Czytaj także -

Aktualne wydanie

okladka SS-7-8 2018-do Internetu

20180123-BANNER-160X600-V3-PL FENSTERBAUEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

konferencja 12 kwietnia 2018 1a

baner-2-krzywe

baner konferencja 12 2017

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 RODO

 

25575923 

  

480x100px RFT18 engl

 

abs banner 480x120 English

 

glass2018 480x120  

 lisec SS FastLAne

 

Jakość cieplna okien w aspekcie użytkowym, Część 1
Data dodania: 31.08.11

Jakość cieplna okien w aspekcie użytkowym, Część 1


W zagadnieniach związanych z jakością cieplną przegród budynku zwykle rozpatruje się ich rolę w zapewnieniu wymaganych cieplnych i wilgotnościowych warunków użytkowania pomieszczeń oraz ich stan wynikający z zachodzących w przegrodzie i na jej powierzchniach złożonych zjawisk, związanych z przenikaniem ciepła, wilgoci oraz powietrza, pod wpływem środowiska i wewnętrznych warunków eksploatacji.

Niedostateczna jakość cieplna przegród budowlanych z oszkleniami (okien, drzwi, lekkich ścian osłonowych) oraz ich połączeń z innymi przegrodami, może przyczyniać się do występowania niekorzystnych zjawisk, takich jak:
  • nadmierne zapotrzebowanie na energię do ogrzewania lub chłodzenia pomieszczeń,
  • ich niedogrzewanie lub przegrzewanie i w konsekwencji odczucie dyskomfortu cieplnego przez użytkowników,
  • powierzchniowa kondensacja pary wodnej na oknach, połączeniach z obudową, w miejscach najsłabszych pod względem izolacyjności cieplnej.
W celu scharakteryzowania właściwości cieplnych okien podaje się wartości:
  • współczynnika przenikania ciepła U, w W/m2·K (w normach PN-EN oznaczanego Uw)
  • liniowych współczynników przenikania ciepła Ψ połączeń okna z obudową, np. ze ścianą w nadprożu lub z podokiennikiem, w W/m·K,
  • współczynnika przepuszczalności całkowitego promieniowania słonecznego g w odniesieniu do oszklenia (przeważnie podawanego wraz z współczynnikiem przenikania ciepła w odniesieniu do środkowej części oszklenia Ug i jego charakterystykami optycznymi),
  • temperatury wewnętrznej powierzchni Θsi, w °C, przy określonych wartościach temperatury środowiska zewnętrznego i wewnętrznego lub niezależnie od tych wartości, przy użyciu bezwymiarowej temperatury fRsi (określanej w normach PN-EN czynnikiem lub współczynnikiem temperaturowym).
Na izolacyjność cieplną okna i jego połączeń z przegrodami budynku ma wpływ ich szczelność na przenikanie powietrza, która powinna być jak największa, z wyłączeniem miejsc, przez które przewidziano przepływ powietrza do wentylacji pomieszczeń, np. przez nawiewnik w oknie. W przypadku zastosowania nawiewnika wymaga się, aby jego jakość cieplna z uwagi na podatność na powierzchniową kondensację pary wodnej nie obniżała jakości cieplnej okna.

Aktualnie obowiązujące przepisy budowlane sformułowano biorąc pod uwagę fakt, że typowe okna charakteryzują się gorszą jakością cieplną w porównaniu do nieprzezroczystych przegród budynku i w związku z tym są łagodniej traktowane w warunkach technicznych:
  • mogą mieć kilkakrotnie gorszy współczynnik przenikania ciepła niż ściany, przy czym w bilansie cieplnym pomieszczenia ich słabsza izolacyjność cieplna jest częściowo rekompensowana tym, że przez oszklenie może docierać do pomieszczenia energia promieniowania słonecznego,
  • w nieklimatyzowanych pomieszczeniach przeznaczonych na stały pobyt ludzi, w tzw. warunkach obliczeniowych dopuszcza się możliwość występowania kondensacji pary wodnej na wewnętrznej powierzchni przegród przezroczystych (na powierzchni przegród nieprzezroczystych występowanie tego zjawiska jest niedopuszczalne).
Występowanie powierzchniowej kondensacji pary wodnej na oknach zostanie omówione szczegółowo ponieważ jest często powodem skarg użytkowników.

Kryterium powierzchniowej kondensacji pary wodnej na oknach wg PN-EN ISO 13788:2003
Okna, podobnie jak drzwi, czy lekkie ściany osłonowe, charakteryzują się małą bezwładnością cieplną i relatywnie szybko reagują na zmiany temperatury środowiska. Ich powierzchnie są zabezpieczone przed kondensacją pary wodnej jeżeli ich temperatura jest wyższa od punktu rosy powietrza (wartości temperatury, w której powietrze zawierające określoną ilość pary wodnej osiąga stan nasycenia φ =1,0 (100%). W odniesieniu do materiałów o budowie kapilarno-porowatej, pochłaniających wilgoć z powietrza, np. ceramicznych, wapienno-piaskowych, betonów komórkowych, gipsów i zapraw, ze względu na zjawisko tzw. kondensacji kapilarnej, stawia się wymaganie, aby temperatura powierzchni była wyższa niż wartość, w której wilgotne powietrze osiąga stan φ = 0,8 (80%).

