Rozwiązania konstrukcyjne zabudowy balkonowej oraz loggii są obecnie coraz bardziej powszechnie projektowane oraz stosowane w budynkach wielorodzinnych. Rozwiązania takie zwiększają funkcjonalność mieszkań, zapewniają większy komfort cieplny przebywających tam osób oraz zmniejszają straty cieplne tych mieszkań. Z uwagi na brak wymagań dotyczących izolacyjności cieplnej zabudowy balkonów i logii oraz oczekiwania klientów w tym zakresie w Instytucie Techniki Budowlanej prowadzono od 2013 r. prace związane z opracowaniem Zaleceń Udzielania Aprobat Technicznych (ZUAT). W ramach tych prac przygotowano wytyczne dotyczące metody oceny izolacyjności cieplnej zabudowy balkonowej oraz loggii. Ze względu na różny kształt i wymiary zabudów balkonów i logii na rys. 1-3 przedstawiono przykładowe ich rozwiązania.
Z uwagi na różnorodność możliwości zabudowy balkonów i loggii obecne systemy zabudowy można podzielić na kilka kategorii.
1. Rodzaje systemów zabudowy ze względu na konstrukcję:
2. Rodzaje systemów zabudowy ze względu na sposób ich montażu:
- montaż zabudowy w przegrodzie budynku,
- montaż zabudowy do czoła przegrody budynku.
Rys. 4. Montaż prowadnicy górnej w przegrodzie budynku
Rys. 5. Montaż prowadnicy dolnej w przegrodzie budynku
Rys. 6. Montaż prowadnicy górnej do czoła przegrody budynku
Rys. 7. Montaż prowadnicy dolnej do czoła przegrody budynku
3. Podział systemów zabudowy balkonowej i loggii ze względu na ilość zastosowanych segmentów:
- system 4 ramowy,
- system 3 ramowy,
- system 2 ramowy.
Rys. 8. System zabudowy 4 ramowy z oszkleniem pojedynczym
Rys. 9. System zabudowy 4 ramowy z oszkleniem zespolonym
Rys. 10. System zabudowy 3 ramowy z oszkleniem pojedynczym
Rys. 11. System zabudowy 3 ramowy z oszkleniem zespolonym
Rys. 12. System zabudowy 2 ramowy z oszkleniem pojedynczym
Rys. 13. System zabudowy 2 ramowy z oszkleniem zespolonym
4. Podział ze względu na rodzaj zastosowanego oszklenia:
- oszklenie szybą pojedynczą o grubości oszklenia 4 mm, 5 mm, 6 mm,
- oszklenie szybą zespoloną np. oszklenie o grubości 4 /8 /4 mm.
5. Przykłady zamocowania konstrukcji zabudowy balkonowej i loggii z wyszczególnieniem:
- zabudowy okiennej,
- zabudowy drzwiowej.
Rys. 14. Zabudowa okienna
Rys. 15. Zabudowa drzwiowa
6. Zalety przykładowego rozwiązania konstrukcyjnego zabudowy balkonowej oraz loggii:
- możliwość przesuwu wszystkich okien w dowolnych kierunkach wzdłuż czterotorowej prowadnicy, co w praktyce pozwala to na ustawienie segmentów tak, by pokryły się “jeden za drugim”;
- anodowane (zabezpieczone przed utlenianiem aluminium) zapewnia trwałość wyglądu powierzchni oraz nie wymaga konserwacji;
- system profili ramowych, polegający na zahaczaniu się sąsiadujących elementów przesuwnych, z dodatkową uszczelką tekstylną oraz system odwodnienia zapewnia szczelność konstrukcji;
- zastosowanie prowadnicy dolnej z technologicznym spadkiem, w połączeniu z otworami spustowymi, powoduje odprowadzenie gromadzonej się podczas deszczu wody w szynie dolnej. Zastosowanie dodatkowego okapnika umieszczonego po stronie wewnętrznej prowadnicy, zapewnia odprowadzenie pary wodnej powstającej w przypadku jej skraplania się przy dużej różnicy temperatur zwłaszcza w okresie zimowym.
Ocena izolacyjności cieplnej zabudów balkonów i loggii
W ramach prac prowadzonych w Instytucie Techniki Budowlanej od 2013 r., związanych z opracowaniem Zaleceń Udzielania Aprobat Technicznych (ZUAT), przygotowano wytyczne dotyczące metody oceny izolacyjności cieplnej zabudowy balkonowej oraz loggi. W okresie wykonywania obliczeń, zgodnie z Rozporządzeniem [1], nie obowiązywały wymagania w odniesieniu do izolacyjności cieplnej zabudów balkonów i loggi.
