Součinitel prostupu tepla a tepelný odpor - výpočty a vztahy

Norma stanoví požadavky na zajištění kvalitního životního prostředí v interiéru, životnost konstrukcí, ale především na energetickou náročnost pro samotný provoz budovy. K tomu slouží několik výpočtů a normových hodnot, které udávají dovolená minima či maxima vlastností. 

Součinitel prostupu tepla

Tato hodnota nám určuje celkovou výměnu tepla mezi prostory oddělenými od sebe určitou stavební konstrukcí. Čím je hodnota menší, tím lepší jsou tepelně izolační vlastnosti konstrukce. Označuje se velkým písmenem „U“ a jednotku má watt na metr čtvereční krát kelvin [W/m²K].

Jeho výpočet se pak provede z celkového tepelného odporu a vypadá následovně: U=1/(R_i + R + R_e), z čehož musí být U < U_N, což je normou stanovený součinitel pro danou konstrukci.

Vzájemný vztah součinitele prostupu tepla U a tepelného odporu R:

U=1/(R_i + R + R_e)

R=1/U – (R_i + R_e)

Tepelný odpor 

Souhrnná jednotka metr čtvereční krát kelvin na watt [m²K/W].

·        konstrukce

Vyjadřuje tepelně izolační vlastnosti konstrukce a označuje se velkým písmenem „R“.

Výpočet se provede pomocí tloušťky (v metrech) jednotlivých materiálů a jejich součinitelů tepelné vodivosti:  R=d/l. U vícevrstvých konstrukcí použijeme tento vzorec pro každý materiál, který se v nich vyskytuje, a výsledné odpory na závěr sečteme pro dosažení výsledku.

·        celkový

Vyjadřuje konečný tepelný odpor konstrukce při přestupu tepla se započítáním odporu v interiéru a exteriéru.

R_i….odpor při přestupu tepla na vnitřní straně – interiéru,  R_i=1/a_i

R_e…odpor při přestupu tepla na vnější straně – exteriéru,  R_e=1/a_e

Hodnoty obou znaků „a“ jsou dány nornou ČSN v závislosti na druhu ročního období a poloze stavební konstrukce.

Celkový odpor se poté vypočítá součtem všech odporů.  R_T=R_i+R+R_e

Výpočet tepelného odporu podle prostupu tepla

 
Podle směru prostupu tepla konstrukcí rozlišujeme vedení jednorozměrné, týká se prostupu tepla v ploše, např. obvodovou zdí. Dále vedení dvourozměrné, k němu dochází v místě styku dvou dělících konstrukcí. A konečně vedení třírozměrné, ke kterému dochází v rozích, tedy styku tří dělících konstrukcí.

• Pro konstrukci, ve které lze uvažovat jednorozměrné šíření tepla, se tepelný odpor stanoví ze vztahu
  R = Σ R_j + Σ R_cv,j

 
          Kde R_j je tepelný odpor j-té hmotné vrstvy konstrukce a R_cv,j je tepelný odpor j-té uzavřené 
          vzduchové vrstvy

• Pro konstrukci, ve které nelze uvažovat jednorozměrné šíření tepla, se odpor přibližně stanoví ze vztahu
  R = ( 2 ·  R_I + R_II)/3

    Kde R_I je tepelný odpor konstrukce z vrstev kolmých na tepelný tok a R_II je tepelný

    odpor konstrukce z výseků rovnoběžných s tepelným tokem

¨      Tepelný odpor konstrukce z vrstev kolmých na tepelný tok R_I se stanoví ze vztahu R_I = Σ 
   d_j/λ_j

  Kde d_j je tloušťka j-té vrstvy a λ_j součinitel tepelné vodivosti j-té vrstvy

¨      Tepelný odpor konstrukce z výseků rovnoběžných s tepelným tokem R_II se stanoví ze 
  vztahu R_II = Σ A_j/ Σ (A_j/ R_j)

  Kde A_j je plocha výseku konstrukce stanoveného tak, aby v něm byly vrstvy pouze za sebou 
  a R_j je tepelný odpor konstrukce výseku o ploše A_j pro jednorozměrné šíření tepla

 

Návrat zpět