Współczynnik przenikania ciepła dla ściany
Z punktu widzenia ochrony przed zimnem, czy raczej powstrzymania ucieczki ciepła, kluczowe znaczenie ma grubość materiału izolacyjnego doklejonego do nośnej warstwy ściany. Jasne, że można zbudować ciepłą ścianę także z cegły, choć będzie wtedy równie gruba, jak ściana w zamku. Z drugiej strony, gdy się ścianę oklei styropianem, to zmiana grubości warstwy z cegły ma znikomy wpływ na parametry ściany.
A podstawowym parametrem określającym zdolność ściany do powstrzymywania strat ciepła, jest tak zwany współczynnik przenikania ciepła. Choć w zasadzie należałoby powiedzieć inaczej — ten współczynnik określa, ile ciepła (w watach) ucieknie przez 1 m² ściany, gdy różnica temperatur po jednej i drugiej stronie wyniesie 1 stopień Celsjusza.
Aby teraz zbudować dom, zgodnie z przepisami (rozporządzenie ministra infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie) współczynnik ten dla ściany nie może przekraczać U=0,3 W/m²K.
Czyli dla takiej ściany, w temperaturze obliczeniowej dla III strefy klimatycznej w Polsce, wynoszącej -20°C, dla temperatury w pokoju (przepisowej) 20°C, z pokoju o powierzchni ścian zewnętrznych 15 m² uciekać będzie 180 W ciepła, co może się wydawać wielkością niewielką. Bo w sumie nie jest to dużo, ale przecież to tylko jedna składowa strat ciepła — bo ucieka ono też przez okna (tu milcząco założyliśmy, że ich nie ma), jako strata wentylacyjna (zimne powietrze wpada przez nawiewnik, jest ogrzewane, trafia do łazienki, skąd kanałem wentylacyjnym ucieka do atmosfery), ale także przez wszystkie mostki cieplne.
Wydaje mi się jednak, że jak na dziś, ściana o takich parametrach to przeżytek. W przypadku domów wielorodzinnych czy budowanych na sprzedaż przez deweloperów trudno oczekiwać czegoś lepszego, to naturalne. Przynajmniej dopóki nie upowszechni się zwyczaj robienia rzetelnych świadectw charakterystyki energetycznej.
Z prostych przeliczeń, jak pokazałem, wynika, że przez ściany wcale nie ucieka tak dużo ciepła. Można to zamienić na dane dla całego sezonu grzewczego, a nie tylko chwilowe straty ciepła w watach, a później przeliczyć na złotówki. Ale to też niewiele, bo z tego wyliczenia dostaniemy tylko fragment bilansu ciepła budynku.
Jak sprawdzić, ile wynosi współczynnik przenikania ciepła dla ściany?
Dla prostych ścian z jednorodnych warstw materiału (np. ściana z lanego betonu) o znanej grubości d i współczynniku przewodzenia ciepła λ (lambda), wzór jest banalnie prosty: U = λ/d .
No ale jako że nikt nie robi raczej ścian z jednego materiału, tylko kilku warstw, robi się to inaczej. Mianowicie, współczynnik przenikania ciepła U jest odwrotnością tzw. oporu cieplnego R, gdzie R = d/λ [m²K/W]. Przy ścianach z kilku warstw opory się sumuje, a zatem U = 1 / (R1 + R2 + … + Rn).
Aby sprawę dodatkowo utrudnić, dodaje się na obydwu powierzchniach ściany tak zwane opory przejmowania ciepła, które odzwierciedlają łatwość, z jaką powietrze w pokoju będzie oddawać ciepło do ściany, oraz odbierania ciepła z zewnętrznej ściany przez powietrze. Przykładowo, przy przepływie ciepła w poziomie (tj. wskroś przez pionową ścianę) wartość tego współczynnika dla powierzchni wewnętrznej wynosi 0,13 a dla zewnętrznej 0,04 m²K/W. Są więc, praktycznie rzecz ujmując, pomijalne.
O współczynnikach przenikania ciepła dla okien napiszę następnym razem, bo to też bardzo ciekawy temat. 🙂