Dołącz do czytelników
Brak wyników

Budownictwo mieszkaniowe jedno- i wielorodzinne

29 sierpnia 2018

NR 6 (Sierpień 2018)

Określenia środków technicznych potrzebnych do osiągnięcia wymagań standardu NF 40

0 19

Zgodnie z dyrektywą Parlamentu Europejskiego nr 2010/31/EU w sprawie charakterystyki energetycznej budynków, budynki powstające w krajach członkowskich UE od 2021 roku będą musiały spełniać wysoki standard energetyczny. W Polsce określono dwa poziomy energooszczędności: budynki energooszczędne – NF 40 i pasywne – NF 15.
 

Rozwój budownictwa towarzyszył ludzkości od początku ludzkiej ewolucji. To, co początkowo było bezpieczną jaskinią lub szałasem, z czasem zaczęto udoskonalać, wykorzystując wszelkie dostępne ludzkości materiały oraz naukowe i techniczne odkrycia. Wraz z rozwojem budownictwa i zwiększaniem różnorodności dostępnego budulca człowiek zaczął oczekiwać od powstających budowli nie tylko użyteczności, ale również komfortu. Ten proces trwa po dziś dzień – aż do etapu, w którym po osiągnięciu pewnego poziomu wygody rozpoczęto zajmowanie się ekonomiczną stroną wznoszonych konstrukcji, i to nie tylko pod względem kosztów związanych z jego wznoszeniem. Taki proces nie wynika jednak wyłącznie z wciąż zmieniających się cen energii oraz samej energochłonności, ale także jest konsekwencją rosnącej świadomości użytkowników, którzy w oszczędzaniu ograniczonych zasobów zaczęli dostrzegać realny zysk.
Z czasem zaczęły powstawać kolejne przepisy i regulacje, które miały za zadanie unormować podstawowe parametry techniczne obiektów budowlanych, pozwalając na zachowanie racjonalnego i ekonomicznie uzasadnionego komfortu przy jednoczesnym ograniczaniu strat. Najlepszym tego przykładem jest zmiana wymagań w kwestii współczynnika przenikania ciepła dla różnych typów przegród budowlanych (tab. 1).

Tab. 1. Zmiany wartości współczynnika przenikania ciepła dla przegrody od 1974 roku
 [W/m2× K] Typ przegrody Do 1974 r.

Do 1982 r.

Do 1991 r.

Do 1998 r.

Po 1998 r.

Od 1.01. 2014 r. Od 1.01. 2017 r. Od 1.01. 2021 r.
Ściany zewnętrzne 1,42 1,16 0,75 0,55 0,50/0,30 0,25 0,23 0,20
Stropy i stropodachy 0,87 0,7 0,45 0,30 0,30/0,30 0,2 0,18 0,15

Program NFOŚiGW

Stając przed koniecznością wprowadzenia nowych regulacji, Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej opracował program pod nazwą: „Poprawa efektywności energetycznej”, w obrębie którego określono dwa poziomy energooszczędności:

  • budynki energooszczędne – NF 40,
  • budynki pasywne – NF 15.

W oznaczeniu każdego z nich liczba oznacza odniesienie do maksymalnej dopuszczalnej wartości wskaźnika EU (Energia Użytkowa). Jednostką tego parametru jest kWh/m2 × rok.
Oprócz opracowania całej procedury pozwalającej na ocenę energetyczną budynku sporządzono również system dotacji, na który mogą liczyć potencjalni inwestorzy w przypadku wybrania rozwiązań energooszczędnych. Miało to stanowić dodatkową zachętę do zwiększenia zainteresowania, co częściowo osiągnięto. Uzyskanie jednak wymaganych rezultatów, określonych przez szczegóły programowe, nie jest łatwe i oczywiste, a przede wszystkim dotyczy znacznie większego zakresu zagadnień niż współczynnik przenikania ciepła dla przegród budowlanych – chociaż kolejny raz to właśnie ten parametr najlepiej obrazuje ograniczenie strat, konieczne do zastosowania w złożonym procesie, jakim jest wznoszenie budynku (tab. 2).

Tab. 2. Maksymalne dopuszczalne wartości współczynników przenikania ciepła wg WT 2014 oraz NF 40
Rodzaj przegrody Umax [W/m2 ×K]
WT 2014 NF 40
Ściany zewnętrzne 0,25 0,15
Dachy, stropodachy, stropy pod nieogrzewanymi poddaszami 0,20 0,12
Podłogi na gruncie, stropy nad nieogrzewanymi piwnicami 0,30;0,25 0,20
Okna, drzwi balkonowe i  powierzchnie przezroczyste 1,30 1,00
Okna dachowe 1,50 1,00
Drzwi zewnętrzne i  bramy garażowe 1,70 1,30

Założenia budownictwa energooszczędnego

Budownictwo z kategorii NF 40, a zatem budownictwo energooszczędne, ma umożliwić nie tylko poprawę wykorzystania energii, ale również swobodne porównywanie rozwiązań architektoniczno-budowlanych. Wśród podstawowych założeń budownictwa energooszczędnego należy zawsze wyróżniać następujące kategorie:

  • formowanie kształtu bryły budynku w sposób zwarty i nieskomplikowany,
  • właściwy dobór rodzaju wbudowywanych materiałów oraz ich parametrów termicznych,
  • sposób, rodzaj oraz liczbę rozmieszczenia przegród przeszklonych w budynku,
  • zminimalizowanie strat ciepła związanych z eliminacją mostków termicznych,
  • sposób montażu poszczególnych elementów w budynku,
  • minimalizowanie strat energetycznych wynikających z zastosowanego rodzaju wentylacji,
  • rodzaj oraz sprawność zastosowanego układu grzewczego budynku,
  • rodzaj oraz rozmieszczenie oświetlenia w budynku,
  • liczba oraz sprawność planowanych do wykorzystania urządzeń elektrycznych.

