Newsletter

Login Form



Czytaj także -

Aktualne wydanie

Okladka SS-12-2017

20170725-edgetech-banner-160x600-polonaisEDG 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

 

 

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

 

FF18 750x150px PL NEUGIERIG

 

 budma750x200

  swiat szkla 750x100 2

 

lisec SS FastLAne

 

Komfort cieplny w budynkach według nowych przepisów
Data dodania: 19.03.14

W wymaganiach technicznych zagadnienie komfortu cieplnego ściśle wiąże się z ochroną cieplną budynków i racjonalizacją ich zapotrzebowania na energię do ogrzewania i chłodzenia. Podstawowe warunki techniczne z zakresu ochrony cieplnej według aktualnych przepisów technicznych [1] dotyczą:

 

  1. ograniczenia strat ciepła w sezonie ogrzewania poprzez określenie maksymalnych dopuszczalnych wartości współczynników przenikania ciepła przegród,
  2. zabezpieczenia przed nadmiernymi słonecznymi zyskami ciepła w okresie letnim poprzez określenie maksymalnej dopuszczalnej w tym okresie przepuszczalności energii promieniowania słonecznego okien oraz przegród szklanych i przezroczystych.

 

Znormalizowana metodyka oceny komfortu w budynkach

Spełnienie powyższych wymagań jest warunkiem koniecznym do uzyskania racjonalnie niskiego zapotrzebowania na energię oraz zabezpieczenia przed przegrzewaniem pomieszczeń w okresie letnim, tym samym do zapewnienia komfortu cieplnego w budynkach, przy nieprzekroczeniu wymaganego poziomu charakterystyki energetycznej.

 

Warunki i parametry komfortu cieplnego w budynkach nie są regulowane bezpośrednio w przepisach technicznych, podlegają natomiast aktualnym normom PN-EN lub PN-EN ISO.

 

Zgodnie z PN-EN 15251 [2] celem badań komfortu cieplnego w budynku jest ocena warunków eksploatacyjnych w pomieszczeniach, w tym sprawdzenie założeń przyjętych w celu określenia jego charakterystyki energetycznej oraz sformułowanie ewentualnych zaleceń dotyczących działania instalacji ogrzewania i chłodzenia w ramach ich inspekcji.

 

Zgodnie z PN-EN ISO 7730 [3] wynik oceny komfortu cieplnego zależy od temperatury powietrza i średniej temperatury promieniowania i ich zróżnicowania w pomieszczeniu, a dodatkowy wpływ ma prędkość przepływu i zawartość pary wodnej w powietrzu.

 

Pomiary inspekcyjne prowadzi się w ramach wielodniowego monitoringu, w sezonie ogrzewania w okresie charakteryzującym się temperaturą nie wyższą niż średnia wartość dla trzech najzimniejszych miesięcy w roku, a w sezonie chłodzenia w okresie charakteryzującym się temperaturą nie niższą niż średnia wartość dla trzech najcieplejszych miesięcy w roku, przy bezchmurnym niebie. Pomiary powinny być przeprowadzane w czasie normalnego użytkowania pomieszczeń. Miejsca pomiarów oraz wyposażenie pomiarowe powinny być zgodne z PN-EN ISO 7726 [4].

 

Zakres oceny komfortu cieplnego w określonych warunkach w pomieszczeniach obejmuje określenie wartości wskaźników PPD przewidywanego procentu niezadowolonych oraz wskaźników PD procentu niezadowolonych z powodu miejscowego dyskomfortu cieplnego.

 

 Tablica 1a. Wymagania w odniesieniu do zapotrzebowania budynków na energię obowiązujące od 1 stycznia 2014 r.

2014-02-53-1

 

Wymagania ochrony cieplnej według nowych przepisów

Izolacyjność cieplna

Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dn. 5 lipca 2013 r., zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1], wprowadziło znaczące zmiany w wymaganiach dotyczących oszczędności energii i izolacyjności cieplnej, polegające na stopniowym zaostrzaniu przepisów w latach 2014-2021. Kierunek i zakres zmian wyznaczyły postanowienia Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/31/UE, z dn. 19 maja 2010 r., w sprawie charakterystyki energetycznej budynków, która wymaga m.in. od krajów UE, aby w terminach określonych w dyrektywie, wprowadziły niemal zero-energetyczny standard nowych budynków oraz dostosowywały wymagania energetyczne do poziomu optymalnego z uwagi na łączne koszty inwestycyjne i eksploatacyjne wynikające z wykorzystania energii w budynkach.

