Współczynnik przenikania ciepła. Od czego zależy współczynnik U przegród budowlanych?

2018-03-12 11:22 MaB
Dom ocieplony styropianem
Autor: Piotr Mastalerz Współczynnik przenikania ciepła to podstawowy parametr określający izolacyjność cieplną przegród budowlanych

Współczynnik przenikania ciepła U charakteryzuje izolacyjność cieplną przegrody budowlanej. Izolacyjność cieplna przegród przekłada się z kolei na bilans energetyczny budynku i koszty ogrzewania. Współczynnik przenikania ciepła U to zatem jeden z ważniejszych parametrów przy projektowaniu i budowie domu.

Co znajdziesz w artykule:

Współczynnik przenikania ciepła - definicja

Współczynnik przenikania ciepła U wyznacza ilość energii (wyrażoną w watach), jaka przenika przez przegrodę (okna i drzwi, ściany, dachy, stropodachy itp.), w odniesieniu do powierzchni tejże przegrody i różnicy temperatur z obu jej stron. Jednostką współczynnika przenikania ciepła jest W/(m²·K). Im mniejszy jest współczynnik U, tym mniejsze są straty ciepła, a dana przegroda jest lepszym izolatorem.

Współczynnik przenikania ciepła - od czego zależy?

Współczynnik przenikania ciepła określa izolacyjność cieplną przegrody budowlanej. Wartość współczynnika ciepła U zależy od rodzaju materiału budowlanego użytego w danej przegrodzie, zastosowanej grubości, także od rodzaju przegrody.

Patrz też: Przegrody budowlane i akustyka

Jak obliczyć współczynnik U?

Aby obliczyć współczynnik przenikania ciepła, trzeba znać współczynniki przewodzenia ciepła materiałów (λ [W/(m·K)]), z których zbudowana jest przegroda, a także grubości poszczególnych warstw (cm). Współczynnik przewodzenia ciepła oznaczany jest jako λ (lambda), a jego jednostką jest W/(m²K).

Do obliczania współczynnika przenikania ciepła U wykorzystuje się znormalizowane wartości współczynnika przewodzenia ciepła λ lub dane udostępnione przez producentów materiałów budowlanych.

Ważne: Współczynnik przenikania a przewodzenia to zupełnie inne parametry, ale są ze sobą ściśle powiązane. Wartość współczynnika przenikania ciepła U określa izolacyjność całej przegrody, natomiast współczynnik przewodzenia ciepła λ mówi o izolacyjnośći cieplnej konkretnego materiału. Przykładowo, dwie ściany wykonane z tego samego materiału (czyli o tej samej wartości λ), mogą mieć inny współczynnik U, ponieważ są różnej grubości.

Do obliczenia współczynnika przenikania ciepła przegrody potrzebne są również wartości tzw. oporu cieplnego poszczególnych warstw. Trzeba pamiętać o oporach przejmowania ciepła na zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni (dla poziomego przepływu ciepła są stałe i wynoszą odpowiednio 0,04 i 0,13 (m²·K/W):

Wartości oporu przejmowania ciepła Rsi, Rse według normy PN-EN ISO 6946:2017-10

Opór przyjmowania ciepła Kierunek przepływu ciepła
poziomy poziomy
(w górę)
pionowy
(w dół)
Rsi [m²·K/W] 0,13 0,10 0,17
Rse [m²·K/W] 0,04

Wzór na współczynnik przenikania ciepła U

Współczynnik przenikania ciepła U dla ścian wylicza się w 3 krokach:

1. Oblicza opory przyjmowania ciepła dla każdej warstwy przegrody R1 = d1/λ1, R2 = d2/λ2 itd.,

gdzie d oznacza grubość danej warstwy.

2. Sumuje opory cieplne dla każdej warstwy i dodaje opory przejmowania ciepła na zewnętrznej (Rse) i wewnętrznej (Rsi) powierzchni.

