Projektowanie ścian w budownictwie energooszczędnym

Projektowanie ścian w budownictwie energooszczędnym
Obliczanie cieplno-wilgotnościowe ścian zewnętrznych i ich złączy w świetle obowiązujących przepisów prawnych

Publikacja wydana pod patronatem miesięcznika IZOLACJE

rok wydania: 2017, wydanie pierwsze
ilość stron: 156
ISSN: 2300-3944
format: 165x23cm
oprawa: miękka

Recenzent
dr hab. inż. Abdrahman Alsabry (Uniwersytet Zielonogórski)

Spis treści
O Autorze / 4
Słownik / 5
Symbole / 8
Wprowadzenie / 11
1.       Wymagania prawne w aspekcie cieplno-wilgotnościowym w Polsce / 13
1.1.    Oszczędność energii i ochrony cieplnej / 14
1.2.    Ochrona wilgotnościowa przegród zewnętrznych / 18
1.3.    Wykaz polskich norm w zakresie ochrony cieplno-wilgotnościowej / 19
2.       Rozwiązania konstrukcyjno-materiałowe ścian w budynku / 22
2.1.    Ściany zewnętrzne z elementów murowych / 22
2.2     Ściany zewnętrzne drewniane / 40
2.3     Ściany zewnętrzne prefabrykowane / 43
2.4     Ściany zewnętrzne z płyt warstwowych / 46
2.5     Ściany działowe / 48
3.       Projektowanie cieplno-wilgotnościowe ścian zewnętrznych / 52
3.1.    Metody obliczeniowe w zakresie projektowania cieplnego ścian zewnętrznych / 52
3.2.    Procedury obliczeniowe według PN-EN ISO 6946:2008 / 55
3.3.    Projektowanie złączy ścian zewnętrznych / 62
3.4.    Przykłady obliczeniowe w zakresie projektowania cieplno­ wilgotnościowego ścian zewnętrznych i ich złączy / 75
Przykład obliczeniowy 1 / 75
Przykład obliczeniowy 2 / 77
Przykład obliczeniowy 3 / 79
Przykład obliczeniowy 4 / 82
Przykład obliczeniowy 5 / 85
Przykład obliczeniowy 6 / 88
Przykład obliczeniowy 7 / 91
Przykład obliczeniowy 8 / 96
Przykład obliczeniowy 9 / 97
Przykład obliczeniowy 10 / 100
Przykład obliczeniowy 11 / 108
Przykład obliczeniowy 12 / 111
Przykład obliczeniowy 13 / 120
Przykład obliczeniowy 14 / 125
Przykład obliczeniowy 15 / 128
Przykład obliczeniowy 16 / 131
Podsumowanie / 135
Literatura / 137
Załącznik TABLICE POMOCNICZE / 141

O Autorze
Krzysztof Pawłowski – dr inż., wykładowca i pracownik naukowy na Wydziale Budownictwa Architektury i Inżynierii Środowiska Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy. Interesuje się zagadnieniami dotyczącymi kształtowania zewnętrznych przegród budowlanych i ich złączy. Jest autorem i współautorem 6 monografii i podręczników oraz około 80 artykułów z zakresu budownictwa ogólnego, fizyki budowli i materiałów budowlanych. Posiada uprawnienia do wykonywania świadectw charakterystyki energetycznej budynków i lokali. Ponadto jest autorem i współautorem ekspertyz budowlanych i opinii technicznych dotyczących ochrony cieplno-wilgotnościowej budynków. Prowadzi wykłady i ćwiczenia z przedmiotów: fizyka budowli, podstawy budownictwa, eksploatacja obiektów budowlanych, geometria wykreślna, a także przedmiotów obejmujących zagadnienia charakterystyki energetycznej budynków i lokali w ramach studiów podyplomowych i kursów. Jest promotorem kilkudziesięciu prac dyplomowych inżynierskich i magisterskich. Od września 2016 roku jest Prodziekanem ds. Nauki na Wydziale Budownictwa, ­Architektury i Inżynierii Środowiska Uniwerstytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy.

