Artykuły
Obliczenia dotyczące współczynnika przenikania ciepła - pianka PUR

Z uwagi na to, że konstrukcja połaci dachowej nie jest przegrodą jednorodną (nie składa się z warstw cieplnie jednorodnych), należy obliczyć kres górny i dolny całkowitego oporu cieplnego. Obliczenia należy przeprowadzić dla tzw. powtarzalnego komponentu o szerokości równej osiowemu rozstawowi krokwi zgodnie z normą PN EN ISO 6946:2008 „Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania”.
Obliczenia należy przeprowadzić dla dwóch przekrojów przez konstrukcję dachu (zgodnie z Rys. 01):
I – I – przekrój przez krokiew,
II – II – przekrój przez warstwę izolacji w postaci pianki PUR

W poniższych obliczeniach pominięto współczynniki przenikania ciepła dla dachówki ceramicznej, łat, kontrłat, oraz membrany dachowej, gdyż wartości oporów cieplnych w/w materiałów są bardzo małe w porównaniu do wartości oporu cieplnego pianki PUR, czy płyty kartonowo – gipsowej.

Rys. 01 - Podział połaci dachowej z Pianką PUR na warstwy i sekcje

Tabela 01 - Ocieplanie pianką PUR – przekrój przez krokiew (przekrój I-I)

Tabela 02 - Ocieplenie pianką PUR – przekrój przez piankę PUR (przekrój II-II)

Względne pola powierzchni poszczególnych sekcji komponentu f_i:

Kres górny całkowitego oporu cieplnego R_T’:

Kres dolny całkowitego oporu cieplnego R_T”:
Równoważny opór cieplny warstwy niejednorodnej (warstwa z krokwią i wełną mineralną):

Kres dolny całkowitego oporu cieplnego R_T”:

Całkowity opór cieplny komponentu (ocieplenie pianką PUR):

Współczynnik przenikania ciepła komponentu U (ocieplenie pianką PUR):

Poprawiony współczynnik przenikania ciepła U_c:

Zgodnie z Załącznikiem D normy PN EN ISO 6946:2008 poprawiony współczynnik przenikania ciepła U_c uzyskuję się poprzez dodanie członu korekcyjnego ΔU.

Na człon korekcyjny współczynnika przenikania ciepła składają się:
- poprawka z uwagi na pustki powietrzne – ΔU_g,
- poprawka z uwagi na łączniki mechaniczne – ΔU_f,
- poprawka z uwagi na dach o odwróconym układzie warstw – ΔU_r,

Z uwagi na rodzaj konstrukcji – więźba dachowa, a także rodzaj zastosowanej izolacji termicznej – pianka PUR, w analizowanym przypadku obliczeniowym można pominąć wszystkie w/w poprawki do współczynnika przenikania ciepła. Jest to podyktowane procesem wysychania pianki, podczas którego powiększa ona swoją objętość, dzięki czemu sama się doszczelnia oraz dokładnie wypełnia wszystkie zakamarki w konstrukcji dachu.
W związku z powyższym, poprawiony współczynnik przenikania ciepła ma taką samą wartość jak obliczono to w pkt. 2.5.

Poprawiony współczynnik przenikania ciepła U_c:

Podsumowanie

1) Identycznie jak w przypadku ocieplenia dachu wełną mineralną, należy szczególną uwagę zwrócić na fakt podawania przez producentów/wykonawców wartości współczynnika przenikania ciepła dla izolacji termicznej. Aby wartość ta była zgodna z obecnie obowiązującymi przepisami i normami prawnymi, współczynnik przenikania ciepła należy obliczyć dla całego komponentu dachu, a nie podawać wartość wyłącznie dla warstwy izolacji termicznej. W analizowanym przypadku, jak i w przypadku zastosowania wełny mineralnej wykazano, iż wartość współczynnika przenikania ciepła warstwy izolacji termicznej różni się w znacznym stopniu od tego obliczonego dla całego komponentu budowlanego.

2) Niepodważalną zaletą pianki PUR w stosunku do wełny mineralnej jest zjawisko jej samouszczelniania w procesie wysychania, co pozwala mieć pewność, że ocieplenie budynku będzie szczelne i będzie spełniałać swoją rolę przez długie lata użytkowania.

3) Wartość poprawionego współczynnika: U_c = 0,24 W/(m²K) przekracza maksymalną dopuszczalną wartość: U_max = 0,20 W/(m²K). W związku z powyższym, aby polepszyć współczynnik przenikania ciepła można zastosować dwa poniższe rozwiązania:

• dołożenie warstwy pianki PUR o gr. 4 cm pod krokwiami, dzięki czemu uzyskamy wartość U_c = 0,20 W/(m²K). Warunek będzie spełniony, a warstwa izolacji będzie w 100% szczelna, gdyż pianka idealnie przylega do powierzchni krokwi,
• drugim rozwiązaniem jest dołożenie warstwy pianki PUR o gr. 4 cm na całej powierzchni konstrukcji dachu, dzięki temu uzyskamy U_c = 0,18 W/(m²K), co pozwoli spełnić wymagania zarówno z 2014 r. jak i te, które będą obowiązywać od roku 2017 (w przypadku wełny mineralnej potrzebujemy 6 cm dodatkowej izolacji na całej powierzchni konstrukcji aby uzyskać wartość współczynnika przenikania ciepła U_c = 0,18 W/(m²K) ).

Rys. 03 Ocieplenie pianką PUR z dodatkową warstwą pianki PUR pod krokwiami