SienŲ Su Oro Tarpais Projektavimas Ir Statyba

LIETUVOS RESPUBLIKOS APLINKOS MINISTERIJA

REKOMENDACIJOS

SIENŲ SU ORO TARPAIS PROJEKTAVIMAS IR STATYBA

Pirmas leidimas

Vilnius, 2002

1. Rekomendacijas parengė: Architektūros ir statybos instituto Statybinės šiluminės fizikos laboratorija

2. Rekomendacijas patvirtino: Lietuvos Respublikos aplinkos ministras 2002 metų mėn. d. įsakymu Nr.

3. Patikrinimo periodiškumas- kas 5 metai.

TURINYS

1. TAIKYMO SRITIS……………………………………………………………….2

2. NUORODOS……………………………………………………………………...2

3. PAGRINDINĖS NUOSTATOS…………………………………………………..3

3.1. Oro tarpų naudojimas…………………………………………………………3

3.2. Oro tarpų klasifikacija………………………………………………………...3

4. SIENŲ SU ORO TARPAIS PROJEKTAVIMAS IR STATYBA…………...

………………………………………………….…………4

4.1. Šilumos izoliacinio sluoksnio apsauga nuo vėjo ir konvekcijos….

………………………………………………………………...4

4.2.Sienų šilumos perdavimo koeficientai…………………………………………6

5. SIENŲ SU ORO TARPU ŠILUMOS PERDAVIMO KOEFICIENTO

SKAIČIAVIMAS…………………………………………………………………..6

5.1. Oro tarpo poveikio šilumos perdavimui per sienas įvertinimas…………...…..8

5.2. Tvirtinimo konstrukcijos poveikio šilumos izoliacinio sluoksnio šiluminėms

savybėms įvertinimas…………………………………………………………9

5.2.1. Tvirtinimas naudojant medinį karkasą………………….…………....14

5.2.2. Tvirtinimas naudojant metalinį karkasą ……………………………..17

5.2.3. Tvirtinimas naudojant metalinius ryšius …………………………….20

1

Lietuvos Respublikos

aplinkos ministerija

REKOMENDACIJOS

Sienų su oro tarpais

projektavimas ir statyba

Pirmasis leidimas

1. TAIKYMO SRITIS

1. Šios rekomendacijos taikomos pastatų sienų su oro tarpsluoksniais, apšiltintų

mineralinės vatos gaminiais, projektavimui ir statybai.

2. Rekomendacijos skirtos projektuotojams, statytojams, statybinių medžiagų

gamintojams. Jomis gali naudotis ir kiti statybos proceso dalyviai.

2. NUORODOS

Šios rekomendacijos parengtos vadovaujantis šiais normatyviniais dokumentais:

2.1. Organizaciniu tvarkomuoju statybos techniniu reglamentu STR 1.01.01:1996

“Normatyvinių statybos techninių dokumentų sistema, jų rengimas ir tvirtinimas” (Žin.,1996,

Nr.93-2197);

2.2. Statybos techniniu reglamentu STR 2.05.01:1999 “Pastatų atitvarų šiluminė

technika”,(Žin., 1999, Nr. 41-1297);

2.3. Statybos techniniu reglamentu STR 2.01.03:1999 “Statybinių medžiagų ir gaminių

šiluminių techninių dydžių deklaruojamosios ir projektinės vertės”,(Žin., 1999, Nr. 41-1297);

2.4. LST EN ISO 6946. Statybinės medžiagos ir gaminiai. Šiluminės varžos ir šilumos

perdavimas. Skaičiavimo metodas.

2.5. ISO 9053. Akustika. Akustinės medžiagos. Oro srauto varžos nustatymas.

2.6. LST EN ISO 10211-1. Statybinių konstrukcijų šilumos tilteliai. Šilumos srautai ir

paviršiaus temperatūros. I dalis. Bendrieji skaičiavimų metodai.

Patvirtinta

Lietuvos Respublikos aplinkos ministro

2

3. PAGRINDINĖS NUOSTATOS

3.1. ORO TARPŲ NAUDOJIMAS

Oro tarpai sienų konstrukcijose dažniausiai daromi jų drėgminei būsenai pagerinti.

Pastatų atitvaros praleidžia ne tik šilumą, bet ir vandens garus. Šaltuoju metų periodu garai

juda iš erdvės, kurioje yra didesnė vandens garų koncentracija (patalpų viduje), į erdvę,

kurioje yra mažesnė vandens garų koncentracija (išorės oras). Nors vandens garų judėjimas

statybinėse medžiagose vyksta pakankamai lėtai, tačiau suminiai praeinančios per atitvaras

drėgmės kiekiai būna pakankamai dideli, kad susikaupusi drėgmė galėtų pakenkti pačiai

konstrukcijai arba patalpų mikroklimatui.

Drėgmė kondensuotis (vandens garai virsta skysčiu) pradeda tuomet, kai vandens garų

koncentracija medžiagos porose ir kapiliaruose pasiekia maksimalią ribą, kuri priklauso nuo

temperatūros. Statybinės medžiagos nevienodai praleidžia šilumą ir vandens garus. Dažnai

šilumos izoliacinės medžiagos gerai praleidžia vandens garus, todėl išorinėje šilumos

izoliacinio sluoksnio dalyje yra tikėtina vandens garų kondensacija.

