WYBRANE PARAMETRY CIEPLNE PODŁÓG I POSADZEK
advertisement
Budownictwo o zoptymalizowanym potencjale energetycznym Adam UJMA Politechnika Częstochowska WYBRANE PARAMETRY CIEPLNE PODŁÓG I POSADZEK The article presents parameters characterizing the heat transfer through the floor and the thermal activity of floors. Analysis of the thermal activity of different structures of floors was performed. WPROWADZENIE Właściwości cieplne podłóg i ich wierzchniej warstwy - posadzek - można rozpatrywać w dwojakim kontekście, jednym jest proces przenikania ciepła przez te konstrukcje i związane z nim m.in. straty ciepła z pomieszczenia, a drugim - procesy cieplne związane z odczuciami cieplnymi użytkowników pomieszczeń, w tym aktywność pod względem ciepłochłonności wymienionych konstrukcji. O ile pierwszemu z tych procesów i związanym z nim właściwościom poświęca się stosunkowo dużo uwagi w literaturze omawiającej zagadnienia fizyki budowli i charakterystyki energetycznej budynków, o tyle w przypadku drugiego procesu uwaga ta jest marginalna. Ma to niewątpliwie związek z objęciem problemu izolacyjności cieplnej i właściwości energetycznych budynku i jego komponentów w formę odpowiednich punktów konkretnych wytycznych technicznych budowlanych. Przepisy te z kolei nie regulują właściwości konstrukcji pod względem odczuć cieplnych czy komfortu cieplnego użytkowników. Na wstępie należałoby uściślić, co należy rozumieć pod pojęciem podłogi, a co pod określeniem posadzki. Podłoga jest przegrodą budowlaną poziomą składającą się z reguły z kilku warstw, pełniących różne funkcje, wśród których mogą znaleźć się warstwy: podkładowa, wyrównawcza, izolacyjna (z izolacją cieplną i/lub akustyczną) oraz powłoki: wodochronna, parochronna. Cały ten układ warstwowy umieszczony jest na warstwie konstrukcyjnej lub wkomponowanych w układ nośny, jak to jest np. w przypadku podłóg na legarach, gdzie izolacja cieplna czy akustyczna może wypełniać przestrzenie między belkami. Elementem konstrukcyjnym w podłogach na gruncie będzie płyta położona na gruncie lub warstwie podbudowy, natomiast w podłogach nad pomieszczeniami lub przestrzeniami powietrznymi, strop. Nieodłącznym elementem podłogi jest warstwa lub powłoka wykończeniowa od strony pomieszczenia, która określana jest jako posadzka. Potocznie terminem podłoga często nazywana jest posadzka. Wybrane parametry cieplne podłóg i posadzek 365 W przypadku procesów przenikania ciepła wpływ na to zjawisko mają wszystkie warstwy podłogi, natomiast na procesy aktywności cieplnej wpływ mogą mieć jedna, a czasami dwie lub trzy warstwy podłogi, licząc od góry. Przy czym największy wpływ ma zawsze warstwa pierwsza, wierzchnia. Stąd dla czytelności prezentowanych zagadnień, w przypadku przenikania ciepła odnoszone to jest do właściwości podłogi wraz z jej konstrukcją nośną, a w przypadku ciepłochłonności mowa jest o właściwościach posadzki (pomimo tego, iż, jak wcześniej stwierdzono, czasami na aktywność cieplną posadzki mają wpływ również warstwy podłogi leżące pod posadzką). 