Do obliczeń współczynnika przenikania ciepła zabudowy balkonowej i loggii można stosować metodologię obliczeń zawartą w PN-EN ISO 12631:2013 [2] według wzoru (1) (Rys. 16):
(1)
w którym:
U – współczynnik przenikania ciepła zabudowy balkonu lub loggii, W/(m2·K),
Ag – pole powierzchni oszklenia, m2,
Ug – współczynnik przenikania ciepła oszklenia, W/(m2·K),
Ap – pole powierzchni panela (w tym przypadku panel zabudowy balkonu lub loggii), m2,
Up – współczynnik przenikania ciepła panela (w tym przypadku panel zabudowy balkonu lub loggi), W/(m2·K),
ATJ – pole powierzchni złącza cieplnego, m2,
UTJ – współczynnik przenikania ciepła złącza cieplnego, W/(m2·K),
Rys. 16. Zabudowa balkonowa
Do określenia temperatury wewnątrz zabudowy wykonano model obliczeniowy z zaprojektowaną przegrodą budynku (zgodnie z obowiązującym Rozporządzeniem [1]) o powierzchni 10 m2, loggią o szerokości 1 m oraz przykładową zabudową. Do obliczeń przyjęto temperaturę wewnątrz przegrody θi = 20⁰C oraz temperaturę zewnętrzną: θe = -20⁰C i θe = -1,2⁰C (przyjęto na podstawie danych Ministerstwa Infrastruktury i Rozwoju: Typowe lata meteorologiczne i statystyczne dane klimatyczne dla obszaru Polski do obliczeń energetycznych budynków [3], w odniesieniu do średniej temperatury dla Warszawy w styczniu). Przy ww. założeniach wykonano obliczenia oraz określono temperaturę w środku zabudowy odpowiednio: θz = -15⁰C i θz = 1,4⁰C oraz temperaturę na powierzchni zewnętrznej przegrody w miejscu zabudowy θp = -11,4⁰C i θp = 3,4⁰C.
Tablica 1
Poniżej zamieszczono przykłady obliczeń współczynnika przenikania ciepła dla różnych systemów.
Przykład 1
Przykład obliczeń współczynnika przenikania ciepła zabudowy wykonanej systemem ramowym.
1. Dane do obliczeń:
Do obliczeń przyjęto zabudowę o wymiarach 4x1,5 m wykonaną z kształtowników aluminiowych, z oszkleniem o grubości 4 mm. Warunki brzegowe przyjęto zgodnie z zgodnie z PN-EN ISO 10077-2:2012 [4] Wartości ekwiwalentnego współczynnika przewodzenia ciepła pustek powietrznych obliczono wg PN-EN ISO 10077-2:2012. Przyjęto według PN-EN ISO 10077-2:2012, że emisyjność powierzchni elementów aluminiowych anodowanych lub lakierowanych równa jest 0,9.
2. Wyniki obliczeń. Wartości współczynnika przenikania ciepła UTJ w odniesieniu do poszczególnych sekcji konstrukcji zamieszczono w tablicy 2. Współczynnik przenikania ciepła zabudowy wykonanej systemem ramowym wynosi U = 6,4 W/(m2·K).
Tablica 2
Przykład 2
Przykład obliczeń współczynnika przenikania ciepła zabudowy wykonanej systemem ramowym.
1. Dane do obliczeń:
Do obliczeń przyjęto zabudowę o wymiarach 4x1,5 m wykonaną z kształtowników aluminiowych, z oszkleniem szybą zespoloną 4 /8 /4 mm o współczynniku przenikania ciepła Ug = 1,3 W/(m2·K), z międzyszybową, aluminiową ramką dystansową. Warunki brzegowe przyjęto zgodnie z zgodnie z PN-EN ISO 10077-2:2012 [4]
Tablica 3
2. Wyniki obliczeń
Wartości współczynnika przenikania ciepła UTJ w odniesieniu do sekcji zamieszczono w tablicy 4. Współczynnik przenikania ciepła zabudowy wykonanej systemem ramowym wynosi U = 3,2 W/(m2·K)
Tablica 4
Przykład 3
Przykład obliczeń współczynnika przenikania ciepła zabudowy wykonanej systemem bezramowym
1. Dane do obliczeń: Do obliczeń przyjęto zabudowę o wymiarach 4x1,5 m, wykonaną z kształtowników aluminiowych, z oszkleniem o grubości 6 mm Warunki brzegowe przyjęto zgodnie z zgodnie z PN-EN ISO 10077-2:2012 [4]
Tablica 5
2. Wyniki obliczeń
Wartości współczynnika przenikania ciepła UTJ w odniesieniu do sekcji konstrukcji zamieszczono w tablicy 6. Współczynnik przenikania ciepła zabudowy wykonanej systemem bezramowym wynosi U = 6,0 W/(m2·K).
Tablica 6
Przykład 4
Przykład obliczeń współczynnika przenikania ciepła zabudowy wykonanej systemem bezramowym.
1. Dane do obliczeń:
Do obliczeń przyjęto zabudowę o wymiarach 4x1,5 m, wykonaną z kształtowników aluminiowych, z oszkleniem o grubości 8 mm. Warunki brzegowe przyjęto zgodnie z zgodnie z PN-EN ISO 10077- 2:2012 [4]
Tablica 7
2. Wyniki obliczeń
Wartości współczynnika przenikania ciepła UTJ w odniesieniu do sekcji konstrukcji zamieszczono w tablicy 8.
Współczynnik przenikania ciepła zabudowy wykonanej systemem bezramowym wynosi U =5 ,7 W/(m2·K)
Tablica 8
Podsumowanie
W celu zapewnienia jak najlepszej izolacyjności zabudowy balkonowej i logii w procesie ich projektowania i wykonywania należy ograniczyć wpływ liniowych oraz punktowych mostków cieplnych. Ocenę izolacyjności cieplnej zabudowy balkonowej i loggii należy wykonywać zgodnie z Zaleceniami Udzielania Aprobat Technicznych (ZUAT).
[1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniające rozporządzenie z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie
[2] PN-EN ISO 12631:2013. Cieplne właściwości użytkowe ścian osłonowych. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła.
[3] www.transport.gov.pl Typowe lata meteorologiczne i statystyczne dane klimatyczne dla obszaru Polski do obliczeń energetycznych budynków.
[4] PN-EN ISO 10077-2:2012. Cieplne właściwości użytkowe okien, drzwi, żaluzji. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła. Część 2: Metoda komputerowa dla ram.