Analizując projekt budowlany pod kątem każdego z powyższych aspektów, możemy być pewni, że budownictwo energetyczne nie tylko nie stanowi jedynie pustego przepisu, ale faktycznie umożliwia wznoszenie budynków energooszczędnych.

Parametry jakościowe przegród 

Pierwszym, a zarazem podstawowym elementem przy projektowaniu domu energooszczędnego jest kwestia uzyskania właściwej izolacyjności termicznej poszczególnych przegród budowlanych. W zależności od wykorzystanych materiałów współczynnik przenikania ciepła U przegrody powinien wynosić od 0,2 
do 0,08 W/m2 × K. By uzyskać takie wartości, należy wybrać odpowiedni rodzaj oraz grubość zastosowanej termoizolacji. Tym, co charakteryzuje rodzaj materiału, jest współczynnik przewodzenia λ [W/m × K]. Im mniejsza jest jego wartość, tym cieńszą warstwę materiału będzie można wykorzystać. Oczywiście, do obliczeń ostatecznej wartości współczynnika U należy zastosować metodologię zgodną z normą PN-EN ISO 6946. Tym samym, oprócz liczby warstw przegrody, bardzo istotny jest również rodzaj obliczanej przegrody pionowej lub poziomej. Właśnie dlatego wytyczne określają wymagane grubości izolacji w zależności od materiału izolacyjnego oraz wymaganej jego grubości (tab. 3).

Tab. 3. Minimalne grubości izolacji dla ścian zewnętrznych dla wybranych materiałów termoizolacyjnych
Rodzaj materiału termoizolacyjnego Przewodność cieplna [W/m × K] Wymagana grubość dla U = 0,2 W/m2 × K [cm] Wymagana grubość dla U = 0,15 W/m2 × K [cm] Wymagana grubość dla U = 0,12 W/m2 × K [cm]
Wełna mineralna 0,045–0,034 21-16 28-21 36-27
Celuloza 0,043–0,037 20-17 27-23 34-29
Styropian spieniony EPS 0,042–0,031 19-14 26-20 33-25
Styropian ekstrudowany XPS 0,040–0,034 19-16 25-21 32-27
Pianka PU 0,035–0,025 16-12 22-16 28-20

Podobne zestawienia są dostępne również dla dachu, stropodachu czy podłogi na gruncie. Ma to stanowić punkt wyjściowy do obliczeń zgodnych z metodologią określoną w normie, której ostatecznym wynikiem jest uzyskanie wartości U dla całej przegrody:


gdzie:
Rsi– opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni,
R1, Rn – obliczeniowe opory cieplne każdej warstwy,
Rse– opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni;
Ri=d/λ [(m2 × K)/W]
gdzie:
d – grubość warstwy w przegrodzie,
λ – współczynnik przewodzenia ciepła.
Wzór na współczynnik przenikania ciepła:


gdzie:
RT – opór całkowity.

Niestety, złożoność zagadnienia odpowiednich parametrów przegrody nie kończy się na wyliczeniu wartości U dla poszczególnych przegród. W toku pracy projektowej należy bowiem dodatkowo uwzględnić nieciągłość przegrody, w tym zastosowane rodzaje łączników i klejów (uwzględniając je jako współczynniki poprawkowe do obliczeń), a także upewnić się, że ich wbudowanie w – nie zawsze prostą – bryłę budynku nie będzie prowadziło do powstania mostków termicznych, stanowiących słabe miejsce w przegrodzie. Między innymi dlatego im bardziej zwarta i prosta jest przyjęta forma bryły pod zabudowę, tym łatwiej sprostać wymaganiom. Niektórych z nich można uniknąć poprzez zastosowanie kleju zamiast łączników mechanicznych lub układanie materiału w dwóch warstwach w taki sposób, aby uniemożliwić cyrkulację powietrza pomiędzy warstwą izolacyjną a ścianą nośną. Przykładowe zestawienie najczęściej występujących mostków termicznych w budynku znajduje się w tabeli 4. Wszelkie nieciągłości warstwy izolacyjnej mogą stanowić źródło dodatkowego mostka termicznego. Szczególnie trudną kwestią jest tym samym właściwe wykonanie oraz odcięcie lub zaizolowanie płyt balkonowych. Niezwykle istotne z punktu projektowego jest także przeliczenie mostków termicznych metodą numeryczną (pełną), a nie uproszczoną, jak to ma miejsce w przypadku standardowego certyfikatu energetycznego. 

...
Tab. 4. Przykładowe zestawienie mostków termicznych w budynku
Rodzaj mostka Typ mostka

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań magazynu "Forum Nowoczesnego Budownictwa"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy