Dołącz do czytelników
Brak wyników

Budownictwo wielkogabarytowe , Otwarty dostęp

20 lutego 2018

NR 2 (Listopad 2017)

Mostki cieplne
Newralgiczne miejsca w budynkach wielkogabarytowych

W projektowaniu budynków od lat coraz istotniejszą rolę odgrywają zagadnienia związane z efektywnością energetyczną. Jest to podyktowane takimi czynnikami jak ceny nośników energii i rosnąca świadomość ekologiczna.

W ślad za tym idą zmieniające się co jakiś czas przepisy budowlane, które wprowadzają coraz bardziej rygorystyczne wymagania dotyczące zużycia energii na cele ogrzewania. Wśród zagadnień dotyczących fizyki budowli istotną rolę odgrywają również aspekty cieplno-wilgotnościowe.

Skutki występowania mostków cieplnych

W budynku jest wiele miejsc potencjalnie narażonych na powstawanie mostków cieplnych. Ich prawidłowe zaprojektowanie pozwala uniknąć nie tylko niepotrzebnych strat ciepła, ale też problemów podczas przyszłej eksploatacji budynku.

Mostek cieplny to miejsce na powłoce zewnętrznej budynku o lokalnie obniżonej izolacyjności termicznej, a więc takie, przez które na niewielkim fragmencie przenika więcej ciepła w jednostce powierzchni niż przez otaczającą przegrodę. Występowanie mostków termicznych w budynkach pociąga za sobą negatywne skutki, wśród których należy wymienić przede wszystkim:

  • zwiększone straty ciepła,
  • niekorzystny rozkład temperatur (asymetria rozkładu temperatur) w pomieszczeniu, związany z lokalnym obniżeniem temperatury przegrody w miejscu mostka oraz powietrza w jego sąsiedztwie, co obniża komfort cieplny i wywołuje uczucie zimna, 
  • zwiększone ryzyko skraplania się pary wodnej w przegrodzie w miejscu mostka (np. w narożnikach) w wyniku wystąpienia punktu rosy wewnątrz przegrody, co może prowadzić do zawilgocenia pomieszczenia i rozwoju pleśni.

Rodzaje mostków cieplnych

Mostki cieplne ze względu na przyczynę wystąpienia można podzielić na konstrukcyjne i geometryczne. Mostki konstrukcyjne występują tam, gdzie lokalnie zmieniona jest budowa przegrody, tzn. naruszona jest jej jednorodność. Są to miejsca, gdzie np. ze względów konstrukcyjnych lub wykonawczych występuje przerwa w izolacji termicznej, zmieniony jest materiał izolacyjny lub jego grubość. Z kolei mostki geometryczne związane są z kształtem budynku i występują w miejscach, gdzie płaszczyzny przegród zewnętrznych stykają się pod różnymi kątami, tj. np. w narożnikach budynku.

 

Wielkość mostka cieplnego określa się za pomocą liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψ lub punktowego współczynnika przenikania ciepła X (dla mostków punktowych).

 

Z kolei ze względu na zakres oddziaływania (kształt) mostki cieplne dzielimy na liniowe i punktowe. Mostki liniowe to takie, których obszar oddziaływania jest podłużny, a więc da się go dla celów obliczeniowych sprowadzić do odcinka (linii). Dla mostków liniowych określa się jeden wymiar geometryczny – długość. Mostki liniowe występują w takich miejscach jak:

  • styk różnych płaszczyzn przegród, np. stropu ze ścianą,
  • posadowienie budynku – oparcie ściany na fundamencie,
  • osadzenie okna na jego obwodzie,
  • zakotwienie wspornikowej płyty balkonowej w murze.

Natomiast mostki punktowe to takie, które w przybliżeniu można sprowadzić do punktu, a więc nie określa się ich wymiarów. Występują przede wszystkim w miejscach przejścia elementów instalacji lub konstrukcji (np. miejsce oparcia stropu na słupie) przez płaszczyzny przegród.

Sposób określania wielkości mostka

Wielkość mostka cieplnego określa się za pomocą liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψ (dla mostków liniowych) lub punktowego współczynnika przenikania ciepła X (dla mostków punktowych). Oba te współczynniki nie są określane jako bezwzględna wielkość charakteryzująca przenikalność cieplną przez mostek, lecz stanowią dodatek korekcyjny do współczynnika przenikania ciepła płaszczyzny przegrody, w której mostek występuje. Innymi słowy, współczynniki Ψ i X mówią, o ile straty ciepła są większe niż byłyby w przegrodzie bez mostka. Z tego też powodu współczynniki te mogą być dodatnie lub ujemne. W miejscu mostka termicznego mamy do czynienia z lokalnym zwiększeniem przenikania ciepła, zatem liniowy lub punktowy współczynnik przenikania ciepła mostka jest dodatni. Jednak może też zajść przypadek odwrotny, gdy przenikanie ciepła przez przegrodę jest lokalnie zmniejszone. Wówczas liniowy lub punktowy współczynnik przenikania ciepła jest ujemny – jest to tzw. mostek ujemny. Pojęcie mostków ujemnych ma praktyczne zastosowanie w metodologii obliczeń strat ciepła, m.in. w standardzie pasywnym, pozwalając na pominięcie mostków geometrycznych.

Sposób obliczania wielkości strat ciepła przez mostek

Po stronie strat ciepła w  bilansie energetycznym budynku uwzględniane są dwie główne składowe: straty przez przenikanie i  straty przez wentylację. Całkowite straty ciepła przez przenikanie stanowią sumę strat ciepła przez przenikanie przez powierzchnie poszczególnych przegród budowlanych oraz dodatkowych strat przez mostki liniowe i  mostki punktowe, co można zapisać wzorem:

\(Q_{t}=Q_{ta}+\Delta\ Q_{tl}+\Delta\ Q_{tp}\)

 

gdzie:
\(Q_{t}\) – całkowita strata ciepła przez przenikanie [kWh],
\(Q_{ta}\) – strata ciepła przez przenikanie przez płaszczyzny,
\(\Delta Q_{tl}\) – dodatkowa strata ciepła przez mostki liniowe,
\(\Delta Q_{tp}\) – dodatkowa strata ciepła przez mostki punktowe.

Stratę ciepła przez przenikanie przez płaszczyzny przegród budowalnych oblicza się następująco:

\(Q_{ta}=U \cdot A \cdot b_{t} \cdot G_{t}\)

 

gdzie:
U – współczynnik przenikania ciepła przegrody 
A – pole powierzchni przegrody [m2],
\(b_{t}\) – współczynnik korekcyjny temperatury,
\(G_{t}\) – liczba stopn...

Artykuł jest dostępny dla zalogowanych użytkowników w ramach Otwartego Dostępu.

Załóż konto lub zaloguj się.
Czeka na Ciebie pakiet inspirujących materiałów pokazowych.
Załóż konto Zaloguj się

Przypisy