1. PODSTAWOWE PARAMETRY CHARAKTERYZUJĄCE PRZENIKANIE CIEPŁA PRZEZ PODŁOGI Podstawowym parametrem charakteryzującym izolacyjność cieplną przegród budowlanych, w tym i podłogi wraz z jej warstwą konstrukcyjną, jest współczynnik przenikania ciepła U w W/(m2K). O wartości tego współczynnika i związanych z nim stratach ciepła przez daną przegrodę decydują przede wszystkim opory cieplne poszczególnych warstw i opory przejmowania ciepła na powierzchniach przegrody. W przypadku podłogi na gruncie dodatkowo na wartość współczynnika U wpływa opór cieplny warstwy gruntu, w szczególności w strefie krawędziowej podłogi, a w konstrukcjach stopów nad przejazdami, podcieniami itp., opór cieplny warstwy izolacji cieplnej montowanej od spodu takiego stropu. Zgodnie z aktualnymi przepisami budowlanymi [1], wymagany poziom izolacyjności cieplnej analizowanych konstrukcji kształtuje się od 0,25 do 1,50 W/(m2K) (tab. 1). W przypadku stropów nad piwnicami, podłóg na gruncie itp., w budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej, w rozporządzeniu podana jest tylko jedna wartość współczynnika Umax, niezależna od temperatury obliczeniowej powietrza ti. Przez analogię do wymagań podanych dla stropów nad przejazdami, dla stropów nad piwnicami, podłóg na gruncie itp. przypisano wymaganą wartość Umax dla podobnych zakresów temperatury powietrza w pomieszczeniach. Zgodnie z rozporządzeniem [1], przy projektowaniu przegród należy również uwzględniać inny wymóg odnoszący się do właściwości termoizolacyjnych. Otóż w budynku mieszkalnym, budynku zamieszkania zbiorowego, budynku użyteczności publicznej, a także budynku produkcyjnym, magazynowym i gospodarczym, na obwodzie podłogi na gruncie w ogrzewanym pomieszczeniu, tj. w miejscu połączenia ze ścianą zewnętrzną, powinna być umieszczona warstwa izolacji cieplnej o oporze cieplnym nie mniejszym niż 2,0 m2 K/W. W rozporządzeniu brak jest danych mówiących, jakiej szerokości powinien być wspomniany pas izolacji cieplnej. Biorąc pod uwagę wytyczne poprzedniej normy cieplnej, można przyjąć szerokość pasa izolacji, umieszczonego poziomo w podłodze lub w pionie na ścianie fundamentowej czy piwnicznej, nie mniejszą niż 1 m. Opory cieplne warstw przegrody i współczynniki przenikania ciepła przegród stykających się z powietrzem wyznaczać należy według metodologii opisanej w nor- 366 A. Ujma mie PN-EN ISO 6946:2008 Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania. Natomiast współczynniki przenikania ciepła przegród stykających się z gruntem, metodą szczegółową należy wyznaczać według normy PN-EN ISO 13370:Właściwości cieplne budynków. Wymiana ciepła przez grunt. Metody obliczania. Tabela 1. Zestawienie dopuszczalnej maksymalnej wartości współczynnika przenikania ciepła Umax dla przegród z podłogą według [1], w zależności od temperatury obliczeniowej powietrza w pomieszczeniach ti lub różnicy temperatury między pomieszczeniami ∆ti Strop nad piwnicą (kondygnacją podziemną) nieogrzewaną, strop nad zamkniętą przestrzenią podpodłogową, podłoga na gruncie Strop nad przejazdem Rodzaj budynku ti > 16°C 8 < ti ≤ 16°C ∆ti ≤ 8°C ti > 16°C 8 < ti ≤ 16°C ∆ti ≤ 8°C W/(m2 K) W/(m2 K) Mieszkalny, zamieszkania zbiorowego 0,25 0,50 – 0,45 – Użyteczności publicznej 0,25 0,50 – 0,45 – Produkcyjny, magazynowy, gospodarczy 0,25 0,50 0,70 0,80 1,20 1,50 Współczynnik przenikania ciepła