Współczynnik przenikania ciepła: czym jest, dlaczego jest ważny?

MG Projekt Pracownia Architektoniczna / Aktualizacja 14 marca 2022

Współczynnik przenikania ciepła
Współczynnik przenikania ciepła

Budowa domu to długi i skomplikowany proces, który nie może odbyć się bez zatrudnienia odpowiednich specjalistów. Fachowcy, którzy dobrze znają się na swojej pracy wiedzą, jak powinien przebiegać każdy etap budowy i kontrolują wszelkie parametry. Jednym z najważniejszych jest współczynnik przenikania ciepła, który określany jest wskaźnikiem U.

Domy pasywne i budynki energooszczędne cieszą się rosnącą popularnością, przez co o owym współczynniku słyszy się coraz więcej.

Czym dokładnie jest ten parametr i dlaczego ma ogromne znaczenie podczas budowy domu? Jakich elementów konstrukcyjnych dotyczy i ile powinien wynosić? W poniższym artykule znajdują się odpowiedzi na te oraz inne pytania.

Współczynnik przenikania ciepła

Współczynnik przenikania ciepła w domu jest najważniejszym parametrem określającym izolację termiczną danego budynku. Im jego wartość jest niższa, tym mniejsza utrata ciepła, a więc niższe koszty ogrzewania.

Parametr ten podawany jest w Watach na metr kwadratowy na jeden Kelwin (W/m²K ). Określa on, ile energii grzewczej ucieka przez przegrody w domu – czyli ściany zewnętrzne, drzwi, okna oraz dach.

Aby obliczyć współczynnik przenikania ciepła, branych jest pod uwagę kilka kwestii – grubość danego elementu konstrukcyjnego oraz wszystkich jego warstw, a także rodzaj użytego materiału. Tak zwanych mostków termicznych nie uwzględnia się podczas obliczeń, ponieważ generują one duże straty energii grzewczej. Wobec tego oprócz obliczenia samego współczynnika przenikania ciepła bardzo ważne jest, aby w prawidłowy sposób wykonane zostały szczelne komory oraz systemy izolacyjne.

Podczas budowy domu bardzo ważne jest użycie odpowiednich materiałów budowlanych. To właśnie one mają ogromne znaczenie jeśli chodzi o izolację cieplną, która jeśli jest dobrze wykonana, pozwala na spore oszczędności w kwestii ogrzewania. Nieodpowiednie wykonanie może sprawić, że z budynku będzie uciekać nawet 30% energii grzewczej, co z kolei będzie miało bezpośrednie przełożenie na wyższe rachunki za ogrzewanie. Niesie to za sobą również konsekwencję w postaci większego zanieczyszczenia środowiska. Właśnie dlatego współczynnik przenikania ciepła jest tak ważny.

Kiedy współczynnik U ma największe znaczenie?

Współczynnik U dla okna
Współczynnik U dla okna

Istotny jest tak naprawdę wszędzie tam, gdzie istnieje możliwość utraty ciepła przez jego przenikanie na zewnątrz przez daną przegrodę. Szczególnie ważny jest jednak w przypadku zewnętrznych przegród, ponieważ to one oddzielają przestrzenie, w których występuje duża różnica temperatur. Przede wszystkim chodzi tu więc o ściany zewnętrzne, okna i drzwi, ale odpowiednie standardy muszą być spełniane również przez dachy, fundamenty, stropodachy oraz podłogi na gruncie.

Jeśli chodzi natomiast o wewnętrzne przegrody, to w ich przypadku współczynnik przenikania ciepła nie ma aż tak dużego znaczenia.

Wszelkie elementy konstrukcyjne podlegają prawnym normom. Na izolacyjne właściwości można jednak w pewien sposób wpłynąć, wybierając odpowiednie modele. Mowa tu zwłaszcza o drzwiach i oknach, które mogą różnić się standardem i posiadać niższy lub wyższy współczynnik przenikania ciepła.

Często na polepszenie parametru wpływa grubość przegrody – im grubszy element konstrukcyjny, tym lepsza (czyli niższa) wartość współczynnika.

Warto wspomnieć, że normy określające to, ile maksymalnie może wynosić współczynnik przenikania ciepła dla poszczególnych przegród, ulegają zmianom. Jeszcze nie tak dawno temu, bo w latach osiemdziesiątych ubiegłego wieku parametr ten mógł wynosić maksymalnie 1,16 W/m²K. Biorąc pod uwagę fakt, iż obecnie na przykład dla ścian zewnętrznych może on mieć co najwyżej 0,23 W/m²K, była to wartość bardzo duża.

