Współczynnik przenikania ciepła - normy i sposoby obliczania

Dom to miejsce, w którym czujemy się lepiej niż gdziekolwiek indziej. Aby tak było, powinien zapewniać nam komfort, również ten związany z temperaturą. Drożejące ceny energii sprawiają, że coraz większą wagę przywiązuje się do rozwiązań energooszczędnych. Współczynnik przenikania ciepła jest jednym z kryteriów wpływających na minimalizowanie strat ciepła w domu. Co warto o nim wiedzieć i jak obliczyć współczynnik przenikania ciepła?

Czym jest współczynnik przenikania ciepła?

Współczynnik przenikania ciepła oznaczany jest symbolem „U”. Najprościej mówiąc określa on zdolność przenikania ciepła przez przegrody budowlane. Do przegród budowlanych, dla których podaje się współczynnik przenikania ciepła zaliczamy:

• ściany,
• dachy,
• okna,
• drzwi.

Wartość współczynnika przenikania ciepła określa, ile energii przenika przez metr kwadratowy takiej przegrody, w momencie gdy różnica temperatur po obu jej stronach równa jest jednemu Kelwinowi. Z powyższej definicji wynika jednostka, w której podaje się wartość współczynnika przenikania ciepła, a mianowicie W/(m²·K). Dla konsumenta istotna jest przede wszystkim informacja, że im niższa wartość U, tym przegroda ma lepsze właściwości izolujące. Zgodnie z przyjętą definicją współczynnik przenikania ciepła U wyznacza ilość energii, jaka przenika przez przegrodę w określonych warunkach. Współczynnik U określa straty energii, a więc ilość energii cieplnej, która ucieka przez przegrody termiczne na zewnątrz. Najmniejsze straty ciepła będzie wykazywał ten dom, którego przegrody będą charakteryzować się najniższym współczynnikiem przenikania ciepła.

Współczynnik przenikania ciepła U – kiedy ma znaczenie?

Współczynnik przenikania ciepła jest bardzo istotnym parametrem. Decyduje on nie tylko o komforcie mieszkania, ale także o stałych wydatkach jakie będą niezbędne go ogrzania domu. Z tego względu tak ważną rolę gra ocieplanie przegród budowlanych. Wysokiej jakości materiały izolacyjne firmy URSA są gwarancją skutecznej termoizolacji, a tym samym niższych kosztów ogrzania budynku. O współczynniku przenikania ciepła należy pomyśleć już na etapie planowania budowy. Określenie i wybór odpowiedniej izolacji cieplnej jest kluczowe dla energooszczędności domu. Obliczając współczynnik przenikania ciepła, z powodzeniem można oszacować jakie będą straty ciepła dla poszczególnych przegród i całego budynku. Jeśli współczynnik U będzie zbyt wysoki, należy pomyśleć o dodatkowej izolacji.

Jakie czynniki mogą mieć wpływ na wysokość współczynnika przenikania ciepła?

Wpływ na wysokość współczynnika przenikania ciepła mają między innymi:

• rodzaj materiałów budowlanych, a przede wszystkich współczynnik lambda (λ) każdego z nich,
• grubość przegród termicznych, im grubsza przegroda tym lepiej,
• rodzaj przegród termicznych,
• ilość okien i drzwi, które zawsze mają wyższy współczynnik przenikania ciepła niż ściany,
• rodzaj izolacji termicznej użytej dla każdej z przegród.

W przypadku budowy domu obniżenie wartości współczynnika przenikania ciepła wiąże się z wieloma pozytywnymi aspektami. Najważniejszym z nich jest zmniejszenie kosztów ogrzania i redukcja strat energii. Bez dobrych materiałów izolacyjnych, takich jak mineralna wełna szklana URSA nie można liczyć na oszczędność energii grzewczej w domu.

