Współczynnik przenikalności ciepła przez styropian

przez | 30-10-2011

Współczynnik przenikalności cieplnej U

Jest to parametr U  (oznaczanego dawniej jako k) określający  ile ciepła przenika przez  przegrodę np. ze styropianu ocieplającego nasz dom ( ściany wielowarstwowej lub ocieplonych połaci dachu). Wartość parametru podaje się w Watach na metr kwadratowy razy Kelwin. Informuje on ile ciepła przeniknie przez 1 m2 przegrody w czasie 1 sekundy, gdy różnica temperatur – zewnętrznej i wewnętrznej będzie wynosić 1°C.  Dla przykładu: parametr U o wartości 1 W/(m2*K) oznacza, że przez każdy metr kwadratowy przegrody w ciągu sekundy przedostaje się 1 Wat energii, jeżeli różnica między temperaturą z jednej i drugiej strony wynosi 1 stopień Kelwina (czy Celsjusza).

Uwzględniając wartość λ dla piany poliuretanowej czyli styropianu , kształtującą się w przedziale od 0,20 [W/(m²K)] do 0,30[W/(m²K)] możemy posłużyć się wyliczeniem:

Obliczanie współczynnika oporu cieplnego.
1. Wyznaczamy współczynnik dla każdej warstwy, korzystając ze wzoru:

R=d / λ

d – grubość warstwy podawana w metrach;
λ – współczynnik przewodności cieplnej w W/(m²K)

2. Sumujemy wartości oporu cieplnego dla każdej warstwy.

Rp = R1 + R2 + R3 + itd.

3. Żeby obliczyć  opór cieplny przegrody, trzeba uwzględnić opory w przejmowaniu ciepła po stronie wewnętrznej Rsi i stronie zewnętrznej Rse przegrody. Wartości tych oporów zależą od rodzajów przegrody. Dla przepływu ciepła dla ściany zewnętrznej):

Rsi = 0,13 W/(m²K)             Rse = 0,04 W/(m²K)

4. Wartość całkowita oporów przejmowania ciepła wynosi 0,17 W/(m²K). Trzeba teraz dodać tę wartość do obliczonej wartości oporu cieplnego przegrody.

Opór całkowity R:
R = Rp + Rse + Rsi

5. Obliczenie współczynnika przenikania ciepła

Wartość współczynnika przenikania ciepła U obliczamy ze wzoru:

U = 1/R [W/(m²K)]

W praktyce współczynnik przenikalności  ciepła przez  ściany zewnętrzne nie powinien być wyższy niż 0,3 W/(m2*K). Czym parametr większy tym gorzej.

Potwierdzają to wymagania zawarte w załączniku z dnia 30 września 1997 r. (poz. 878) do Rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji. Wygląda to jak poniżej jeżeli chodzi o dom mieszkalny w zabudowie jednorodzinnej:

Lp. Rodzaj przegrody i temperatura w pomieszczeniu Umax [W/m2K)]
1 Ściany zewnętrzne (stykające się z powietrzem zewnętrznym)
a) przy Ti > 16°C:
– budowie warstwowej* z izolacją z materiału o współczynniku przewodzenia ciepła 0,05 W/mK, 0,30
– pozostałe, 0,50
b) przy Ti 16°C (niezależnie od rodzaju ściany) 0,80
2 Ściany piwnic nieogrzewanych bez wymagań
3 Stropodachy i stropy pod nieogrzewanymi poddaszami lub nad przejazdami:
a) przy Ti > 16°C 0,30
b) przy 8°C < Ti 16°C 0,50
4 Stropy nad piwnicami nieogrzewanymi i zamkniętymi przestrzeniami podpodłogowymi 0,60
5 Stropy nad piwnicami ogrzewanymi bez wymagań
6 Ściany wewnętrzne oddzielające pomieszczenie ogrzewane od nieogrzewanego 1,00

Czy współczynnik zmienia się względem użytego styropianu? Czy jakość ma znaczenie czy tylko grubość warstwy?

Oczywiście że jakość ma duże znaczenie co wynika z poniżej przedstawionej tabeli

Tabela różnych jakościowo styropianów a współczynnikiem ciepła: ( proszę traktować jako przykładowe dane)

współczynnik „U”

przenikalności ciepła ściany

Przybliżona grubość potrzebnej warstwy docieplenia w przypadku styropianu  różnych producentów

styropian Swisspor
[λ = 0,032 (W/mK)]

styropian TermoOrganika
[λ = 0,031 W/mK)]

zwykły styropian
[λ = 0,04 (W/mK)]

zwykły styropian [λ = 0,042(W/mK)]

0,30 W/(m2K) – minimum normowe dla ścian warstwowych

10 cm

10 cm

12-13 cm

12 cm

0,25 W/(m2K) – wartość zalecana dla ścian warstwowych

12 cm

12 cm

15 cm

14 cm

0,20 W/(m2K) – minimum dla domów energooszczędnych

15 cm

15 cm

19 cm

18 cm

0,15 W/(m2K) – minimum dla domów pasywnych

21 cm

21 cm

26 cm

25 cm

0,10 W/(m2K) – wartość zalecana dla domów pasywnych

31 cm

31 cm

39 cm

36 cm

Jak widzimy czym zastosujemy gorszy styropian tym gorszy osiągniemy współczynnik.  Warto zatem sprawdzić na opakowaniu styropianu jaki ma on współczynnik. Oczywiście warto przeliczyć tu cenę styropianu wg. różnych producentów.

Możesz także skorzystać z kalkulatora chociażby z przeliczeniowych stron dostępnych w Internecie.

Pamiętaj, że opisany współczynnik przenikania ciepła to ważny parametr określający jakie ocieplenie należy użyć.