Download - Épületszerkezetek energiatudatos fejlesztése az építészeti és épületfizikai tervezés határfelületén
-
Csanaky Judit Emlia
pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse
az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
Doktori rtekezs
Tmavezet:
Dr. Koppny Attila
egyetemi tanr
Szchenyi Istvn Egyetem, Mszaki Tudomnyi Kar
ptszeti s pletszerkezettani Tanszk
Multidiszciplinris Mszaki Tudomnyi Doktori Iskola
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
2 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
Tartalomjegyzk
1 KIVONAT .......................................................................................................................... 8
1.1 A tmavlaszts indoklsa .......................................................................................... 8
1.2 Az rtekezs clja ....................................................................................................... 8
1.3 Kutatsi mdszerek s felttelezsek ......................................................................... 9
1.3.1 Vgeselemes szimulci ...................................................................................... 9
1.3.2 Fggvnykzelts .............................................................................................. 11
1.3.3 Trinformatikai megoldsok alkalmazsa .......................................................... 15
Krigels (statisztikai mdszer) ...................................................................................... 15
1.3.4 Neurlis hlzatok alkalmazsa ......................................................................... 18
Radil Bzis Fggvny hlzat ..................................................................................... 18
1.4 Az rtekezs j tudomnyos eredmnyei (tzisek) .................................................. 20
1.4.1 Tzis elkszt megllaptsok ......................................................................... 20
1.4.1.1 I. Megllapts ............................................................................................. 20
1.4.1.2 II. Megllapts ........................................................................................... 20
1.4.1.3 III. Megllapts .......................................................................................... 20
1.4.2 Els tzis ............................................................................................................ 21
1.4.3 Msodik tzis(csoport) ....................................................................................... 21
1.4.3.1 2/a. Tzispont .............................................................................................. 21
1.4.3.2 2/b. Tzispont .............................................................................................. 22
1.4.4 Harmadik tzis .................................................................................................... 22
1.4.5 Negyedik tzis .................................................................................................... 23
1.5 A tudomnyos eredmnyek hasznostsi lehetsgei s a jvbeni kutatsi feladatok
24
1.5.1 A tudomnyos eredmnyek s mdszerek gyakorlati alkalmazsa.................... 24
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
3 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
1.5.2 A tudomnyos eredmnyek hasznostsi lehetsgei az pletszerkezeti
csompontok tervezsnl ................................................................................................ 24
1.5.3 A tudomnyos eredmnyek hasznostsi lehetsgei az pletenergetikai
szmtsok eredmnyeinek pontostsnl ....................................................................... 25
2 A HHD FOGALMA ..................................................................................................... 26
2.1 A hhd ltalnos defincija .................................................................................... 26
2.2 A hhidak alaptpusai [5] ......................................................................................... 26
2.2.1 Geometriai hhidak ............................................................................................ 26
2.2.2 Szerkezeti hhidak ............................................................................................. 27
2.2.3 Peridikusan ismtld hhidak ........................................................................ 27
2.2.4 Konvektv hhidak ............................................................................................. 28
3 AZ PLETFIZIKAI GONDOLKODS FEJLDSE MAGYARORSZGON ........ 30
3.1 A spontn, tapasztalati alap htechnikai tervezs .............................................. 30
3.2 A tudatos htechnikai szablyozs kezdeti lpsei .................................................. 31
3.3 A ktelez rvny hazai htechnikai szablyozsok (szabvnyok) ....................... 33
3.3.1 Az MSZ-04-140/2:1979. Szabvny elrsai ..................................................... 33
3.3.2 Az MSZ-04-140/2:1985. Szabvny elrsai ..................................................... 36
3.3.2.1 A egytthat szmtsa ltalnos szerkezeti hhd esetn ................... 36
3.3.2.2 A egytthat szmtsa fm fegyverzet szendvicselemeknl ............ 38
3.3.2.3 A hhidak kiterjedsnek hatsa a kzelt szmtsi eljrsra .................. 39
3.3.2.4 Sarok jelleg hhidak problmja .............................................................. 40
3.3.2.5 Fal-fdm csatlakozsok hhdjai ............................................................... 40
3.3.2.6 A hhdhats rvnyeslsi terlete a hhd krnyezetben ...................... 42
3.3.2.7 Az 1979 s 1991 kztt hatlyos htechnikai szabvnyok hatsa .............. 43
I. Tzis elkszt megllapts ............................................................................................... 43
3.3.3 Az MSZ-04-140/2:1991. Szabvny elrsai ..................................................... 44
3.4 A deklarltan energetikai clzat hazai szablyozsok ............................................ 46
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
4 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
II. Tzis elkszt megllapts .............................................................................................. 47
3.5 A harmonizlt eurpai szabvnyok elrsai............................................................ 48
3.5.1 Az MSZ EN ISO 10211:2008 szabvny elrsai .............................................. 48
3.5.2 Az MSZ EN ISO 14683:2008 szabvny elrsai .............................................. 48
III. Tzis elkszt megllapts ............................................................................................. 51
4 A HHIDAK JELENTSGNEK NVEKEDSE .................................................... 52
Els tzis .................................................................................................................................. 54
5 A hhidak hatsnak matematikai megfogalmazsa ........................................................ 59
5.1 A falsarok hhd-paramtereinek vltozsa ............................................................. 61
5.1.1 A vltozsok matematikai megfogalmazsa regresszianalzis [1] ................ 61
5.1.1.1 30 cm vastag falazat sarok-hhdjnak vizsglata ...................................... 61
2/a. Tzispont ........................................................................................................................... 66
5.1.1.2 50 cm vastag falazat sarok hhdjnak vizsglata ...................................... 66
5.1.1.3 Vltoz vastagsg falazatok sarok hhdjainak vizsglata ...................... 69
2/b. Tzispont ........................................................................................................................... 70
5.1.2 A vltozsok matematikai s kpi megfogalmazsa trinformatika ............... 73
5.1.2.1 Lineris becslsi eljrs alkalmazsa - krigels ........................................ 73
Harmadik tzis .......................................................................................................................... 74
5.1.2.2 Neurlis hlzatok alkalmazsa - Radil Bzis Fggvny hlzat ........... 80
5.1.2.2.1 Elkszt munkk vges elemes szimulcik .................................... 80
5.1.2.2.2 A szimulcis adatvektorok ltrehozsa ................................................. 80
5.1.2.2.3 Az RBF modell alkalmazsa .................................................................. 80
5.1.2.2.4 A neurlis hlzattal trtn kzelts eredmnyei ................................ 83
5.1.2.2.5 Minta az eredmnyek Excel alap feldolgozsra.................................. 86
Negyedik tzis .......................................................................................................................... 86
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
5 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
6 Irodalomjegyzk ............................................................................................................... 87
7 brajegyzk ...................................................................................................................... 89
8 Tblzatok jegyzke .......................................................................................................... 93
9 Magyar nyelv sszefoglal ............................................................................................. 94
10 Compendium ..................................................................................................................... 95
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
6 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
NYILATKOZAT
Alulrott Csanaky Judit Emlia kijelentem, hogy ezt a doktori rtekezst magam ksztettem
s abban csak a megadott forrsokat hasznltam fel. Minden olyan rszletet, amelyet sz
szerint vagy azonos tartalomban, de tfogalmazva ms forrsbl tvettem, egyrtelmen, a
forrs megadsval megjelltem.