Zawartość pary wodnej w powietrzu określa się podając:
  • ciśnienie cząstkowe pary wodnej p, w Pa, lub
  • wilgotność względną φ, czyli stosunek ciśnienia cząstkowego pary wodnej w powietrzu o temperaturze Θ do ciśnienia cząstkowego pary wodnej w stanie nasycenia psat w tej samej temperaturze.

    (1)

Wartość ciśnienia cząstkowego pary wodnej w stanie nasycenia może być, zgodnie z ww. normą obliczona wg wzorów:

    (2)

 (3)

  
 Rys. 1. Zależność punktu rosy od wilgotności względnej powietrza
o temperaturze 20°C

W ww. normie temperatura wewnętrznej powierzchni Θsi, określana jest bezwymiarowo, przez podanie wartości fRsi, która jest równa różnicy temperatury powierzchni Θsi i temperatury środowiska zewnętrznego Θe, podzielona przez różnicę temperatury środowiska wewnętrznego Θi i zewnętrznego Θe.

 (4)

Wartość fRsi charakteryzuje jakość cieplną z uwagi na temperaturę powierzchni okna w sposób niezależny od wartości temperatury środowisk. W odniesieniu do dowolnego zestawu wartościΘi i Θe, wartość temperatury powierzchni, w warunkach ustalonych, może być obliczona wg poniższego wzoru (przykłady podano na rys. 2):

 
 Rys. 2



    (5)

Kryterium, z uwagi na ochronę przed powierzchniową kondensacją pary wodnej jest podane w następującej postaci:

    (6)

Rozkład wartości fRsi, przy określonej wartości oporu Rsi, zależy od jakości cieplnej:
  • oszklenia,
  • ramki międzyszybowej,
  • ramy okna,
  • połączenia ramy okna z obudową.
  • nawiewnika.

Do ww. kryterium konieczne jest określenie minimalnej wartości fRsi w odniesieniu do wewnętrznej powierzchni okna.

Wartość dopuszczalną fR si,dop określa się z uwzględnieniem intensywności wentylacji i emisji wilgoci w pomieszczeniu. W odniesieniu do zewnętrznych przegród budowlanych i typowych warunków wymiany ciepła w użytkowanym pomieszczeniu mieszkalnym, przyjmuje się w różnych krajach europejskich wartości fR si,dop od 0,65 do 0,75.

Określanie minimalnej wartości fRsi,min
W ościeżach, w ramie okna i oszkleniu przy styku z ramą pole temperatury ma charakter wielowymiarowy. Rozkład temperatury na wewnętrznej powierzchni w takim przypadku można wyznaczyć na podstawie wyników symulacji komputerowej, wg PN-EN ISO 10211-1. Na rys. 3 pokazano przykład obliczonego rozkładu izoterm w przekroju poziomym przez połączenie okna ze ścianą.

  
 Rys. 3

Można przyjąć, że w centralnej części szyby zespolonej pole temperatury ma charakter jednowymiarowy. W odniesieniu do tego miejsca wartość fRsi może być obliczona na podstawie wartości współczynnika przenikania ciepła oszklenia Ug wg wzoru:

    (7)

Normowa wartość oporu przejmowania ciepła Rsi jest równa 0,13 m2·K/W.

Określanie parametrów powietrza do wyznaczenia wartości
Warunki eksploatacji mogą być scharakteryzowane przez podanie wartości następujących parametrów powietrza wewnętrznego:
  • temperaturyΘi,
  • wilgotności względnej φi.
Zgodne z normą wartości tych parametrów określane są w następujący sposób:
  • temperaturę powietrza wewnętrznego Θi, zależnie od przeznaczenia budynku, przyjmuje się wg przepisów krajowych;
  • wilgotność względną φi przyjmuje się:
– jako wartość stałą, jeżeli jej niezmienny poziom jest zapewniony dzięki działaniu klimatyzacji,
– lub oblicza się wg wzoru:

    (8)

w którym pi,sat(Θi) oblicza się wg wzorów (2) i (3).

Wartość ciśnienia cząstkowego pary wodnej w powietrzu wewnętrznym pi oblicza się wg wzoru:

    (9)

w którym:
pe – ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu zewnętrznym, w Pa,
Δp– nadwyżka ciśnienia cząstkowego pary wodnej w pomieszczeniu, w Pa.