Najlepiej wiedzą to właściciele starych budynków, które posiadają słabą izolację termiczną, a koszty ich ogrzewania są nawet czterokrotnie wyższe niż w przypadku domów zbudowanych za pomocą nowoczesnych technologii.

Niestety w Polsce przez bardzo długi czas nie dbano o jakość wykorzystywanych materiałów budowlanych czy staranne wykończenie. Przez to wiele osób do dzisiaj musi ponosić wysokie koszty za ogrzewanie, a także przyczyniać się do większego zanieczyszczenia powietrza. Nawet niezbyt stare budynki sprzed około dwudziestu lat potrafią posiadać przegrody o dość wysokim współczynniku przenikania ciepła, chociaż wszystko było zgodne z obowiązującymi wówczas normami. Dopiero niedawno zwrócono uwagę na ten problem i co jakiś czas zmieniane są zapisy w prawie budowlanym.

Od czego zależy współczynnik przenikania ciepła?

Na uciekanie energii cieplnej, a więc także na sam współczynnik przenikania ciepła ma wpływ kilka czynników. Przede wszystkim są to zastosowane do budowy materiały, rodzaj zaprawy, grubość poszczególnych przegród, a także to, czy wykonano izolację czy też nie i czy przede wszystkim została zrobiona w sposób prawidłowy. Właśnie dlatego zaleca się wykorzystywanie do budowy dobrych jakościowo materiałów zarówno jeśli chodzi o samo wznoszenie budynku, jak i jego termomodernizację.

Nikt nie chce płacić wysokich rachunków za ogrzewanie, ale bardzo często ludzie popełniają błąd, jakim jest zbytnie oszczędzanie na materiałach. Wybierając lepsze, mimo iż są droższe, z czasem poniesione koszty się zwrócą w postaci niższych rachunków za ogrzanie budynku. Zdecydowanie lepiej jest poświęcić trochę więcej środków podczas budowy domu, niż później zastanawiać się, w jaki sposób sprawić, by zwiększyć izolację termiczną.

Gdzie i przez co ucieka najwięcej ciepła?

Straty ciepła w domu
Straty ciepła w domu

Niestety prawda jest taka, że całkowite uniknięcie utraty ciepła jest niemożliwe. Choćby wykorzystano najwyższej jakości materiały o najlepszych parametrach i zatrudniło się najlepszych specjalistów do budowy, to zmniejszenie strat cieplnych do zera jest niewykonalne. Możliwe jest natomiast zminimalizowanie tego zjawiska.

Wpływ na utratę ciepła mają jednak nie tylko użyte materiały, ale także kilka innych kwestii.

Większość rozwiązań ograniczających stratę energii cieplnej można uwzględnić na etapie projektowania domu. Duże znaczenie ma jednak też coś, do czego niekoniecznie przykłada się szczególną uwagę. Tak naprawdę już na etapie wyboru działki można znacząco wpłynąć na to, jak bardzo budynek będzie narażony na utratę ciepła.

Jeśli grunt pod budowę znajduje się na odkrytej przestrzeni, gdzie ciągle wieje wiatr, w domu będzie trzeba zastosować wzmocnioną izolację ścian i dachu, a zakup okien i drzwi stanie się bardziej kosztowny przez konieczność posiadania lepszej izolacji.

W przypadku działki osłoniętej czy to przez sąsiadujące z nią budynki, czy na przykład przez tereny zalesione, w budowanym domu można pozwolić sobie na większą ilość przeszklonych ścian oraz na skomplikowane kształty samego obiektu bez uszczerbku dla domowych finansów. Oczywiście na gruncie odsłoniętym również mogą powstawać energooszczędne domy, ale wszelkie tego typu zabiegi wpłyną na gorsze zachowanie ciepła, przez co wzrosną wydatki na odpowiednio wykonaną izolację termiczną.

Miejsca, z których ulatnia się ciepło to przede wszystkim:

  • dach (15-30%),
  • ściany (20-30%),
  • okna (10-20%),
  • drzwi (10-20%),
  • wentylacja (10-40%),
  • podłogi na gruncie i fundamenty (10-15%).

Wskazane wartości procentowe są jednak uśrednione i mogą być zupełnie inne dla różnych budynków. Aby wiedzieć, w jaki sposób wygląda to w przypadku konkretnego obiektu, należy zlecić wykonanie badań termowizyjnych, które dokładnie wskażą miejsca, gdzie występuje największa utrata ciepła.

Przyczyny uciekania z domu energii cieplnej mogą być różne. Bardzo często są to źle dobrane, nieszczelne okna. Niektórzy myślą, że jak wymienią stare na jakiekolwiek nowe to sytuacja od razu się poprawi. Niestety wymiana okien nie daje gwarancji mniejszej utraty ciepła. Konieczne jest wybranie takich, które posiadają dobre parametry.

Oprócz jakości samych okien niezwykle ważne jest również to, aby zostały one zamontowane przez profesjonalną ekipę. Nawet najlepsze okna o doskonałych parametrach, jeśli zostaną źle wstawione, będą przyczyniały się do znacznej utraty ciepła. Istotne jest również ich rozmieszczenie w domu. Przede wszystkim należy je umieścić od południa, dzięki czemu uzyska się najwięcej ciepła z nasłonecznienia. Warto zdecydować się na ciepły montaż okien.

Jeżeli chodzi natomiast o drzwi zewnętrzne, to tu sytuacja jest dość podobna. Zarówno ich nieodpowiedni wybór, jak i zły montaż stają się przyczyną ucieczki ciepła.

Kolejnym miejscem, gdzie ucieka sporo energii cieplnej jest dach. Brak ocieplenia dachu lub złe wykonanie izolacji w jego przypadku sprawia, że ciepło z całego budynku, które naturalną siłą rzeczy wędruje ku górze, ulatnia się zamiast pozostać w obiekcie.

O ile w najnowszych budynkach ściany są już odpowiednio izolowane, o tyle wcześniej nie przywiązywano do tego zbyt dużej wagi i w wielu polskich domach ucieka przez nie wiele ciepła. Coraz częściej właściciele takich obiektów decydują się na ich ocieplanie.

Sporo energii cieplnej traci się przez wentylację grawitacyjną. Przez kanały wentylacyjne stale wydobywa się ciepło zgromadzone w domu. Można obrócić to na własną korzyść, jednak o tym nieco później.

W przypadku piwnicy i podłogi na gruncie nie do końca chodzi o samo uciekanie ciepła, co o schładzanie budynku od gruntu. Brak odpowiedniej izolacji sprawi, że koszty ogrzewania domu będą wyższe.

Jak ograniczyć straty ciepła w domu i płacić niższe rachunki za ogrzewanie?

Współczynnik przenikania ciepła ściany
Współczynnik przenikania ciepła przez ściany

Decydując się na budowę domu warto zdać sobie sprawę z tego, że aby budynek służył rodzinie przez wiele lat, powinien zostać wykonany z dobrych jakościowo materiałów. Oszczędzając na tym właściwie najważniejszym etapie można sprawić, że dom będzie generował wyższe koszty utrzymania, co ostatecznie przerodzi się w większe wydatki niż gdyby zastosowało się lepsze materiały i zatrudniło dobrych fachowców.

Żeby ograniczyć utratę ciepła z obiektu do minimum, należy poświęcić uwagę każdej przegrodzie i wykonać ją z materiałów o dobrych parametrach i zlecić ich montaż specjalistom. Poszczególne elementy konstrukcyjne, przez które może uciekać ciepło wymagają różnych działań.

Jak powinno wyglądać przeciwdziałanie utratom energii cieplnej dla każdej z przegród?

Dach

Pod dachem gromadzi się ciepłe powietrze z całego budynku, więc jego odpowiednia izolacja oraz zaizolowanie poddasza są bardzo ważne.

Najczęściej wykorzystuje się do tego wełnę mineralną lub szklaną i umieszcza się ją między krokwiami. Warto pamiętać, że musi być ona odpowiednio gruba i posiadać warstwę membrany przeciwwilgociowej. W przeciwnym razie nie tylko umożliwi ucieczkę ciepłu, ale również przy sprzyjających warunkach może stać się przyczyną zawilgoconej elewacji.

Coraz częściej do izolacji dachu wykorzystuje się również piankę poliuretanową, która obniża współczynnik przenikania ciepła w domu przy niewielkiej grubości. Jej poprawna aplikacja eliminuje też mostki cieplne w budynku.

Ściany zewnętrzne

W przypadku ścian zewnętrznych największe znaczenie ma zastosowanie odpowiedniej izolacji.

Prawidłowe jej wykonanie zapobiegnie powstawaniu tak zwanych mostków termicznych, przez które ucieka sporo ciepła. Do izolacji można użyć między innymi styropianu czy wełny mineralnej, a ich warstwa powinna być ciągła. Wszelkie powstałe przerwy muszą zostać wypełnione pianką montażową.

To, jaki współczynnik przenikania ciepła zostanie uzyskany dla zewnętrznych ścian zależy głównie od rodzaju i grubości warstw izolacji. Warto postawić na lepszą jakościowo termoizolację, gdyż poniesione koszty szybko się zwrócą w postaci niższych rachunków za ogrzewanie domu. Planując izolację ścian zewnętrznych należy też zwrócić uwagę na to, które z nich będą dobrze nasłonecznione, a które będą narażone na wilgoć i niższą temperaturę.