Budapest, 2012. augusztus h
Csanaky Judit Emlia
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
7 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
KSZNETNYILVNTS
Ksznetet szeretnk mondani mindenkinek, aki segtsgvel s tmogatsval hozzjrult a
disszertci elksztshez.
Kln ksznet illeti:
Tmavezetmet, Dr. Koppny Attila egyetemi tanrt, aki lehetsget teremtett a tmban val
elmlylsre, s veken t tmogat segtsget nyjtott.
A BME Magasptsi Tanszk oktatit s dolgozit, akik mindvgig lelkesen segtettk a
munkmat, lehetsget biztostva a tanszki kutatsokban s fejlesztsekben val kzrem-
kdsre, tovbb a tanszki mszerek, berendezsek, szmtstechnikai hardwer s szoftwer
eszkzk hasznlatra.
Dr. Szll Mria tanszkvezet egyetemi tanrt, aki szakmai tancsaival s szemlyes btor-
tsval segtette a disszertci ltrejttt.
Kotek Szabolcs tanszki munkatrsnak, s Spos Szabolcs valamint Szollr Georgina tanszki
demonstrtoroknak, akik a vges elemes szimulcik futtatsban nyjtottak segtsget.
Dr. Palncz Bla egyetemi tanrnak, s Orosz Mt tudomnyos segdmunkatrsnak, akik a
neurlis hlzatok alkalmazshoz adtak elmleti, illetve gyakorlati segtsget.
A munka szakmai tartalma kapcsoldik a "Minsgorientlt, sszehangolt oktatsi s K+F+I
stratgia, valamint mkdsi modell kidolgozsa a Megyetemen" c. projekt szakmai
clkitzseinek megvalstshoz. A projekt megvalstst az j Szchenyi Terv TMOP-
4.2.1/B-09/1/KMR-2010-0002 programja tmogatja.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
8 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
1 KIVONAT
1.1 A tmavlaszts indoklsa
Az energiavlsg az elmlt 30 vben egsz Eurpban a htechnikai szablyozsok folya-
matos szigorodshoz vezetett. Az energiatakarkossg rdekben az pletek hatrol
felletei htbocstsi tnyezinek javtsval a transzmisszis vesztesgek korltozsa
kezdetben egyszeren megoldhat volt. A takarkossg msodik fokozatt jelentette a
filtrcis vesztesgek cskkentse, a lgzr flik s hermetikusan zrd nylszrk
kifejlesztse s alkalmazsa. Az energiatakarkossgra irnyul fejlesztsek mellett azonban
az pletszerkezeti csomponti kapcsolatok fejlesztsnek ptszeti s pletfizikai
minsge nmileg httrbe szorult.
A tbbdimenzis hramokra jellemz vonal menti s pontbeli hhidak tbblet hvesztesgei
s legalacsonyabb felleti hmrskletei az pletszerkezeti csompontok pletfizikai
sajtossgainak tekinthetk. Ezek tervezsre, hatsuk kiszmthatsgra vonatkozan az
els htechnikai szablyozsok ksrletet tettek, az pletfizikai jelensgek bonyolult
sszefggsei, s a szmtstechnikai httr fejletlensge miatt azonban ezek a ksrletek nem
jrtak eredmnnyel, a gyakorlatban hasznlhatatlannak bizonyultak.
Ugyanakkor a filtrci korltozsa az pletben felgyl pra mennyisgt nvelte, ami az
pletszerkezeti csompontok nem megfelel kialaktsa miatt a hhidak hideg felletn
(elssorban a sarokpontokban) prakicsapdshoz, majd penszedshez vezetett. A hatrol
felletek hszigetel kpessgnek szinte korltlan nvelsi lehetsge mellett a nem kell
gondossggal kialaktott pletszerkezeti csompontok kvetkezmnye a hhidak
energiavesztesgei rszarnynak nvekedsben jelentkezett.
E kt problma egyttesen egyre hatrozottabban megkveteli, hogy a hhidak pletfizikai
tulajdonsgai ne egyszerstett klszablyok alapjn, hanem tnyleges tervezsi min-
sgkkel kerljenek figyelembe vtelre.