Normy dla współczynnika U

Obliczanie współczynnika przenikania ciepła związane jest między innymi z normami budowlanymi, jakie obowiązują. Normy dla współczynnika U w Polsce określa Ministerstwo Infrastruktury. Od lat obowiązujące normy dla współczynnika przenikania ciepła zmieniają się i są coraz bardziej restrykcyjne. W 2016 roku współczynnik przenikania ciepła dla ścian zewnętrznych nie mógł być wyższy niż 0,25 W/(m2·K). Aktualna norma, z 2021 roku, określa następujące wartości maksymalne:

• 0,2 W/m2K dla ściany zewnętrznej,
• 0,9 W/m2K dla okien i drzwi balkonowych,
• 1,1 W/m2K dla okien połaciowych.

Branża budowlana zmienia się, a nowo powstające domy i budynki wielorodzinne spełniają coraz wyższe normy, a tym samym są coraz bardziej energooszczędne i tańsze w eksploatacji. Zmiany dotyczące większych wymagań dotyczących takich wskaźników jak współczynnik przenikania ciepła wiążą się zarówno z polityką energetyczną jak i z ochroną środowiska.

Współczynnik przenikania ciepła dla poszczególnych przegród budowlanych

Każdy budynek składa się z przegród budowlanych, a także ze złączy. Każdy element konstrukcyjny ma inny charakter i inne parametry. Dotyczy to także współczynnika przenikania ciepła. Budując dom, należy liczyć się z tym, że okna i drzwi mają wyższy współczynnik przenikania ciepła niż ściany i dach. W związku z czym przez okna ucieka więcej energii cieplnej niż przez inne przegrody. Znaczne straty ciepła generują wszystkie złącza budowlane, nazywane mostkami termicznymi. Nieodłącznym elementem projektowania budynków o niskim zużyciu energii jest minimalizacja strat ciepła, a także przestrzeganie norm dla każdego elementu oraz dla całości budynku. Wzrost kosztów energii wiąże się z coraz większą wagą przykładaną do odpowiedniego ocieplenia budynku. Minimalizacja strat ciepła jest rozwiązaniem zarówno ekonomicznym jak i ekologicznym. Stosując wysokiej klasy materiały izolacyjne firmy URSA, można w znacznym stopniu ograniczyć straty energii cieplnej.

Jak obliczyć współczynnik przenikania ciepła?

Obliczanie współczynnika przenikania ciepła może wydawać się skomplikowane, ale dokładne obliczenia i świadomość jakie straty energetyczne można zredukować jest przedsięwzięciem bardzo opłacalnym i korzystnym długoterminowo. Pierwszym krokiem jest informacja jaki jest współczynnik lambda oraz grubość dla każdego z materiałów izolacyjnych przegród zastosowanych do ich izolacji. W następnym kroku powinno się obliczyć opór przyjmowania ciepła dla każdej z warstw. Służy do tego wzór:
R1 = d1/ λ1,
(R1 - opór przyjmowania ciepła, d1 – grubość warstwy izolacyjnej, λ1 – współczynnik lambda materiału) Działanie to należy powtórzyć dla każdej z warstw danej przegrody, a następnie zsumować wartości i dodać do nich stałe wartości oporu cieplnego Rsi = 0,13 4 m2*K/W oraz Rse = 0,4 m2*K/W.
Suma to wartość oporu cieplnego całej przegrody (R), aby obliczyć współczynnik przenikania ciepła potrzebna jest odwrotność tej wartości. Otrzymujemy ją stosując się do wzoru:
U = 1/R. Kiedy wiadomo już, jak obliczyć współczynnik przenikania ciepła i jak ważnym jest wskaźnikiem, warto zastanowić się, czy planując izolację budynku kwestie związane z energooszczędnością zostały potraktowane priorytetowo. Stosując materiały do izolacji URSA, dbasz o zapewnienie komfortu wszystkim użytkownikom budynku i stawiasz na energooszczędność, co przekłada się zarówno na niższe koszty eksploatacyjne, jak i na ochronę środowiska.