służy nie tylko do wyznaczania strat ciepła przez przegrodę budowlaną, ale pozwala również określić wartość temperatury powierzchni przegrody. Temperatura powierzchniowa wpływa w tym przypadku na wartość temperatury odczuwalnej, uwzględniającej pomimo temperatury powietrza temperaturę powierzchni otaczających pomieszczenie, określającej odczucia cieplne użytkowników pomieszczeń. Niższa temperatura powierzchni przegród to konieczność podniesienia temperatury powietrza w celu uzyskania warunków komfortowych dla użytkowników. I odwrotnie wyższa temperatura powierzchni to możliwość obniżenia temperatury powietrza w pomieszczeniu, bez pogorszenia odczuć cieplnych i dodatkowo efekt oszczędnościowy w postaci zmniejszenia ilości energii niezbędnej do ogrzewania pomieszczenia. Od wartości temperatury na powierzchni przegrody, przy uwzględnieniu wilgotności powietrza, zależy to, czy wystąpią na niej warunki sprzyjające rozwojowi pleśni lub kondensacji powierzchniowej, wyrażone współczynnikiem temperaturowym fRsi . Warunek ten sprawdzany jest według metodologii zawartej w normie PN-EN ISO 13788:2003 Cieplno-wilgotnościowe właściwości komponentów budowlanych i elementów budynku. Temperatura powierzchni wewnętrznej konieczna do uniknięcia krytycznej wilgotności powierzchni i kondensacji międzywarstwowej. Metody obliczania. Charakter zmiany temperatury powierzchni stropu nad przejazdem od strony pomieszczenia, czyli faktycznie temperatury posadzki znajdującej się na tym stropie, od temperatury powietrza na zewnątrz budynku, przy temperaturze powietrza Wybrane parametry cieplne podłóg i posadzek 367 w pomieszczeniu równej 20°C i różnych wartościach współczynnika przenikania ciepła stropu, ilustruje wykres na rysunku 1. Widać na nim wyraźnie, że wraz ze wzrostem wartości współczynnika przenikania ciepła spada wartość temperatury na powierzchni posadzki. W najchłodniejszym okresie (temperatura zewnętrzna –20°C), przy obniżeniu współczynnika U z 0,15 do 0,70 W/(m2K), temperatura na powierzchni spada z 19,0 do 15,2°C. Również wraz ze zmniejszeniem wartości współczynnika przenikania ciepła różnica między temperaturą uzyskiwaną na powierzchni posadzki, przy temperaturze powietrza równej –20°C÷10°C, dla rozpatrywanego zakresu współczynnika przenikania ciepła przegrody zmniejsza się z 3,6 K do wartości 0,8 K. Rys. 1. Charakter zmiany temperatury powierzchni posadzki na stropie nad przejazdem w zależności od temperatury powietrza zewnętrznego dla konstrukcji o różnej wartości współczynnika przenikania ciepła Niższe wartości temperatury występują w strefach narożnych, m.in. w narożu przy podłodze. Dla tych miejsc czasami przyjmuje się opór przejmowania ciepła równy nie 0,17 W/(m2K), a 0,35 W/(m2 K). Co skutkuje w przypadku analizowanych wariantów przegród uzyskiwaniem temperatur w tych obszarach na poziomie od 10,2 do 17,6°C przy θe = –20°C i od 17,9 do 19,5 przy θe = 10°C. Są to temperatury bardzo niskie, które niejednokrotnie grożą rozwojem pleśni lub kondensacją powierzchniową. 