Węzły konstrukcyjne i mostki termiczne

Węzły konstrukcyjne w budynku muszą być przemyślane, a ich kluczową rolą jest kompensowanie pracy materiałów budowlanych, które kurczą się i rozprężają. Niewłaściwie wykonane węzły konstrukcyjne mogą doprowadzić do utraty około 5% ciepła. Projektanci muszą zatem przywiązywać wagę do łączeń, w szczególności pomiędzy różnymi elementami konstrukcyjnymi.

Miejsca połączeń okien ze ścianą nośną stanowią potencjalne mostki termiczne, których powierzchnia może wynosić w sumie do 100 m2 w przypadku domu średnich rozmiarów. Stosowanie systemu do szczelnego montażu SWS pozwala zredukować utratę ciepła i niweluje powstawanie liniowych motków termicznych. Użycie pianki montażowej Flexifoam pozwala utrzymać wartość przenikania cieplnej λ <0,0345 W/m*K, a współczynnik przenikania ciepła ψ poniżej 0,1 W/mK, czyli poniżej wartości granicznej. 

Korzyści: 

  • szczelność powietrzna, 
  • ochrona przed opadami deszczu oraz wilgotnością, 
  • poprawiona estetyka, 
  • termoizolacja, 
  • zwiększona odporność na ogień, 
  • lepsze parametry akustyczne.

Mostki termiczne a charakterystyka energetyczna budynku

Obliczanie utraty ciepła przez mostki termiczne oparte jest na normie PN-EN ISO 10211:2017-09 „Mostki cieplne w budynkach. Strumienie ciepła  i temperatury powierzchni. Obliczenia szczegółowe”. W określaniu charakterystyki termicznej łączeń wykorzystuje się obliczanie trójwymiarowej przepuszczalności ciepła.

Na podstawie tych obliczeń określa się dwa kryteria:

1. Współczynnik temperaturowy fRsi [-]

Współczynnik temperaturowy fRsi jest wskaźnikiem najniższej temperatury powierzchni wewnętrznej θsi danego połączenia stolarki z murem, a także minimalnej temperatury krytycznej. Jest określony wartością zagrożenia tworzenia pleśni fRsi > 0,72.  

W rzeczywistości jest to bezwymiarowa wartość, określająca temperaturę powierzchni wewnętrznej niezależną od dokładnych warunków granicznych, o wartości od 0 do 1. Elementy konstrukcyjne muszą ograniczać możliwość lokalnego powstawania pleśni oraz kondensacji pary wodnej na powierzchni wewnętrznej. 

Wzór:

fRsi= Qsi-Qe/Qi-Qe

gdzie:

  • Qsi – temperatura powierzchni wewnętrznej
  • Qe – temperatura powietrza zewnętrznego
  • Qi – temperatura powietrza wewnętrznego 

Wzór ten umożliwia po odpowiednim przekształceniu obliczenie temperatury, jaka przy określonych temperaturach powietrza wewnętrznego i powierzchni występuje na wewnętrznym połączeniu stolarki z murem:  Qsi=fRsi*(Qi-Qe)+Qe

2. Liniowy współczynnik przewodzenia ciepła Ψ [W/mK]

Współczynniki przewodzenia ciepła ψ i χ opisują moc strat ciepła powstających w wyniku mostka cieplnego. Rozróżnia się:

  • liniowy mostek cieplny (np. przyłączenie balkonu),
  • punktowy mostek cieplny (np. kotwa w ścianie lub stropodachu przebijająca warstwę izolacji cieplnej).

Liniowy współczynnik przewodzenia ciepła ψ charakteryzuje dodatkowe straty ciepła w miejscu występowania liniowego mostka cieplnego, odniesione do metra bieżącego tego mostka. Punktowy współczynnik przewodzenia ciepła χ charakteryzuje odpowiednio dodatkową stratę ciepła przez punktowy mostek cieplny.

Wartość współczynnika ψ zależy od konstrukcji, wymiarów oraz wartości U przyłączonych elementów budowlanych. Z tego względu zmienia się wartość współczynnika ψ, gdy zmienia się konstrukcja przegród sąsiadujących z mostkiem cieplnym, nawet wówczas, gdy mostek cieplny pozostaje niezmieniony.

Aby obliczyć liniowy współczynnik przewodzenia ciepła ψ należy od wartości dwuwymiarowej konduktancji cieplnej L2D (współczynnik sprzężenia cieplnego z obliczenia dwuwymiarowego elementu na połączeniu dwóch przegród zewnętrznych) odjąć straty ciepła uwzględnione współczynnikiem przenikania ciepła U.