Săriți la conținut

Calculul valorii U conform DIN EN ISO 6946: mod de calcul și surse de erori

6 min. timp de citire

Valoarea U este inversul rezistenței la transfer termic. Metoda este descrisă în DIN EN ISO 6946, ediția 2018-03, „Bauteile – Wärmedurchlasswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient – Berechnungsverfahren” (elemente de construcție – rezistență termică și coeficient de transfer termic – metode de calcul). Ediția o înlocuiește pe cea din 2008-04 și este corectată prin Berichtigung 1 (corectura 1) din 2023-04. Calculul în sine este scurt; erorile apar la valorile de intrare și contează în mod deosebit la clădirile existente, deoarece acolo structura și starea straturilor sunt rareori documentate.

Modul de calcul în trei pași

  1. Rezistența stratului: R = d / λ, adică grosimea stratului în metri împărțită la conductivitatea termică în W/(m·K).
  2. Rezistența totală: RT = Rsi + R1 + R2 + … + Rse, adică suma rezistențelor straturilor plus cele două rezistențe la transfer superficial, interioară și exterioară.
  3. Valoarea U: U = 1 / RT în W/(m²·K).

Rezistențele la transfer superficial nu se calculează, ci se iau din tabelele normei. Ele diferă numai prin poziția elementului de construcție și nu pot fi influențate nici prin alegerea materialului, nici prin grosimea elementului. Pentru un perete exterior, Fraunhofer IBP calculează într-o publicație din 2022 cu Rsi = 0,13 și Rse = 0,04 m²K/W și numește aceasta calculul uzual actual.

Exemplu numeric: perete monostrat, neizolat și izolat

Conductivitățile termice sunt ipoteze pentru acest exemplu; în proiect se aplică valorile de calcul din normă sau din documentele produselor.

Strat d [m] λ [W/(m·K)] R [m²K/W]
Transfer superficial interior (Rsi) – – 0,13
Tencuială interioară 0,015 0,70 0,021
Zidărie 0,365 0,40 0,913
Tencuială exterioară 0,020 0,87 0,023
Transfer superficial exterior (Rse) – – 0,04
Total RT 1,127

De aici rezultă U = 1 / 1,127 ≈ 0,89 W/(m²·K). Dacă se adaugă la exterior 12 cm de material izolant cu λ = 0,035 W/(m·K), rezistența crește cu 0,12 / 0,035 = 3,43 m²K/W. Atunci RT = 4,555 m²K/W și U ≈ 0,22 W/(m²·K).

Variantă cu fațadă ventilată: placarea suspendată se află în spatele unui strat de aer puternic ventilat și rămâne neluată în considerare, tencuiala exterioară se elimină, iar pentru Rse se aplică valoarea lui Rsi. Atunci RT = 0,13 + 0,021 + 0,913 + 3,429 + 0,13 = 4,623 m²K/W și U ≈ 0,22 W/(m²·K). Rezultatul este aici aproape identic, deoarece izolația domină structura; la o izolație subțire sau absentă diferența ar fi mai mare.

Ce înseamnă cifra: valoarea U descrie fluxul termic care trece prin elementul de construcție pe fiecare metru pătrat de suprafață și pe fiecare kelvin de diferență de temperatură. La 100 m² de suprafață de perete și o diferență de 20 K ar fi, în exemplul neizolat, circa 1.770 W, în cel izolat circa 440 W. Aceasta este un instantaneu în ipoteze staționare, nu un bilanț anual.

Invers, se poate determina grosimea necesară a izolației pentru o valoare țintă: d = (1/Unou − 1/Uexistent) · λ. Pentru Unou = 0,24 W/(m²·K) rezultă (4,167 − 1,127) · 0,035 ≈ 0,106 m. Formula presupune straturi omogene; se adaugă corecții pentru dibluri și alte influențe.

Valoarea 0,24 este valoarea maximă pe care o menționează anexa 7 la Gebäudemodernisierungsgesetz (GModG, legea privind modernizarea clădirilor) pentru pereții exteriori ai clădirilor de locuit, atunci când straturi de izolare sunt aplicate pe partea exterioară a unui perete existent. Când se aplică această cerință și ce excepții există se află în articolul GEG se numește acum GModG.

Surse tipice de erori

  • Rezistență interioară greșită: Verificarea la mucegai calculează la punțile termice cu Rsi = 0,25 în loc de 0,13 m²K/W. Cine preia această valoare în calculul valorii U subestimează valoarea U: în exemplu 0,80 în loc de 0,89 W/(m²·K) neizolat, 0,21 în loc de 0,22 izolat. De ce verificarea la mucegai folosește valoarea mai mare explică articolul despre criteriul de mucegai.
  • Fațadă ventilată: La un strat de aer puternic ventilat se elimină rezistența stratului de aer și a tuturor straturilor din exteriorul lui; pentru Rse se aplică valoarea lui Rsi a aceluiași element de construcție. Așa o rezumă lista BAFA (Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle, Oficiul Federal pentru Economie și Controlul Exporturilor) a FAQ-urilor tehnice privind BEG (Bundesförderung für effiziente Gebäude, finanțarea federală pentru clădiri eficiente; versiunea 5.0, martie 2023). Determinantă este versiunea actuală în fiecare caz.
  • Valoare nominală în loc de valoare de calcul: Metoda se bazează pe valori de calcul ale conductivității termice. Conductivitatea termică depinde, în plus, de umiditate; un material existent umezit are o altă valoare decât cea din tabel.
  • Straturi neomogene: Căpriorii de lemn de lângă un câmp izolat sau fixările din metal necesită metoda aproximativă a normei. Factorul de corecție din anexa F cuprinde fixările metalice; alte cazuri în care metalul punțează izolația se află în afara normei.
  • Domeniu de aplicare greșit: Ferestrele, fațadele cortină și elementele de construcție cu schimb de căldură cu terenul sunt excluse.
  • Așteptarea punților termice în valoarea U: Ele nu sunt incluse în ea. În bilanț sunt luate în considerare printr-un adaos aplicat întregii suprafețe a anvelopei.
  • Unități: Introducerea grosimilor în centimetri sau milimetri, iar a conductivității termice în W/(m·K): eroarea este un factor de 100 sau 1000 și se observă doar dacă rezultatul este neplauzibil.
  • Rotunjire prea devreme: Rezistențele straturilor se rotunjesc abia la final. Cine rotunjește fiecare valoare intermediară la o zecimală denaturează tocmai peretele neizolat: în exemplu, valoarea U ar fi atunci 1,0 în loc de 0,89 W/(m²·K).

Clădiri existente: structura este cea mai mare necunoscută

La pereții existenți, formula de calcul este rareori problema, ci întrebarea ce se află în perete. Gebäudemodernisierungsgesetz permite în § 38 alineatul 4, pentru evaluarea energetică a clădirilor existente, ca în lipsa valorilor caracteristice să se utilizeze valori empirice sigure pentru elemente de construcție din clase de vârstă comparabile. Aceasta este o simplificare pentru bilanț, nu un substitut pentru cunoașterea grosimilor straturilor și a stării lor.

Un exemplu numeric ca cel de mai sus arată modul de calcul, dar nu înlocuiește o verificare. Valoarea sa de informare este pe măsura ipotezelor privind grosimea, conductivitatea termică și starea de umiditate a straturilor existente.

Surse

Continuați lectura

Mai multe cunoștințe practice din același domeniu.