1.2 Az rtekezs clja
Az rtekezs clja olyan mdszerek s eljrsok bemutatsa, kidolgozsa, melyek segts-
gvel az pletszerkezeti csompontok hhd-jellemzi matematikai sszefggssel
kiszmthatk, s a vltoztatsok tendencii a tervezk/fejlesztk szmra szemlletesen
megjelenthetk.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
9 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
1.3 Kutatsi mdszerek s felttelezsek
Az irodalomkutats, s az ismeretek elemzse alapjn levont kvetkeztetsek s meglla-
ptsok rszletes vizsglata utn az rtekezs cljnak elrse rdekben a kvetkez kutatsi
mdszereket alkalmaztam.
1.3.1 Vgeselemes szimulci
Az ptipari gyakorlatban a htechnikai problmk ltalban 2, vagy 3 dimenzisak. A h-
romdimenzis hvezets differencil egyenlete (Hagentoft, 2001):
t
Tc
z
T
zy
T
yx
T
x
{1}
A htechnikai szmtsok sorn legtbbszr ktdimenzis stacioner (llandsult) llapotot
tteleznk fel, ami leegyszersti a hvezets differencilegyenlett:
0
y
T
yx
T
x {2}
A hvezets differencilegyenlete nhny esetben megoldhat analitikusan, azaz sikerlhet
matematikailag egzakt kifejezsre jutni. Az esetek tbbsgben azonban meg kell elgedni a
numerikus megoldssal, mely kpes a hmrskletek alakulsnak szmszer rtkt meg-
adni, egy elfogadhat mrtk kis hibval. Ilyen megoldst knlnak a vges differencik
mdszernek elvn mkd szmtgpes programok. Ezek a vizsglt (adott mret, s adott
pletfizikai tulajdonsg elemekbl ll) szerkezetet nagyszm (ltalban tglalap alak)
cellra osztjk fel, majd a peremfelttelek (kls s bels oldali konstans lghmrskletek)
figyelembe vtelvel itercis szmtst indtanak el, minden egyes cellnl meghatrozva a
nett hram ltal ltrehozott hmrskletvltozst.
A szmts a felttelezett stacioner llapotnak megfelelen addig tart, amg a szerkezetbe
belp, s az onnan kilp henergia egy meghatrozott hibahatron bell azonos nem lesz.
Legyen pldul az (i,j) cella csompontban a hmrsklet Ti,j. Ez a hmrsklet reprezentlja
a cella energia tartalmt. A csompontokban t (s) idpontban egy bizonyos hmrsklet-
eloszls lesz jellemz.
Az (i,j) cellba ebben az idpontban az 1. bra szerinti hramok rkeznek a szomszdos
cellkbl:
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
10 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
1. bra. Az (i,j) cellba irnyul hram
A baloldali (i-1,j) cellbl az (i,j) cellba irnyul hram: b
jiQ , {W/m}.
A b, j, f, a indexek a szomszdos cellkbl rkez hramok irnyt jelzik (balrl, jobbrl,
fentrl s alulrl). A nett hramok az (i,j) cellban jiT , hmrskletnvekedst okoznak:
jiji
a
ji
f
ji
j
ji
b
ji
jiyxc
QQQQtT
**)(*
,
,,,,
,
A kt egyms melletti cella kztt kialakul hram egyenslyi llapotot felttelezve
szmthat:
)*2/()*2/(
)(*
,,11
,,1
,
jiijii
jijijb
jixx
TTyQ
)*2/()*2/(
)(*
,,11
,,1
,
jiijii
jijijj
jixx
TTyQ
)*2/()*2/(
)(*
,1,1
,1,
,
jijjij
jijiif
jiyy
TTxQ
)*2/()*2/(
)(*
,1,1
,1,
,
jijjij
jijiia
jiyy
TTxQ
A vges differencikon alapul szmtgpes modellezst a HEAT3 Version 5.0 (5.0.0.5),
illetve az ANSYS 11 programok segtsgvel vgeztem el.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
11 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
1.3.2 Fggvnykzelts
Ezt a mdszert a vgeselemes szimulcival meghatrozott ponthalmazok elemei kztti
sszefggsek meghatrozsra alkalmaztam.
Az eljrs alkalmas arra, hogy nhny ismert pont adataibl a vizsglt tartomny tetszleges
adata egyszeren meghatrozhat legyen. A cl: a fggetlen s fgg vltozk kapcsolatt
lehet legjobban ler fggvny megkeresse, azaz a differencilegyenlet numerikus
megoldsaknt kapott diszkrt fggvnyrtkek alapjn a megolds-fggvnynek egy ms
fggvnnyel val kzeltse.
A vizsglt esetekben a fggetlen vltoz (ok) az pletszerkezet Ur htbocstsi tnyezje,
vagy V vastagsga, a fgg vltoz (okozat) pedig a vonal menti htbocstsi tnyez,
vagy a sajt lptkben mrt felleti hmrsklet.
A differencilegyenlet diszkrt numerikus megoldsnak grafikus megjelentsre hasznlt
vonalak a trendvonalak. Az adathalmazok elemei kztti sszefggs a legtbb esetben nem
rhat le lineris fggvnnyel. A problma megoldst itt a nem lineris regresszi
szolgltatja, hiszen a pontokra egy grbe vonal illeszkedik legjobban. Azt az eljrst, amellyel
a ponthalmazra legjobban illeszked grbe egyenlett keressk grbeillesztsnek, vagy
trendvonal-illesztsnek nevezik. ltalban a racionlis trtfggvnnyel, vagy a polinommal
(msod-, harmad-, esetleg negyedfok polinom) trtn megkzelts szokott segteni a
problma megoldsban.
A vlasztott trendvonal illeszkedsnek jsgt az R2 rtke (eltrsek ngyzetsszege) jelzi,
mely rtk 0 s 1 kztti szm, s azt mutatja meg, hogy a trendvonal becslt rtkei milyen
kzel llnak a vals adatokhoz. A trendvonal akkor a legmegbzhatbb, amikor a hozz tarto-
z R2 rtke 1 vagy ahhoz nagyon kzeli rtk.
