ایجاد پلهای حرارتی در ساختمان دلایل مختلفی دارد، که مهمترین آنها عبارت است از:
– وجود قطعات یا اجزایی، با ضریب هدایت حرارت زیاد، در پوسته خارجی ساختمان که به صورت موضعی یا گسترده از داخل به خارج جدار ادامه می یابند، مانند پروفیل های فولادی در دیوارها و سقفها؛
– تغییر ضخامت موضعی مصالح، خصوصاً عایق های حرارتی، که در بخشهایی از پوسته خارجی سبب کاهش مقاومت حرارتی میگردد؛
– تداوم نداشتن بعضی لایه ها، خصوصاً عایق های حرارتی، در محل های اتصال پوسته خارجی به جدارهای داخلی (کف طبقات، تیغه های داخلی،…).
پل های حرارتی موجب می گردند انتقال حرارت از پوسته خارجی به میزان قابل توجهی افزایش یابد. در برخی ساختمان ها، این افزایش می تواند حدود 40 درصد از کل انتقال حرارت ساختمان را شامل شود. از دیگر تبعات پل های حرارتی، ایجاد یا تشدید میعان سطحی در اوقات سرد سال است. محاسبه پلهای حرارتی را میتوان با استفاده از استاندارد EN ISO 10211-1 انجام داد.
در این پیوست، مقادیر مربوط به ضرایب انتقال حرارت پلهای حرارتی متداول، که در طراحی عایقکاری حرارتی ساختمان به روش کارکردی استفاده می شود، آمده است.۱ در صورت طراحی به روش تجویزی، نیاز به محاسبه پلهای حرارتی نیست، زیرا اثر پلها در مقادیر مقاومت حرارتی ارائه شده منظور شده است.
۱. در روش کارکردی، برای محاسبه ضریب انتقال حرارت مرجع، تنها انتقال حرارت از پل حرارتی کف روی خاک منظور می شود. اما در محاسبه ضریب انتقال حرارت طرح باید اثر پلهای حرارتی با استفاده از مقادیر این پیوست محاسبه گردد
در محاسبه ضریب انتقال حرارت طرح، در روش کارکردی، دو امکان برای در نظر گرفتن انتقال حرارت ناشی از پلهای حرارتی وجود دارد:
– عایقکاری حرارتی یکپارچه و بدون انقطاع در محل تقاطع جدارها: در این حالت اگر مقادیر اجزای پوسته خارجی ساختمان با توجه به ابعاد خارجی محاسبه گردد، پلهای حرارتی قابل چشم پوشی خواهند بود. اما اگر در محاسبه مقادیر اجزای پوسته خارجی ابعاد داخلی ساختمان ملاک بوده باشد، فقط لازم است ضریب انتقال حرارت سطحی جدارهای متقاطع ایجادکننده پل حرارتی به میزان 10 درصد افزایش یابد.
– عایقکاری حرارتی غیریکپارچه در محل اتصال برخی جدارها: در این حالت لازم است پل های حرارتی، بسته به مورد، با استفاده از روش ها و مقادیر ارائه شده در این پیوست محاسبه شوند. البته در این حالت نیز، برای تسریع و ساده سازی محاسبات، میتوان به جای محاسبه پلهای حرارتی، ضرایب انتقال حرارت سطحی اجزای مورد نظر پوسته خارجی را در مقادیر تعیین شده در یک ردیف از جدول ۳۲ ضرب کرد.
جدول ۳۲- ضرایب افزایشی معادل اثر پلهای حرارتی، بر اساس ضریب انتقال حرارت سطحی جدارهای پوسته خارجی
|
ضریب انتقال حرارت [W.m2.K] |
ضریب افزایش |
|
کمتر از 0.29 |
3.50 |
|
بین 0.30 و 0.39 |
2.93 |
|
بین 0.40 و 0.49 |
2.45 |
|
بین 0.50 و 0.69 |
2.16 |
|
بین 0.70 و 0.99 |
1.83 |
|
بین 1.00 و 1.49 |
1.58 |
|
بین 1.50 و 1.99 |
1.39 |
|
بین 2.00 و 2.49 |
1.29 |
|
بیش از 2.50 |
1.23 |
پ ۱۱-۱ گونه های مختلف پلهای حرارتی
پل حرارتی، به طور کلی، دو گونه است:
۱- پل حرارتی خطی، یا دو بعدی، که با ضریب انتقال حرارت خطی Y به واحد [W/m.K] تعریف می شود. برای مثال، اتصال یک دیوار خارجی با عایق از داخل به کف طبقات. در این حالت، انتقال حرارت از این پلها برابر حاصل ضرب ضریب انتقال حرارت خطی و طول پل حرارتی است.
