Пређи на садржај

Прорачун U-вредности по DIN EN ISO 6946: поступак и извори грешака

6 мин. читања

U-вредност је реципрочна вредност отпора пролазу топлоте. Поступак је дат у DIN EN ISO 6946, издање 2018-03, „Bauteile – Wärmedurchlasswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient – Berechnungsverfahren“ (грађевински елементи – отпор провођењу топлоте и коефицијент пролаза топлоте – поступци прорачуна). Издање замењује издање из 2008-04 и исправљено је исправком 1 из 2023-04. Сам прорачун је кратак; грешке настају код улазних вредности, а код постојећих зграда су посебно тешке, јер су структура и стање слојева ретко документовани.

Поступак прорачуна у три корака

  1. Отпор слоја: R = d / λ, дакле дебљина слоја у метрима подељена топлотном проводљивошћу у W/(m·K).
  2. Укупни отпор: RT = Rsi + R1 + R2 + … + Rse, дакле збир отпора слојева плус оба отпора прелазу топлоте, унутрашњи и спољашњи.
  3. U-вредност: U = 1 / RT у W/(m²·K).

Отпори прелазу топлоте се не рачунају, већ се преузимају из табела норме. Разликују се само према положају елемента и на њих се не може утицати ни избором материјала ни дебљином елемента. За спољашњи зид Fraunhofer IBP у публикацији из 2022. рачуна са Rsi = 0,13 и Rse = 0,04 m²K/W и то назива тренутно уобичајеним прорачуном.

Нумерички пример: једнослојни зид, неизолован и изолован

Топлотне проводљивости су претпоставке за овај пример; у пројекту важе прорачунске вредности из норме или документације производа.

Слој d [m] λ [W/(m·K)] R [m²K/W]
Прелаз изнутра (Rsi) – – 0,13
Унутрашњи малтер 0,015 0,70 0,021
Зидање 0,365 0,40 0,913
Спољашњи малтер 0,020 0,87 0,023
Прелаз споља (Rse) – – 0,04
Збир RT 1,127

Из тога следи U = 1 / 1,127 ≈ 0,89 W/(m²·K). Ако се споља дода 12 cm изолационог материјала са λ = 0,035 W/(m·K), отпор расте за 0,12 / 0,035 = 3,43 m²K/W. Тада је RT = 4,555 m²K/W и U ≈ 0,22 W/(m²·K).

Варијанта са вентилисаном фасадом: закачена облога стоји иза јако проветраваног ваздушног слоја и не узима се у обзир, спољашњи малтер отпада, а за Rse важи вредност Rsi. Тада је RT = 0,13 + 0,021 + 0,913 + 3,429 + 0,13 = 4,623 m²K/W и U ≈ 0,22 W/(m²·K). Резултат је овде готово исти јер изолација доминира структуром; код танке или непостојеће изолације разлика би била већа.

Шта број значи: U-вредност описује топлотни ток који по квадратном метру површине елемента и по келвину температурне разлике тече кроз елемент. При 100 m² површине зида и разлици од 20 K то би у неизолованом примеру било око 1.770 W, у изолованом око 440 W. То је тренутна слика под стационарним претпоставкама, а не годишњи биланс.

Обрнуто, потребна дебљина изолације за циљну вредност може се одредити: d = (1/Uнова − 1/Uпостојећа) · λ. За Uнова = 0,24 W/(m²·K) то даје (4,167 − 1,127) · 0,035 ≈ 0,106 m. Формула претпоставља хомогене слојеве; корекције за типлове и друге утицаје се додају.

Вредност 0,24 је највиша вредност коју Прилог 7 Gebäudemodernisierungsgesetz-а (закона о модернизацији зграда) наводи за спољашње зидове стамбених зграда када се изолациони слојеви постављају на спољашњу страну постојећег зида. Када овај захтев важи и које изузетке има, стоји у прилогу GEG се сада зове GModG.

Типични извори грешака

  • Погрешан унутрашњи отпор: Доказ у погледу буђи код топлотних мостова рачуна са Rsi = 0,25 уместо 0,13 m²K/W. Ко ту вредност пренесе у прорачун U-вредности, потцењује U-вредност: у примеру 0,80 уместо 0,89 W/(m²·K) неизоловано, 0,21 уместо 0,22 изоловано. Зашто доказ у погледу буђи поставља вишу вредност, објашњава прилог о критеријуму за буђ.
  • Вентилисана фасада: Код јако проветраваног ваздушног слоја отпадају отпор ваздушног слоја и свих слојева изван њега; за Rse важи вредност Rsi истог елемента. Тако то сажима BAFA листа техничких честих питања уз BEG (верзија 5.0, 03/2023). Меродавна је увек актуелна верзија.
  • Номинална вредност уместо прорачунске вредности: Поступак се заснива на прорачунским вредностима топлотне проводљивости. Топлотна проводљивост осим тога зависи од влаге; овлажен постојећи грађевински материјал има другачију вредност од табеларне.
  • Нехомогени слојеви: Дрвене рогове поред изолованог поља или причвршћења од метала захтевају апроксимативни поступак норме. Корекциони фактор у Прилогу F обухвата металне причвршћиваче; остали случајеви у којима метал премошћава изолацију налазе се ван норме.
  • Погрешно подручје примене: Прозори, фасаде-завесе и елементи са разменом топлоте са тлом су изузети.
  • Очекивати топлотне мостове у U-вредности: Они у њој нису садржани. У билансу се узимају у обзир додатком на укупну површину омотача.
  • Јединице: Дебљине унети у центиметрима или милиметрима, топлотну проводљивост у W/(m·K): грешка је фактор 100 или 1000 и примећује се само ако је резултат неуверљив.
  • Прерано заокруживање: Отпоре слојева заокруживати тек на крају. Ко сваку међувредност заокружи на једно децимално место, нарочито квари неизоловани зид: у примеру би U-вредност тада била 1,0 уместо 0,89 W/(m²·K).

Постојеће зграде: структура је највећа непознаница

Код постојећих зидова формула прорачуна ретко је проблем, већ питање шта се налази у зиду. Gebäudemodernisierungsgesetz у § 38 став 4 за енергетску процену постојећих зграда дозвољава да се, када карактеристике недостају, користе поуздане искуствене вредности за грађевинске елементе упоредивих старосних класа. То је поједностављење за биланс, а не замена за познавање дебљина слојева и стања.

Нумерички пример као горњи показује поступак прорачуна, али не замењује доказ. Његова поузданост је једнака претпоставкама о дебљини, топлотној проводљивости и стању влаге постојећих слојева.

Извори

Наставите читање

Више практичног знања из исте области.