A kzelt fggvnnyel egy fggetlen s egy fgg vltoz kztti kapcsolat rhat le
matematikailag korrekt mdon. Ez az eljrs teht skbeli ponthalmazok elemei kztti
fggvnykapcsolat megfogalmazsra alkalmas.
A ktfle fggvny-kzelts kzl a modellezett valsgos fizikai folyamat jellegt
egyszerbb csomponti kialaktsok esetn a racionlis trtfggvnnyel val kzelts rja le
szemlletesebben, hiszen egy egyszer falszerkezetnl a htbocstsi tnyez vltozst a
hvezetsi tnyez fggvnyben analitikusan ler U()=1/R()=1/(1/hi+1/he+d/) kifejezs
racionlis trtfggvny.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
12 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
PHD dolgozatomban ennek ellenre a kt vltoz kztti fggvnykapcsolatok meghat-
rozsra a polinomilis kzeltst alkalmazom, az albbi magyarzat alapjn:
a) vegynk fel egy 5 db adatprral meghatrozott skbeli pontsorozatot, s ttelezzk fel,
hogy a megadott pontok egy htechnikai szimulci-sorozat szmtott eredmnyei
2. bra. Szimulcival meghatrozott rtkek adatsornak brzolsa
b) kzeltsk az adatpr-sorozat kztti fggvnykapcsolatot racionlis trtfggvnnyel:
3. bra. Racionlis trtfggvny illesztse a 2. brn adott pontsorozatra
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
13 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
c) kzeltsk az adatpr-sorozat kztti fggvnykapcsolatot negyedfok polinommal:
4. bra. Negyedfok polinom illesztse a 2. brn adott pontsorozatra
A fggvnykzeltsek elemzse s rtkelse
A racionlis trtfggvnnyel trtn kzelts esetn:
a grbe jellegt tekintve jobban kveti a szimulcival vizsglt pletszerkezet kvalitatv
htechnikai tulajdonsgait,
a grbe lefutsa teljesti az sszeren elvrt monotonitsi feltteleket, ezrt:
a ponthalmaz esetleges szimulcis hibkkal terhelt elemei kisebb pontossggal
illeszkednek a trendvonalra (R2=0,9996), ugyanakkor
a fggvny kzelts a vizsglt fggetlen vltoz rtktartomnyon kvli
extrapolci esetn is nagysgrendileg helyes rtkeket ad
a fggvny egytthatinak fizikai jelentse van, egyszerbb csomponti sszelltsok
esetn az egyes tagok a htadsi tnyeznek, htbocstsi tnyeznek, illetve a
klnfle pletfizikai jellemzk mdost, korrekcis szorzinak felelhetnek meg
A polinomilis kzelts esetn:
a polinom egytthatinak nincs fizikai jelentse, egyszer csomponti kialaktsoknl
sincs tvoli kapcsolat sem a differencilegyenlet analitikus megoldsnak egytthatival
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
14 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
a fggvny a regresszis tartomnyon bell (kellen magas fokszm esetn) nagy
pontossggal illeszkedik az adatpontokra (R2=1)
a regresszira hasznlt intervallumon kvl a fggvny nagysgrendileg hibs, rossz
rtkeket ad, ezrt a fggetlen vltoz rtelmezsi tartomnyn kvli extrapolcit nem
teszi lehetv
A PHD dolgozatban javasolt fggvnytpus vlasztsnak indoklsa
Az rtekezs clja az pletszerkezeti csompontok tervezsvel s fejlesztsvel foglalkoz
ptsz-, illetve ptmrnkk szmra egyszeren tlthat, knnyen elrhet, s
gyakorlatban knnyen alkalmazhat mdszer bemutatsa, illetve kidolgozsa. Ebbl a
megfontolsbl vlasztottam az rtekezs e fzisban a polinomilis fggvnykzeltst, mely
a vizsglt jelensg fizikai tartalmt ugyan nem adja vissza, de
a fggvnykzeltshez nem kell kln specilis szoftvert alkalmazni, hanem az az ptsz
ltal a mindennapi munkban egybknt is alkalmazott MS Office Excel program
beptett diagramkezel funkcijval megoldhat
a regresszis intervallum, amelyen bell a fggvnykzelts rtkeire szksg van
mszakilag jl behatrolhat, a gyakorlati alkalmazsok sorn a megfelelen
meghatrozott rtelmezsi tartomnyon kvli adatokra nincs igny
A disszertci esetleges ksbbi tovbbfejlesztse sorn a bonyolult pletszerkezeti
megoldsok htechnikai modellezse esetn szmtsba jhet mg a
splin-interpolci (specilis fggvny-interpolci, mely egy adott intervallumon bell
szakaszonknti polinomokbl ll, s mg alacsony fok polinomok esetn is hasonlan j
eredmnyt ad, mint a magasabb fokszm polinomokkal vgzett interpolci), vagy a
Pad-approximci (ahol a folytonos lineris egyvltozs rendszer matematikai modelljt
az idtartomnyban egy n-ed rend lineris differencil egyenlettel fejezik ki, melynek
az opertortartomnyban jellemz pade tviteli fggvnyben megjelen exponencilis
tagot polinomilis trtfggvnnyel kzeltik meg)
alkalmazsa is.
A trendvonalak ponthalmazokra illesztst, s a kzelt egyenletek meghatrozst a Graph
Verzi 4.3. Build 384 elnevezs, illetve MS Office Excel 2007 programmal vgeztem.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
15 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
A valsgban azonban sok esetben legalbb kt fggetlen vltoz hatroz meg egy harmadik,
pletfizikai adatot (pl. a sarokhhd vonal menti htbocstsi tnyezje a falazat V
vastagsgtl, s a falazat hvezetsi tnyezjtl is fgg.)
A skbeli problmkat ilyenkor szksgszer trbeliv transzformlni, melyekre azutn a
trinformatika segtsgvel lehet megfelel vlaszt adni.