2. PODSTAWOWE PARAMETRY CHARAKTERYZUJĄCE AKTYWNOŚĆ CIEPLNĄ POSADZKI Aktywność cieplna przegrody budowlanej związana jest ze zjawiskiem pochłaniania i oddawania ciepła, przebiegającym w warunkach dynamicznych oddziały- 368 A. Ujma wań cieplnych na konstrukcje budowlane. Jednym z tych procesów jest wzajemne oddziaływania konstrukcji podłogi, w szczególności posadzki na stopę człowieka i związane z tym jego odczucia cieplne. Zagadnieniu temu poświęca się stosunkowo niewiele uwagi w literaturze technicznej, chociaż proces ten w istotnej mierze wpływa na odczucia związane z komfortem użytkowania pomieszczeń. Ciepłochłonność posadzek, charakteryzująca zdolność konstrukcji do przyswajania ciepła przez stopy człowieka, uzależniona jest od konstrukcji, a w szczególności rodzaju materiału zastosowanego na warstwę wierzchnią podłóg. O aktywności cieplnej przegrody budowlanej, w tym posadzki, decydują przede wszystkim zastosowane w niej materiały, a w szczególności następujące parametry fizyczne tychże materiałów: ciepło właściwe cp , współczynnik przewodności cieplnej λ, współczynnik wyrównywania temperatury a, współczynnik przyswajania ciepła s24 . Współczynnik wyrównywania temperatury a wyraża prędkość, z jaką dochodzi do wyrównywania się temperatury w rozpatrywanym materiale. Wykorzystywany jest więc m.in. przy analizowaniu nieustalonych procesów cieplnych przebiegających w konstrukcjach poddawanych zmiennym w czasie oddziaływaniom termicznym. Przy wyższych wartościach współczynnika a, podczas nagrzewania czy też ostygania ciała, w różnych jego punktach szybciej następuje zrównanie się temperatur (czy też ustabilizowanie warunków termicznych). Szczególnie korzystnie pod tym względem zachowuje się drewno. Charakteryzuje się ono kilkakrotnie niższą wartością współczynnika a niż wiele innych materiałów budowlanych, w szczególności konstrukcyjnych, co w decydującym stopniu wpływa na bardzo dobrą stateczność cieplną konstrukcji drewnianych. Właściwość ta ulega nieznacznemu pogorszeniu jedynie w miejscach, gdzie dochodzi do przewodzenia ciepła wzdłuż włókien materiału drewnianego na skutek przyrostu wartości współczynnika przewodzenia ciepła. Wartość współczynnika wyrównywania temperatury drewna maleje również wraz ze wzrostem jego wilgotności. Współczynnik przyswajania ciepła s24 jest innym parametrem wykorzystywanym przy analizowaniu nieustalonych warunków cieplnych występujących w konstrukcjach budowlanych. Charakteryzuje on zdolność materiału do pochłaniania ciepła przy wahaniach temperatury na powierzchni materiału. W tym przypadku przy wzroście wartości współczynnika s24 wzrasta intensywność tego procesu. Innym parametrem związanym ze zjawiskiem przyswajania ciepła jest współczynnik ciepłochłonności b, wyrażany w W /(m2 K), lub ciepłochłonności (aktywności cieplnej posadzki) B w W s1/2/(m2 K). Stosowane one są m.in. przy ocenie zdolności górnej warstwy podłóg do odbioru ciepła z ludzkiej stopy. Podłogi, w szczególności wykonane z drewna, charakteryzują się bardzo korzystnymi właściwościami związanymi z przyswajaniem ciepła, ze względu na to, że współczynnik aktywności cieplnej drewna jest jednym z najniższych dla grupy materiałów wykorzystywanych w tym komponencie budowlanym. Dla drewna sosnowego kształtuje się on w przedziale 450÷480 W s1/2/(m2 K) przy przepływie ciepła poprzecznie do włókien i 700÷730 W s1/2/(m2 K) przy przepływie ciepła wzdłuż włókien. 