 

Zgodnie z dyrektywą budynki o niemal zerowym wykorzystaniu energii powinny charakteryzować się jej małym zapotrzebowaniem, które powinno być zaspokojone w wysokim stopniu ze źródeł odnawialnych. Krajowe definicje takich budynków powinny określać liczbowy wskaźnik zapotrzebowania na energię pierwotną, wyrażony w kWh/m2rok. W warunkach technicznych [1] podano maksymalne dopuszczalne wartości wskaźnika EP, który określa roczne obliczeniowe zapotrzebowanie budynku na nieodnawialną energię pierwotną do ogrzewania, wentylacji, chłodzenia, przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz oświetlenia. Z uwagi na wymogi podane w dyrektywie, określono dopuszczalne wartości tego wskaźnika, które będą wprowadzane kolejno od 1 stycznia 2014 r., 2017 r., i 2019 r. w odniesieniu do budynków zajmowanych przez władze publiczne oraz będących ich własnością oraz od 1 stycznia 2021 r. w odniesieniu do pozostałych nowych budynków.

 

Podane w rozporządzeniu wymaganie podstawowe stanowi, że budynki i jego instalacje ogrzewcze, wentylacyjne, klimatyzacyjne, ciepłej wody użytkowej, a w przypadku budynków użyteczności publicznej, zamieszkania zbiorowego, produkcyjnych, go- spodarczych i magazynowych – również oświetlenia wbudowanego, powinny być zaprojektowane i wykonane w sposób zapewniający spełnienie następujących warunków technicznych:

 

  1. Wartość wskaźnika EP rocznego zapotrzebowania budynku na nieodnawialną energię pierwotną w kWh/(m2·rok) jest mniejsza od dopuszczalnych wartości maksymalnych.
  2. Przegrody oraz wyposażenie techniczne budynku odpowiadają wymaganiom izolacyjności cieplnej.

 

(...)

 

Na spełnienie pierwszej części wymagania wpływ mają zarówno rozwiązania architektoniczne: usytuowanie budynku, bryła, rozmieszczenie pomieszczeń; jak i rozwiązania techniczne, konstrukcyjne i instalacyjne.


Istotny wpływ na wartość zapotrzebowania budynku na nieodnawialną energię pierwotną ma również rodzaj zastosowanego źródła lub źródeł energii. Wymagane wartości wskaźnika EP podano w tablicach 1 a, b, c.


Druga część wymagania odnosi się bezpośrednio do poszczególnych przegród budynków oraz właściwości cieplnych wyrobów budowlanych, stanowiących kompletne przegrody budynku, w odniesieniu do których określa się wartość współczynnika przenikania ciepła.

 

Tablica 1b. Wymagania w odniesieniu do zapotrzebowania budynków na energię obowiązujące od 1 stycznia 2017 r.

2014-02-54-1

 


Zgodnie z europejskimi normami wyrobów są to np. okna, w tym połaciowe, drzwi zewnętrzne, ściany osłonowe, ścienne i dachowe samonośne, izolacyjne płyty warstwowe z dwustronną okładziną metalową.


Wymaganie dotyczy również elementów murowych, które stosuje się w ścianach wewnętrznych, przy różnicy temperatury większej niż 8°C, w ścianach oddzielających pomieszczenie ogrzewane od nieogrzewanego, od klatek schodowych i korytarzy, oraz w ścianach przyległych do szczelin dylatacyjnych. Dopuszczalne wartości współczynników przenikania ciepła podano w tablicy 2.

 


Decydujące znaczenie dla spełnienia wymagań izolacyjności cieplnej przegród nieprzezroczystych ma zastosowanie materiałów izolacyjnych o dużym oporze cieplnym. Z uwagi na potrzebę ograniczenia grubości warstwy izolacyjnej zwiększa się rola materiałów o niższych wartościach współczynnika przewodzenia ciepła zarówno w grupie tradycyjnych, najbardziej dostępnych wyrobów do izolacji cieplnej, np. wełny mineralnej i styropianu, jak i nowych technologii, np. opartych na bazie aerożeli krzemionkowych.

 


W przypadku okien, drzwi balkonowych i nieotwieralnych powierzchni przezroczystych stanowiących części obudowy budynków, istotne jest zarówno zastosowanie oszkleń o wysokiej izolacyjności cieplnej, jak i elementów konstrukcyjnych tych przegród (ram).


Dodatkowo, w warunkach technicznych zawarto wymagania odnoszące się do innych, istotnych z uwagi na efektywność energetyczną budynków, szczegółowych zagadnień dotyczących elementów instalacji wentylacji, chłodzenia, ograniczenia powierzchni okien o współczynniku przenikania ciepła powyżej 0,9 W/(m2·K) oraz zaleceń w odniesieniu do szczelności powietrznej obudowy.