1.3.3 Trinformatikai megoldsok alkalmazsa
Krigels (statisztikai mdszer)
A felvzolt problma megoldshoz - a geostatisztikai feladatok analgijra - a D.G.Kriege
professzorrl krigelsnek elnevezett mdszert vlasztottam. E mdszer (mely elszr 1951-
ben kerlt ismertetsre) gy hatrozza meg egy tetszleges pont ismeretlen attribtum rtkt,
hogy minimlis szrs slyozott tlagot kpez a ms, ismert pontokban szmtott (megadott)
attribtum rtkekbl. A mdszer alkalmazsa sorn teht az ismeretlen P0 pont keresett
attribtum rtkt Z(P0)-t n darab kzeli pont attribtumainak slyozott kzprtkbl lehet
meghatrozni. Az optimlis slyok meghatrozshoz az eljrs sorn egy variogram nev
grbt kpeznek az ismert pontok koordintinak s attribtum rtkeinek felhasznlsval.
A krigels egyike a lineris becslsi eljrsoknak, a krigelssel vgzett interpolls
gyakorlatilag az interpollt rtkek minimlis variancij becslst eredmnyezi.
A krigels kzismert tulajdonsga, hogy
a) ha egyik vizsglt pont krnyezetben az egyik alappont hirtelen beesik, akkor az
zavart okoz a szintvonalak lefutsban, s ez a krnyezetben pontatlan leolvasst
eredmnyez
b) az rtelmezsi tartomny peremein a szintvonalak behullmosodnak, a leolvassok
pontatlann vlnak
Fenti hibk azonban az pletszerkezeti-pletfizikai alkalmazsokban kikszblhetk,
hiszen
a) a vizsglt fizikai jelensgek vltozst kzelt sszeren elvrhat monotonitst s
folytonossgt megzavar beessek ppen arra figyelmeztetik az elemzt, hogy a
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
16 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
zavar krnyezetben lv, szimulcival meghatrozott adatpontok egyike szmolsi
hibval terhelt, ellenrz futtatst kell vgezni, s a hibs rtket javtani kell (5.bra)
5. bra. Krigelssel ellltott szintvonalas brzols rtelmezsi tartomnyon belli hibja a szimulcival kapott adat hibjra utal, s jraszmolssal javthat
b) az rtelmezsi tartomny peremein jelentkez hullmossg a perempontokon a
szmtott szimulcis adatpontok besrtsvel, illetve az eredeti vizsglt tartomnyon
bell egy szkebb rtelmezsi tartomny kijellsvel kszblhet ki. (6. bra).
c) a gyakorlati szmtsi feladatok ltal megkvnt pontossg lnyegesen alatta marad a
szintvonalak hullmossgbl add esetleges pontatlansgnak; elemz vizsglataim
szerint a jellemz interpolcis eljrsok kzl az albbiak alkalmasak a feladat
elltsra:
Inverse Distance to a Power nem
Kriging igen
Minimum Curvature nem
Modified Shepards Method igen
Natural Neighbor igen
Nearest Neighbor nem
Polinomial Regression nem
Radial Basis Function igen
Local Polinomial igen
Moving Average nem
Data Metrics nem
-
6. bra. Krigelssel ellltott szintvonalas brzols peremzavarainak kikszblse a felhasznlt rtelmezsi tartomny szktsvel
A trinformatikai elemzseket a Golden Software Inc. Surfer Version 9.11.947 elnevezs
programjval vgeztem. Az ltalam alkalmazott krigels mellett nhny jellemz egyb inter-
polcis mdszer eredmnyt a 7. brn mutatom be.
Local Polinomial Kriging Modified Shepards Method
Natural Neighbor Radial Basis Function Kriging spline smooth
7. bra. Azonos adatbzisra alkalmazott eltr 2D interpolcik eredmnyeinek sszehasonltsa
Brmelyik eljrs alkalmas a gyakorlati felhasznlsra!
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
18 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
1.3.4 Neurlis hlzatok alkalmazsa
Radil Bzis Fggvny hlzat
A mestersges intelligencia tmakrbe tartoz neurlis hlzatokra jellemz, hogy (akrcsak
az ember) tanuls tjn kpesek megoldst tallni klnbz problmkra. Jellegzetessgk
tbbek kztt az approximcis, vagy lekpzst kzelt tulajdonsguk, melynek segtsgvel
brmilyen folytonos fggvny kzelthet az alkalmazsukkal. Ismeretlen lekpzsi
fggvnyek is meghatrozhatk sszetartoz be- s kimeneti rtkek (tanul adatok) alapjn,
pldul a legkisebb ngyzetek mdszernek alkalmazsval.
A neurlis hlzatok mkdse kt szakaszra bonthat.
Az els szakasz - a tanuls - lass folyamat, amely tbbnyire sok itercis lpsen
keresztl trtnik, esetleg tbbszri inicializlssal az optimum elrse rdekben.
A msodik szakasz a - megtanult informcik elhvsa s alkalmazsa - sokkal
gyorsabb, ennek ksznhet a hlzatok j alkalmazhatsga.[4].
A neuronok hlzata csompontokbl s az azokat sszekt irnytott lekbl ll. Ezek az
lek kpviselik a jeltviv csatornkat. Az lekhez hozzrendelt slyok nagysga a szomsz-
dos neuronok kapcsolatnak erssgre utal. Teht a neurlis hlzat tekinthet gy, mint egy
irnytott, slyozott grf.
A csompontok n. rtegekbe rendezettek. Egy csompont bemeneti jele az eltte lv
rtegbl jn s a kimenete a kvet rteg fel irnyul (feed-forward network). Sajt rtegbeli
csompontok kztt nincs kapcsolat. Az els rteget bemeneti rtegnek, az utols rteget
kimeneti rtegnek nevezzk. [2]
Fggvnyek kzeltsre leghatkonyabb egy radil bzis fggvnnyel, mint aktivcis fgg-
vnnyel rendelkez hlzat a Radial Bzis Fggvny (RBF) tpus hlzat [3]. A radil bzis
fggvny legegyszerbb vltozata a Gauss harang-fggvny:
2)()( cxexy
A hlzatnak nincs rejtett rtege. Az aktv rtegben - ahol nb darab csompont van a
radilbzis fggvny, mint aktivcis fggvny szerint trtnik a jel-transzformci. A beme-
netek (n) s az aktv rteg csompontjainak szma (nb) nem felttlenl egyez. A csom-
pontok kimeneti slyozott (wi) sszege s bias (wnb+1) lpnek be a kimeneti csompontba ahol
ltalban nincs jel-transzformci (de lehet).