Okna i drzwi

Kolejnymi przegrodami, przez które często ulatnia się energia cieplna są okna i drzwi.

Podczas wybierania stolarki okiennej i drzwiowej do swojego domu należy zwrócić uwagę na podawany przez producenta współczynnik przenikania ciepła dla całej konstrukcji (nie na przykład samej szyby). Warto to dokładnie sprawdzić, gdyż samodzielne wyliczenie parametru jest bardzo trudne. Na jego wartość wpływa bowiem nie tylko sama szyba czy drzwi, ale również ramy, ościeżnice i wszelkie połączenia pomiędzy elementami.

Bardzo istotny jest także prawidłowy montaż tych przegród. Najlepiej zatrudnić w tym celu sprawdzoną ekipę, która cieszy się dobrymi opiniami. Nawet najlepsze parametry przestaną mieć znaczenie, jeśli okna czy drzwi zostaną źle zamontowane lub się rozszczelnią. Jeśli jednak dojdzie do takiej sytuacji, można ją naprawić używając do tego specjalnych uszczelnień, które są łatwe w montażu.

Wentylacja

Przez kanały wentylacyjne potrafi wydostawać się spora ilość ciepła. Można jednak temu zapobiec, a nawet obrócić to w korzyść.

Na rynku dostępne są specjalne rekuperatory lub mechaniczne wentylacje nawiewno-wywiewne, które umożliwiają ponowne wykorzystanie ciepłego powietrza poprzez przechwycenie go.

Podłoga i piwnica

Podczas budowy domu trzeba pamiętać o wszystkim, przez co może w jakiś sposób uciekać energia cieplna. Tyczy się to także podłogi, a w szczególności tej, która oddziela dom od gruntu.

Zimno wydobywające się od posadzki potrafi być bardzo uciążliwe, więc wcześniej należy zadbać o odpowiednią izolację podłóg. W przypadku, gdy w domu znajduje się podpiwniczenie, powinno się oddzielić je od gruntu, wykorzystując do tego warstwę izolacji termicznej.

W starych domach bardzo często tego nie robiono, przez co posadzki na najniższej kondygnacji są wychłodzone. Dobrze wykonana izolacja podłogi i piwnicy z pewnością zwróci się w postaci niższych kosztów ogrzewania.

Jakie materiały stosuje się do izolacji cieplnej?

Materiały do izolacji cieplnej
Materiały do izolacji cieplnej

Wśród materiałów wykorzystywanych do wykonania izolacji cieplnej wyróżnia się przede wszystkim:

Styropian (inaczej polistyren ekspandowany)

Ocieplanie ścian styropianem
Ocieplanie ścian styropianem

To materiał porowaty, który uzyskiwany jest poprzez spienienie granulek polistyrenu łączących się ze sobą pod wpływem wysokiej temperatury oraz ciśnienia. Podczas tego procesu zwiększają one swoją objętość. Styropian jest lekki i ma dobry (niski) współczynnik przenikania ciepła. Jest to więc doskonały materiał do izolacji termicznej.

Warto jednak pamiętać, że jest to tworzywo wrażliwe na działanie pewnych związków chemicznych:

Aby nie dopuścić do uszkodzenia styropianu lub jego całkowitego zniszczenia, nie można stosować lepików smołowych, lepików na zimno oraz klejów, które zawierają rozpuszczalniki organiczne. Polistyren ekspandowany charakteryzuje się również niską przepuszczalnością pary.

Styropian jest najpopularniejszym materiałem izolacyjnym, mimo iż nie posiada najlepszych parametrów, a wszystko za sprawą jego niskiej ceny. Właściwości styropianu są jednak w zupełności wystarczające, aby ograniczyć ucieczkę ciepła z domu.

Styropian cechuje się bardzo niską nasiąkliwością, więc doskonale sprawdza się w tych częściach budynku, które mają częsty kontakt z wodą – fundamenty, podłogi na gruncie czy ściany zewnętrzne i piwniczne.

Polistyren ekspandowany jest również bardzo łatwy w obróbce, nie obciąża konstrukcji budynku ze względu na swoją lekkość, jest odporny na starzenie, w wilgotnym otoczeniu nie gnije i nie butwieje, a ponadto zachowuje swoje kształty i fizyczne właściwości.

Jako wadę można natomiast wymienić wspomnianą wrażliwość na niektóre substancje, a także słabą odporność na promienie UV. Styropian jako materiał budowlany jest dostępny w postaci płyt, granulatu i taśm izolacyjnych.