R = Rsi + R1 + R2+ ... + Rse [m²·K/W]

3. Współczynnik przenikania ciepła jest odwrotnością oporu cieplnego całej przegrody, czyli U wylicza się wg wzoru:

U = 1/R [W/(m²·K)]

Jest to najprostszy, ogólny sposób obliczenia współczynnika przenikania ciepła U. Przy dokładniejszych wyliczeniach powinno się wziąć pod uwagę udział, choć niewielki, takich warstw, jak zaprawy, tynki, itp.

Izolacyjność cieplna budynku
Autor: Piotr Mastalerz Aby obliczyć współczynnik przenikania ciepła U dla ściany trzeba znać współczynnik przewodzenia ciepła λ materiałów (podają je producenci) oraz zastosowane ich grubości

Współczynnik przenikania ciepła - warunki techniczne

Rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, obowiązujące od 1 stycznia 2014 roku, zawiera wymagania dotyczące zasad projektowania i wykonywania budynków, odnoszące się do minimalnej izolacyjności cieplnej przegród budynku. Przegrody, w zależności od ich typu, muszą spełniać minimalne parametry izolacyjności cieplnej. Warunki techniczne określają jedynie maksymalną wartość U, czyli współczynnika przenikania ciepła dla każdej przegrody budynku.

Patrz też: Budowa domu po 1 stycznia 2017 - nowe warunki techniczne

Nowe warunki techniczne obniżają wartości współczynnika przenikania ciepła (U) dla poszczególnych przegród budowlanych.

Rodzaj przegrody i temperatura w pomieszczeniu

Współczynnik przenikania ciepła U (maks.) [W/(m²·K)]

  1 stycznia 2017 1 stycznia 2021
1. Ściany zewnętrzne  
przy ti ≥ 16°C 0,23 0,20
przy 8°C ≤ ti< 16°C 0,45 0,45
przy ti < 8°C 0,90 0,90
2. Ściany wewnętrzne  
przy Δti ≥ 8°C oraz oddzielające pomieszczenia ogrzewane
od klatek schodowych i korytarzy
1,00 1,00
przy Δti < 8°C bez wymagań bez wymagań
oddzielające pomieszczenie ogrzewane od nieogrzewanego 0,30 0,30
3. Ściany nieogrzewanych kondygnacji podziemnych  
  bez wymagań bez wymagań
4. Dachy, stropodachy i stropy pod nieogrzewanymi poddaszami lub nad przejazdami
przy ti ≥ 16°C 0,18 0,15
przy 8°C ≤ ti< 16°C 0,30 0,30
przy ti < 8°C 0,70 0,70
5. Stropy nad pomieszczeniami nieogrzewanymi i zamkniętymi przestrzeniami podpodłogowymi
przy ti ≥ 16°C 0,25 0,25
przy 8°C ≤ ti< 16°C 0,30 0,30
przy ti < 8°C 1,00 1,00
6. Podłogi na gruncie  
przy ti ≥ 16°C 0,30 0,30
przy 8°C ≤ ti < 16°C 1,20 1,20
przy ti < 8°C 1,50 1,50

Współczynnik przenikania ciepła dla okien i drzwi

Współczynnik izolacyjności cieplnej dotyczy również okien i drzwi (współczynnik Uw). Dla okien fasadowych i drzwi współczynnik izolacyjności cieplnej nie może przekraczać 1,1 W/m²·K, a dla okien dachowych 1,3 W/m²·K. Wymagania te będą obowiązywać do końca 2020 roku. Później dopuszczalny wskaźnik izolacyjności ulegnie kolejnemu zaostrzeniu do 0,9 W/m²·K dla okien fasadowych i drzwi oraz 1,1 W/m²·K dla okien dachowych.

Patrz też: Współczynnik przenikania ciepła okna

Czy artykuł był przydatny?
Przykro nam, że artykuł nie spełnił twoich oczekiwań.
Czytaj więcej