۲- پل حرارتی موضعی، یا سه بعدی، که با ضریب انتقال حرارت نقطه ای c به واحد [W/K] تعریف میشود. برای مثال، اتصال کف طبقه به دو دیوار متعامد پوسته خارجی.
پ ۱۱-۲ روند محاسبات عددی
محاسبات را می توان با مدلسازی پلهای حرارتی به روش عناصر محدود، یا تفاضل محدود، انجام داد. لازم است انطباق نرم افزار مورد استفاده با انتظارات تعیین شده مطابق با پیوست A استانداردEN ISO 10211-1 کنترل شود.
پ ۱۱-۳ ضرایب انتقال حرارت پلهای حرارتی متداول
در این بخش، ضرایب انتقال حرارت پل های حرارتی متداول آمده است. چنانچه پلهای حرارتی مورد نظر با شرایط تعیین شده در این بخش انطباق کامل نداشته باشند، ضروری است محاسبات عددی طبق بند پ ۱۱-۲ صورت پذیرد.
پ ۱۱-۳-۱ کفهای زیرین مجاور خاک
پ ۱۱-۳-۱-۱ کف روی خاک بدون عایق حرارتی
در مواردی که دیوار و کف ساختمان فاقد هر گونه عایق حرارتی است، ضرایب انتقال حرارت خطی، در محل اتصال دیوار به کف روی خاک، برحسب اختلاف ارتفاع بین کفسازی داخل و محوطه سازی خارج از ساختمان (Z)، با استفاده از جدول ۳۳ تعیین میگردد.
شکل ۱۰- حالات مختلف اختلاف تراز کف داخلی و محوطه ساختمان
جدول ۳۳- ضرایب انتقال حرارت خطی در محل اتصال دیوار به کف روی خاک
|
Z به متر |
ψبه [W.m.K] |
|
کمتر از -6.00 |
0 |
|
از 6.00- تا 4.05- |
0.20 |
|
از 4.00- تا 2.55- |
0.40 |
|
از 2.50- تا 1.85- |
0.60 |
|
از 1.80- تا 1.25- |
0.80 |
|
از 1.20- تا 0.75- |
1.00 |
|
از 0.70- تا 0.45- |
1.20 |
|
از 0.40- تا 0.25- |
1.40 |
|
از 0.20- تا 0.20+ |
1.75 |
|
از 0.25+ تا 0.40+ |
2.10 |
|
از 0.45+ تا 1.00+ |
2.35 |
|
از 1.05+ تا 1.50+ |
2.55 |
پ ۱۱-۳-۱-۲ کف روی خاک با عایق حرارتی
برای کاهش انتقال حرارت از کف روی خاک، می توان در زیر تمام سطح کف، یا به صورت پیرامونی زیر کف، یا به صورت ادامه عایق حرارتی دیوار، عایقکاری حرارتی را اجرا کرد. در هر کدام از این حالات، بسته به نحوه عایقکاری در محل تلاقی کف و دیوار، سه حالت در نظر گرفته میشود: قطع شده، کاهش یافته و یکسره.
عایق حرارتی قطع شده
در مواردی که، در محل تلاقی کف و دیوار، عایقکاری حرارتی به صورت منقطع اجرا میگردد (مانند نمونه های شکل ۱۱)، جدول ۳۴ ضریب انتقال حرارت خطی مربوط به اتصال کف را، با توجه به پارامترهایی، از جمله اختلاف ارتفاع کف سازی داخل و محوطه z، عرض عایق حرارتی ۱، و مقاومت حرارتی آن r، داده است.