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
19 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
Az gy kapott kimeneti jelet ltalban kiegsztik mg egy n. lineris taggal (linear-tail), i
xi, ahol i =1,...,n.
nnnb
cxnb
i ixxwewcwy ii
.....),,,( 111)(
1
2
A fenti kifelezsben x a bemenet vektora s w,c, , pedig a paramter-vektorok, amelyeket a
tanuls sorn kell meghatrozni. Abban az esetben ha a c, paramterek elre adottak, a
tanuls egyszer lineris regresszira redukldik [3].
A disszertci ksztse sorn a Wolfram Mathematica 8 programot alkalmaztam a neurlis
hlzattal trtn fggvnykzeltsre.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
20 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
1.4 Az rtekezs j tudomnyos eredmnyei (tzisek)
1.4.1 Tzis elkszt megllaptsok
A hhidakkal foglalkoz htechnikai/energetikai szablyozsok problmi
1.4.1.1 I. Megllapts
Az 1980 s 1990 kztti hazai pletfizikai szablyozsok (MSZ-04-140-2:1979 s MSZ-04-
140-2:1986) htechnikai szemlletek voltak, s az egydimenzis hramok szmtsi
alapelvt kpviseltk. Ugyanakkor nagy gondot fordtottak a tbbdimenzis hramokat meg-
jelent vonal menti, illetve pontbeli hhidak llagvdelmi jelentsgnek hangslyozsra.
Megllaptottam, hogy br ksrletek trtntek a hhidak hatsnak matematikai formulba
ntsre, s a felleti hmrsklet-meghatrozs szmtsi mdszernek kidolgozsra ezek
a prblkozsok megmaradtak az eseti pldamutats szintjn, s az ltalnos tervezi
gyakorlat szmra hasznlhatatlannak bizonyultak.
1.4.1.2 II. Megllapts
Az 1990 utni pletfizikai szablyozsok (MSZ-04-140-2:1991 s 7/2006.(V.24.)TNM Ren-
delet) energetikai szemlletek, s a tbbdimenzis hramok szmtsi alapelvt
kpviselik. A tbbdimenzis hramokat megjelent vonal menti, illetve pontbeli hhidak
hatsnak figyelembe vtele azonban a gyakorlati szmtsok sorn nem a tnyleges ptszeti
minsgnek megfelel pletszerkezeti csomponti rszletek alapjn, hanem tblzatos
kzelt rtkekkel, illetve a felletegysgre jut hhidak hossza alapjn trtnik. Mindkt
eljrs fggetlen a tnyleges csomponti kialaktstl, s a tervezt nem sztnzi minsgi
tervezsre. A hhidak hatsnak egyszer matematikai formulba foglalsval e szablyo-
zsok teljesen felhagytak.
1.4.1.3 III. Megllapts
Az ezredfordul krnykn kiadott, hhidakkal kapcsolatos els angolnyelv eurpai szabv-
nyok mdostsa, aktualizlsa, s teljes kr harmonizlsa 2007/2008-ra trtnt meg.
(MSZ EN ISO 10211, 2008); (MSZ EN ISO 14683, 2008). E szabvnyokban a vgeselemes
modellezshez hatrozzk meg a vonal menti s pontbeli hhidak szmtsi elvt, s rgztett
pletszerkezeti s pletfizikai paramterek mellett numerikus szimulcival kalkullnak
vonal menti htbocstsi tnyezket. A kzreadott minta adatok azonban gyakorlati
felhasznls cljra nagyrszt alkalmatlanok, mert:
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
21 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
egyrszt konstans paramterekkel dolgoznak, ami a konkrt helyzetre val alkalmazst
lehetetlenn teszi,
msrszt a kidolgozott csomponti varicik ptszeti s pletfizikai tervezsi
minsge messze alatta marad a hazai tervezsi gyakorlatnak.
Megllaptottam, hogy a vonal menti hhidak numerikus szmtsainak eredmnyeit kzread
harmonizlt eurpai szabvny nem segti a tervezt a csomponti kialaktsok minsgnek
javtsban, s nem partner az ptszeti s pletfizikai kvetelmnyek sszehangolsban.
1.4.2 Els tzis
A hhidak jelentsgnek nvekedse s hatsa a fokozott hszigetels hzak pletszer-
kezeti tervezsre.
Az pletek hatrol felletei htbocstsi tnyezinek folyamatos javtsa (a hatrrtkek
tudatos szigortsa) jelents mrtkben cskkenti az pletek energiavesztesgt, ezzel
egyidejleg a ftsi energiavesztesgen bell a hhidak hatsnak szzalkos rszarnya a
korbbi ~15%-rl ~40%-ra nvekszik.
Kzel flszz pleten vgzett szmtssal igazoltam, hogy alacsony energiaigny pletek
tervezse esetn n a csomponti rszletek minsgi tervezsnek s kialaktsnak ptszeti
s pletfizikai ignyszintje.
1.4.3 Msodik tzis(csoport)
Egy fggetlen vltoz segtsgvel meghatrozott skbeli hhd-problmk kzelt megol-
dsnak matematikai modellezse.
1.4.3.1 2/a. Tzispont
Bizonytottam, hogy a hszigetels nlkl kialaktott, lland vastagsg homogn falak
sarokcsatlakozsa vonal menti htbocstsi tnyezjnek s sajt lptkben mrt
legalacsonyabb felleti hmrskletnek vltozsa a falazat U htbocstsi tnyezjnek
vltozsa fggvnyben - a fggetlen vltoz meghatrozott rtktartomnyn bell - msod-
fok polinomilis kzeltssel lerhat. (A trendvonal determincis egytthatja R2=1). A
falsarok vonal menti htbocstsi tnyezje a falazat htbocstsi tnyezjnek cskkense
esetn cskken, a hhd felleti hmrsklete nvekszik. Mindkt vltozs matematikailag
definilhat.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
22 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
1.4.3.2 2/b. Tzispont
Hszigetels nlkl kialaktott homogn falak sarokcsatlakozsa sajt lptkben mrt
legalacsonyabb felleti hmrskletnek vltozsa a falazat U htbocstsi tnyezjnek
vltozsa fggvnyben - a fggetlen vltoz fizikailag lehetsges rtktartomnyn bell -
negyedfok fggvnykzeltssel lerhat. (A trendvonal determincis egytthatja
R2=0,9996). A falsarok vonal menti hhdjnak hmrsklete csak a falazat htbocstsi
tnyezjtl, azaz a d/ (falvastagsg/hvezetsi tnyez) viszonyszmtl fgg. Konstans U
rtk esetn a hhd sajt lptkben mrt hmrsklete lland, s a fal vastagsgnak
vltozstl fggetlen.
A 2. Tzis megllaptsai validljk a vges elemes szimulcival kapott adatokra illesztett
folytonos fggvnnyel trtn kzelts mdszernek alkalmazhatsgt a skbeli
(egyvltozs) pletfizikai (hhd) problmk megoldsra.
Brmely - egy fggetlen vltozval jellemezhet csomponti kialakts hhdproblma
esetn nhny - vgeselemes modellel meghatrozott diszkrt vltoz-rtkhez tartoz
kzelt eredmny ellltsa utn a fggetlen vltoz rtelmezsi tartomnyra rvnyes
eredmny(ek) fggvnykzeltssel folytonos matematikai formban felrhat(k).
A kzelts racionlis trtfggvnnyel, illetve polinomilis kzeltssel trtnhet.
1.4.4 Harmadik tzis
Kt fggetlen vltoz segtsgvel meghatrozott trbeli hhd-problmk kzelt megol-
dsnak matematikai modellezse.
Kt fggetlen folyamatos vltoz ltal befolysolt egyetlen fgg vltoz rtkei trinfor-
matikai mdszerekkel grafikusan megjelenthetk, s konkrt szmrtkk meghatrozhat.
Bemutattam, hogy fenti megllapts htechnikai alkalmazsa sorn a hszigetels nlkl
kialaktott homogn falak sarokcsatlakozsnak vonal menti htbocstsi tnyezje kt
fggetlen folyamatos vltoz (fal, illetve az annak transzformcijval ellltott Ufal,
valamint Vfal) megadsval meghatrozhat, s a vltozsok trbeli vetletek formjban,
szintvonalas trkp formtumban szemlletesen megjelenthetk.
A trinformatikai eljrs brmilyen pletszerkezeti, pletfizikai problma kt bemen s
egy kimen (eredmny) paramterrel jellemezhet szitucira trtn transzformcija esetn
alkalmazhat.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
23 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
Rmutattam arra, hogy a trbeli megjelents alkalmat ad a vltozsok irnyainak,
tendenciinak elemzsre, lehetv tve az pletszerkezeti konstruls alternatv
eszkzeinek, s a kvetkezmnykppen fellp pletfizikai hatsoknak egyidej figyelembe
vtelt.
1.4.5 Negyedik tzis
Kettnl tbb fggetlen vltoz segtsgvel meghatrozott tbbdimenzis hhd-problmk
kzelt megoldsnak matematikai modellezse neurlis hlzatok mdszervel.
Brmely bonyolult pletszerkezeti-pletfizikai szituci esetn, ahol a keresett fgg
vltoz(k) rtkei a fggetlen vltozk diszkrt rtkei alapjn matematikailag kalkullhatk,
vagy vges elemes szimulcikkal meghatrozhatk, a neurlis hlzatok mdszert
alkalmazva a fgg vltozk kzelt rtkei a tetszs szerinti szm folytonos fggetlen
vltoz alapjn matematikai (analitikus) formban felrhatk. A kzelt rtkek hibi a
neurlis hlzatok tanulsi folyamata sorn, a fggetlen vltozk rtelmezsi tartomnyn
bell minimlisra cskkenthetk.
Plda kppen bemutattam, hogy a hszigetelssel elltott falsarok hhdjnak vonal menti
htbocstsi tnyezje (), valamint sajt lptkben mrt legalacsonyabb felleti
hmrsklete () a folytonos fggetlen vltozk (Vfal, dhszig., fal, hszig.) rtelmezsi
tartomnyn bell analitikus sszefggssel felrhat, s egyszer Excel programban
interaktv mdon feldolgozhat, szmthat.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
24 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
1.5 A tudomnyos eredmnyek hasznostsi lehetsgei s a jvbeni kutatsi
feladatok
1.5.1 A tudomnyos eredmnyek s mdszerek gyakorlati alkalmazsa
A vgeselemes szimulci s a regresszi analzis alkalmazsval, a disszertci rszered-
mnyeinek felhasznlsval kerlt sszelltsra 2009-ben a BME. Magasptsi Tanszk s a
Wienerberger Tglaipari Zrt. kztti Kutats-Fejlesztsi egyttmkds keretben az aktulis
gyrti termkpaletthoz kifejlesztett csomponti rszletmegoldsokat, s azok munkakzi
llapot hhdkatalgust tartalmaz kutatsi jelents, illetve a szimulcis vizsglatok
eredmnyeinek visszacsatolsval kerltek mdostsra, pontostsra az pletszerkezeti
rszlettervek.
A Kutatsi Jelents rszleteit a 2. MELLKLET tartalmazza.