Oro tarpai pagerina atitvaros drėgminę būseną, nes šiuose tarpsluoksniuose susidaro

sąlygos oro judėjimui dėl temperatūrų skirtumo (nevėdinamuose oro tarpuose) arba dėl

išorės oro poveikio (vėdinamuose oro tarpuose). Judantis oras suintensyvina drėgmės

garavimą nuo medžiagų paviršių ir sudaro sąlygas drėgmės pasišalinimui per ventiliacines

arba drenažines angas.

3.2. ORO TARPŲ KLASIFIKACIJA

Atitvarų oro tarpo šiluminė varža įvertinama priklausomai nuo šio tarpo vėdinimo

intensyvumo. Techninių reikalavimų reglamente STR 2.05.01:1999 “Pastatų atitvarų šiluminė

technika” nurodyta tokia oro tarpų klasifikacija pagal vėdinimo angų plotą.

Nevėdinamu vadinamas oro tarpas, kai angų plotas Av mažesnis kaip 500 mm2 vienam

ilginiam (horizontalia kryptimi) vertikalaus oro tarpo metrui.

Ribotai vėdinamas oro tarpas – jeigu į oro tarpą per angas patenka išorės oras, kai angų

plotas 500 Av 1500 mm2 vienam ilginiam (horizontalia kryptimi) vertikalaus oro tarpo

metrui.

Vėdinamas oro tarpas – vėdinamas išorės oru, kai angų plotas Av ne mažesnis kaip 1500

mm2 vienam ilginiam (horizontalia kryptimi) vertikalaus oro tarpo metrui.

3

4. SIENŲ SU ORO TARPU PROJEKTAVIMAS

4.1. ŠILUMOS IZOLIACINIO SLUOKSNIO APSAUGA NUO

VĖJO IR KONVEKCIJOS

4.1 lentelė. Pastato sienų šiltinimo sistemų skirstymas pagal ventiliacinių angų plotą

Pastato sienų šiltinimo sistema

Ventiliacinių angų plotas, mm2/m

Pastato sienų išorinio-apdailinio sluoksnio medžiagų pavyzdžiai

Neventiliuojama Av< 500

Mūras be ventiliacinių angų;Lakštinės medžiagos su sandariomis siūlėmis:-tinkuojami cemento plaušo lakštai arba betoninės plokštės;-stikliniai fasadai.

Mažai ventiliuojama

500Av1500

Lakštinės medžiagos su nesandariomis siūlėmis:-Betoninių, keramikinių plytelių ir čerpių danga;-Betoninės plokštės ir cemento plaušo lakštai;-Medinės ir plastikinės dailylentės;

Ventiliuojama

1500Av 3000

Kitos ventiliuojamos konstrukcijos3000Av 40000

Av > 40000

Termoizoliacinės medžiagos oro laidumo koeficientas l, m3/(msPa), nustatomas

naudojant ISO 9053 pateiktą matavimo metodiką :

m3/(msPa), (4.1.1)

Ra- oro srautas (debitas), m3/s;

d- bandinio storis, m;

A-bandinio skerspjūvio plotas m2;

p- oro slėgio skirtumas abiejose bandinio pusėse, Pa.

Sluoksnio orinis laidis K, m3/(m2sPa), apskaičiuojamas pagal formulę:

; m3/(m2sPa), (4.1.2)

čia: d –sluoksnio storis, m.

4

4.2 lentelė. Pastatų ventiliuojamų sienų su mineralinės vatos plokščių termoizoliacija rekomenduojamos vėją izoliuojančių medžiagų orinio laidžio

vertės

Pastatų sienų oro tarpų sandarumas

Rekomenduojamos vėjo izoliacijos sluoksnio orinio laidžio K, m3/(m2sPa) vertės, mineralinės

vatos šilumos izoliacijai sugrupuotai pagal oro laidumo koeficientą l, m3/(msPa)

l > 190 10–6 m3/(msPa)19010–6 l > 6010–6

m3/(msPa)l 6010–6 m3/(msPa)

Uždari oro tarpai.

Sienų oro tarpo ventiliacinių angų plotas

Av<500 mm2/m

K < 85010–6 m3/(m2sPa) K < 120010–6 m3/(m2sPa)

Mineralinės vatos termoizoliacinės plokštės

gali būti naudojamos be vėją izoliuojančio

sluoksnio ventiliuojamose sienose. Šios

termoizoliacinės plokštės turi būti tvirtinamos

mechaniškai arba klijuojamos prie kitų

atitvaros sluoksnių, siekiant panaikinti oro

tarpelius tiek tarp pačių plokščių, tiek tarp

plokščių ir kitų atitvaros sluoksnių.

Mažai ventiliuojami oro tarpai.


500 mm2/m Av 1500 mm2/m

Ventiliuojami oro tarpai.


1500 mm2/m Av 3000 mm2/m

Ventiliuojami oro tarpai.


3000 mm2/m Av 40000 mm2/m

K < 85010–6 m3/(m2sPa)

Šios plokštės turi būti tvirtinamos mechaniškai arba

klijuojamos prie kitų atitvaros sluoksnių, Intensyviai ventiliuojami oro tarpai ir

pastato atitvarų sandūrų vietos.


40000 mm2/m Av 100000 mm2/m

K < 35,010–6 m3/(m2sPa)

5

5

6

4.2. SIENŲ ŠILUMOS PERDAVIMO KOEFICIENTAI

Techninių reikalavimų reglamente STR 2.05.01:1999 “Pastatų atitvarų šiluminė

technika” yra pateikti reikalavimai sienų šilumos perdavimo koeficientams atskirai

gyvenamiesiems namams, viešosios paskirties ir pramonės pastatams.

