Součinitel prostupu tepla

Prezentace na téma: "Součinitel prostupu tepla"— Transkript prezentace:

1 Součinitel prostupu tepla
Vlastnosti konstrukcí Součinitel prostupu tepla

2 Součinitel prostupu tepla
základní tepelně technický parametr stavební konstrukce [W/(m2K)] tep. odpor při přestupu tepla na vnitřní straně tep. odpor při přestupu tepla na vnější straně tepelný odpor tloušťka vrstvy součinitel tepelné vodivosti [m2K/W]

3 Součinitel prostupu tepla
Požadavky ČSN :

4 Součinitel prostupu tepla
Požadavky ČSN : závisí na vnitřní RH a na převažující vnitřní návrhové teplotě θim: od 18 do 22 C jiný rozsah teplot do 60 % nad 60 % tabulka vyloučení povrch. kondenzace: přepočet: teplota rosného bodu (v dalších přednáškách) návrh. teplota vnitřního vzduchu

5 Definiční přestávka Návrhová teplota vnitřního vzduchu (design indoor air temperature) [ ̊C] Teplota vzduchu v interiéru. Orientační výpočet (ČSN ): Použití: hodnocení konstrukcí z hlediska šíření tepla a vlhkosti Typická hodnota θai = 20,6 C (běžná novostavba s vytápěním tělesy), resp. 20 C (nízkoenergetický a pasivní dům). přirážka na vliv způsobu vytápění a kvality obalových kcí (0 až 2 C) návrhová vnitřní teplota

6 Součinitel prostupu tepla
Požadavky ČSN : závisí na vnitřní RH a na převažující vnitřní návrhové teplotě: tabulka od 18 do 22 C jiný rozsah teplot do 60 % nad 60 % vyloučení povrch. kond.: přepočet:

7 Součinitel prostupu tepla
Požadavky ČSN : vybrané tabulkové hodnoty:

8 Součinitel prostupu tepla
Požadavky ČSN : pro rekonstrukce: stejné hodnoty jako pro novostavby výjimky: památkově chráněné objekty a budovy v rezervacích prokazatelné překážky technické či legislativní alternativa pro plošně velké podlahové konstrukce: ztráta prostupem dle EN ISO pro Δθ = θim- θe požadavek dle ČSN

9 Součinitel prostupu tepla
Požadavky ČSN : pro střešní okna a světlíky: s požadavkem se porovnávají hodnoty stanovené pro svislou polohu a vztažené na plochu průmětu pro světlíky: přípustné zvýšení požadavku přenásobením poměrem teplosměnné plochy a plochy průmětu u budov s rozdílnými teplotními zónami: požadavky samostatně pro každou zónu nízkoenergetické a pasivní budovy: doporučené hodnoty v rozmezí (vyšší hodnoty pro větší a kompaktnější budovy)

10 Součinitel prostupu tepla
Vývoj požadavků: revize požadavků

11 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Pravidla pro započítání vrstev: lze zanedbat tenké vrstvy (folie, hydroizolace) [m2K/W] - u dvouplášťových kcí jen vnitřní plášť u střech jen vrstvy pod hydroizolací s výjimkou: obrácených střech u podlah jen vrstvy nad hydroizolací (výjimka: XPS)

12 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): [m2K/W] Součinitel tepelné vodivosti [W/(m.K)]: charakterizuje schopnost materiálu vést teplo závisí na množství vzduch. dutin v materiálu … (s klesající obj. hmotností obvykle klesá tep. vodivost; existují výjimky, např. min. vlákna) … a na míře šíření tepla v dutinách a v materiálu („kostře“) pro izotropní materiály stejný ve všech směrech; jinak odlišný (dřevo, dutinové tvarovky)

13 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): každý materiál má specifickou závislost (různé křivky) voda (výrazně vodivější než vzduch, λ = 0,5 až 0,7) [m2K/W] Součinitel tepelné vodivosti [W/(m.K)]: závislý na vlhkosti (výrazný nárůst) a teplotě (mírný nárůst, hlavně vysoké teploty, pro STT zanedbatelné) vliv zabudování do konstrukce (stlačení, sedání, zvlhčení) Výrobci uvádějí deklarované hodnoty – nelze přímo použít – nutný přepočet! Nejsou-li k dispozici všechny údaje, zvýšení odhadem o cca 10 %. pro výpočty se používá: charakteristická hodnota (vnitřní kce, bez kond., pi do 1538 Pa) návrhová hodnota - tabulky v ČSN (pi do 1538 Pa) - výpočet pro vlhčí provozy (ČSN nebo EN 10456)

14 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): [m2K/W] Typické hodnoty:

