Liniowe i punktowe współczynniki przenikania ciepła ψ i χ
Współczynnik przenikania ciepła ψ i χ opisuje moc strat ciepła powstających w wyniku mostka cieplnego. Rozróżnia się liniowy mostek cieplny (np. przyłączenie balkonu) i punktowy mostek cieplny (np. kotwa w ścianie lub stropodachu przebijająca warstwę izolacji cieplnej).
Liniowy współczynnik przenikania ciepła ψ charakteryzuje dodatkowe straty ciepła w miejscu występowania liniowego mostka cieplnego, odniesione do metra bieżącego tego mostka. Punktowy współczynnik przenikania ciepła χ charakteryzuje odpowiednio dodatkową stratę ciepła przez punktowy mostek cieplny.
Wartość współczynnika ψ zależy od konstrukcji, wymiarów oraz wartości U przyłączonych elementów budowlanych, ponieważ konstrukcje elementów i sposób ich połączenia wpływają na warunki przenikania ciepła. Z tego względu zmienia się wartość współczynnika ψ, gdy zmienia się konstrukcja przegród sąsiadujących z mostkiem cieplnym, nawet wówczas, gdy mostek cieplny pozostaje niezmieniony.
Na rysunku 15 zilustrowano graficznie wpływ liniowego mostka cieplnego, wyrażony wartością współczynnika ψ dla płyty balkonowej, która w sposób ciągły przechodzi przez ścianę. Ta dodatkowa strata ciepła przez płytę balkonową ma wpływ na sąsiadującą z płytą ścianę zewnętrzną. W praktyce oznacza to, że na skutek odpływania ciepła przez płytę balkonową schładza się także ściana nad i pod mostkiem cieplnym. Na strzałkach, znajdujących się na rysunku z prawej strony widać, jaką drogą przepływa strumień ciepła. Podczas gdy w ścianach bez elementów zakłócających występuje jedynie poziomy strumień ciepła (pokazany na niebiesko), strumień ciepła w mostkach cieplnych jest trójwymiarowy (zaprezentowany na żółto). Z powyższego wynika, dlaczego obliczanie wartości współczynnika ψ jest bardziej skomplikowane niż wartości współczynnika U.
Z tego powodu do obliczania dwu i trójwymiarowego przepływu ciepła absolutnie konieczne jest posiadanie stosownego programu obliczeniowego. Normatywną podstawą jest tutaj PN-EN ISO 10211. W normie tej uregulowane zostały warunki brzegowe dla obliczania liniowych i punktowych współczynników przenikania ciepła.
Aby obliczyć liniowy współczynnik przenikania ciepła ψ należy od wartości współczynnika sprzężenia cieplnego L2D odjąć straty ciepła uwzględnione współczynnikiem przenikania ciepła U.
Wyciąg z PN EN ISO 10211:
9.2 Obliczenia liniowych i punktowych współczynników przenikania ciepła
Wartości współczynnika ψ są określane w oparciu o:
Przy czym:
- L2D to współczynnik sprzężenia cieplnego z obliczenia dwuwymiarowego elementu na połączeniu dwóch przegród zewnętrznych;
- Uj współczynnik przenikania ciepła jednowymiarowego elementu budowlanego j (przegrody zewnętrznej);
- Ij długość, dla której obowiązuje wartość Uj.
Wartości χ są wyznaczane według wzoru:
Przy czym:
- L3D współczynnik sprzężenia cieplnego z wyliczeń 3-D;
- Ui współczynnik przenikania ciepła jednowymiarowego elementu budowlanego (przegrody zewnętrznej);
- Ai powierzchnia przegrody, na której obowiązuje wartość Ui;
- ψi liniowy współczynnik przenikania ciepła liniowego mostka cieplnego na długości;
- Ij długość, na której obowiązuje wartość ψi;
- Nj ilość dwuwymiarowych elementów budowlanych;
- Ni ilość jednowymiarowych elementów budowlanych.
Liniowy współczynnik przenikania ciepła (Definicja z PN EN ISO 10211):
Gęstość strumienia ciepła w stanie ustalonym podzielona przez długość i przez różnicę temperatury między środowiskami po obu stronach mostka cieplnego.
Punktowy współczynnik przenikania ciepła (Definicja z PN EN ISO 10211):
Wielkość strumienia ciepła w stanie ustalonym podzielona przez różnicę temperatury między środowiskami po obu stronach mostka cieplnego.