شکل ۱۱- حالتهای مختلف عایقکاری حرارتی کف روی خاک به صورت قطع شده در محل تلاقی دیوار و کف
جدول ۳۴- ضریب انتقال حرارت خطی Ѱ بر حسب [W.m.K] در عایقکاری قطع شده
|
|
Z (متر) |
عرض عایق (متر) |
مقاومت حرارتی عایق (m2.K.W) |
||||||
|
0.20 تا 0.35 |
0.40 تا 0.55 |
0.60 تا 0.75 |
0.80 تا 1.00 |
1.05 تا 1.50 |
1.55 تا 2.00 |
2.05 تا 3.00 |
|||
|
عایق حرارتی پیرامونی (عمودی یا افقی)
|
از 1.20- تا 0.75- |
0.25 تا 1.00 |
0.95 |
0.95 |
0.90 |
0.90 |
0.90 |
0.90 |
0.85 |
|
از 0.70- تا0.45- |
0.25 تا 1.00 |
1.15 |
1.10 |
1.10 |
1.10 |
1.05 |
1.05 |
1.05 |
|
|
از 0.40- تا0.25- |
0.25 تا 0.40 |
1.30 |
1.25 |
1.25 |
1.25 |
1.20 |
1.20 |
1.15 |
|
|
0.45 تا 1.00 |
1.25 |
1.25 |
1.20 |
1.15 |
1.15 |
1.10 |
1.05 |
||
|
از 0.20- تا 0.20+ |
0.25 تا 0.40 |
1.60 |
1.55 |
1.50 |
1.50 |
1.45 |
1.45 |
1.40 |
|
|
0.45 تا 1.00 |
1.55 |
1.50 |
1.45 |
1.40 |
1.35 |
1.30 |
1.30 |
||
|
از 0.25+ تا0.40+ |
0.25 تا 0.30 |
1.90 |
1.85 |
1.80 |
1.75 |
1.70 |
1.70 |
1.65 |
|
|
0.35 تا 0.45 |
1.85 |
1.80 |
1.75 |
1.70 |
1.65 |
1.60 |
1.55 |
||
|
0.50 تا 0.65 |
1.85 |
1.75 |
1.65 |
1.60 |
1.55 |
1.50 |
1.45 |
||
|
0.70 تا 1.00 |
1.80 |
1.75 |
1.60 |
1.55 |
1.45 |
1.40 |
1.35 |
||
|
از +0.45 تا+1.00
|
0.25 تا 0.30 |
2.10 |
2.05 |
2.00 |
2.00 |
1.95 |
1.90 |
1.90 |
|
|
0.35 تا 0.45 |
2.10 |
2.00 |
1.95 |
1.90 |
1.85 |
1.80 |
1.80 |
||
|
0.50 تا 0.65 |
2.05 |
1.95 |
1.85 |
1.80 |
1.75 |
1.70 |
1.65 |
||
|
0.70 تا 1.00 |
2.00 |
1.90 |
1.80 |
1.70 |
1.65 |
1.55 |
1.50 |
||
|
از 1.05+ تا1.50+ |
0.25 تا 0.30 |
2.35 |
2.30 |
2.25 |
2.20 |
2.20 |
2.15 |
2.10 |
|
|
0.35 تا 0.45 |
2.30 |
2.25 |
2.15 |
2.15 |
2.10 |
2.05 |
2.00 |
||
|
0.50 تا 0.65 |
2.25 |
2.15 |
2.10 |
2.05 |
1.95 |
1.90 |
1.85 |
||
|
0.70 تا 1.00 |
2.20 |
2.10 |
2.00 |
1.95 |
1.85 |
1.80 |
1.70 |
||
|
1.05 تا 1.50 |
2.15 |
2.00 |
1.90 |
1.80 |
1.70 |
1.60 |
1.50 |
||
|
عایق حرارتی سرتاسری زیر تمام سطح کف
|
کمتر از 6.00- |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