369 Wybrane parametry cieplne podłóg i posadzek Natomiast dla drewna dębowego jest większy, w przedziale 600÷680 W s1/2/(m2 K) przy przepływie ciepła poprzecznie do włókien i 800÷900 W s1/2/(m2 K) przy przepływie ciepła wzdłuż włókien. Posadzki drewniane zalicza się z reguły do grupy podłóg ciepłych, to jest takich, na których po chwilowym odczuciu chłodu przy zetknięciu stopy z jej powierzchnią następuje stopniowy wzrost temperatury w miejscu kontaktu stopy z podłogą. Podłogi wykończone posadzkami drewnianymi lub z płyt korkowych wymieniane są jako te, które pozwalają na uzyskanie optymalnej komfortowej temperatury powierzchniowej, dla odczuć związanych z kontaktem bosą stopą z taką powierzchnią, znacznie niższej od większości innych podłogowych materiałów wykończeniowych [2]. W literaturze opisującej właściwości konstrukcji podłóg i posadzek znaleźć można dane dotyczące wymagań lub zaleceń związanych z ciepłochłonnością posadzek (tab. 2 [3], tab. 3 [4]). W poradniku [5] podana jest jeszcze inna klasyfikacja posadzek pod względem aktywności cieplnej (odczuć cieplnych), wyrażona współczynnikiem ciepłochłonności B, W s1/2/(m2 K). Odpowiednim zakresom wartości aktywności cieplnej odpowiada rodzaj odczucia cieplnego: do 350 - ciepło; (350÷700) wystarczająco; (700÷1400) - zbyt chłodno; powyżej 1400 - zimno. Tabela 2. Wymagania w zakresie ciepłochłonności posadzek wg [3] Typ budynku, sposób wykorzystania pomieszczeń Współczynnik ciepłochłonności posadzki b W/(m2 K) I Budynki mieszkalne, szpitale, przychodnie zdrowia, sanatoria, domy dziecka, domy opieki społecznej, żłobki, przedszkola, szkoły itp. ≤ 12 II Budynki użyteczności publicznej niewymienione w pkt. 1, powierzchnie w pomieszczeniach ogrzewanych obiektów handlowych, przemysłowych itp. ze stałymi miejscami pracy i wykonywanymi pracami lekkimi ≤ 14 Powierzchnie w pomieszczeniach ogrzewanych obiektów handlowych, III przemysłowych ze stałymi miejscami pracy i wykonywanymi pracami o średnim stopniu wysiłku fizycznego ≤ 17 Założenia i metodologię wyznaczania współczynnika ciepłochłonności posadzki b, W/(m2 K), oraz wyniki jego obliczeń dla różnych rozwiązań materiałowych z zastosowaniem drewna na posadzce przytoczono w opracowaniu [6]. Metodologię wyznaczania ciepłochłonności posadzki, wyrażonej parametrem B, można znaleźć w opracowaniu [4]. Pierwszym krokiem procedury obliczeniowej (według wytycznych [4]) jest wyznaczenie głębokości oddziaływania cieplnego konstrukcji podłogi na stykającą się z nią stopę. Z reguły rozpatrywane są trzy możliwe przypadki podłóg i posadzek: 370 A. Ujma 1. Podłoga jednowarstwowa, dla której spełniony będzie warunek d1 > 42,4 a1 gdzie: d1 - grubość pierwszej warstwy, m; a1 - współczynnik wyrównywania temperatury materiału pierwszej warstwy podłogi, m2/s; wówczas współczynnik ciepłochłonności B = B1 = λ1 cp1 ρ1 2. Podłoga dwuwarstwowa, dla której nie jest spełniony warunek jak dla podłogi jednowarstwowej, ale zostaje spełniony warunek d12 d2 + 2 ≥ 3,0 a1τ a2 τ to na aktywność cieplną podłogi wpływają warstwy pierwsza i druga, wówczas współczynnik ciepłochłonności B d2 B = B1 (1 + K1,2 ); K1, 2 = f 2 , 1 B1 a1τ 3. Podłoga trójwarstwowa, dla której nie jest spełniony warunek jak dla podłogi dwuwarstwowej, czyli d12 d2 + 2 < 3,0 a1τ a2 τ wówczas współczynnik ciepłochłonności B = B1 (1 + K1, 2,3 ) B d2 K1, 2,3 = f 2,3 , 1 B1 a1τ ; B2,3 = B2 (1 + K 2,3 ); K 2,3 = B d2 f 3 , 2 B2 a2τ We wszystkich wypisanych wyżej zależnościach: K1,2, K1,2,3 - bezwymiarowe współczynniki określające wpływ warstwy drugiej na aktywność cieplną warstwy pierwszej; oraz wpływ warstwy drugiej i trzeciej na aktywność cieplną warstwy pierwszej; wartości odczytywane z tablic, wg [4]; B1 = λ1 cp1 ρ1 , B 2 = λ2 cp2 ρ 2 - współczynniki ciepłochłonności materiału pierwszej i drugiej warstwy podłogi, Ws1/2/(m2 K); τ - obliczeniowy czas kontaktu stopy z podłogą, równy 720 s. 371 Wybrane parametry cieplne podłóg i posadzek Tabela 3. Wymagania w zakresie ciepłochłonności podłóg przy założeniu minimum 10-minutowego kontaktu stopy z podłogą wg [4] Typ budynku, pomieszczeń Spadek temperatury stopy w okresie Współczynnik 10-minutowego ciepłochłonności kontaktu z podłogą B ∆t10 K W s1/2/(m2 K) < 3,8 ≤ 348 Budynki mieszkalne, pokoje, kuchnie. Szkoły, pracownie, sale gimnastyczne. Przychodnie zdrowia, pracownie 2 zabiegowe. Szpitale, sale chorych, pracownie zabiegowe. Inne: pokoje i pracownie biurowe, pokoje hotelowe, kina, sale koncertowe, restauracje itp. 3,81÷5,50 348÷585 Budynki mieszkalne, przedpokoje, holle. Szkoły, korytarze. Przychodnie zdrowia i szpitale, poczekalnie 3 Inne: korytarze z poczekalniami w różnych obiektach, magazyny ze stała obsługą, muzea, sale wystawowe, sale taneczne, sklepy spożywcze itp. 5,51÷6,00 585÷845 > 6,90 > 845 Budynki użyteczności publicznej, pomieszczenia podwyższonych wymaganiach sanitarno-higienicznych; np. pokoje w żłobkach, przedszkolach, w szpitalach sale 1 operacyjne i opieki intensywnej, pokoje w domach dziecka, opieki społecznej itp. Budynki mieszkalne, łazienki 4 Inne, niewymienione w pkt. 1-3, bez wymagań 3. OCENA AKTYWNOŚCI CIEPLNEJ RÓŻNYCH RODZAJÓW POSADZEK Do analizy aktywności cieplnej posadzek przeprowadzonej według zaprezentowanej metodologii przyjęto dziesięć różnych rodzajów drewna (tab. 4) z parametrami fizycznymi zaczerpniętymi z publikacji [7-9]. W tabeli 4 zamieszczone zostały również parametry techniczne płytek ceramicznych, płyt marmurowych i innych materiałów zastosowanych w warstwach leżących pod posadzką. Dla posadzek drewnianych przyjęto, że ułożone są one na podkładzie betonowym o grubości 5 cm. Przyjęty do obliczeń przedział grubości warstwy drewnianej kształtował się od 5 do 30 mm. Grubość paneli drewnianych kształtuje się od 6 do 14 mm, płytek ceramicznych od 6 do 30 mm, a płyt marmurowych od 15 do 45 mm. Wyniki obliczeń współczynnika ciepłochłonności B posadzek drewnianych zamieszczono na rysunku 2. Pomimo linii z wartościami współczynnika B dla różnych gatunków drewna zamieszczono również linię graniczną: Bmax1 = 348 Ws1/2/(m2 K) dla posadzek w pomieszczeniach zaliczanych do pierwszej grupy o najwyższych wymaganiach cieplnych, Bmax2 = 585 Ws1/2/(m2 K), Bmax3 = 845 Ws1/2/(m2 K) dla podłóg w pomieszczeniach drugiej i trzeciej grupy (tab. 3). 