Preskoči na vsebino

Izračun vrednosti U po DIN EN ISO 6946: postopek in vir napak

6 min branja

Vrednost U je obratna vrednost celotne toplotne upornosti. Postopek je v DIN EN ISO 6946, izdaja 2018-03, „Bauteile – Wärmedurchlasswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient – Berechnungsverfahren“ (gradbeni elementi – toplotna upornost in koeficient toplotne prehodnosti – računski postopek). Izdaja nadomešča izdajo iz 2008-04 in je popravljena s popravkom 1 iz 2023-04. Izračun sam je kratek; napake nastajajo pri vhodnih vrednostih in pri obstoječih stavbah so še posebej pomembne, ker so zgradba in stanje plasti tam redko dokumentirani.

Postopek v treh korakih

  1. Upornost plasti: R = d / λ, torej debelina plasti v metrih, deljena s toplotno prevodnostjo v W/(m·K).
  2. Skupna upornost: RT = Rsi + R1 + R2 + … + Rse, torej vsota upornosti plasti plus obe upornosti toplotnega prestopa znotraj in zunaj.
  3. Vrednost U: U = 1 / RT v W/(m²·K).

Upornosti toplotnega prestopa se ne izračunavajo, odčitajo se iz tabel standarda. Razlikujejo se samo po legi gradbenega elementa in nanje ne vplivata ne izbira materiala ne debelina elementa. Za zunanjo steno Fraunhofer IBP (Fraunhoferjev inštitut za gradbeno fiziko) v objavi iz leta 2022 računa z Rsi = 0,13 in Rse = 0,04 m²K/W in to imenuje trenutno običajen izračun.

Številčni primer: enoslojna stena, neizolirana in izolirana

Toplotne prevodnosti so predpostavke za ta primer; v projektu veljajo računske vrednosti iz standarda ali dokumentacije izdelka.

Plast d [m] λ [W/(m·K)] R [m²K/W]
Prestop znotraj (Rsi) – – 0,13
Notranji omet 0,015 0,70 0,021
Zidovje 0,365 0,40 0,913
Zunanji omet 0,020 0,87 0,023
Prestop zunaj (Rse) – – 0,04
Vsota RT 1,127

Iz tega sledi U = 1 / 1,127 ≈ 0,89 W/(m²·K). Če se zunaj doda 12 cm izolacijskega materiala z λ = 0,035 W/(m·K), se upornost poveča za 0,12 / 0,035 = 3,43 m²K/W. Potem je RT = 4,555 m²K/W in U ≈ 0,22 W/(m²·K).

Različica s prezračevano fasado: Obloga, pritrjena s konstrukcijo, stoji za močno prezračevano zračno plastjo in se ne upošteva, zunanji omet odpade, za Rse pa velja vrednost Rsi. Potem je RT = 0,13 + 0,021 + 0,913 + 3,429 + 0,13 = 4,623 m²K/W in U ≈ 0,22 W/(m²·K). Rezultat je tu skoraj enak, ker zgradbi dominira izolacija; pri tanki ali manjkajoči izolaciji bi bila razlika večja.

Kaj število pomeni: Vrednost U opisuje toplotni tok, ki teče skozi gradbeni element na kvadratni meter površine in na kelvin temperaturne razlike. Pri 100 m² stene in razliki 20 K bi to pri neizoliranem primeru znašalo okoli 1.770 W, pri izoliranem okoli 440 W. To je trenutni posnetek pri stacionarnih predpostavkah in ne letna bilanca.

Obratno je mogoče določiti potrebno debelino izolacije za ciljno vrednost: d = (1/Unovo − 1/Uobstoječe) · λ. Za Unovo = 0,24 W/(m²·K) to da (4,167 − 1,127) · 0,035 ≈ 0,106 m. Formula predpostavlja homogene plasti; dodajo se popravki za mozniki in druge vplive.

Vrednost 0,24 je zgornja vrednost, ki jo Priloga 7 zakona o modernizaciji stavb (Gebäudemodernisierungsgesetz, GModG) navaja za zunanje stene stanovanjskih stavb, kadar se izolacijske plasti namestijo na zunanjo stran obstoječe stene. Kdaj ta zahteva velja in katere izjeme obstajajo, je opisano v prispevku GEG se zdaj imenuje GModG.

Tipični viri napak

  • Napačna notranja upornost: Dokaz proti plesni pri toplotnih mostovih računa z Rsi = 0,25 namesto 0,13 m²K/W. Kdor to vrednost prevzame v izračun vrednosti U, vrednost U podceni: v primeru 0,80 namesto 0,89 W/(m²·K) neizolirano, 0,21 namesto 0,22 izolirano. Zakaj dokaz proti plesni uporabi višjo vrednost, pojasnjuje prispevek o merilu plesni.
  • Prezračevana fasada: Pri močno prezračevani zračni plasti odpadejo upornost zračne plasti in vseh plasti zunaj nje; za Rse velja vrednost Rsi istega gradbenega elementa. Tako povzema seznam tehničnih pogostih vprašanj BAFA (nemški zvezni urad za gospodarstvo in nadzor izvoza) k BEG (nemška zvezna spodbuda za učinkovite stavbe; različica 5.0, 03/2023). Merodajna je vsakokrat aktualna različica.
  • Nazivna namesto računske vrednosti: Postopek temelji na računskih vrednostih toplotne prevodnosti. Toplotna prevodnost je poleg tega odvisna od vlažnosti; prevlažen obstoječi gradbeni material ima drugo vrednost kot tabelarna.
  • Nehomogene plasti: Lesena rebra ob izoliranem polju ali kovinske pritrditve potrebujejo približni postopek standarda. Popravni faktor v Prilogi F zajema kovinske pritrditve; drugi primeri, v katerih kovina premošča izolacijo, ležijo zunaj standarda.
  • Napačno področje uporabe: Okna, zavese fasade in gradbeni elementi z izmenjavo toplote s tlemi so izvzeti.
  • Pričakovati toplotne mostove v vrednosti U: V njej jih ni. V bilanci se upoštevajo prek dodatka na celotno površino ovoja.
  • Enote: Debeline vstaviti v centimetrih ali milimetrih, toplotno prevodnost v W/(m·K): Napaka je faktor 100 ali 1000 in se pokaže le, če je rezultat neverjeten.
  • Prezgodnje zaokroževanje: Upornosti plasti zaokrožiti šele na koncu. Kdor vsako vmesno vrednost zaokroži na eno decimalko, izkrivi prav neizolirano steno: V primeru bi bila vrednost U potem 1,0 namesto 0,89 W/(m²·K).

Obstoječe stavbe: zgradba je največja neznanka

Pri obstoječih stenah računska formula redko predstavlja težavo, ampak vprašanje, kaj je v steni. Zakon o modernizaciji stavb v § 38 odstavek 4 dovoljuje pri energetskem vrednotenju obstoječih stavb ob manjkajočih karakteristikah uporabiti zanesljive izkustvene vrednosti za gradbene elemente primerljivih starostnih razredov. To je poenostavitev za bilanco, ne nadomestilo za poznavanje debelin plasti in stanja.

Številčni primer, kot je zgornji, kaže računski postopek, a dokaza ne nadomešča. Njegova izpovedna moč je tolikšna kot predpostavke o debelini, toplotni prevodnosti in vlažnosti obstoječih plasti.

Viri

Preberi več

Več praktičnega znanja s istega tematskega področja.