از 6.00- تا 4.05- |
|
0.20 |
0.15 |
0.15 |
0.15 |
0.15 |
0.15 |
0.15 |
|
|
از 4.00- تا 2.55- |
|
0.40 |
0.35 |
0.35 |
0.35 |
0.35 |
0.30 |
0.30 |
|
|
از 2.50- تا 1.85- |
|
0.55 |
0.55 |
0.50 |
0.50 |
0.45 |
0.45 |
0.40 |
|
|
از 1.80-تا1.25 |
|
0.70 |
0.70 |
0.65 |
0.60 |
0.60 |
0.55 |
0.45 |
|
|
از -1.20 تا-0.75 |
|
0.90 |
0.85 |
0.80 |
0.75 |
0.70 |
0.65 |
0.55 |
|
|
از 0.70- تا0.45- |
|
1.05 |
1.00 |
0.95 |
0.90 |
0.80 |
0.75 |
0.65 |
|
|
از 0.40- تا0.25- |
|
1.20 |
1.10 |
1.05 |
1.00 |
0.90 |
0.80 |
0.70 |
|
|
از 0.20- تا0.20+ |
|
1.45 |
1.35 |
1.25 |
1.15 |
1.05 |
0.95 |
0.85 |
|
|
از 0.25+ تا0.40+ |
|
1.70 |
1.55 |
1.45 |
1.30 |
1.20 |
1.05 |
0.95 |
|
|
از 0.45+ تا1.00+ |
|
1.90 |
1.70 |
1.55 |
1.45 |
1.30 |
1.15 |
1.00 |
|
|
از 1.05+ تا1.50+ |
|
2.05 |
1.85 |
1.70 |
1.55 |
1.40 |
1.25 |
1.10 |
|
عایق حرارتی کاهش یافته
در برخی موارد، عایقکاری دیوار در محل تلاقی با کف، با ضخامت کمتر و با حفظ ضخامت اصلی دیوار، در بخش زیر کف اجرا می شود. البته در هیچ نقطه ای مقاومت حرارتی عایق حرارتی نباید کمتر از [m2. K/W] 0.20 باشد. در این شرایط، ضریب انتقال حرارت خطی با استفاده از مقادیر جدول ۳۴ و با کسر مقادیر جدول ۳۵ به دست می آید.
شکل ۱۲- حالات مختلف عایقکاری حرارتی کف روی خاک به صورت کاهش یافته
جدول ۳۵- مقادیر کاهش Ѱ در حالت عایق حرارتی کاهش یافته
|
z (متر) |
کاهش [W.m.K] Ѱ |
|
کمتر از یا مساوی با 0.45- |
0.00 |
|
بین 0.40- و 0.25- |
0.05 |
|
بیشتر از یا مساوی با 0.20- |
0.10 |
عایق حرارتی یکسره
در صورت ادامه یافتن عایق حرارتی از خارج، تا روی شالوده، ضریب انتقال حرارت خطی، بسته به مقاومت عایق حرارتی و اختلاف تراز داخل و خارج، با استفاده از مقادیر جدول ۳۴ و کسر مقادیر ارائه شده در جدول ۳۶، به دست می آید.
شکل ۱۳- عایقکاری حرارتی دیوار از خارج تا روی پی
جدول ۳۶- مقادیر کاهش Ѱ در حالت عایق حرارتی یکسره [W.m.K]
پ ۱۱-۳-۲ دیوارهای مجاور خاک
ضرایب انتقال حرارت خطی ψ دیوار مجاور خاک، بسته به عمق زیرزمین و ضریب انتقال حرارت سطحی دیوار، با استفاده از جدول ۳۷، تعیین میگردد.