372 A. Ujma Tabela 4. Rodzaje drewna i innych materiałów oraz ich parametry fizyczne przyjęte do obliczeń Rodzaj drewna lub inny materiał posadzki Przewodność Gęstość cieplna objętościowa Ciepło właściwe Współczynnik Współczynnik przyswajania aktywności ciepła cieplnej ρ λ cp s24 B kg/m3 W/(m K) J/(kg K) W/(m2 K) W s1/2/(m2 K) 1 Buk 720 0,16 4,33 509,1 2 Brzoza 640 0,19 4,19 493,2 3 Dąb 680 0,19 4,32 508,3 4 Jesion 710 0,17 4,18 491,3 5 Jodła 440 0,12 2,76 325,0 6 Klon 650 0,16 3,88 456,1 7 Modrzew 580 0,15 3,55 417,1 8 Sosna 510 0,13 3,10 364,1 9 Świerk 460 0,12 2,82 332,3 10 Topola 440 0,13 2,87 338,2 11 Beton 1800 1,15 1000 12,23 1438,8 2000 12 Marmur 2000 2,5 1000 12,23 2236,1 13 Płytki ceramiczne 2300 1,3 840 13,47 1584,4 14 Panele drewniane 700 0,18 2000 4,27 502,0 15 Pianka PE 375 0,35 2300 4,00 470,5 Rys. 2. Charakter zmiany współczynnika ciepłochłonności B posadzki drewnianej w zależności od grubości warstwy drewna Wybrane parametry cieplne podłóg i posadzek 373 Z obliczeń wynika, iż ciepłochłonność posadzek wraz ze wzrostem grubości spada, co świadczy o słabnącej aktywności cieplnej tej konstrukcji. To znaczy, że wraz ze wzrostem grubości warstwy drewnianej poprawiają się właściwości związane z przyswajaniem ciepła ze stopy człowieka przez konstrukcję podłogi. Z wykresu widać również wyraźnie, iż aktywność cieplna konstrukcji posadzki drewnianej stabilizuje się na poziomie około 18 mm. Przy większych wartościach grubości warstwy drewnianej współczynnik ciepłochłonności utrzymuje się na stałym poziomie dla wszystkich rodzajów drewna. Wynik ten nieco odbiega od uzyskanego w obliczeniach zamieszczonych w opracowaniu [6], gdzie stwierdzono, że współczynnik ciepłochłonności b, W/(m2 K), przyjmuje stałą wartość przy grubości warstwy drewnianej posadzki na poziomie od 20 do 22 mm. Najkorzystniejsze pod względem ciepłochłonności okazały się posadzki wykonane z drewna jodły, świerku, topoli, bardzo blisko tym rodzajom drewna sytuuje się również drewno świerka. Posadzki z tych rodzajów drewna ułożone na podkładzie betonowym przy grubościach powyżej 16 mm spełniają wymagania odnoszone dla pierwszej grupy pomieszczeń. Inne rodzaje drewna pozwalają spełnić wymagania dla pomieszczeń z drugiej grupy, przy grubościach warstwy drewnianej powyżej 10÷14 mm. Właściwości cieplne podłóg drewnianych porównano z parametrami, jakie uzyskują podłogi wykończone innymi materiałami (tab. 4), w tym: płytami marmurowymi i płytkami ceramicznymi, ułożonymi na warstwie betonowej, oraz panelami drewnianymi ułożonymi na piance polietylenowej i warstwie betonowej. Porównanie ciepłochłonności analizowanych konstrukcji posadzek zaprezentowano na rysunkach 3 i 4. Rys. 3. Charakter zmiany współczynnika ciepłochlonności b posadzek o różnej konstrukcji w zależności od grubości warstwy wierzchniej 374 A. Ujma Rys. 4. Charakter zmiany współczynnika ciepłochlonności B posadzek o różnej konstrukcji w zależności od grubości warstwy wierzchniej Z przebiegu linii b i B wynika, iż w konstrukcjach ciężkich posadzek wykończonych kamieniem naturalnym lub płytami ceramicznymi, w odróżnieniu od konstrukcji drewnianych, następuje pogorszenie właściwości związanych z ciepłochłonnością. Wraz ze wzrostem grubości wierzchniej warstwy wykończeniowej aktywność