Wilgotność powietrza wewnętrznego można również określić posługując się, wyrażoną w kg/m3, wilgotnością powietrza wewnętrznego na jednostkę objętości νi, określoną wg wzoru:

    (10)

w którym:
νe – wilgotność powietrza zewnętrznego na jednostkę objętości,
Δν – nadwyżka wilgotności na jednostkę objętości.

Wartości nadwyżek Δp lub Δν uzależnione są od emisji wilgoci w pomieszczeniu i intensywności jego wentylacji. Są one określane w następujący sposób:
  • na podstawie danych normowych w odniesieniu do założonej klasy wilgotności pomieszczenia, rys. 4.
  
 Rys. 4. Nadwyżka ciśnienia cząstkowego wg normy, w odniesieniu do
następujących klas wilgotności pomieszczeń, w budynkach w krajach
Europy Zachodniej, następującego przeznaczenia: 1 – magazyny;
2 – biura i sklepy; 3 – mieszkania z małą liczbą lokatorów; 4 – mieszkania
z dużą liczbą lokatorów; 5 – specjalne np. pralnia, browar, basen.
  • na podstawie obliczeń, wg wzoru:
    (11)

w którym:
G – strumień emisji wilgoci w pomieszczeniu, kg/h,
n – krotność wymiany powietrza, h-1,
V – objętość pomieszczenia, m3.

Dobowy strumień zysków wilgoci w modelowym mieszkaniu w budynku wielorodzinnym, zamieszkałym przez rodzinę 4-osobową, zawierającym kuchnię gazową, łazienkę oraz oddzielne WC (wg oszacowań COBR TI „Instal”), przedstawia się następująco:
– zyski wilgoci od ludzi 3600 g/d,
– zyski wilgoci od gotowania i zmywania 2800 g/d,
– zyski wilgoci od kąpieli i pryszniców 2500 g/d,
– zyski wilgoci od prania i suszenia bielizny 1150 g/d,
– zyski wilgoci od roślin doniczkowych 1950 g/d,
– inne 200 g/d

łącznie 12170 g/d.

Z badań i ekspertyz dotyczących wentylacji w mieszkaniach wynika, że decydujący wpływ na jej intensywność (krotność wymiany powietrza) mają lokatorzy. Mogą oni ograniczać wentylację np.:
  • unikając regularnego, okresowego „przewietrzania” pomieszczeń i używania tzw. mikrouchyłu skrzydeł okiennych,
  • zabudowując meblami lub celowo zasłaniając tzw. kratki wentylacyjne,
  • całkowicie zamykając nawiewniki powietrza, jeśli takie zostały zastosowane.

W czasie bardzo silnych mrozów ograniczanie wymiany powietrza wentylacyjnego jest reakcją na fakt, że napływ do pomieszczenia powietrza zewnętrznego staje się dla lokatorów nieprzyjemnie odczuwalny.

Często stwierdza się przypadki złej wentylacji w mieszkaniach,
w których stosuje się opłatę za ciepło do ogrzewania ustalaną na podstawie odczytów z podzielników.

Orientacyjnie można przyjąć, że krotność wymiany powietrza we współczesnych mieszkaniach, w najzimniejszym okresie sezonu grzewczego, nie jest większa niż 1 h-1, a przy znacznym ograniczeniu intensywności wentylacji przez lokatorów spada poniżej 0,5 h-1.

Przykładowo obliczono wg wzoru (11) i przedstawiono na rys. 5 wartości Δν w zależności od krotności wymiany powietrza, w mieszkaniu o kubaturze 210 m3 i o wyżej opisanej emisji. Uzyskane wartości Δν odpowiadają wszystkim ww. normowym klasom wilgotności.

  
 Rys. 5


Na rys. 6 przedstawiono wyniki przykładowych obliczeń wartości fR si,dop, przy przyjęciu następujących założeń:

  • w obliczeniach dotyczących ochrony przed kondensacją na wewnętrznej powierzchni okien należy wg normy przyjmować średnią roczną minimalnej dziennej temperatury zewnętrznej (do obliczeń przyjętoΘe=–20°C, równą obliczeniowej temperaturze zewnętrznej w odniesieniu do III strefy klimatycznej w Polsce i dodatkowo wyższe wartości);
  • wilgotność względna zewnętrznego powietrza φe=95%, wg normy;
  • ciśnienie cząstkowe pary wodnej pe w powietrzu zewnętrznym obliczono ze wzoru (3), przy przyjęciu ww. wartości parametrów powietrza;
  • ciśnienie cząstkowe pary wodnej pi w powietrzu wewnętrznym obliczono ze wzoru (9).
  
 Rys. 6

Robert Geryło
Adres poczty elektronicznej jest chroniony przed robotami spamującymi. W przeglądarce musi być włączona obsługa JavaScript, żeby go zobaczyć.







 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik