Jak obliczyć współczynnik izolacyjności termicznej ścian i dachów? Porady eksperta

Z tego artykułu dowiesz się:

- o czym świadczy współczynnik przenikania ciepłą U,

- jakie są normy prawne dla współczynnika izolacyjności cieplnej,

- jak obliczyć wartość oporu cieplnego,

- jak obliczyć współczynnik izolacyjności termicznej.

Współczynnik izolacyjności termicznej – podstawowe informacje

Oto najważniejsze informacje na temat współczynnika izolacyjności cieplnej:

• najczęściej określa się go mianem współczynnika przenikania ciepła, oznacza się symbolem U i wyraża w jednostkach W/(m²K);
• współczynnik izolacyjności termicznej określa wielkość przepływu ciepła dla poszczególnych przegród (ścian, dachu czy okien) przy założeniu, że różnica między temperaturami po obu stronach przegrody wynosi 1 kelwin. Inaczej rzecz ujmując, określa on, ile ciepła (W) przepływa przez powierzchnię danej przegrody (1 m²), jeśli po obu stronach przegrody różnica temperatur wynosi 1 K;
• współczynnik U pozwala oszacować straty ciepła dla poszczególnych przegród w budynku;
• im wartość współczynnika U jest niższa, tym lepiej – straty ciepła w takim przypadku będą niewielkie.

Warto wiedzieć! Od czego zależy współczynnik izolacji termicznej?

Wartość współczynnika przenikania ciepła zależy m.in. od grubości i rodzaju materiałów budowlanych (np. ceramiki budowlanej w przypadku ścian) oraz charakteru danej przegrody.

Współczynnik izolacyjności termicznej – co mówią przepisy?

Maksymalne, dopuszczalne wartości współczynnika U dla poszczególnych przegród są ujęte w Rozporządzeniu Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 5 lipca 2013 r. (zmieniającym rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie). Parametry te zmienią się jednak w 2021 roku. W związku z tym, jeśli budujesz dom już teraz i planujesz zakup materiałów budowlanych, weź pod uwagę nowe wytyczne:

Zanim obliczysz współczynnik izolacyjności termicznej

Aby obliczyć współczynnik przenikania ciepła U, musisz poznać najpierw wartość oporu cieplnego. Wyrażony jest on symbolem R, a obliczany jest według wzoru: R = d/λ, gdzie:

• R = opór cieplny,
• d = grubość ściany w metrach,
• λ = współczynnik przewodzenia ciepła wyrażony w W/m2K. Współczynnik ten znajdziesz w specyfikacji technicznej materiałów budowlanych.

Aby uzyskać prawidłowe wyniki, do obliczeń należy dodać:

• Rsi – współczynnik przejmowania ciepła od strony zewnętrznej. Jego wartość wynosi 0,04 (m²·K/W),
• Rse – współczynnik przejmowania ciepła od strony wewnętrznej o wartości 0,13 (m²K/W).

Wartości oporu przejmowania ciepła Rsi i Rse według normy PN-EN ISO 6946:2017-10 przedstawiają się następująco:

Uwaga! Całkowita wartość oporu cieplnego to suma R + Rsi + Rse.

Jak obliczyć współczynnik izolacyjności cieplnej?

Aby obliczyć współczynnik przenikania ciepła, należy wykonać 3 kroki:

1. Obliczyć opory przyjmowania ciepła dla każdej warstwy przegrody, np. R1 = d1/λ1, R2 = d2/λ2, R3 = d3/λ3 itd., gdzie d = grubość konkretnej warstwy,
2. Zsumować opory cieplne dla każdej warstwy i dodać opory przejmowania ciepła od strony zewnętrznej i wewnętrznej (czyli wartości Rsi i Rse), zgodnie z przykładem:

R = Rsi + R1 + R2 + R2 + … + Rse [m²K/W],

3. Skorzystać ze wzoru na obliczenie współczynnika przenikania ciepła U = 1/R.

Powyższy wzór umożliwia w sposób najprostszy i ogólny obliczyć współczynnik izolacyjności cieplnej ścian i dachów. Dokładniejsze, bardziej skomplikowane wyliczenia biorą pod uwagę udział zaprawy, tynków i innych warstw. Warstwy te mają jednak niewielki wpływ na wskaźnik U, dlatego w prostych obliczeniach można je pominąć.