4.3 lentelė. Norminės ir leistinos sienų šilumos perdavimo koeficientų U, W/(m2K), vertės

Pastatų tipas Norminė vertė UN, W/(m2K) Leistinoji vertė

UMN, W/(m2K)

Gyvenamiesiems namams 0,26 0,65

Viešosios paskirties pastatams 0,3 0,75

Pramonės pastatams 0,4 1,0

Pastaba: čia = 20/(i - e) – temperatūros pataisa, i – vidaus oro temperatūra, oC, e – vidutinė šildymo sezono išorės oro temperatūra arba gretimos patalpos projektinė oro temperatūra, oC. Kai patalpos vidaus oro projektinė temperatūra i = 20 oC, o išorės – e = 0 oC, tada = 1.

Leistinoji sienos šilumos perdavimo koeficiento vertė reiškia, kad suprojektuotos sienos

šilumos perdavimo koeficientas negali būti didesnis už leistinąją vertę U UMN .

Norminė šilumos perdavimo koeficiento vertė yra orientacinė optimali, kurią

rekomenduojama priimti projektuojant.

5. SIENŲ SU ORO TARPU ŠILUMOS PERDAVIMO

KOEFICIENTO SKAIČIAVIMAS

Pagal STR 2.05.01:1999 “Pastatų atitvarų šiluminė technika”, pastato sienos šilumos

perdavimo koeficientas U, W/(m2K), yra nustatomas:

U 1/R;

(5.1)

čia: Rt – sienos visuminė šiluminė varža, m2K/W;

Pastato sienos visuminė šiluminė varža Rt, m2K/W skaičiuojama pagal šią formulę:

Rt = Rsi + Rse + Rs , m2K/W; (5.2)

čia: Rs – sienos suminė šiluminė varža, m2K/W;

Rsi=0,13 – vidinio paviršiaus šiluminė varža, m2K/W;

Rse=0,04 – išorinio paviršiaus šiluminė varža, m2K/W;

6

Sienos, sudarytos iš termiškai vienalyčių sluoksnių, suminė šiluminė varža Rs, m2K/W

skaičiuojama pagal šią formulę:

Rs = R1 + R2 + ... + Rn + Rg + Rq ; (5.3)

čia: R1, R2, ... Rn – atskirų sluoksnių šiluminės varžos, m2K/W;

Rg – oro tarpo šiluminė varža, m2K/W;

Rq – plono sluoksnio (plėvelės) šiluminė varža, m2K/W.

Termiškai vienalyčio sluoksnio šiluminė varža

R = d/ds ; (5.4)

čia: d – sluoksnio storis, m;

ds – projektinis sluoksnio medžiagos šilumos laidumo koeficientas, W/(mK).

Termiškai nevienalyčio sluoksnio šiluminės varžos skaičiavimas aprašytas 5.2 poskyryje.

Oro tarpo šiluminės varžos įvertinimas pateiktas 5.1 poskyryje.

Plonų sluoksnių šiluminė varža Rq imama iš 5.1 lentelės.

5.1 lentelė. Plonų sluoksnių (plėvelių, kartono ir kt.) šiluminė varža Rq

Plono sluoksnio padėtis Rq , m2K/W

Vienas paviršius yra glotniai priglaustas prie atitvaros konstrukcijos paviršiaus 0,02

Tarp atitvaros sluoksnių* 0,04

Pastaba: * šiluminė varža Rq rodo plono sluoksnio šiluminę varžą, įskaitant šiluminę varžą, susidarančią

dėl nepakankamai glaudaus šio sluoksnio sąlyčio su kitomis atitvaros dalimis.

7

5.1 ORO TARPO POVEIKIO SIENOS ŠILUMOS

PERDAVIMUI ĮVERTINIMAS

Nevėdinamo oro tarpo šiluminė varža Rg parenkama iš 5.2 lentelės.

5.2 lentelė. Nevėdinamo oro tarpo šiluminė varža

Oro tarpo storis d, mm Šiluminė varža, Rg , m2K/W

5 0,11

7 0,13

10 0,15

15 0,17

25 0,18

50 0,18

100 0,18

300 0,18

Atitvarų su ribotai vėdinamu oro tarpu visuminė šiluminė varža Rt, m2K/W, yra

lygi oro tarpo (pagal 5.2 lentelę) ir sluoksnių, esančių tarp išorės aplinkos ir oro tarpo,

šiluminių varžų sumos pusei, pridedant likusių sluoksnių ir paviršių šiluminių varžų sumą.

, m2K/W; (5.5)

čia: R1 – sluoksnio, esančio tarp oro tarpo ir išorės aplinkos, šiluminė varža, m2K/W;

Rg – oro tarpo (kaip nevėdinamo pagal 5.2 lentelę) šiluminė varža, m2K/W;

Rs – sluoksnių, esančių tarp oro tarpo ir vidinės aplinkos, suminė šiluminė varža, m2K/W;

Ribotai

vėdinamas oro

tarpas

Rse R1 Rg Rs Rsi

8

Atitvarų su vėdinamu oro tarpu visuminė šiluminė varža Rt, m2K/W, lygi sluoksnių,

esančių tarp šio oro tarpo ir vidaus oro, šiluminių varžų sumai, pridėjus paviršių šilumines

varžas (išorės paviršiaus šiluminė varža prilyginama vidaus paviršiaus šiluminei varžai Rse =

Rsi = 0,13 , m2K/W).

