Współczynnik przenikania ciepła – co oznacza współczynnik U? Jak go obniżyć?

Chociaż aktualne wymagania prawne obowiązują od 2021 r., to coraz więcej z nas planuje termomodernizację. Przy zakupie okien czy drzwi jednym z głównych parametrów, które je charakteryzują jest współczynnik U. Czym on jest? 

Współczynnik przenikania ciepła U jest to współczynnik określany dla przegród, umożliwiający obliczanie ciepła przenikającego przez przegrodę cieplną oraz porównywanie własności cieplnych przegród budowlanych. Określa on, ile energii chwilowej (wyrażonej w watach) przenika przez 1 metr kwadratowy przegrody (ściany, dachu, okna, drzwi), gdy różnica temperatury z obu jej stron wynosi 1 kelwin (lub 1°C). Jednostką współczynnika przenikania ciepła jest W/(m²·K). Bardzo podobnie jak jest to w przypadku współczynnika przewodzenia ciepła λ - im niższa wartość, tym analizowana przegroda charakteryzuje się lepszymi właściwościami izolacyjnymi. 

Charakteryzuje on przegrody - w przypadku okien i drzwi to producent podaje wartości współczynnika. W przypadku przegród typowych jak ściany można to obliczyć, jeśli znamy λ materiału oraz jego grubość. Odnośnie okien i drzwi to bardzo ważne jest dokładne sprawdzenie współczynnika U, ponieważ ten wiążący powinien odnosić się do całkowitej powierzchni okna. Często możemy znaleźć informację o U samej szyby. 

Jak obliczyć współczynnik przenikania ciepła U?

Wspomnieliśmy, że U dla ścian, stropów, dachów i stropodachów można wyliczyć, ale jak dokładnie to zrobić? Posłużmy się przykładem:

Nie jest to więc trudne, a w tym celu potrzebujemy dwóch wielkości. Ściana w przykładzie nie spełniłaby jednak najnowszych wymagań, ponieważ współczynnik U wyszedł 0,21 W/(m²·K), a WT 2021 dopuszczają maksymalną wartość dla ścian w pomieszczeniach o temperaturach wyższych niż 16°C na poziomie 0,2. W przypadku użytkowanych pomieszczeń w budynku mamy do czynienia głównie z takimi temperaturami. Podobne zakresy określono dla innych przegród oraz rozróżniono poszczególne zakresy temperatur. 

• Zobacz również: Co jest nie tak ze współczynnikiem zapotrzebowania na energię pierwotną?

Maksymalne wartości współczynnika przenikania ciepła

W poniższej tabeli przedstawiono wartości współczynnika przenikania ciepła dla najważniejszych przegród pomieszczeń ogrzewanych dla budynków jednorodzinnych. 

Wartości współczynnika dla różnych przegród nie są przypadkowe. Dużo bardziej restrykcyjne normy wprowadzono w przypadku przegród, które (kolokwialnie mówiąc) znajdują się u góry. Dlatego też strop, dach i stropodach są ograniczane współczynnikiem równym 0,15. To jedna z podstawowych zależności termodynamicznych, którą większość z nas kojarzy. Ciepłe powietrze z powodu mniejszej gęstości unosi się do góry, dlatego te przegrody powinny możliwie najbardziej uniemożliwiać migrację energii na zewnątrz. Po drugiej stronie mamy podłogę na gruncie, której maksymalny współczynnik U wynosi dwa razy tyle, czyli 0,3 W/(m²·K). 

Dużo wyższe wartości mają współczynniki dla przegród typowych - drzwi i okien. Są one z oczywistych względów dużo cieńsze od przegród warstwowych. Braki w tej kwestii nadrabiają jednak zwiększeniem zysków ciepła w słoneczny dzień, jak i pozwalają promieniom słońca oświetlać wnętrze przez przeszklenia. 

Opracowano na podstawie Rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie