Preskoči na sadržaj

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

6 min čitanja

U-vrijednost je recipročna vrijednost otpora prolasku topline. Postupak je opisan u DIN EN ISO 6946, izdanje 2018-03, „Bauteile – Wärmedurchlasswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient – Berechnungsverfahren“ (građevni dijelovi – otpor prolazu topline i koeficijent prolaska topline – postupci izračuna). Izdanje zamjenjuje ono iz 2008-04 i ispravljeno je ispravkom 1 iz 2023-04. Sam je izračun kratak; pogreške nastaju kod ulaznih vrijednosti, a kod postojećih zgrada posebno su značajne jer su građa i stanje slojeva tamo rijetko dokumentirani.

Postupak izračuna u tri koraka

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

Otpori prijelaza ne računaju se, nego se uzimaju iz tablica norme. Razlikuju se samo prema položaju građevnog dijela i ne mogu se utjecati ni izborom materijala ni debljinom građevnog dijela. Za vanjski zid Fraunhofer IBP u publikaciji iz 2022. računa s Rsi = 0,13 i Rse = 0,04 m²K/W i to naziva trenutačno uobičajenim izračunom.

Brojčani primjer: jednoslojni zid, neizoliran i izoliran

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

Sloj d [m] λ [W/(m·K)] R [m²K/W]
Prijelaz iznutra (Rsi) – – 0,13
Unutarnja žbuka 0,015 0,70 0,021
Zid 0,365 0,40 0,913
Vanjska žbuka 0,020 0,87 0,023
Prijelaz izvana (Rse) – – 0,04
Zbroj RT 1,127

Iz toga slijedi U = 1 / 1,127 ≈ 0,89 W/(m²·K). Ako se izvana doda 12 cm izolacijskog materijala 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 prozračivanom fasadom: obloga ispred zida nalazi se iza jako prozračivanog zračnog sloja i ostaje neuzeta 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 jednak jer izolacija dominira građom; kod tanke ili nepostojeće izolacije razlika bi bila veća.

Što broj znači: U-vrijednost opisuje toplinski tok koji teče kroz građevni dio po kvadratnom metru površine i po kelvinu temperaturne razlike. Kod 100 m² površine zida i razlike od 20 K to bi u neizoliranom primjeru bilo oko 1.770 W, u izoliranom oko 440 W. To je snimka stanja uz stacionarne pretpostavke, a ne godišnja bilanca.

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; dolaze korekcije za tiplove i druge utjecaje.

Vrijednost 0,24 najviša je vrijednost koju Prilog 7 Zakona o modernizaciji zgrada (Gebäudemodernisierungsgesetz, GModG) navodi za vanjske zidove stambenih zgrada kad se izolacijski slojevi postavljaju na vanjsku stranu postojećeg zida. Kada taj zahtjev vrijedi i koje iznimke postoje, opisuje članak GEG se sada zove GModG.

Tipični izvori pogrešaka

  • Pogrešan unutarnji otpor: Dokaz o plijesni na toplinskim mostovima računa s Rsi = 0,25 umjesto 0,13 m²K/W. Tko tu vrijednost prenese u izračun U-vrijednosti, podcjenjuje U-vrijednost: u primjeru 0,80 umjesto 0,89 W/(m²·K) neizolirano, 0,21 umjesto 0,22 izolirano. Zašto dokaz o plijesni uzima višu vrijednost, objašnjava članak o kriteriju plijesni.
  • Prozračivana fasada: Kod jako prozračivanog zračnog sloja otpadaju otpor zračnog sloja i svih slojeva izvan njega; za Rse vrijedi vrijednost Rsi istog građevnog dijela. Tako to sažima BAFA-in popis tehničkih FAQ-ova o BEG-u (verzija 5.0, 03/2023). Mjerodavna je uvijek aktualna verzija.
  • Nazivna vrijednost umjesto proračunske: Postupak se temelji na proračunskim vrijednostima toplinske provodljivosti. Toplinska provodljivost uz to ovisi o vlazi; navlaženi postojeći građevni materijal ima drukčiju vrijednost od tablične.
  • Nehomogeni slojevi: Drveni rogovi pokraj izoliranog polja ili metalni pričvrsni elementi trebaju približni postupak norme. Korekcijski faktor u Prilogu F obuhvaća metalne pričvrsne elemente; drugi slučajevi u kojima metal premošćuje izolaciju nalaze se izvan norme.
  • Pogrešno područje primjene: Prozori, fasade-zavjese i građevni dijelovi s izmjenom topline prema tlu su izuzeti.
  • Toplinske mostove očekivati u U-vrijednosti: Oni se u njoj ne nalaze. U bilanci se uzimaju u obzir dodatkom na cijelu površinu ovojnice.
  • Jedinice: Debljine unesene u centimetrima ili milimetrima, toplinska provodljivost u W/(m·K): pogreška je faktor 100 ili 1000 i primjećuje se samo kad je rezultat nevjerodostojan.
  • Prerano zaokruživanje: Otpore slojeva zaokružiti tek na kraju. Tko svaku međuvrijednost zaokruži na jedno decimalno mjesto, iskrivljuje upravo neizolirani zid: u primjeru bi U-vrijednost tada iznosila 1,0 umjesto 0,89 W/(m²·K).

Postojeće zgrade: građa je najveća nepoznanica

Kod postojećih zidova računska formula rijetko je problem, nego pitanje što se nalazi u zidu. Zakon o modernizaciji zgrada u § 38 stavku 4 za energetsku ocjenu postojećih zgrada dopušta da se kod nedostajućih vrijednosti rabe provjerene iskustvene vrijednosti za građevne dijelove usporedivih dobnih skupina. To je pojednostavljenje za bilancu, a ne zamjena za poznavanje debljina slojeva i stanja.

Brojčani primjer poput gornjeg pokazuje postupak izračuna, ali ne zamjenjuje dokaz. Njegova je iskazna moć velika koliko i pretpostavke o debljini, toplinskoj provodljivosti i stanju vlažnosti postojećih slojeva.

Izvori

Nastavi čitati

Više praktičnog znanja iz istog tematskog područja.