 

Tablica 1c. Wymagania w odniesieniu do zapotrzebowania budynków na energię obowiązujące od 1 stycznia 2021 r. i 1 stycznia 2019 r. w przypadku budynków zajmowanych przez władze publiczne oraz będących ich własnością

2014-02-54-2

 


Ochrona przed przegrzewaniem w okresie letnim 

Budynek powinien być zaprojektowany i wykonany w taki sposób, aby ograniczyć ryzyko przegrzewania budynku w okresie letnim.

 

Wymaganie to uznaje się za spełnione, jeżeli okna oraz inne przegrody przeszklone i przezroczyste, narażone na promieniowanie słoneczne w zależności od swojego usytuowania względem kierunków geograficznych i braku zacienienia, spełniają kryterium ograniczenia dopuszczalnej przepuszczalności energii całkowitej tego promieniowania.

 

Dodatkowe ograniczenie przepuszczalności energii promieniowania słonecznego przegród przezroczystych może być konieczne w celu uzyskania racjonalnie niskiego zapotrzebowania na energię do chłodzenia pomieszczeń.

 

Tablica 2. Wymagania w odniesieniu do izolacyjności cieplnej przegród

2014-02-55-1

 


Wymagania według powyższego kryterium nie stosuje się w odniesieniu do powierzchni pionowych oraz powierzchni nachylonych więcej niż 60o do poziomu, skierowanych w kierunkach pomiędzy północno-zachodnim a północno-wschodnim, okien chronionych przed promieniowaniem słonecznym elementem zacieniającym, spełniającym ww. wymaganie oraz małych okien o powierzchni poniżej 0,5 m2.


Na spełnienie wymagania wpływ ma przepuszczalność energii promieniowania słonecznego zastosowanego oszklenia oraz jego redukcja, wynikająca z zastosowania urządzeń ochrony przeciwsłonecznej (np. rolet, żaluzji, zasłon, itp.). Zastosowanie takich urządzeń i właściwy dobór ich właściwości  związanych z promieniowaniem słonecznym pozwala na ograniczenie przegrzewania pomieszczeń i zmniejszenie zapotrzebowania na energię do chłodzenia w okresie letnim, przy jednoczesnym zachowaniu możliwości wykorzystania zysków słonecznych w okresie ogrzewania.


W warunkach technicznych wymaga się, aby spełnione było następujące kryterium:

 

gn · fc ≤ 0,35


w którym:


gn – współczynnik całkowitej przepuszczalności energii promieniowania słonecznego oszklenia, przyjmowane na podstawie deklaracji właściwości użytkowych lub według warunków technicznych przy braku takiej deklaracji.


fc – współczynnik redukcji promieniowania przez urządzenie przeciwsłoneczne – wartości określono w warunkach technicznych.


Na wykresie na rys. 1. określono minimalne wartości redukcji niezbędne do spełnienia wymagania ochrony przed przegrzewaniem, w zależności od całkowitej przepuszczalności promieniowania oszklenia. W tablicy 3 podano wybrane przykłady konfiguracji rozwiązań technicznych uwzględnionych w tablicach zamieszczonych w warunkach technicznych, które spełniają to wymaganie. Zastosowanie określonego rodzaju osłony przed promieniowaniem słonecznym po stronie zewnętrznej oszklenia jest bardziej skuteczne niż od strony wewnętrznej.

 


Wpływ zastosowania osłon na właściwości cieplne przegród przezroczystych 

Zastosowanie osłon przegród przezroczystych umożliwia uzyskanie dodatkowego oporu cieplnego zmniejszającego straty ciepła w okresie ogrzewania oraz redukcję całkowitej przepuszczalności promieniowania słonecznego przegrody w okresie letnim.

 


Zgodnie z PN-EN ISO 10077-1 [5] żaluzja po zewnętrznej stronie okna wprowadza dodatkowy opór cieplny, który zależy od izolacyjności cieplnej żaluzji i warstwy powietrza między żaluzją a oknem. Na rys. 2 zamieszczono wykresy wartości współczynnika przenikania ciepła okien z żaluzjami o różnych wartościach dodatkowego oporu cieplnego, od 0,1 do 0,3 m2·K/W. Największe wartości uzyskują żaluzje z tworzywa sztucznego z wypełnieniem pianką termoizolacyjną i grube żaluzje drewniane, o dużej szczelności powietrznej (strumień powietrza 10 m3/(h×m2) przy różnicy ciśnienia 10 Pa).

 


Zgodnie z PN-EN 13363-1 [6] całkowita przepuszczalność promieniowania słonecznego okna z zewnętrzną osłoną przeciwsłoneczną określa się według następującego wzoru:



2014-02-55-2

 

w którym:


Ug – współczynnik przenikania ciepła oszklenia,
g – współczynnik przepuszczania promieniowania słonecznego oszklenia,
τ – współczynnik przepuszczania promieniowania słonecznego urządzenia osłony przeciwsłonecznej,
ρ – współczynnik odbicia promieniowania słonecznego urządzenia osłony przeciwsłonecznej.


