Jak obliczyć U ściany z warstwą styropianu na prostym przykładzie?
Styropian i ocieplenie
Współczynnik U ściany można oszacować, sumując opory jej warstw i opory przejmowania ciepła. Dla jednorodnej warstwy stosuje się wzór R = d/λ, a następnie U = 1/R całkowitego. Obliczenie wymaga grubości w metrach i właściwych danych materiałowych. Dopiero później ocenia się korekty, mocowania i połączenia z innymi przegrodami. Lambda mówi o przewodzeniu ciepła przez materiał. Podaje się ją w W/(m·K). Niższa wartość oznacza większy opór tej samej grubości izolacji. R opisuje opór konkretnej warstwy i ma jednostkę m²K/W. U odnosi się do całej przegrody. Jego jednostką jest W/(m²·K). Nie można więc porównywać liczby 0,032 z liczbą 0,18 bez sprawdzenia, do którego parametru należą.
W tym artykule
Co opisują lambda, R i U?
Na opakowaniu EPS najczęściej szuka się deklarowanej lambdy λD oraz oporu RD dla określonej grubości. Do projektu trzeba przyjąć wartości właściwe dla warunków zastosowania. Nie należy przepisywać danych innej odmiany tylko dlatego, że ma podobny kolor. Mur, izolacja i wykończenie mogą wymagać różnych źródeł danych. Błąd wejściowy pozostanie w wyniku nawet przy poprawnym rachunku.
Przyjmijmy prostą ścianę do przykładu
Rozpatrzmy jednorodne pole pionowej ściany. Umownie przyjmujemy mur grubości 24 cm o lambdzie 0,40 W/(m·K) oraz EPS grubości 18 cm o lambdzie 0,036 W/(m·K). Liczby służą do pokazania metody. Nie opisują konkretnego budynku ani gotowego zalecenia. W tym uproszczeniu pomijamy cienkie warstwy wykończenia i wpływ łączników.
Dla przepływu przez pionową ścianę w przykładzie przyjmujemy opory powierzchniowe Rsi = 0,13 oraz Rse = 0,04 m²K/W. Opisują one wymianę ciepła na powierzchniach, a nie dodatkowe materiały. Ich dobór zależy od rozpatrywanego przypadku. Nie należy bez sprawdzenia przenosić identycznego zestawu do podłogi na gruncie lub każdego układu dachowego.
Oblicz opór każdej warstwy
Najpierw zamieniamy centymetry na metry. Dla muru d = 0,24 m, więc R muru = 0,24/0,40 = 0,60 m²K/W. Dla izolacji d = 0,18 m, zatem R EPS = 0,18/0,036 = 5,00 m²K/W. W tym zestawie zdecydowaną część oporu zapewnia styropian. Nie oznacza to jednak, że pozostałe składniki wolno pomijać w każdym obliczeniu.
Suma wynosi R całkowite = 0,13 + 0,60 + 5,00 + 0,04 = 5,77 m²K/W. Wszystkie dodawane wartości mają tę samą jednostkę. Częstym błędem jest wstawienie grubości 18 zamiast 0,18. Wynik byłby wtedy stukrotnie zawyżony dla tej warstwy. W arkuszu warto osobno zapisać jednostkę i grubość, zamiast ukrywać przeliczenie w jednym długim wzorze.
Odwróć sumę i odczytaj wynik
W tym modelu U = 1/5,77, czyli około 0,173 W/(m²·K). To współczynnik niezakłóconego pola przy przyjętych założeniach. Niższe U oznacza mniejszy strumień ciepła przy tej samej powierzchni i różnicy temperatur. Wynik można sprawdzić przez prosty rachunek mocy: dla 100 m² i różnicy 20 K otrzymujemy około 346 W, bez dodatkowych mostków.
Ta liczba nie jest rocznym zużyciem energii ani rachunkiem za ogrzewanie. Aby uzyskać energię, potrzebny jest przebieg warunków w czasie. Bilans budynku obejmuje także inne przegrody, wentylację i zyski ciepła. Warto utrzymać ten podział: U opisuje właściwość cieplną przegrody, moc dotyczy określonych warunków, a energia sumuje oddziaływanie w rozpatrywanym okresie.
Kiedy wynik wymaga dalszego sprawdzenia?
Rzeczywista ściana może mieć łączniki, szczeliny i elementy o innej przewodności. W odpowiednich przypadkach stosuje się korekty i uzyskuje Uc. Ich zakres wynika z metody obliczeniowej oraz rozwiązania. Nie należy wpisywać zera tylko dlatego, że producent podał dobrą lambdę EPS. Osobnej uwagi wymagają połączenia przy wieńcach, nadprożach, oknach i fundamencie.
Mostki liniowe nie stają się częścią lambdy płyty. Zwykle rozpatruje się je odrębnie w bilansie przegród i połączeń. Również mur z powtarzalnymi elementami może wymagać danych właściwych dla całej warstwy, a nie samego surowca. Prosty wzór jest dobrym początkiem dla jednorodnego pola. Nie zastępuje modelu detalu, w którym ciepło płynie w dwóch lub trzech kierunkach.
Jak wykorzystać rachunek przy wyborze EPS?
Po obliczeniu wariantu można zmienić grubość lub lambdę i porównać efekt. Trzeba zachować te same założenia dla reszty ściany. Następnie sprawdza się wymagania projektu i dokumentację systemu ocieplenia. Płyta o odpowiedniej lambdzie musi też mieć właściwości wymagane w ETICS, w tym odpowiednie parametry mechaniczne. Sam wynik U nie potwierdza poprawności całej elewacji.
Styropian produkują między innymi Arsanit, Genderka, Paneltech i Enerpor. W ich dokumentach należy porównywać konkretne odmiany i grubości. Własne zestawienie warto zachować razem z przyjętymi danymi. Dzięki temu zamiana materiału staje się czytelnym przeliczeniem, a nie oceną na podstawie podobnej nazwy lub obietnicy, że cieńsza płyta na pewno wystarczy.
7 oddziałów. Materiały blisko Ciebie.