cieplna takich posadzek rośnie, przy czym aktywniejsza w tym zakresie jest konstrukcja posadzki z płyt marmurowych. Konstrukcje te można zaliczyć do spełniających wymagania tylko w pomieszczeniach klasy czwartej (tab. 3). Korzystnie natomiast wypadła posadzka wykonana z paneli drewnianych ułożonych na piance polietylenowej o grubości 5 mm i warstwie betonowej o grubości 4 cm. Współczynniki b i B takiej posadzki okazały się niższe, co wskazuje na mniejsze zdolności do przyswajania ciepła niż dla posadzki wykonanej w postaci parkietu z drewna dębowego. WNIOSKI 1. Spośród parametrów charakteryzujących podłogi i posadzki można wyodrębnić dwie grupy, jedną związaną z procesami przenikania ciepła i stratami ciepła, drugą związaną z właściwościami ciepłochłonnymi. 2. Wraz ze wzrostem izolacyjności cieplnej radykalnie wzrasta wartość temperatury na powierzchni posadzek. Ma to istotne znaczenie w kształtowaniu się temperatury odczuwalnej i warunków zabezpieczających przed ryzykiem rozwoju pleśni i kondensacji powierzchniowej pary wodnej. 3. Z porównanie aktywności cieplnej posadzek wykonanych z różnego rodzaju drewna wynikają pewne różnice pozwalające wskazać rodzaje drewna bardziej i mniej aktywne w tym zakresie. Wybrane parametry cieplne podłóg i posadzek 375 4. Charakterystyczne okazuje się występowanie pewnej granicznej grubości warstwy drewnianej posadzki, podobnej dla różnych gatunków drewna, powyżej której właściwości związane z ciepłochłonnością stabilizują się. 5. Najkorzystniej pod względem analizowanej właściwości wypadają posadzki wykonane z gatunków drewna, które powszechnie nie jest wykorzystywane na posadzki, tj. drewna pozyskanego z jodły, świerka, topoli, sosny. Najmniej korzystnie wypadają z kolei posadzki wykonane z powszechnie stosowanego w tych konstrukcjach drewna dębowego czy bukowego. 6. W posadzkach wykończonych kamieniem naturalnym lub płytami ceramicznymi, w odróżnieniu od konstrukcji drewnianych, następuje pogorszenie właściwości związanych z ciepłochłonnością wraz ze wzrostem grubości warstwy wykończeniowej. 7. Posadzka wykonana z paneli drewnianych ułożonych na piance polietylenowej i warstwie betonowej uzyskała współczynniki b i B korzystniejsze niż posadzka w postaci parkietu z drewna dębowego. LITERATURA [1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, DzU 201/2008, poz. 1238. [2] Budownictwo ogólne, T.2, Fizyka budowli, pod kierunkiem P. Klemma, Arkady, Warszawa 2007. [3] Jeremkin A.I., Korolewa T.I., Teplowoj reżim zdanij, Izdalelstwo Associacji Stroitelnych Wuzow, Moskwa 2000. [4] Řehánek J., Tepelná akumulacje budov, Informačni centrum ČKAIT, Praha 2002. [5] Fizyka budowli (podstawy), http://www.muratorplus.pl/technika/izolacje/podstawy-fizyki-budowli_59136.html [6] Ujma A., Ciepłochłonność posadzek drewnianych, Izolacje 2009, 14, 9. [7] Pióro P., Układanie parkietów na posadzkach z ogrzewaniem podłogowym. http://www/lakiery.pl/parkiet na ogrzewaniu podłogowym,p,38.html [8] Kozakiewicz P., Fizyka drewna w teorii i zadaniach, Wydawnictwo SGGW, Warszawa 2006. [9] The Encyclopedia of Wood. Forest Products Laboratory, US Dept of Agriculture, Forest Products Laboratory, Skyhorse Publishing Inc., 2007.