Teoretycznie rzecz biorąc, zerową przepuszczalność przegrody uzyskuje się w przypadku osłony całkowicie nieprzepuszczalnej i całkowicie odbijającej promieniowanie słoneczne. Wartości współczynników urządzeń osłony przeciwsłonecznej według ww. normy podano w tablicy 4.

 

 

Tablica 3. Wybrane przykłady konfiguracji rozwiązań technicznych uwzględnionych w tablicach zamieszczonych w warunkach technicznych, które spełniają wymaganie ochrony przed przegrzewaniem w okresie letnim.

2014-02-56-1

 

Podsumowanie zmian wymagań w zakresie przegród przeszklonych i urządzeń ochrony przeciwsłonecznej
Spełnienie nowych, zwiększonych wymagań technicznych związanych z ochroną cieplną budynków i racjonalizacją ich zapotrzebowania na energię do ogrzewania i chłodzenia, które będą wprowadzane w Polsce w latach 2014-2021, będzie wymagało stosowania rozwiązań technicznych przegród i wyrobów budowlanych o znacznie lepszych niż obecnie właściwościach cieplnych.


Dotyczy to szczególnie okien, drzwi balkonowych i nieotwieralnych powierzchni przezroczystych w obudowie, których właściwości techniczne mają znaczący wpływ na zapewnienie komfortu cieplnego w budynkach zarówno w okresie ogrzewania, jak i okresie letnim.

 

Tablica 4. Wartości współczynników przepuszczania i odbicia promieniowania słonecznego urządzeń osłony przeciwsłonecznej

2014-02-56-2


Z uwagi na zwiększone wymagania w zakresie ochrony przed przegrzewaniem oraz dotyczące wykorzystania energii do chłodzenia pomieszczeń w budynkach wyposażonych taką instalację, okna oraz przegrody szklane i przezroczyste we wszystkich rodzajach budynków w wielu przypadkach będą wymagały zastosowania urządzeń przeciwsłonecznych. 


Stosowanie określonych typów osłon stwarza dodatkowo możliwość ich wykorzystania w celu zwiększenia całkowitej izolacyjności cieplnej przegród przezroczystych w godzinach nocnych, w okresie ogrzewania.

 

2014-02-56-3

 

Rys.1. Minimalne wartości redukcji konieczne do spełnienia wymagania w zależności od całkowitej przepuszczalności promieniowania oszklenia

 


Korzyści ich stosowania powinno się uwzględniać w obliczeniach charakterystyki energetycznej budynków obejmującej sezony ogrzewania i chłodzenia.


Poza podanymi w warunkach technicznych wyłączeniami stosowania wymagania dotyczącego ochrony przed przegrzewaniem w okresie letnim brak urządzeń ochrony przeciwsłonecznej możliwy jest przy zastosowaniu oszklenia o bardzo niskiej przepuszczalności całkowitej promieniowania słonecznego lub, w przypadku okien chronionych przed promieniowaniem elementem zacieniającym, w stopniu umożliwiającym spełnienie tego wymagania, co wymaga przeprowadzenia indywidualnej analizy konkretnego budynku.

 

 

2014-02-56-4

Rys. 2. Wartości współczynnika przenikania ciepła okien z żaluzjami o różnych wartościach dodatkowego oporu cieplnego.

 


Bibliografia
[1] Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 5 lipca 2013 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim  powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dz.U. RP z dnia 13 sierpnia 2013 r. Poz. 926.
[2] PN-EN 15251:2012P Parametry wejściowe środowiska wewnętrznego dotyczące projektowania i oceny charakterystyki energetycznej budynków, obejmujące jakość powietrza wewnętrznego, środowisko cieplne, oświetlenie i akustykę
[3] PN-EN ISO 7730:2006E Ergonomia środowiska termicznego. Analityczne wyznaczanie i interpretacja komfortu termicznego z zastosowaniem obliczania wskaźników PMV i PPD oraz kryteriów lokalnego komfortu termicznego
[4] PN-EN ISO 7726:2002E Ergonomia środowiska termicznego. Przyrządy do pomiaru wielkości fizycznych
[5] PN-EN ISO 10077-1:2007P Cieplne właściwości użytkowe okien, drzwi i żaluzji. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła. Część 1: Postanowienia ogólne 
[6] PN-EN 13363-1+A1:2010P Urządzenia ochrony przeciwsłonecznej połączone z oszkleniem. Obliczanie współczynnika przenikania promieniowania słonecznego i światła. Część 1: Metoda uproszczona

 

dr inż. Robert Geryło
Instytut Techniki Budowlanej

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
Więcej informacj: Świat Szkła 02/2014

 

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik