Projektowanie bez mostków cieplnych (termicznych)
Mostki cieplne to miejsca w przegrodach zewnętrznych, których opór cieplny jest znacznie zmniejszony w porównaniu do pozostałej części przegrody. Mostki cieplne ze względu na zakres odziaływania występują jako punktowe lub liniowe. Ze względu na przyczynę powstania dzielimy na geometryczne (wynikające z kształtu przegrody) oraz konstrukcyjne (niejednorodność budowy przegrody). Straty ciepła przez mostki cieplne należy wykazać i oszacować lub obliczyć przy sporządzaniu charakterystyki energetycznej budynki. Sposób obliczania mostków cieplnych regulują normy PN-EN ISO 10211:2017-09 oraz PN-EN ISO 14683:2017-09.
Często w praktyce projektowej wykorzystuje się typowe mostki z katalogu. Jednak katalogi mostków cieplnych i obliczenia ręczne mogą dawać niepewność PSI rzędu +-20%. Jak wykazali autorzy Alsabry A. i in. [1] - zamiana przyjętej metodyki wyznaczenia współczynników mostków cieplnych liniowych, może wpłynąć na wartości wskaźników energii użytkowej i pierwotnej nawet o 20 [kWh/(m2·rok)].
Udział wpływu mostków termicznych na ogólny bilans energetyczny budynku (zapotrzebowanie) jest mniejszy w starych, nieefektywnych energetycznie budynkach, ale może być znaczący w budynkach energooszczędnych. Według raportu Fraunhofer Institute for Building Physics Germany [2], w budynkach z lat 70. udział mostków cieplnych w bilansie strat energii wynosił około 7% natomiast w budynkach o wysokim standardzie energetycznym może wzrastać nawet do 28%.
Mostki cieplne występują w miejscu montażu okien, występowania balkonów i zadaszeń, na styku ściany z dachem (attyki) czy fundamentów. Przykłady miejsc ilustruje Rysunek 1.
W przypadku balkonów oraz daszków projektowanych jako wsporniki, dobrym rozwiązaniem jest stosowanie konstrukcyjnych łączników termicznych lub najlepiej konstruowanie balkonów na niezależnej konstrukcji. Takie rozwiązanie przedstawia Rysunek 2.
Detal zadaszenie
|
Rysunek 2. Detal zadaszenia bez mostków
|
| Rysunek 2. Detal zadaszenia (lewo) | Detal balkonu (prawo) |
by uzmysłowić sobie, ile energii możemy tracić w ciągu roku przez mostek spowodowany płytą balkonową przeanalizowano 4 warianty rozwiązania. Wariant 1 – Płyta balkonowa bez izolacji (Rysunek 3), wariant 2 – płyta balkonowa z izolacją 8cm (Rysunek 4), wariant 3 – balkon z łącznikiem termicznym (Rysunek 5) oraz wariant 4 – balkon na niezależnej oddylatowanej konstrukcji (Rysunek 6).
Aby policzyć ilość energii cieplnej rozpraszanej na zewnątrz w sezonie grzewczym (1 rok) przez poszczególne warianty detalu, przyjęto następujące założenia: Obliczono dodatkowe straty energii przez mostek długości 10,85 m w ciągu roku dla lokalizacji w Warszawie. Ogrzewanie elektryczne grzejnikami. Przyjęto cenę energii elektrycznej 1 zł / kWh. Ψ (PSI) – obliczona wartość mostka [W/mK], Q – straty energii rocznie [kWh/rok]. W tabeli 1 zestawiono wyniki obliczeń.
Do obliczeń wybrano najdroższy obecnie nośnik – energię elektryczną i zwykłe grzejniki elektryczne. Finalny koszt zależy od rodzaju mostka, ilości tego typu mostków w budynku, a także od źródła ciepła. W przypadku gazu ziemnego koszt energii byłby niższy o około 60%. Badanie miało na celu zobrazowanie wpływu mostków na efektywność energetyczną i zwiększone koszty ogrzewania.
Autor jest adiunktem na Wydziale Architektury Politechniki Warszawskiej w Zakładzie Projektowania Prośrodowiskowego.
[1] Alsabry, Abdrahman & Łaskawiec, Kamil & Szymański, Krzysztof & Rojek, Łukasz. (2018). Analiza wpływu wybranej metodologii oceny mostków cieplnych na bilans energetyczny budynku. Budownictwo i Architektura. 17. 57-168. 10.24358/Bud-Arch_18_171_19.
[2] Erhorn-Kluttig, Heike & Erhorn, Hans, Impact of thermal bridges on the energy performance of buildings, Fraunhofer Institute for Building Physics, Niemcy
Autorzy:
Michał Pierzchalski