Wprowadzenie
Projektowanie ścian zewnętrznych budynku w standardzie energooszczędnym wymaga znajomości zagadnień z zakresu fizyki budowli, budownictwa ogólnego, materiałów budowlanych oraz przepisów prawnych w zakresie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dotyczy to w szczególności:
•    właściwości technicznych materiałów budowlanych tworzących przegrody zewnętrzne i złącza budowlane,
•    określenia parametrów technicznych stosowanych materiałów budowlanych (m.in. wartości współczynnika przewodzenia ciepła  [W/(m • K)], współczynnika oporu dyfuzyjnego µ [-]) na podstawie norm przedmiotowych oraz udokumentowanych danych producentów,
•    określenia parametrów powietrza wewnętrznego i zewnętrznego,
•    zasad przepływu ciepła przez przegrody i ich złącza w polu jednowymiarowym (1D), dwuwymiarowym (2D) oraz trójwymiarowym (3D),
•    zasad konstruowania układów materiałowych ścian zewnętrznych i ich złączy zgodnie z wymaganiami konstrukcyjnymi, przeciwpożarowymi, cieplno-wilgotnościowymi oraz akustycznymi.

W związku z wprowadzeniem nowych, zaostrzonych wymagań izolacyjności cieplnej i oszczędności energii (rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowania) niezwykle istotne staje się, już na etapie projektowania, dokonywanie szczegółowych obliczeń i analiz, które powinny być podstawą do optymalnego wyboru rozwiązań konstrukcyjno-materiałowych oraz fizykalnych ścian zewnętrznych i ich złączy. Od 1 stycznia 2017 r. obowiązują nowe wartości graniczne m.in. w zakresie granicznej wartości współczynnika przenikania ciepła Uc(max)/Umax [W/(m2 • K)] dotyczących pojedynczych przegród zewnętrznych oraz granicznego wskaźnika zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną EP(max) [kWh/(m2 • rok)] dla całego analizowanego budynku.

Głównym celem publikacji jest prezentacja najistotniejszych zagadnień fizyki cieplnej budowli oraz wymagań w zakresie ochrony cieplnej budynków z uwzględnieniem standardów budownictwa niskoenergetycznego. W kolejnych rozważaniach przedstawiono rozwiązania konstrukcyjno-materiałowe ścian zewnętrznych (murowanych, drewnianych, prefabrykowanych, z płyt warstwowych) oraz ścian działowych. Istotnym elementem jest także zestawienie problematyki projektowania złączy ścian zewnętrznych w aspekcie cieplno-wilgotnościowym. Część trzecia publikacji zawiera 16 przykładów obliczeniowych dotyczących projektowania ścian zewnętrznych i ich złączy w oparciu o obowiązujące przepisy prawne i metody obliczeniowe z zastosowaniem specjalistycznych programów komputerowych. Warto jednak podkreślić, że przykłady prezentowane w pracy nie wyczerpują wszystkich rozwiązań konstrukcyjno-materiałowych. Przedstawione procedury obliczeniowe pozwalają jednakże na przeprowadzenie obliczeń innych układów ścian zewnętrznych z uwzględnieniem zastosowania materiałów o korzystniejszych niż przyjęte w pracy w obliczeniach wartościach parametrów fizycznych.

Znajomość zagadnień fizyki cieplnej budowli oraz procedur obliczeniowych w tym zakresie pozwala na odpowiedni dobór materiałów budowlanych pod kątem przyjaznego ich oddziaływania na zdrowie i samopoczucie człowieka, a także obniżenie zapotrzebowania budynku na energię użytkową (EU), energię końcową (EK) i energię pierwotną (EP).

Publikacja skierowana jest zarówno do projektantów i wykonawców budynków w standardzie niskoenergetycznym, jak i studentów kierunków technicznych, takich jak architektura, budownictwo czy inżynieria środowiska.