Rt = Rsi + Rs + Rse , m2K/W; (5.6)

čia: Rs – sienos sluoksnių tarp vėdinamo oro tarpo ir vidaus oro suminė šiluminė varža, m2K/W;

Rsi – vidinio paviršiaus šiluminė varža, m2K/W;

Rse – išorinio paviršiaus šiluminė varža; Rse = Rsi = 0,13 m2K/W.

5.2. TVIRTINIMO KONSTRUKCIJOS POVEIKIO ŠILUMOS

IZOLIACINIO SLUOKSNIO ŠILUMINĖMS SAVYBĖMS

ĮVERTINIMAS

Tvirtinimo konstrukcijos poveikis šilumos izoliacinio sluoksnio savybėms gali būti

įvertintas keletu būdų priklausomai nuo pasirinktos konstrukcijos, panaudotų medžiagų ir

norimo rezultatų tikslumo.

Skaičiavimai gali būti vykdomi darant prielaidas, kad šiluma sklinda vienmatėje,

dvimatėje arba trimatėje koordinačių sistemoje. Pats skaičiavimas gali būti vykdomas

rankiniu būdu pagal formules, pasinaudojant kompiuterinėmis programomis arba

pasinaudojant lentelėmis su atskirų tipinių variantų skaičiavimo rezultatais.

Termiškai nevienalytės atitvaros suminė šiluminė varža Rs, m2K/W, apskaičiuojama

pagal formulę:

Rs = (Rs’ + Rs”)/2 , m2K/W;

(5.7)

čia: Rs’ – didžiausioji suminės šiluminės varžos vertė, m2K/W;

Rs” – mažiausioji suminės šiluminės varžos vertė, m2K/W.

Vėdinamas oro

tarpas

Rse Rs Rsi

9

Didžiausioji ir mažiausioji varžų vertės apskaičiuojamos suskirsčius atitvarą į būdingas

dalis ir sluoksnius (5.2.1 pav.). Pirmiausia atitvara dalijama į būdingas dalis plokštumomis,

lygiagrečiomis šilumos judėjimo krypčiai, ir randama didžiausioji suminės šiluminės varžos

vertė. Toliau atitvara skaidoma į būdingus sluoksnius plokštumomis, statmenomis šilumos

srauto per atitvarą krypčiai, ir randama mažiausioji suminės šiluminės varžos vertė.

5.2.1 pav. Termiškai nevienalytės atitvaros suskirstymo į būdingas dalis ir sluoksnius schema

Didžiausioji atitvaros suminės šiluminės varžos vertė, m2K/W, atitinkanti vidutinę

atitvaros šiluminę varžą pagal būdingąsias atitvaros dalis, skaičiuojama pagal formulę:

, m2K/W; (5.8)

čia: A – nagrinėjamos atitvarios plotas, m2;

A = Aa + Ab +…+ Am;

Rsa, Rsb, …, Rsm – kiekvienos dalies suminė šiluminė varža.

Mažiausioji atitvaros suminės šiluminės varžos vertė, m2K/W, atitinkanti būdingųjų

sluoksnių vidutinių šiluminių varžų sumą, apskaičiuojama pagal formulę:

Rs” = R1 + R2 +…+ Rn , m2K/W;

(5.9)

čia: R1, R2, … Rn – atskirų sluoksnių šiluminės varžos.

10

Kiekvieno termiškai vienalyčio sluoksnio varža apskaičiuojama pagal formulę:

R = d/ , m2K/W.

(5.10)

Kiekvieno termiškai nevienalyčio sluoksnio šiluminė varža skaičiuojama taip:

, m2K/W; (5.11)

čia: A – termiškai nevienalyčio sluoksnio bendrasis plotas, m2;

A = Aa + Ab +…+ Am;

Ana, Anb, … Anm – n-tojo nevienalyčio sluoksnio vienalyčių dalių (a, b, … m) plotai, m2;

Rna, Rnb, …, Rnm – n-tojo nevienalyčio sluoksnio vienalyčių dalių (a, b, … m) atitinkamos

šiluminės varžos, m2K/W;

Rna = dn/na, Rnb = dn/nb, … Rnm = dn/nm .

Dvimačio temperatūrinio lauko skaičiavimas. Nevienalytes konstrukcijas, kai šiluma

perduodama dvimatėje sistemoje, reikia skaičiuoti apytiksliai nuoseklaus priartėjimo būdu.

5.2.2 pav. Vienalytės atitvaros fragmento tinklelis

temperatūriniam laukui skaičiuoti

5.2.3 pav. Nevienalytės atitvaros su

šilumos tilteliu tinklelis temperatūriniam

laukui skaičiuoti

11

Skaitmeninis plokščias temperatūrinis laukas skaičiuojamas taip: temperatūra kinta x ir y

ašies kryptimi, z=0, plokščioji nevienalytė konstrukcija padalijama kvadratėliais, kurių kraštinės

ilgis (5.2.2 pav.). Tinklelio linijos brėžiamos lygiagrečiai atitvaros paviršiams. Juo mažesnis ,

tuo tikslesnis skaičiuojamasis rezultatas, tačiau daugiau darbo. Paprastai parenkamas toks, kad

temperatūriniame lauke būtų nuo 30 iki 60 tinklelio linijų susikirtimo taškų.

