Hőátbocsátási tényező (U-érték) számítása rétegrendből

A hőátbocsátási tényező (U-érték) azt mutatja meg, mekkora hőáram halad át egy szerkezet egy négyzetméterén, ha a két oldalán álló levegő között 1 K a hőmérséklet-különbség, állandósult állapotban. Minél kisebb, annál kevesebb hőt enged át a szerkezet. Ez az energetikai számítás első építőköve: belőle lesz a transzmissziós hőveszteség, a fajlagos hőveszteség-tényező, végül a nettó fűtési igény is.

Számold ki a saját rétegrended U-értékét az ingyenes U-érték kalkulátorral. Ez az útmutató azt mutatja be, hogyan születik az eredmény.

Videó: U-érték számítás rétegrenddel, egy téglafal példáján

Szigetelés nélkül 1,51, 15 cm kőzetgyapottal 0,21 W/m²K: az U-érték az eredeti hetede

A videó szövege

Mennyit számít 15 cm kőzetgyapot egy régi téglafalon?

38 cm tömör tégla, szigetelés nélkül: U = 1,51 W/m²K

+ 15 cm kőzetgyapot kívülről

Az U-érték csökken…

U = 0,21 W/m²K: az eredeti hetede

Honnan jön a különbség? A kalkulátor rétegenként kiírja a hőellenállást.

A nagy részét a kőzetgyapot adja.

Próbáld ki a saját faladdal. Az EnerCert U-érték kalkulátora ingyenes, regisztráció nélkül.

• U-érték kalkulátor →
• Az EnerCert funkciói →

Mértékegységek és jelölések

U

hőátbocsátási tényező, W/m²K

R

hővezetési ellenállás, m²K/W

λ

hővezetési tényező, W/mK

d

rétegvastagság, m

R_si, R_se

belső és külső felületi hőátadási ellenállás, m²K/W

Egy 0,24 W/m²K hőátbocsátási tényezőjű falon 20 K hőmérséklet-különbségnél négyzetméterenként 0,24 · 20 = 4,8 W hőáram halad át. Ez a fajlagos szám a szerkezet felületével és a hónap óraszámával szorozva adja a havi transzmissziós veszteség szerkezetre eső részét.

Az alapképlet

A 9/2023-hoz közzétett számítási módszer (1. függelék 4.1. pont) egyszerűsített útja a szabványos, egydimenziós számítást követi. A szerkezet hőátbocsátási tényezője az eredő hővezetési ellenállás reciproka:

A hőáramra merőleges, homogén rétegekből álló szerkezet eredő ellenállása a rétegek és a két felületi hőátadási ellenállás összege:

Egy homogén réteg hővezetési ellenállása a vastagság és a hővezetési tényező hányadosa:

A képlet csak akkor ad pontos eredményt, ha a rétegek valóban homogének, és a hő egy irányban halad át rajtuk. Az inhomogén rétegeket, a légrétegeket és a hőszigetelést átszúró elemeket a módszer külön szabályokkal kezeli, ezeket a következő szakaszok tárgyalják.

Felületi hőátadási ellenállások

Általános esetben, amikor a szerkezet mindkét oldalán levegő van, a módszer 4.1. táblázatának értékei használhatók. A vízszintes hőáramhoz tartozó értékek a vízszintestől 30°-os eltérésig érvényesek, így falaknál a középső oszlop az irányadó.

A hőáram iránya a fűtési helyzetre értendő: egy padlásfödémen felfelé, egy pince feletti födémen lefelé áramlik a hő. Fűtött és fűtetlen teret elválasztó szerkezetnél (például pincefödémnél vagy lépcsőházi falnál) a módszer szerint mindkét oldalon R_si értéket kell számolni. Nem sík, alacsony emissziós tényezőjű felületnél és különleges peremfeltételeknél az MSZ EN ISO 6946 szerinti értékek kellenek.

Honnan származzon a hővezetési tényező?

A módszer szerint az anyagjellemzők tervezési értékét a termék minősítő irata alapján és az MSZ EN ISO 10456 szabvány szerint kell felvenni. A gyártói adatlapon általában a deklarált hővezetési tényező szerepel, laboratóriumi körülményekre. Ha a beépítési körülmények ettől eltérnek (például nedvességtartalom vagy hőmérséklet miatt), a szabvány korrekciós tényezőivel ebből tervezési értéket kell képezni.

Meglévő szerkezetnél, ha megbízható termékadat nincs, az MSZ 24140 szabvány mellékleteiben található anyagjellemzők használhatók. Az 1992 előtt épült házgyári panelos falakra a módszer 2. függeléke kész átlagos U-értékeket ad az utólagos hőszigetelés függvényében; ezek az elemen belüli hőhidakat tartalmazzák, a csatlakozásiakat nem.

Légrétegek

Zárt légréteg hővezetési ellenállását a módszer 4.2. táblázata adja a vastagság és a hőáram iránya szerint. Függőleges, 25 mm-es zárt légrétegnél például 0,18 m²K/W, és a táblázat szerint a vastagabb függőleges légréteg sem ad ennél többet. A 0,3 m-nél vastagabb légréteg nem vehető be az U-értékbe, ott a hőáramokat a hőegyensúlyból kell számítani.