15 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Vzduchové vrstvy: zohledňují se zjednodušeně ekvivalentní hodnotou tep. vodivosti [m2K/W] Druhy vzduchových vrstev: uzavřené (otvory do 0,05 %) slabě větrané (otvory od 0,05 do 0,15 %) silně větrané (otvory nad 0,15 %) zohlední se ve výpočtu neuvažují se; ve výpočtu se uvažují jen vrstvy od interiéru po silně větranou vrstvu, přičemž větraná vrstva se zohlední jen s pomocí odlišného Rse (viz dále)

16 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Vzduchové vrstvy: zohledňují se zjednodušeně ekvivalentní hodnotou tep. vodivosti [m2K/W] uzavřené vrstvy základní hodnoty z tabulek v EN ISO 6946 podle směru toku použitelné pro hraniční materiály s běžnou emisivitou (nad 0,8) - a pro tloušťky dutin do 300 mm

17 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Vzduchové vrstvy: zohledňují se zjednodušeně ekvivalentní hodnotou tep. vodivosti [m2K/W] uzavřené vrstvy podrobněji z výpočtu základní hodnoty z tabulek v EN ISO 6946 podle směru toku použitelné pro hraniční materiály s běžnou emisivitou (nad 0,8) - a pro tloušťky dutin do 300 mm podrobnosti v úvodních přednáškách součinitel přestupu tepla prouděním a vedením součinitel přestupu tepla sáláním

18 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Vzduchové vrstvy: zohledňují se zjednodušeně ekvivalentní hodnotou tep. vodivosti [m2K/W] slabě větrané vrstvy tradiční způsob: tep. odpor slabě větrané vrstvy je poloviční oproti tep. odporu vrstvy nevětrané (a navíc nesmí překročit hodnotu 0,15 m2K/W) nový způsob dle revize EN ISO 6946 (2008) : - slabě větraná vrstva se projeví až ve výpočtu U (podrobnosti později)

19 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Nehomogenní vrstvy: orientačně lze zohlednit přes ekvivalentní hodnotu tep. vodivosti [m2K/W] - přesněji podle EN ISO 6946 a EN ISO (podrobnosti později) A1 A2 A3

20 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): [W/(m2K)] smluvní hodnoty dle EN ISO 6946 0,10 0,17 0,00 0,13 0,04

21 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Konstrukce se spádovými vrstvami: Možnosti výpočtu: - spádové vrstvy se neuvažují (U v místě min. tloušťky) - výpočet dle EN ISO 6946 (výpočet průměrného U)

22 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Konstrukce se spádovými vrstvami: Možnosti výpočtu: - spádové vrstvy se neuvažují (U v místě min. tloušťky) - výpočet dle EN ISO 6946 (výpočet průměrného U) 4 základní tvary Půdorys střechy se rozdělí na dílčí plochy, nad kterými lze spádovou vrstvu charakterizovat jako jeden ze 4 základních tvarů. Pro každý tvar je definován vztah pro výpočet prům. U. Výsledné U celé střechy se stanoví jako vážený průměr přes dílčí plochy. + 4 rovnice:

23 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Konstrukce se slabě větranými vrstvami: počítají se 2x: - pro uzavřenou vrstvu pro silně větranou vrstvu Výsledná hodnota: řada problémů, nový postup plocha větracích otvorů odpor při prostupu tepla pro kci s nevětranou vrstvou odpor při prostupu tepla pro kci s plně větranou vrstvou

24 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Konstrukce se systematickými tepelnými mosty: pravidelně se opakující místa v konstrukci se zvýšeným tepelným tokem způsobeným nehomogenitami (vodivějšími materiály)

25 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Konstrukce se systematickými tepelnými mosty: tepelné mosty jsou součástí konstrukce nelze je zanedbat! více metod výpočtu: orientační přibližné přesné 0,0 až 0,15 (ČSN ) nebo přes ekv. tep. vodivost výpočet dle EN ISO 6946 výpočet z teplotního pole vychází se z charakter. výseku konstrukce b - SW na výpočet teplotních polí pozor na okr. podm. (správné Rsi)! výsledek: tep. propustnost L podrobnosti později

26 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Konstrukce ve styku se zeminou: hodnotí se: bez vlivu zeminy s vlivem zeminy POZOR: Mohou se výrazně lišit, U s vlivem zeminy je mnohem nižší! pro ověření požadavku: bez zeminy výjimka: alternativní požadavek pro plošně velké podlahy pro energetické výpočty: se zeminou Podlaha 10x10 m Tepelný Souč. prostupu tepla odpor bez zeminy se zeminou 0,5 m2K/W , ,50 4,0 m2K/W , ,18