Vienalytėje medžiagoje (5.2.2 pav.) ieškomojo taško temperatūra xy yra gretimų keturių

taškų, kurių temperatūros 1, 2, 3 ir 4 , vidurkis.

12

. (5.12)

Nevienalytėje medžiagoje ieškomo taško temperatūra xy priklauso ne tik nuo gretimų

taškų temperatūros 1, 2, 3 ir 4 , bet ir nuo to, kaip medžiaga esanti tarp šių taškų praleidžia

šilumą, t.y. šilumos perdavimo koeficientų visomis kryptimis:

. (5.13)

Jeigu taškas xy yra vienalyčiame lauke, tai 5.13 formulė virsta savo daliniu atveju 5.12.

Šilumos perdavimo koeficientas skaičiuojamas pagal 5.2.3 pav. pateiktą schemą.

Laikoma, kad nuo temperatūros xy taško į 2 temperatūros tašką šiluma perduodama tik kvadratu

abdc. Tada šilumos perdavimo koeficiento U2 dydis bus atvirkščiai proporcingas kvadrato abdc

šiluminei varžai R2. Šio kvadrato šiluminė varža R2 skaičiuojama kaip atitvaros, kurios

medžiagos vienalytiškumas suardytas ir x, ir y kryptimi pagal 5.7 formulę.

Šiluma nuo xy temperatūros taško į 3 temperatūros tašką perduodama kvadratu hknm,

o į 1 temperatūros tašką – kvadratu hglm. Šių kvadratų šiluminės varžos skaičiuojamos kaip

dvisluoksnės atitvaros šiluminė varža. Šiluma į 4 temperatūros tašką perduodama kvadratu

cdfe, kurio šiluminė varža skaičiuojama kaip atitvaros, susidedančios iš dviejų nevienodų

medžiagų sluoksnių.

Jeigu xy temperatūros taškas yra atitvaros paviršiaus plokštumoje, tai skaičiavimui

priimami paviršių šilumos perdavimo koeficientai: U=1/Rsi arba U=1/Rse. Iš nustatyto taško į

gretimus paviršiaus plokštumos taškus šiluma perduodama, dauginant iš daugiklio 0,5, nes

antroji kvadrato pusė – oras. Tad atitvaros paviršiuje esančio tinklelio taškų šilumos

perdavimo koeficientas:

; (5.14)

čia: Rs – stačiakampio, kurio plotis /2, šiluminė varža, m2K/W.

Temperatūrinis laukas skaičiuojamas šia tvarka: visuose skaičiuojamuose taškuose

pasirenkamos pradinės atskaitos temperatūros, kurios charakteringuose pjūviuose gali būti

apskaičiuotos taip pat kaip vienmatėje sistemoje. Po to nuoseklaus artėjimo metodu

perskaičiuojamos visų tinklelio taškų parinktos temperatūros. Skaičiuojama tol, kol visų

tinklelio taškų temperatūros kinta ne didesniu kaip 0,1oC intervalu.

Paskaičiavę atitvaros sluoksnio temperatūrinį lauką ir turėdami šio sluoksnio paviršių

temperatūras, galime paskaičiuoti šio sluoksnio vidutinę šiluminę varžą Rv, m2K/W. Šiuo

tikslu yra paskaičiuojamos sluoksnio paviršių vidutinės temperatūros si,v ir se,v. Šilumos

srauto tankis, praeinantis per šio sluoksnio ploto vienetą bus lygus:

13

, W/m2 ; (5.15)

Šilumos srauto tankį galime paskaičiuoti turėdami atitvaroje tarp kokių nors taškų

žinomą šiluminę varžą ir temperatūrų skirtumą. Pavyzdžiui, tai gali būti paviršiaus šiluminė

varža ir temperatūrų skirtumas tarp oro ir paviršiaus:

, W/m2 ; (5.16)

Esant stacionariam (nusistovėjusiam) šilumos srautui, šilumos srauto tankis bet kurioje

atitvaros vietoje bus vienodas. Pagal tai iš 5.15 ir 5.16 formulių galima paskaičiuoti vidutinę

nevienalyčio sluoksnio šiluminę varžą:

, W/m2 ; (5.17)

Jeigu atitvaros šilumos izoliaciniame sluoksnyje yra naudojamos metalinės jungtys, tai

pagal STR 2.05.01:1999 “Pastatų atitvarų šiluminė technika”, atitvaros šilumos perdavimo

koeficientas U, W/(m2K), yra nustatomas:

U 1/Rt + Ufn ;

(5.18)

čia: Rt – atitvaros visuminė šiluminė varža, m2K/W;

Ufn – šilumos perdavimo koeficiento pataisa dėl šilumos nutekėjo per metalines jungtis,

W/(m2K).

Šilumos perdavimo koeficiento pataisa dėl papildomo šilumos nutekėjimo per

metalines jungtis

Kai šiltinantį sluoksnį kerta metalinės jungtys, jungiančios atitvaros vidaus ir išorės

sluoksnius, tai pataisa Ufn, W/(m2K), nustatoma taip:

Ufn ( fn nfn Afn)/dfn ;

(5.19)

čia: – struktūrinis daugiklis, priimamas pagal 5.2.1 lentelę;

fn – jungties šilumos laidumo koeficientas, W/(mK);

nfn – jungčių skaičius viename m2;

Afn – vienos jungties skerspjūvio plotas, m2;

dfn – skaičiuojamasis jungties ilgis, prilygintas šiltinančio sluoksnio storiui, m.