A kiszellőztetés mértéke döntő. Intenzíven kiszellőztetett légrétegnél (a szellőzőnyílások függőleges rétegnél méterenként legalább 1500 mm²-t tesznek ki) a légréteget és az azon kívül lévő rétegeket, például egy átszellőztetett homlokzat burkolatát, el kell hagyni, és a külső oldalon is belső oldali hőátadási ellenállással lehet számolni. Kismértékben kiszellőztetett légrétegnél a módszer a zárt és az intenzíven kiszellőztetett eset között interpolál.

Inhomogén rétegek

Ha egy rétegben több anyag váltakozik (szarufák a tetőtéri hőszigetelésben, vázoszlopok egy könnyűszerkezetes falban), a réteg hőhidat tartalmaz. Az egyszerűsített módszer az MSZ EN ISO 6946 szerint az eredő ellenállás felső és alsó határértékének számtani közepét veszi:

A felső határértéket a szerkezetet szeletekre bontva, párhuzamos hőáramokat feltételezve, az alsót a rétegenként súlyozott egyenértékű hővezetési tényezőből kapjuk. Ez az eljárás nem használható, ha a felső és alsó határ aránya 1,5-nél nagyobb, és a hőszigetelést átszúró fém kötőelemekre sem; ezeknél részletes számítás, illetve a lenti korrekció kell.

Korrekciók: légüregek, rögzítőelemek, fordított tető

A módszer 4.1.6. pontja szerint a számított U₀ értéket a következő esetekben korrekciós taggal kell növelni:

• Légüregek: ΔU_légüreg = ΔU″ · (R₁ / R_tot)², ahol R₁ a légüreget tartalmazó réteg ellenállása. Általános esetben az 1. szintű ΔU″ = 0,01 W/m²K-t kell alkalmazni; 0,04 W/m²K, ha a hézagokon át a hőszigetelés meleg és hideg oldala között szabad légáramlás alakulhat ki. Nem kell korrekció, ha a hőszigetelés egynél több rétegben, eltolt illesztéssel készül.
• Mechanikai rögzítőelemek: a hőszigetelést átszúró dübelek, pálcák, konzolok hatása a (4.13) képlettel számítható. Nem kell korrekció, ha a rögzítőelem hővezetési tényezője 1 W/mK alatti, tehát a műanyag szegű dübeleknél általában nem.
• Fordított tető: a hőszigetelés alá beszivárgó csapadék hatását akkor kell figyelembe venni, ha a vízszigetelés feletti hőszigetelés egyrétegű, tompa illesztésű, és felette jó vízáteresztő réteg (például kavics) van.

Ha a korrekciók összege kisebb, mint a számított U-érték 3%-a, elhanyagolható. Egyrétegű homlokzati hőszigetelésnél a légüreg-korrekció ezt a küszöböt jellemzően meghaladja, ahogy a lenti példa is mutatja.

Nyílászárók és talajjal érintkező szerkezetek

Nyílászárónál nem a rétegrendből számolunk. Az elemi követelmény a teljes szerkezet hőátbocsátási tényezőjére vonatkozik, amely a keretet, az üvegezést és a távtartót együtt tartalmazza; ezt a gyártó megadja, vagy a módszer 4.3. pontja szerint az üvegezés és a keret U-értékéből, valamint a keret-üveg csatlakozás ψ-értékéből lehet összerakni. Az üvegezés önmagában vett U_g értéke nem azonos az ablakéval.

Talajjal érintkező padlónál és falnál a talaj hatását is tartalmazó egyenértékű hőátbocsátási tényezővel kell számolni (a módszer 4.4. pontja, részletes úton MSZ EN ISO 13370), a padló és a fal csatlakozásának vonalmenti hőhídjával együtt. A padlószerkezet rétegrendjéből számolt U-érték itt csak egy bemenet.

Gyakori hibák

• Rossz irányú R_si: padlásfödémre 0,17 kerül 0,10 helyett, vagy pince feletti födémre fordítva.
• Fűtetlen tér felé R_se = 0,04 marad a kétoldali R_si helyett.
• A deklarált λ tervezési értékké alakítás nélkül kerül a számításba.
• Egy átszellőztetett homlokzat burkolata vagy a mögötte lévő légrés hőellenállásként szerepel.
• A légüreg-korrekció kimarad egyrétegű hőszigetelésnél.
• A szarufák közötti hőszigetelés homogén rétegként szerepel, a faanyag aránya nélkül.
• Az ablaknál az üvegezés U_g értéke kerül be a teljes nyílászáró U_w értéke helyett.
• Az elemen belüli és a csatlakozási hőhidak összekeverednek: ami az átlagos U-értékben már benne van, azt a hőhídszámításban nem szabad még egyszer felszámolni, és fordítva.

Hogyan folytatódik a számítás?

Az átlagos U-érték a szerkezetenkénti követelmény ellenőrzésének alapja (a határértékeket a 9/2023 követelményeiről szóló cikk sorolja fel). A számítás következő lépése a csatlakozási hőhidak figyelembevétele, majd a felületekkel szorzott értékekből a fajlagos hőveszteség-tényező.

A fenti lépéseket egy konkrét rétegrenden az U-érték kalkulátorral próbálhatod ki: rétegenként mutatja az R értékeket, kezeli a zárt és a kismértékben szellőztetett légréteget, és összeveti az eredményt a szerkezettípus követelményével.