Polistyren ekstrudowany

Ten materiał powstaje dokładnie z tego samego surowca co styropian, z tym, że ich proces produkcyjny wygląda nieco inaczej. Spieniona masa jest wyciskana, czyli ekstrudowana, po czym zostaje schłodzona. Otrzymuje się wówczas bardzo twardy wyrób, który cechuje się zamkniętymi porami, zwartą budową i dużą wytrzymałością na ściskanie.

Polistyren ekstrudowany jest prawie nienasiąkliwy, charakteryzuje się wysoką odpornością na uszkodzenia mechaniczne oraz ekstremalne warunki atmosferyczne. Ponadto cechuje go duża wytrzymałość ogniowa, chemiczna oraz odporność na promieniowanie UV i korozję biologiczną.

Występuje w różnych kolorach w postaci płyt z frezowanymi bądź gładkimi krawędziami i gładką, wytłaczaną lub ryflowaną powierzchnią.

Płyty zazwyczaj mają wymiary 60 x 120 cm lub 60 x 125 cm, a ich grubość wynosi 2-18 cm. Mogą być stosowane w trudnych warunkach, w których izolacja narażona jest na bardzo duże obciążenia mechaniczne oraz na działanie wilgoci. Rewelacyjnie sprawdzają w tych częściach budynków, które znajdują się pod ziemią (fundamenty i ściany piwniczne). Doskonale radzą sobie również w przypadku:

Pianka poliuretanowa

Pianka poliuretanowa płyty
Pianka poliuretanowa płyty

Pianka poliuretanowa posiada lepszą izolacyjność akustyczną i termiczną od styropianu i jest bardziej odporna na wysoką temperaturę. Podobnie jak polistyren ekspandowany jest mało nasiąkliwa i nie przepuszcza pary wodnej, lecz dodatkowo cechuje się wytrzymałością na działanie związków chemicznych (olejów, smarów, rozcieńczonych kwasów i rozpuszczalników organicznych).

Pianka może być stosowana jako izolacja metodą natryskową, ale występuje również w postaci płyt. Ich krawędzie mogą być proste lub wyprofilowane. Niektóre płyty z pianki poliuretanowej mogą być pokryte folią aluminiową albo fizeliną, przez co zyskują dodatkowe właściwości. W pierwszym przypadku jest to podwyższona izolacja na przepuszczanie pary, a w drugim większa odporność na uszkodzenia mechaniczne.

Płyty stosowane są do izolowania ścian, tarasów, dachów i podłóg, natomiast metodę natryskową wykorzystuje się głównie podczas modernizacji starych obiektów, a także przy termoizolacji bezspoinowej elementów o skomplikowanych kształtach.

Pianka poliuretanowa jest materiałem palnym, lecz może być produkowana jako wyrób samogasnący poprzez dodanie odpowiednich składników. Podobnie jak styropian jest słabo odporna na promieniowanie UV, więc gdy stosowana jest na zewnątrz, musi być odpowiednio zabezpieczona.

Najlepsze wykorzystanie wszystkich właściwości pianki ma miejsce w przypadku wykonania izolacji w chłodniach, zamrażarkach i lodówkach, pawilonach, kioskach, rurociągach ciepłowniczych.

Wełna mineralna

Ocieplanie ścian wełną mineralną
Ocieplanie ścian wełną mineralną

Materiał ten wytwarzany jest ze skał, które przetapiane są na włókna, a następnie łączone przy pomocy lepiszcza. W następnych etapach produkcji wełna zostaje sprasowana, a potem formowana i przycinana. Może występować w różnych gęstościach i kształtach. Jej największą zaletą jest to, że jest niepalna.

Wełna mineralna może występować pod kilkoma postaciami, które wykorzystuje się w różny sposób. Płyty mogą być miękkie, półtwarde i twarde i służą głównie do wbudowania w konstrukcję budynku.

Drugi i trzeci rodzaj stosowany jest w przypadku izolacji podłóg poddaszy użytkowych, ścian zewnętrznych i płaskich stropodachów. Miękkie płyty natomiast są wykorzystywane do ocieplania podłóg poddaszy nieużytkowych, drewnianych stropów, podwieszanych sufitów oraz ścian działowych z gipsowo-kartonowych płyt (czyli wszędzie tam, gdzie nie występują zbyt duże obciążenia).

Maty z wełny mineralnej występują jako prostokątne arkusze lub rulony i mogą dodatkowo być pokryte na przykład folią aluminiową czy siatką z ocynkowanego drutu. W budownictwie używane są jako izolacja podłóg poddaszy nieużytkowych, dachów krokwiowych oraz podłóg na legarach.