14

5.2.1 lentelė. Struktūrinio daugiklio vertės

Eil.Nr. Jungčių vieta

1 Sienoje tarp mūro ir betono 0,5

2 Sienoje tarp dviejų betono sluoksnių 0,6

3 Varžtai tarp metalinių lakštų 0,8

Toliau pateikiami kai kurie būdingi tvirtinimo konstrukcijos poveikio šilumos

perdavimui įvertinimo atvejai.

5.2.1. Tvirtinimas naudojant medinį karkasą

Šilumos izoliacinės medžiagos tvirtinimas mediniu karkasu naudojamas labai dažnai. Jis

naudojamas šilumos izoliacinį sluoksnį įrengiant sienos konstrukcijos viduje, išorėje,

karkasinėse konstrukcijose. Medinis karkasas naudojamas kaip sieną laikanti konstrukcija

(karkasinėse sienose) arba šilumos izoliacijos ir apdailos sluoksnio laikymui (karkasinėse

sienose bei sieną šiltinant iš išorės). Kadangi medienos šilumos laidumo koeficientas yra

žymiai didesnis už šilumos izoliacinių medžiagų šilumos laidumo koeficientą, šiluminių varžų

ir šilumos perdavimo koeficientų skaičiavimuose tai būtinai turi būti įvertinta. Toliau

pateikiama keletas šilumos izoliacinio sluoksnio su mediniu tvirtinimo karkasu šiluminių

savybių skaičiavimo rezultatų. Skaičiavimuose medienos skaičiuojamasis šilumos laidumo

koeficientas priimtas ds 0,18 W/(mK), o šilumos izoliacinės medžiagos (mineralinės

vatos) – ds 0,040 W/(mK); ds 0,037 W/(mK) ir ds 0,034 W/(mK), kai

atitinkamai cl 0,039 W/(mK); cl 0,036 W/(mK) ir cl 0,033 W/(mK),

kur priedas dėl papildomo medžiagos įdrėkimo atitvaroje 0,001 W/(mK) (vėdinama

atitvara).

5.2.4 pav. Šilumos izoliacinis sluoksnis, kai medinio karkaso

elemento plotis 50 mm, karkaso elementų žingsnis 600 mm

Toliau pateikti skaičiavimų su programa THERM rezultatai su skirtingu šilumos

izoliacinio sluoksnio storiu d ir skirtinga šilumos izoliacine medžiaga.

5.2.2 lentelė. Šilumos izoliacinio sluoksnio, kartu su tvirtinimo konstrukcija iš medinio

karkaso, šiluminės varžos, priklausomai nuo šiluminės izoliacijos storio d, mm, ir šilumos

60050

275

275

d

2

11. Medis, ds 0,18 W/(mK);2. Termoizoliacinė medžiaga:

ds 0,040 W/(mK)ds 0,037 W/(mK)ds 0,034 W/(mK)

15

izoliacinės medžiagos tipo (šilumos laidumo klasės cl), kai medinio intarpo, kertančio

šilumos izoliacinę medžiagą, plotis 50 mm, o medinio karkaso elementų žingsnis 600 mm

Šilumos Šiluminė varža Rs, m2K/W

izoliacinė Šilumos izoliacinio sluoksnio storis d, mm

medžiaga 30 50 75 100 125 150

ds 0,040 W/(mK) 0,64 1,04 1,53 2,02 2,50 2,99

ds 0,037 W/(mK) 0,68 1,10 1,62 2,14 2,65 3,17

ds 0,034 W/(mK) 0,73 1,18 1,73 2,28 2,83 3,37

Toliau pateikti skaičiavimų rezultatai, kai karkaso elementų žingsnis 900 mm.

5.2.5 pav. Šilumos izoliacinis sluoksnis, kai mediniokarkaso elemento plotis 50 mm, karkaso elementų žingsnis 900 mm







medžiaga 30 50 75 100 125 150

ds 0,040 W/(mK) 0,67 1,10 1,63 2,16 2,69 3,21

ds 0,037 W/(mK) 0,72 1,18 1,74 2,30 2,87 3,42

ds 0,034 W/(mK) 0,78 1,27 1,87 2,47 3,06 3,66

Toliau pateikti skaičiavimų rezultatai, kai karkaso elementų žingsnis 1200 mm.

90050

275

275

d

2



120050

275

275

d

2



16

5.2.6 pav. Šilumos izoliacinis sluoksnis, kai mediniokarkaso elemento plotis 50 mm, karkaso elementų žingsnis 1200 mm



izoliacinės medžiagos tipo (šilumos laidumo klasės cl), kai medinio intarpo kertančio šilumos

izoliacinę medžiagą plotis 50 mm, o medinio karkaso elementų žingsnis 1200 mm



medžiaga 30 50 75 100 125 150

ds 0,040 W/(mK) 0,69 1,14 1,69 2,24 2,78 3,33

ds 0,037 W/(mK) 0,77 1,22 1,81 2,39 2,98 3,56

ds 0,034 W/(mK) 0,80 1,31 1,94 2,57 3,20 3,82

Toliau pateikiami analogiški skaičiavimai, kai medinė tvirtinimo konstrukcija yra

priimama ne 50, o 100 mm pločio.