جدول ۳۷- ضرایب انتقال حرارت خطی Ѱ دیوارهای مجاور خاک [W.(m.K)]
|
Z [m] |
ضریب انتقال حرارت سطحی دیوار [W.(m2.K)] |
||||||||||
|
0.40 تا 0.49 |
0.50 تا 0.64 |
0.65 تا 0.79 |
0.80 تا 0.99 |
1.00 تا 1.19 |
1.20 تا 1.49 |
1.50 تا 1.79 |
1.80 تا 2.19 |
2.20 تا 2.59 |
2.60 تا 3.09 |
3.10 تا 3.70 |
|
|
کمتر از 6.00- |
1.40 |
1.65 |
1.85 |
2.05 |
2.25 |
2.45 |
2.65 |
2.80 |
3.00 |
3.20 |
3.40 |
|
از6.00- تا 5.05- |
1.30 |
1.50 |
1.70 |
1.90 |
2.05 |
2.25 |
2.45 |
2.65 |
2.85 |
3.00 |
3.20 |
|
از .5.00- تا .4.05- |
1.15 |
1.35 |
1.50 |
1.65 |
1.90 |
2.05 |
2.25 |
2.45 |
2.65 |
2.80 |
3.00 |
|
از .4.00- تا .3.05- |
1.00 |
1.15 |
1.30 |
1.45 |
1.65 |
1.85 |
2.00 |
2.20 |
2.35 |
2.55 |
2.70 |
|
از 3.00- تا .2.55- |
1.85 |
1.00 |
1.15 |
1.30 |
1.45 |
1.65 |
1.80 |
2.00 |
2.15 |
2.30 |
2.50 |
|
از 2.50-تا 2.05- |
0.70 |
0.85 |
1.00 |
1.15 |
1.30 |
1.45 |
1.65 |
1.80 |
1.95 |
2.10 |
2.30 |
|
از 2.00- تا 1.5- |
0.60 |
0.70 |
0.85 |
1.00 |
1.10 |
1.25 |
1.40 |
1.55 |
1.75 |
1.90 |
2.05 |
|
از 1.50- تا 1.05- |
0.45 |
0.55 |
0.65 |
0.75 |
0.90 |
1.00 |
1.15 |
1.30 |
1.45 |
1.60 |
1.75 |
|
از 1.00- تا 0.75- |
0.35 |
0.40 |
0.50 |
0.60 |
0.65 |
0.80 |
0.90 |
1.05 |
1.15 |
1.30 |
1.40 |
|
از 0.70- تا 0.45- |
0.20 |
0.30 |
0.35 |
0.40 |
0.50 |
0.55 |
0.65 |
0.75 |
0.85 |
0.95 |
1.10 |
|
از 0.40- تا 0.25- |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
0.30 |
0.35 |
0.40 |
0.45 |
0.55 |
0.60 |
0.70 |
|
از 0.20- تا 0.00 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
پ ۱۱-۳-۳ اتصالات متداول کفهای مجاور خارج یا فضای کنترل نشده اتصال کف با عایق از خارج با دیوار بتنی دارای عایق از داخل
ضرایب انتقال حرارت خطی ψ اتصال دیوار بتنی با عایق از داخل به کف با عایق از خارج بستگی به ضخامت کف e1 و ضخامت دیوار e2 دارد و با مقادیر جدول ۳۸ تعیین میگردد.
جدول ۳۸- ضرایب انتقال حرارت خطی Ѱ اتصال دیوار بتنی با عایق از داخل به کف زیرین با عایق از خارج [W.(m.K)]
|
e1 (cm) e2 (cm) |
15.0 |
17.5 |
20.0 |
22.5 |
25.0 |
27.5 |
30.0 |
|
15 تا 19 |
0.24 |
0.26 |
0.28 |
0.31 |
0.34 |
0.36 |
0.39 |
|
20 تا 25 |
0.22 |
0.25 |
0.27 |
0.29 |
0.31 |
0.34 |
0.36 |
اتصال کف با عایق از خارج با دیوار بنایی دارای عایق از داخل
ضرایب انتقال حرارت خطی ψ اتصال دیوار بتنی با عایق از داخل به کف با عایق از خارج به ضخامت کف e1 و ضخامت دیوار e2 بستگی دارد و با مقادیر جدول ۳۹ تعیین میگردد.
جدول ۳۹- ضرایب انتقال حرارت خطی Ѱ اتصال دیوار بنایی با عایق از داخل به کف زیرین با عایق از خارج [W.(m.K)]
|
e1 (cm) e2 (cm) |
15.0 |
17.5 |
20.0 |
22.5 |
25.0 |
27.5 |
30.0 |
|
15 تا 19 |
0.21 |
0.23 |
0.25 |
0.28 |
0.31 |
0.33 |
0.36 |
|
20 تا 25 |
0.19 |
0.22 |
0.24 |
0.26 |
0.28 |
0.31 |
0.33 |
اتصال کف با عایق از داخل با دیوار داخلی
ضرایب انتقال حرارت خطی ψ اتصال دیوار بتنی داخلی به کف با عایق از داخل به ضخامت کف e1 و ضخامت دیوار e2 بستگی دارد و با مقادیر جدول 40 تعیین میگردد.