Istnieją również filce z wełny mineralnej w postaci rulonów, które nie nadają się do izolacji ścian. Izoluje się nimi głównie poddasza. Mogą także służyć jako izolacja rur.

W przypadku budowy magazynów, garaży, warsztatów, domków letniskowych i innych tego typu obiektów wykorzystywane są płyty warstwowe z rdzeniem z wełny mineralnej, która jest obustronnie oklejona ocynkowaną stalową blachą. Blacha pokryta jest natomiast ochronną powłoką na przykład z poliestru.

Omawiany materiał dostępny jest także luzem lub jako granulat i służy to termicznego izolowania miejsc trudno dostępnych, takich jak na przykład przestrzenie stropodachów wentylowanych. W przypadku podłóg granulat jest wysypywany i rozprowadzany, jeśli chodzi o ściany to jest on wtłaczany.

Wełna szklana

Wełna szklana produkowana jest ze szklanych włókien. Charakteryzuje się wysoką elastycznością i mniejszą gęstością niż mineralna. Jej właściwości sprawiają, że jest ona najczęściej wykorzystywana do izolacji dachów na użytkowych poddaszach.

Dzięki hydrofobizacji (odpychaniu wody) jest odporna na wchłanianie wilgoci.

Maty z wełny szklanej są poddawane kompresji, dzięki czemu ich objętość jest znacznie zmniejszona, co przydaje się głównie podczas transportu. Mogą posiadać powłokę wykonaną z folii aluminiowej, siatki wzmacniającej lub papieru bitumowanego (pokrytego bitumem). Maty wykorzystywane są zazwyczaj do izolacji ścian szkieletowych, stromych dachów oraz stropów.

Płyty natomiast posiadają większą gęstość i są używane do izolowania ścian, stropodachów i wypełniania ścian szkieletowych. Granulat z wełny szklanej, podobnie jak w przypadku mineralnej, stosowany jest do izolacji trudno dostępnych przestrzeni.

Włókna celulozowe

Ten materiał jest nieco zbliżony pod względem swoich właściwości do wełny mineralnej. Zastosowanie natomiast jest dużo bardziej ograniczone.

Włókna celulozy nie powinny być wykorzystywane do izolacji przegród, które znajdują się poniżej poziomu gruntu, a także podłóg na gruncie. Materiał ten posiada bowiem zdolności higroskopijne, a więc z łatwością pochłania i oddaje wilgoć z otoczenia. Aby jednak oddawanie wody było możliwe, włókna celulozy muszą być dobrze wentylowane, by miały możliwość wyschnięcia.

Normy dotyczące współczynnika przenikania ciepła

Jak już wcześniej wspomniano, współczynnik przenikania ciepła określa poziom strat energii cieplnej z pomieszczeń budynku w stosunku do powierzchni przegrody i różnicy temperatur z obu stron.

W normie z 2008 roku PN-EN ISO 6946: „Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania” znajdują się szczegółowe informacje dotyczące wyliczania współczynnika U. Dużo ważniejsze są jednak normy określające, ile maksymalnie może wynosić parametr dla poszczególnych przegród.

Nie ma jednego standardu dla wszystkich elementów konstrukcyjnych, ponieważ nie można każdego z nich zestawić ze sobą na równi. Istnieją przegrody, które naturalną siłą rzeczy będą powodowały większe lub mniejsze utraty ciepła w porównaniu do innych. Wobec czego wprowadzane obostrzenia muszą być odpowiednio dostosowane do każdej z nich.

Wprowadzane co kilka lat zmiany mają na celu zwiększanie energooszczędności budynków. Współczynnik przenikania ciepła oczywiście nie jest jedynym parametrem, który jest ważny, ale odgrywa on bardzo dużą rolę w tej kwestii.

Ile wynosi współczynnik przenikania ciepła dla poszczególnych przegród?

Ściany zewnętrzne

Ostatnie zaostrzenie przepisów miało miejsce w roku 2017 – od stycznia parametr U dla ścian zewnętrznych może wynosić maksymalnie 0,23 W/m²K. Osiągnięcie niskiego współczynnika przenikania ciepła jeśli chodzi o ściany opiera się przede wszystkim o odpowiednią izolację cieplną i ograniczenie do minimum występowania mostków termicznych.

Niewiele osób zdaje sobie z tego sprawę, ale prawidłowe ocieplenie ścian ma stosunkowo mały wpływ na podniesienie kosztów budowy – jest to około 2-3% więcej. Inwestycja w dobre materiały izolacyjne zawsze się zwraca w postaci niższych rachunków za ogrzewanie budynku.

Stosując grubszą izolację, można osiągnąć naprawdę rewelacyjny wynik. Wykorzystując termoizolację o grubości 20 cm, współczynnik przenikania ciepła może wynieść nawet 0,17 W/m²K.