5.2.7 pav. Šilumos izoliacinis sluoksnis, kai medinio karkaso

elemento plotis 100 mm, karkaso elementų žingsnis 600 mm







medžiaga 50 75 100 125 150

ds 0,040 W/(mK) 0,89 1,30 1,70 2,10 2,49

ds 0,037 W/(mK) 0,94 1,36 1,78 2,20 2,61

ds 0,034 W/(mK) 0,99 1,43 1,87 2,30 2,74

600100

275

275

d

2



17

5.2.2. Tvirtinimas naudojant metalinį karkasą

Programa THERM buvo paskaičiuotas šilumos perdavimo koeficientas, kai šilumos

izoliacinę medžiagą (mineralinę vatą) kerta plieniniai profiliai, naudojami sluoksnių, tarp

kurių yra termoizoliacinis sluoksnis, sujungimui. Mineralinės vatos skaičiuojamasis šilumos

laidumo koeficientas priimtas ds =0,037 W/(mK) (vėdinamai konstrukcijai). Šiluminės

izoliacijos storis d priimtas 100 mm, 120 mm, 150 mm. Profilio storis t: 1,0 mm, 1,5 mm, 2,0

mm. Tvirtinimo profilių žingsnis priimtas 600 mm. Plieno šilumos laidumo koeficientas =

50 W/(mK). Skaičiuotas Z tipo profilio panaudojimas (žiūr. 5.2.8 pav. žemiau).

5.2.8 pav. Z tipo profilio matmenys

5.2.6 lentelė. Z tipo profilio matmenys

Profilis Pagrindiniai matmenys, mm

t H A B C

Z100 1,0 100 45,0 39,0 18,0

Z100 1,5 100 46,0 40,0 18,0

Z100 2,0 100 47,0 41,0 18,0

Z120 1,0 120 45,0 39,0 18,0

Z120 1,5 120 46,0 40,0 18,0

Z120 2,0 120 47,0 41,0 18,0

Z150 1,0 150 45,0 39,0 18,0

18

Z150 1,5 150 46,0 40,0 18,0

Z150 2,0 150 47,0 41,0 18,0

Skaičiavimo rezultatai pateikti 5.2.7 lentelėje.

5.2.7 lentelė. Šilumos izoliacinio sluoksnio su Z tipo metaliniais profiliais šiluminės varžos.

Šilumos izoliacinė medžiaga mineralinė vata, kurios cl 0,036 W/(mK), skaičiuojamasis

šilumos laidumo koeficientas (vėdinama konstrukcija) ds 0,037 W/(mK), tvirtinimo

profilių žingsnis 600 mm

Šiluminės izoliacijos

storis

d, mm

Šiluminė varža R, m2K/W,

esant atitinkamam profilio storiui t, mm:

1,0 1,5 2,0

100 1,58 1,42 1,36

150 2,10 1,83 1,72

200 2,59 2,22 2,04

*Esant tarpiniam šilumos izoliacijos sluoksnio storiui, šiluminės varžos vertės nustatomos

interpoliuojant.

Toliau pateikti skaičiavimų rezultatai, kai skaičiavimams priimama tik šilumos

izoliacinę medžiagą kertanti atitinkamo storio metalo juosta, kai tvirtinimo juostos žingsnis

500 mm, šiluminės izoliacijos storis d, 100 mm.

5.2.8 lentelė. Šilumos izoliacinio sluoksnio šiluminės varžos, kai įvertinama

tik šilumos izoliacinę medžiagą kertanti metalo juosta, kai tvirtinimo

juostos žingsnis 500 mm, šiluminės izoliacijos storis d, 100 mm

Juostos storis t, mm

0 1,0 1,2 1,5 2,0

R, m2K/W 2,70 1,94 1,93 1,91 1,88

Toliau pateikti rezultatai, kai skaičiavimams priimama tik šilumos izoliacinę medžiagą

kertanti atitinkamo storio metalo juosta, kai tvirtinimo juostos žingsnis 600 mm, šiluminės

izoliacijos storis d, 100 mm.

5.2.9 lentelė. Šilumos izoliacinio sluoksnio šiluminės varžos, kai įvertinama

tik šilumos izoliacinę medžiagą kertanti metalo juosta, kai tvirtinimo juostų

žingsnis 600 mm, šiluminės izoliacijos storis d, 100 mm

Juostos storis t, mm

0 1,0 1,2 1,5 2,0

R, m2K/W 2,70 2,01 1,99 1,97 1,95

19

Siekiant sumažinti metalinės tvirtinimo konstrukcijos įtaką šilumos izoliacinio

sluoksnio šiluminei varžai, yra gaminami specialūs metaliniai profiliai su kiaurymėmis, kurios

prailgina šilumos kelią per profilio plotį tuo pagerindamos profilio šilumos izoliacines

savybes.