27 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Konstrukce ve styku se zeminou: hodnotí se: bez vlivu zeminy s vlivem zeminy Součinitel prostupu tepla se zeminou: EN ISO 13370 4 základní kategorie: podlaha na zemině (včetně okr. izol.) zvýšená podlaha vytápěný suterén nevytápěný suterén pro ověření požadavku: bez zeminy výjimka: alternativní požadavek pro energetické výpočty: se zeminou U zahrnuje i konstrukce pod podlahou a vliv větrání

28 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Konstrukce ve styku se zeminou: speciální postupy pro: částečné podsklepení částečné vytápění U zahrnuje i konstrukce pod podlahou a vliv větrání

29 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Konstrukce ve styku se zeminou: Podlaha na zemině: výsledný souč. prostupu : w vodorovná izolace: svislá

30 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Konstrukce ve styku s nevytápěnými prostory: hodnotí se: bez vlivu nevytápěného prostoru s vlivem nevytápěného prostoru obdoba kcí ve styku se zeminou pro ověření normového požadavku: bez nevyt. prostoru pro energ. výpočty: s nevyt. prostorem

31 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Konstrukce ve styku s nevytápěnými prostory: hodnotí se: bez vlivu nevytápěného prostoru s vlivem nevytápěného prostoru 0,06 m2K/W pro půdy s netěsnou krytinou 0,20 m2K/W pro těsnou krytinu Nebo výpočet: tep. odpor konstrukce mezi interiérem a nevytápěným prostorem zvýšení tep. odporu vlivem nevyt. prostoru: Zjednodušený výpočet EN ISO 6946: Ai je plocha všech konstrukcí mezi nevyt. prostorem a interiérem, Ae,j je plocha j-té konstrukce mezi nevyt. prostorem a exteriérem, Ue,j je souč. prostupu tepla této konstrukce, n je intenzita větrání nevyt. prostoru, V je objem vzduchu v nevyt. prostoru. Pro neznámou situaci se uvažuje Ue,j = 2,0 W/m2K a n = 3/h.

32 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Přirážky k součiniteli prostupu tepla: na vliv mechanických kotev: hlavně kovové spojovací prostředky v plochých střechách a sendvič. stěnách celoplastové kotvy lze zanedbat na vliv netěsností v tepelných izolacích: hlavně jednovrstvé izolace s tupými spoji spoje pero-drážka a vícevrstvé izolace lze zanedbat na vliv srážek u obrácených střech: nejhorší situace u tupých spojů XPS lze redukovat spoji pero-drážka nebo drenážními difúzními foliemi nebo umístěním části tepelné izolace i pod hydroizolaci

33 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Přirážky k součiniteli prostupu tepla: na vliv mechanických kotev Vliv kotev se zanedbává pro: kotvy s vodivostí do 1 W/(m.K) kotvy ve vzduch. dutinách λf … tep. vodivost kotvy [W/(mK)], nf … počet kotev v 1 m2 [1/m2], Af … průřezová plocha 1 kotvy [m2], R1 … tep. odpor tep. izolace [m2K/W], RT… tep. odpor při prostupu celé konstrukce [m2K/W]. Vztah nelze použít pro kovové kotvy spojené s kovovými vrstvami – pro tyto mosty nutný podrobný 3D výpočet!

34 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Přirážky k součiniteli prostupu tepla: na vliv netěsností v tep. izolacích R1 … tep. odpor tep. izolace [m2K/W], RT… tep. odpor při prostupu celé konstrukce [m2K/W]. 0,00 pro izolace beze spár (více vrstev, pero-drážka) 0,01 pro spáry v izolaci neumožňující cirkulaci (kvalitní izolace se spoji na sraz) 0,04 pro spáry v izolaci umožňující cirkulaci (nekvalitní provedení)

35 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Přirážky k součiniteli prostupu tepla: na vliv srážek u obrácených střech R1 … tep. odpor tep. izolace nad hydroizolací [m2K/W], RT… tep. odpor při prostupu celé konstrukce [m2K/W]. činitel zvýšení ztrát 0,0481 W.den/(m2.K.mm)) odtokový činitel (standard 83 %) míra srážek

36 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Výplně otvorů (okna, dveře): měření výpočet dle EN ISO 10077: jednoduchá okna zdvojená okna dvojitá okna Ag Af lg

37 Součinitel prostupu tepla
Výpočet (EN ISO 6946): Výplně otvorů (okna, dveře): měření výpočet dle EN ISO 10077: jednoduchá okna zdvojená okna dvojitá okna Lehké obvodové pláště: výpočet dle EN ISO 13947: vždy charakt. výsek 2 metody pro prům. Ucw velmi náročný výpočet