Jest to rozwiązanie droższe w montażu, ale z pewnością zwróci się w późniejszym czasie. Optymalnym i najczęściej wybieranym rozwiązaniem jest zastosowanie izolacji o grubości 15 cm, przy której osiąga się parametr U na poziomie 0,23 W/m²K.

Okna i drzwi

W przypadku okien i drzwi normy dotyczące współczynnika przenikania ciepła siłą rzeczy mają wyższe wartości. Bardzo często to właśnie przez te przegrody ucieka z domów najwięcej energii cieplnej. Dlatego ważne jest sprawdzanie parametru przed zakupem i dokładne przyjrzenie się, czy aby na pewno dotyczy on całej konstrukcji, a nie jednego jej elementu.

Dla okien oraz drzwi balkonowych parametr U może wynieść maksymalnie 1,1 W/m²K.

Okna dachowe natomiast posiadają oddzielny zapis, który mówi o maksymalnej wielkości współczynnika na poziomie 1,3 W/m²K. Jeśli chodzi zaś o drzwi zewnętrzne, to wartość maksymalna może wynosić 1,5 W/m²K.

Wymienione wielkości współczynnika przenikania ciepła dotyczą tych przegród, ale tylko montowanych w ogrzewanych pomieszczeniach.

Na wartość parametru w przypadku okien mają wpływ właściwie aż cztery czynniki. Nie tylko same elementy konstrukcyjne okna, takie jak szyba, rama czy połączenia między nimi. Ogromne znaczenie ma także ich prawidłowy montaż.

Wokół okna mogą powstawać mostki termiczne, które w dużej mierze przyczyniają się do podwyższenia współczynnika przenikania ciepła, a tym samym do utraty sporej ilości energii cieplnej z domu. Wysokiej jakości okna i drzwi tylko wtedy spełnią swoją rolę dobrze, gdy będą poprawnie zamontowane. Podczas ich montażu najlepiej stosować trójwarstwowy system uszczelniający.

Dachy i stropodachy

Przez dach potrafi ulatniać się sporo zgromadzonego wewnątrz domu ciepła. Niewłaściwe wykonanie i izolacja tego elementu budynku przyczynia się do znacznego zwiększenia kosztów za ogrzewanie. Nie ma znaczenia czy dach jest płaski, czy stromy. Jeśli nie jest odpowiednio ocieplony, ciepłe powietrze będzie uciekało w znacznych ilościach.

Maksymalna wartość współczynnika przenikania ciepła dla dachów, podobnie jak w przypadku wszystkich innych przegród, uległa i w dalszym ciągu będzie ulegać obostrzeniom. Zupełnie nie tak dawno, bo w latach osiemdziesiątych ubiegłego stulecia parametr ten wynosił dla dachu 0,70 W/m²K. W dziewięćdziesiątych został on zmniejszony do 0,45 W/m²K, a następnie do 0,30 W/m²K. Aktualnie maksymalna wartość współczynnika U musi wynosić 0,18 W/m²K i dotyczy to wszystkich obiektów, niezależnie od ich przeznaczenia.

W obliczeniach parametru w przypadku dachów nie uwzględniane jest zazwyczaj pokrycie dachowe. Grubość izolacji termicznej powinna być dostosowana odpowiednio do grubości elementów konstrukcyjnych dachu. Aby ograniczyć ucieczkę ciepła do minimum, należy stosować ocieplenie dwuwarstwowe.

Dachy skośne mogą być ocieplane na trzy różne sposoby. Izolacja może być układana pod krokwiami, na nich bądź też wypełniać przestrzenie pomiędzy nimi. Aby jednak najlepiej zabezpieczyć dach przed wystąpieniem mostków termicznych i ulatnianiem się ciepłego powietrza należy zastosować dwie warstwy – na krokwiach lub pod oraz między nimi.

Podłogi na gruncie i piwnice

Podłogi znajdujące się bezpośrednio na gruncie mogą przyczyniać się do znacznego schładzania pomieszczeń. Jeśli nie użyje się odpowiedniej izolacji, w grę wchodzi nie tylko sama ucieczka ciepła, ale również chłodny grunt, który sprawi, że posadzka na najniższej kondygnacji będzie nieprzyjemnie zimna, a to z kolei wpłynie na obniżenie temperatury w pomieszczeniach.

Współczynnik przenikania ciepła dla podłóg na gruncie w budynkach mieszkalnych może maksymalnie wynosić 0,30 W/m²K.

