 13788 [10])
miesiąc
1 2 3 4 5 6 7 8 9
θe φe pe Δp pi psat (θsi) θsi, min θi fRsi
°C Pa Pa Pa Pa °C °C
Styczeń
Luty
Marzec
Kwiecień
Maj
Czerwiec
Lipiec
Sierpień
Wrzesień
Październik
Listopad
Grudzień
gdzie:
θe – średnia temperatura zewnętrzna
φe – wilgotność względna dla danej lokalizacji budynku
Wartości θe i φe przyjmuje się wg danych zamieszczonych na stronie MIiB:
http://mib.gov.pl/2-Wskazniki_emisji_wartosci_opalowe_paliwa.htm# [11]
pe – zewnętrzne ciśnienie pary wodnej
)( = esatee pp
Δp – nadwyżka wewnętrznego ciśnienia pary wodnej odczytana jako funkcja temperatury z Rysunku
A.1 dla wybranej wilgotności budynku
pi – wewnętrzne ciśnienie pary wodnej
ppp ei 1,1 =
psat (θsi) – minimalne dopuszczalne ciśnienie pary nasyconej (z uwagi na niebezpieczeństwo rozwoju
pleśni)
8,0 =)( i
isat
pp
θsi,min – minimalna dopuszczalna temperatura powierzchni, określona na podstawie minimalnego
dopuszczalnego ciśnienia pary nasyconej
θi – temperatura wewnętrzna
fRsi – czynnik temperaturowy na powierzchni wewnętrznej
ei
esiRsif
=
Wybieramy miesiąc krytyczny (z maksymalną wartością fRsi w kolumnie 9). Sprawdzamy warunek: fRsi
max < fRsi dop.
1
1
=
U
RUf si
dopRsi
Obliczanie czynnika temperaturowego na wewnętrznej powierzchni dla uniknięcia krytycznej wilgotności powierzchni na
podstawie kontrolowanej wilgotności wewnętrznej (tablica B.2 normy PN-EN ISO 13788 [10])
miesiąc
1 2 3 4 5 6 7
θe θi φi pi psat (θsi) θsi, min fRsi
°C °C Pa Pa °C
Styczeń
Luty
Marzec
Kwiecień
Maj
Czerwiec
Lipiec
Sierpień
Wrzesień
Październik
Listopad
Grudzień
gdzie:
θe – średnia temperatura zewnętrzna (wg danych zamieszczonych na stronie MIiB:
http://mib.gov.pl/2-Wskazniki_emisji_wartosci_opalowe_paliwa.htm# [11]
θi – utrzymywana temperatura wewnętrzna w budynku
φi – utrzymywana wilgotność względna w budynku powiększona o 0,05
pi – wewnętrzne ciśnienie pary wodnej (na podstawie temperatury z tablicy E.1 normy PN-EN ISO
13788 [10], związane z wewnętrzną wilgotnością względną, powiększoną o 0,05)
psat (θsi) – wewnętrzne minimalne dopuszczalne ciśnienie pary nasyconej (z uwagi na
niebezpieczeństwo rozwoju pleśni)
8,0 =)( i
isat
pp
θsi,min – minimalna dopuszczalna temperatura powierzchni, określona na podstawie minimalnego
dopuszczalnego ciśnienia pary nasyconej
fRsi – czynnik temperaturowy na powierzchni wewnętrznej
Wybieramy miesiąc krytyczny (z maksymalną wartością fRsi w kolumnie 7). Sprawdzamy warunek: fRsi
max < fRsi dop.
Tablica E.1 normy PN-EN ISO 13788 [10] – Ciśnienie pary nasyconej i wilgotność objętościowa
θ psat vsat θ psat vsat
°C Pa kg/m3
°C Pa kg/m3
-20 103 0,00088 11 1312 0,00999
-19 113 0,00096 12 1402 0,01054
-18 124 0,00105 13 1497 0,01132
-17 137 0,00115 14 1598 0,01204
-16 150 0,00126 15 1704 0,01280
-15 165 0,00138 16 1817 0,01360
-14 181 0,00151 17 1937 0,01444
-13 198 0,00165 18 2063 0,01533
-12 217 0,00180 19 2196 0,01626
-11 237 0,00196 20 2337 0,01725
-10 259 0,00213 21 2486 0,01828
-9 283 0,00232 22 2642 0,01937
-8 309 0,00252 23 2808 0,02051
-7 338 0,00274 24 2982 0,02171
-6 368 0,00298 25 3166 0,02297
-5 401 0,00324 26 3359 0,02430
-4 437 0,00351 27 3563 0,02568
-3 475 0,00381 28 3778 0,02714
-2 517 0,00413 29 4003 0,02866
-1 562 0,00447 30 4241 0,03026
0 611 0,00484 31 4490 0,03194
1 656 0,00518 32 4752 0,03369
2 705 0,00555 33 5027 0,03552
3 575 0,00593 34 5316 0,03744
4 813 0,00634 35 5619 0,03945
5 872 0,00678 36 5937 0,04155
6 935 0,00724 37 6271 0,04374
7 1001 0,00773 38 6621 0,04603
8 1072 0,00825 39 6987 0,04843
9 1147 0,00880 40 7371 0,05092
10 1227 0,00938
Literatura
1. PN-EN ISO 6946:2008 Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny
i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania.
2. PN-EN ISO 12524:2003 Materiały i wyroby budowlane -- Właściwości cieplno-wilgotnościowe -
- Stabelaryzowane wartości obliczeniowe
3. PN-EN ISO 10456:2008 Materiały i wyroby budowlane -- Procedury określania deklarowanych i
obliczeniowych wartości cieplnych
4. Pogorzelski J. A., Przewodnik po PN-EN ochrony cieplnej budynków, Wydawnictwa ITB,
Warszawa 2003
5. Pogorzelski J.A.: Fizyka budowli – część X. Wartości obliczeniowe właściwości fizycznych:
http://www.itb.pl/nf/PDF/b10.pdf
6. Zestawienie parametrów fizycznych materiałów / wyrobów budowlanych:
http://kurtz.zut.edu.pl/fileadmin/BE/Tablice_materialowe.pdf
7. Robakiewicz M.: Ocena jakości energetycznej budynków. Wymagania - Dane - Obliczenia.
Zrzeszenie Audytorów Energetycznych, Warszawa 2004.
8. Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 5 lipca 2013 r.
zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać
budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2013 poz. 926)
http://isap.sejm.gov.pl/DetailsServlet?id=WDU20130000926
9. PN-B-02403:1982 Ogrzewnictwo – Temperatury obliczeniowe zewnętrzne
10. PN-EN ISO 13788:2003 Cieplno-wilgotnościowe właściwości komponentów budowlanych
i elementów budynku. Temperatura powierzchni wewnętrznej konieczna do uniknięcia
krytycznej wilgotności powierzchni i kondensacja międzywarstwowa
11. Typowe lata meteorologiczne i statystyczne dane klimatyczne dla obszaru Polski do obliczeń
energetycznych budynków (strona www. Ministerstwa Infrastruktury i Budownictwa):
http://mib.gov.pl/2-Wskazniki_emisji_wartosci_opalowe_paliwa.htm#