Preskoči na sadržaj

Izračun U-vrijednosti prema DIN EN ISO 6946: postupak i izvori grešaka

6 min čitanja

U-vrijednost je recipročna vrijednost otpora prolazu topline. Postupak stoji u DIN EN ISO 6946, izdanje 2018-03, „Bauteile – Wärmedurchlasswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient – Berechnungsverfahren“ (Građevinski elementi – toplotni otpor i koeficijent prolaza topline – postupci proračuna). Izdanje zamjenjuje ono iz 2008-04 i ispravljeno je ispravkom 1 iz 2023-04. Sam proračun je kratak; greške nastaju kod ulaznih vrijednosti i kod postojećih zgrada posebno su značajne, jer su sastav i stanje slojeva tamo rijetko dokumentirani.

Postupak proračuna u tri koraka

  1. Otpor sloja: R = d / λ, dakle debljina sloja u metrima podijeljena toplotnom provodljivošću u W/(m·K).
  2. Ukupni otpor: RT = Rsi + R1 + R2 + … + Rse, dakle zbir otpora slojeva plus oba otpora prelazu topline, unutrašnji i vanjski.
  3. U-vrijednost: U = 1 / RT u W/(m²·K).

Otpori prelazu topline se ne računaju, nego se uzimaju iz tabela norme. Razlikuju se samo prema položaju građevinskog elementa i na njih se ne može utjecati ni izborom materijala ni debljinom elementa. Za vanjski zid Fraunhofer IBP u publikaciji iz 2022. računa s Rsi = 0,13 i Rse = 0,04 m²K/W i to naziva trenutno uobičajenim proračunom.

Brojčani primjer: jednoslojni zid, neizoliran i izoliran

Toplotne provodljivosti su pretpostavke za ovaj primjer; u projektu vrijede proračunske vrijednosti iz norme ili dokumentacije proizvoda.

Sloj d [m] λ [W/(m·K)] R [m²K/W]
Prelaz unutra (Rsi) – – 0,13
Unutrašnja žbuka 0,015 0,70 0,021
Zidanje 0,365 0,40 0,913
Vanjska žbuka 0,020 0,87 0,023
Prelaz vani (Rse) – – 0,04
Zbir RT 1,127

Iz toga slijedi U = 1 / 1,127 ≈ 0,89 W/(m²·K). Ako se izvana doda 12 cm izolacije s λ = 0,035 W/(m·K), otpor raste za 0,12 / 0,035 = 3,43 m²K/W. Tada je RT = 4,555 m²K/W i U ≈ 0,22 W/(m²·K).

Varijanta s ventiliranom fasadom: Obloga postavljena ispred nalazi se iza jako provjetravanog zračnog sloja i ne uzima se u obzir, vanjska žbuka otpada, a za Rse vrijedi vrijednost Rsi. Tada je RT = 0,13 + 0,021 + 0,913 + 3,429 + 0,13 = 4,623 m²K/W i U ≈ 0,22 W/(m²·K). Rezultat je ovdje gotovo isti jer izolacija dominira sastavom; kod tanke ili izostavljene izolacije razlika bi bila veća.

Šta broj znači: U-vrijednost opisuje toplotni tok koji kroz element teče po kvadratnom metru površine elementa i po kelvinu temperaturne razlike. Pri 100 m² površine zida i razlici od 20 K to bi u neizoliranom primjeru bilo oko 1.770 W, u izoliranom oko 440 W. To je trenutni snimak pod stacionarnim pretpostavkama, a ne godišnji bilans.

Obrnuto se može odrediti potrebna debljina izolacije za ciljnu vrijednost: d = (1/Unovo − 1/Upostojeće) · λ. Za Unovo = 0,24 W/(m²·K) to daje (4,167 − 1,127) · 0,035 ≈ 0,106 m. Formula pretpostavlja homogene slojeve; dodaju se korekcije za tiplove i druge utjecaje.

Vrijednost 0,24 je najviša vrijednost koju Prilog 7 Zakona o modernizaciji zgrada (Gebäudemodernisierungsgesetz, GModG) navodi za vanjske zidove stambenih zgrada kada se izolacijski slojevi postavljaju na vanjsku stranu postojećeg zida. Kada ovaj zahtjev stupa na snagu i koji izuzeci vrijede, stoji u članku GEG se sada zove GModG.

Tipični izvori grešaka

  • Pogrešan unutrašnji otpor: Dokaz zaštite od plijesni računa na toplotnim mostovima s Rsi = 0,25 umjesto 0,13 m²K/W. Ko tu vrijednost preuzme u proračun U-vrijednosti, podcjenjuje U-vrijednost: u primjeru 0,80 umjesto 0,89 W/(m²·K) neizolirano, 0,21 umjesto 0,22 izolirano. Zašto dokaz zaštite od plijesni uzima višu vrijednost, objašnjava članak o kriteriju plijesni.
  • Ventilirana fasada: Kod jako provjetravanog zračnog sloja otpadaju otpor zračnog sloja i svih slojeva izvan njega; za Rse vrijedi vrijednost Rsi istog elementa. Tako to sažima BAFA lista tehničkih FAQ o BEG-u (verzija 5.0, 03/2023). Mjerodavna je uvijek aktuelna verzija.
  • Nazivna umjesto proračunske vrijednosti: Postupak se temelji na proračunskim vrijednostima toplotne provodljivosti. Toplotna provodljivost uz to ovisi o vlažnosti; navlaženi postojeći građevinski materijal ima drugu vrijednost od tabelarne.
  • Nehomogeni slojevi: Drvene grede pored izoliranog polja ili metalni elementi za pričvršćivanje zahtijevaju približni postupak norme. Korekcijski faktor u Prilogu F obuhvata metalne pričvrsne elemente; drugi slučajevi u kojima metal premošćuje izolaciju leže izvan norme.
  • Pogrešno područje primjene: Prozori, zavjesne fasade i elementi s izmjenom topline prema temeljnom tlu su izuzeti.
  • Toplotne mostove očekivati u U-vrijednosti: Oni nisu u njoj sadržani. U bilansu se uzimaju u obzir putem dodatka na cjelokupnu površinu ovojnice.
  • Jedinice: Debljine unositi u centimetrima ili milimetrima, toplotnu provodljivost u W/(m·K): Greška je faktor 100 ili 1000 i primijeti se samo ako je rezultat nevjerodostojan.
  • Prerano zaokruživanje: Otpore slojeva zaokružiti tek na kraju. Ko svaku međuvrijednost zaokruži na jedno decimalno mjesto, iskrivljuje upravo neizolirani zid: U primjeru bi U-vrijednost tada bila 1,0 umjesto 0,89 W/(m²·K).

Postojeće zgrade: sastav je najveća nepoznanica

Kod postojećih zidova formula proračuna rijetko je problem, nego je to pitanje šta se nalazi u zidu. Zakon o modernizaciji zgrada u § 38 stavu 4 za energetsku ocjenu postojećih zgrada dopušta da se, kod nedostatka karakteristika, koriste provjerene iskustvene vrijednosti za građevinske elemente usporedivih starosnih klasa. To je pojednostavljenje za bilans, a ne zamjena za poznavanje debljina slojeva i stanja.

Brojčani primjer poput gornjeg pokazuje postupak proračuna, ali ne zamjenjuje dokaz. Njegova izražajnost je velika koliko i pretpostavke o debljini, toplotnoj provodljivosti i stanju vlažnosti postojećih slojeva.

Izvori

Nastavi čitati

Više praktičnog znanja iz iste tematske oblasti.