Piwnice, które z reguły są przestrzeniami nieogrzewanymi także mają spory wkład w wychładzanie domu. W przypadku, gdy jej strop nie zostanie prawidłowo zaizolowany, z budynku będzie ulatniała się energia cieplna. Przepisy mówią, że parametr U w przypadku stropów nad pomieszczeniami nieogrzewanymi i zamkniętymi przestrzeniami podpodłogowymi w budynkach mieszkalnych może wynosić najwyżej 0,25 W/m²K.

Materiały izolacyjne a współczynnik przenikania ciepła

Materiały izolacyjne
Materiały izolacyjne

Współczynnik przenikania ciepła dla materiałów izolacyjnych jest różny w zależności od wybranego rodzaju materiału, a także od grubości. Izolacja właściwie nie jest objęta normami jeśli chodzi o parametr U. Materiały te mają po prostu sprawić, żeby w danych przegrodach obowiązujące normy zostały spełnione.

Oczywiście każdy z materiałów ma określony współczynnik przenikania ciepła, lecz w zależności od grubości będzie on ulegał zmianie. Przykładowo, parametr U dla pianki poliuretanowej zamknięto komórkowej o grubości 15 cm będzie wynosił 0,15 W/m²K, a przy grubości 25 cm osiągnie poziom 0,09 W/m²K.

Jak sprawdzić, skąd ucieka ciepło z domu?

Wysokie koszty ogrzewania domu potrafią zrujnować domowy budżet. Zwłaszcza w starych budynkach ucieczka ciepła jest zjawiskiem bardzo powszechnym, które wpływa nie tylko na stan portfeli właścicieli takich obiektów, ale także znacznie silniej oddziałuje na zanieczyszczenie środowiska.

Aby sprawdzić, skąd ulatnia się najwięcej ciepła i móc w jakiś sposób na to wpłynąć, najlepiej jest zlecić wykonanie badań termowizyjnych. Dzięki nim otrzymuje się jasny obraz sytuacji, a przede wszystkim możliwość zobaczenia, gdzie tkwi cały problem i co należy zrobić, aby zminimalizować ucieczkę energii cieplnej z domu.

Badanie termowizyjne odbywa się za pomocą specjalnej kamery termowizyjnej, która dokładnie lokalizuje miejsca ulatniania się ciepła. Jednak nie tylko w takiej sytuacji można je wykorzystać. Specjaliści wykonujący badania termowizyjne pomogą również wtedy, gdy w jakimś miejscu dojdzie do rozszczelnienia rury wodociągowej albo przewodu wodnego ogrzewania podłogowego.

Badanie termowizyjne domu może przydać się na przykład przez podjęciem decyzji o kupnie jakiejś nieruchomości lub po wybudowaniu domu. Uzyskiwany obraz termowizyjny od razu pokaże, czy dana nieruchomość będzie wymagała dodatkowej pracy w postaci odpowiedniego zaizolowania bądź czy postawiony budynek został ocieplony prawidłowo.

Aby badanie zostało poprawnie przeprowadzone, muszą wystąpić dogodne warunki atmosferyczne – brak słońca oraz zachowana różnica temperatur poza domem i w jego wnętrzu. Właśnie z tego względu zazwyczaj przeprowadza się je po zmroku lub przed wschodem słońca. Wykonywane są zarówno na zewnątrz budynku, jak i wewnątrz.

W efekcie przeprowadzonych badań termowizyjnych otrzymuje się kolorowy obraz, który ukazuje różnice temperatur. Stanowi on podstawę dla fachowców, którzy będą wykonywać niezbędną izolację lub dokonywać jakichś drobnych poprawek. Do obrazu dołączany jest również raport, dokładnie wyjaśniający otrzymane wyniki. Dzięki badaniom właściciel nieruchomości dowiaduje się, gdzie doszło do złego wykonania, w których miejscach zostały użyte niewystarczające materiały lub gdzie zaczęły powstawać rozszczelnienia.

Gdzie i przez co ucieka najwięcej ciepła z domu?

Miejsca, z których ulatnia się ciepło to przede wszystkim: dach (15-30%), ściany (20-30%), okna (10-20%), drzwi (10-20%), wentylacja (10-40%), podłogi na gruncie i fundamenty (10-15%).

Od czego zależy współczynnik przenikania ciepła w domu?

Współczynnik przenikania ciepła przede wszystkim zależy od zastosowanych do budowy materiałów, rodzaju zaprawy, grubości poszczególnych przegród, a także wykonania w poprawny sposób izolacji domu.

Jak sprawdzić, skąd ucieka ciepło z domu?

Aby sprawdzić, skąd ulatnia się najwięcej ciepła i móc w jakiś sposób na to wpłynąć, najlepiej jest zlecić wykonanie badań termowizyjnych.

Komentarz