5.2.9 pav. “Termo” profiliai skirti šilumos izoliacinės medžiagos tvirtinimui

5.2.10 pav. Sienos šiltinimo detalė šilumos izoliacinės medžiagos

tvirtinimui naudojant “Termo” profilius

5.2.11 pav. Sienos konstrukcijos su vėdinamu oro tarpu detalė, kai šilumos izoliacinės

medžiagos tvirtinimui naudojamas “Termo” profilis:

20

1 – apdailos plytų mūras; 2 – vėdinamas oro tarpas; 3 – gipso kartono vėjo izoliacinė

plokštė; 4 – šilumos izoliacinis sluoksnis iš mineralinės vatos ir “Termo” profilio tvirtinimo

konstrukcijos; 5 – garo izoliacija; 6 – gipso kartono plokštė; 7 – vidinė apdaila

5.2.10 lentelė. Šilumos izoliacinio sluoksnio su Z tipo “Termo” metaliniais profiliais šiluminės

varžos. Šilumos izoliacinė medžiaga mineralinė vata, kurios cl 0,036 W/(mK),

skaičiuojamasis šilumos laidumo koeficientas (vėdinama konstrukcija) ds 0,037 W/(mK),

tvirtinimo profilių žingsnis 600 mm

Šiluminės

izoliacijos storis

d, mm

Šiluminė varža Rs, m2K/W,

esant atitinkamam profilio storiui t, mm:

1,0 1,5 2,0

100 2,26 2,12 2,03

150 3,14 2,87 2,71

200 3,90 3,50 3,28

*Esant tarpiniam šilumos izoliacijos sluoksnio storiui, šiluminės varžos vertės nustatomos interpoliuojant.

5.2.3. Tvirtinimas naudojant metalinius ryšius

Jeigu atitvaroje šilumos izoliaciniame sluoksnyje yra naudojamos metalinės jungtys,

atitvaros šilumos perdavimo koeficientas U, W/(m2K), yra nustatomas pagal 5.18 formulę,

kurioje metalinių jungčių įtaka įvertinama šilumos perdavimo koeficiento pataisa dėl šilumos

nutekėjimo per metalines jungtis Ufn, W/(m2K).

Šilumos perdavimo koeficiento pataisa dėl papildomo šilumos nutekėjimo per metalines

jungtis Ufn, W/(m2K), paskaičiuojama pagal 5.19 formulę.

Skaičiuodami šilumos perdavimo koeficiento priedą pagal formulę:

Ufn ( fn nfn Afn)/dfn ;

(5.20)

priimame, kad:

– struktūrinis daugiklis 0,5;

– jungties šilumos laidumo koeficientas fn 50, W/(mK) (plienas);

– vienos jungties skerspjūvio plotas Afn 510-5, m2 (8 mm);

– jungčių skaičius viename kvadratiniame metre nfn kinta nuo 4 iki 10;

– skaičiuojamasis jungties ilgis, prilygintas šiltinančio sluoksnio storiui dfn, kuris kinta

nuo 0,05 iki 0,15,m;

Skaičiavimų rezultatai pateikti 5.2.11 lentelėje.

5.2.11 lentelė. Šilumos perdavimo koeficiento priedo Ufn , W/(m2K), reikšmės, kai 0,5;

fn 50 W/(mK); Afn 510-5 m2 (8 mm)

Jungčių skaičius viename kvadratiniame metre nfn

21

Skaičiuojamasis jungties ilgis, prilygintas

šiltinančio sluoksnio storiui dfn, mm

4 6 8 10

50 0,101 0,151 0,201 0,251

100 0,050 0,075 0,101 0,126

150 0,034 0,050 0,067 0,084

Analogiškų skaičiavimų, kai ryšiai iš 6 mm vielos, rezultatai pateikti 5.2.12 lentelėje.


fn 50 W/(mK); Afn 2,810-5 m2 (6 mm)




4 6 8 10

50 0,057 0,085 0,113 0,141

100 0,028 0,042 0,057 0,071

150 0,019 0,028 0,038 0,047

Analogiškų skaičiavimų, kai ryšiai iš 4 mm vielos, rezultatai pateikti 5.2.13 lentelėje.


fn 50 W/(mK); Afn 1,310-5 m2 (4 mm)




4 6 8 10

50 0,025 0,038 0,050 0,063

100 0,013 0,019 0,025 0,031

150 0,008 0,013 0,017 0,021

Ryšiams galima naudoti ir metalines plokšteles. Jų įtaka konstrukcijos šilumos

perdavimo koeficientui bus įvertinama analogiškai, kaip ir vieliniams ryšiams, ir priklausys

nuo atskirų ryšių skerspjūvio ploto Afn, m2, ryšių tankio (kiekio kvadratiniame metre), nfn,

šilumos izoliacinės medžiagos storio dfn, m.

Lentelėje pateiktos šilumos perdavimo koeficiento priedo Ufn , W/(m2K), reikšmės,

kai ryšiams naudojamos plokštelės 18 mm pločio ir 0,8 mm storio.


fn 50,0 W/(mK); Afn 1,4410-5, m2 (180,8 mm)




4 6 8 10

50 0,029 0,043 0,058 0,072

100 0,014 0,022 0,029 0,036

150 0,010 0,014 0,019 0,024

22


interpoliuojant.

Ryšiai gali būti ne vien metaliniai. Šiam tikslui naudojant medžiagas su mažesniu

šilumos perdavimo koeficientu, jų įtaka šilumos perdavimo koeficientui bus mažesnė.

Sekančioje lentelėje pateikti skaičiavimų rezultatai, kai apvaliems ryšiams naudojama

medžiaga, kurios šilumos laidumo koeficientas 1,0 W/(mK).


fn 1,0 W/(mK); Afn 2,810-5 m2 (6 mm)




4 6 8 10

50 0,0011 0,0017 0,0023 0,0028

100 0,0006 0,0008 0,0011 0,0014

150 0,0004 0,0006 0,0008 0,0010


interpoliuojant.

23

Documents

SienŲ Su Oro Tarpais Projektavimas Ir Statyba