جدول ۴۰- ضرایب انتقال حرارت خطی Ѱ اتصال دیوار داخلی به کف زیرین با عایق از داخل [W.(m.K)]
|
e1 (cm) e2 (cm) |
15.0 |
17.5 |
20.0 |
22.5 |
25.0 |
27.5 |
30.0 |
|
15 تا 19 |
0.24 |
0.28 |
0.32 |
0.35 |
0.38 |
0.42 |
0.45 |
|
20 تا 25 |
0.22 |
0.26 |
0.30 |
0.26 |
0.28 |
0.31 |
0.33 |
پ ۱۱-۳-۴ اتصالات متداول سقفهای میانی
ضرایب انتقال حرارت خطیY اتصال سقف های بین طبقات به دیوارهای خارجی با عایق از داخل به ضخامت سقف e1 و ضخامت دیوار e2 بستگی دارد و با مقادیر جدول ۴۰تعیین میگردد.
پ ۱۱-۳-۵ اتصالات متداول بامها و دیوار
ضرایب انتقال حرارت خطی اتصال بامهای تخت و دیوار، چنانچه عایق حرارتی دیوار و بام به یکدیگر متصل نگردد (مانند حالات مشخص شده در شکل ۱۴)، بسته به ضخامت سقف e1 و ضخامت دیوار e2، با مقادیر جدول ۴۰ تعیین میگردد. در صورتی که دیوار و سقف از داخل و به صورت یکپارچه عایقکاری حرارتی گردد، در محل اتصال بام و دیوار، پل حرارتی وجود نخواهد داشت.
شکل ۱۴- برخی حالتهای عایقکاری حرارتی دیوار و بام که موجب ایجاد پل حرارتی میشوند.
پ ۱۱-۳-۶ اتصال دیوارهای داخلی و خارجی
ضرایب انتقال حرارت خطی ψ اتصال دیوارهای داخلی و دیوارهای خارجی با عایق از داخل به ضخامت دیوار داخلی e1 و ضخامت دیوار خارجی e2 بستگی دارد. این ضرایب با مقادیر جدول ۴۱ تعیین میگردد.
جدول ۴۱- ضرایب انتقال حرارت خطی Ѱ اتصال دیوار داخلی به دیوار خارجی با عایق از داخل [W.(m.K)]
|
e1 (cm) e2 (cm) |
10.0 |
12.5 |
15.0 |
17.5 |
20.0 |
22.5 |
25.0 |
|
15 تا 19 |
0.20 |
0.24 |
0.28 |
0.32 |
0.36 |
0.39 |
0.42 |
|
20 تا 25 |
0.19 |
0.23 |
0.27 |
0.30 |
0.34 |
0.37 |
0.40 |
پ ۱۱-۳-۷ اتصالات بین بازشوها و جدارهای غیر نورگذر
بازشوهای همباد داخل در دیوارهای بدون عایق حرارتی یا با عایق همگن
ضرایب انتقال حرارت خطی Ψ اتصال بازشوهای همباد داخل به جدارهای غیرنورگذر (دیوارهای خارجی) به ضخامت جدار e بستگی دارد و با مقادیر جدول ۴۲ تعیین میگردد.
جدول ۴۲- ضرایب انتقال حرارت خطی Ѱ اتصال بازشوها به جدارهای خارجی غیرنورگذر [W.(m.K)]
|
ضریب انتقال حرارت دیوار
e (cm) |
0.40 تا 0.60 |
0.65 تا 0.85 |
0.90 تا 1.10 |
1.15 تا 1.35 |
1.40 تا 1.60 |
1.65 تا 1.85 |
1.90 تا 2.10 |
|
20 تا 24 |
0.07 |
0.08 |
0.10 |
0.11 |
0.12 |
0.12 |
0.13 |
|
25 تا 29 |
0.08 |
0.10 |
0.12 |
0.13 |
0.14 |
0.15 |
0.16 |
|
30 تا 34 |
0.09 |
0.12 |
0.14 |
0.16 |
0.17 |
0.18 |
0.19 |
|
35 تا 40 |
0.10 |
0.14 |
0.16 |
0.18 |
0.19 |
0.20 |
0.21 |
بازشوهای همباد با عایق حرارتی دیوار
ضرایب انتقال حرارت خطی Ψ اتصال بازشوهای همباد با عایق حرارتی دیوار خارجی (به ضخامت جدار (e برابر صفر در نظر گرفته میشود.