1.5.2 A tudomnyos eredmnyek hasznostsi lehetsgei az pletszerkezeti
csompontok tervezsnl
A disszertciban igazoltam, hogy az pletszerkezetek pletfizikai viselkedsvel
kapcsolatos adatok, elssorban
a hhidak pletfizikai jellemzi ( vonal menti htbocstsi tnyez, pontbeli
htbocstsi tnyez, sajt lptkben mrt legalacsonyabb felleti hmrsklet),
valamint
az pletszerkezetek geometriai s fizikai paramterei (Vi rtegvastagsgok, i
hvezetsi tnyezk, U0i kezdeti htbocstsi tnyezk, stb)
kztt nhny jellemz paramter-kombinci vges differencik mdszervel trtn
szimulcis szmtsi eredmnynek felhasznlsval a folyamatos vltozk teljes
rtelmezsi tartomnyra rvnyes, nagy pontossggal kzelt fggvnykapcsolat rhat fel.
Kt fggetlen vltoz folytonos vltozsnak egy fgg vltozra gyakorolt hatst, a vl-
tozsok irnyt, mrtkt, tendenciit trinformatikai mdszerrel (pl. krigelssel) szintvo-
nalas trkpek formjban hromdimenzis lekpezssel lehet bemutatni, ami az plet-
szerkezeti csompontok fejlesztsnl rendkvl szemlletes elemzsi lehetsget biztost a
tervezs/kutats szmra.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
25 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
1.5.3 A tudomnyos eredmnyek hasznostsi lehetsgei az pletenergetikai
szmtsok eredmnyeinek pontostsnl
Az pletek energetikai szintjnek javtsa sorn az sszes energiavesztesgen bell egyre
nagyobb arnyt kpvisel a vonal menti hhidak hvesztesge. Az energetikai minsts
szempontjbl ezrt egyre kevsb fogadhat el a hhidak hatsnak kzelt figyelembe
vtele.
A vals csomponti rszletmegoldsok (vltoz minsg) hhdkatalgusai a fggetlen
vltozknt megjelen paramterek diszkrt rtkei esetre adnak szimullt eredmnyeket. A
szerkezeti varicik szmossga azonban diszkrt vltoz rtkek esetn is csak igen sok
oldalas katalgusokban jelenthet meg.
A disszertciban bemutatom, hogy neurlis hlzatok mdszervel csompont-tpusonknt
egyetlen Excel prbeszdablakban megjelenthet tetszs szerinti szm folytonos fggetlen
vltoz csoporthoz tartoz tetszs szerinti szm fgg vltoz.
Az energetikai szmtsokhoz a disszertciban a vzolt mdszer alapjn sszelltott
ltalnos rvny (gyrttl s mrktl fggetlen), Excel programknt megjelen, teht a
mindennapi gyakorlat szmra knnyen hasznlhat hhdkatalgus mintjt ismertetem.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
26 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
2 A HHD FOGALMA
2.1 A hhd ltalnos defincija
A hhd a szerkezetek azon rsze, melynl a szerkezet tlagos hramt meghalad mrtk
hram a teljes szerkezet hszigetel kpessgt lecskkenti, ezltal megnveli annak tlagos
htbocstsi tnyezjt (Ur). A hhdon keresztl loklisan megnveked hvesztesg
kvetkeztben a hhd bels felleti hmrsklete hidegebb lesz a krnyez felleteknl.
Hatsra megn a bels felleti nedvessgtartalom ( s ), nedvessg kondenzci
keletkezhet, s kialakulhat a penszeds veszlye.
Hhidak mindig voltak s lesznek is a szerkezetekben, jelentsgk s krost hatsuk azon-
ban nagyon eltr lehet. Keletkezsk tervezsi, s/vagy kivitelezsi okokra vezethet vissza.
A szakirodalom a tervezsi hhidak 4 alaptpust klnbzteti meg, melyek egy-egy pleten
bell termszetesen sszetett formban, tbbfle hhd-tipus kombincijaknt is
megjelenhetnek.
2.2 A hhidak alaptpusai [5]
2.2.1 Geometriai hhidak
Geometriai hhidak ott alakulnak ki, ahol az plet kls trelhatrolsa irnyt vlt, vagy
vastagsga helyileg lecskken. Hhd alakul ki az plet sarkain, a kiugr homlokzati
tagozatoknl, a homlokzati fal- s mennyezet, a homlokzati fal- s bels fal, valamint a
homlokzati fal- s padl kztti kapcsolatoknl.
Ezeken a helyeken a geometriai hhidak kialakulsnak oka az pletek kls hatrol
felletnek irnyvltsa (pl. kicsi fttt s nagy lehl fellet), vagy mretvltsa.
8. bra. Geometriai hhidak: derkszg pletsarok s homlokzati skfogassg
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
27 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
2.2.2 Szerkezeti hhidak
A szerkezeti hhidak ott jnnek ltre, ahol az pletek homlokzati szerkezetein tervszer
ttrseket alaktanak ki. Ilyen ttrsek pldul a trelhatrol szerkezetek hideg kls s a
meleg bels oldalai kztti sszektsek, valamint a klnbz pletelemek kztti
kapcsolatok:
pontok s svok, (pl. ahol acl vagy vasbeton gerendk s fdmek folytatlagosan
nylnak t a meleg oldalrl a hideg oldalra)
az ablakok s ajtk szmra a falban kihagyott nylsok
klnfle gpszeti ttrsek, vzvezetkek, kmnyek, szellz csatornk s kbelek,
stb.
9. bra. Szerkezeti hhidak: erklyknt tlfut fdmlemez, illetve csttrs
2.2.3 Peridikusan ismtld hhidak
A szerkezeti hhidak specilis fajtjt kpezik a rendszeresen ismtld hhidak. Ezek
meghatrozott mintzat szerint ismtldnek, ezrt a szerkezet a hvesztesg szempontjbl
gy tekinthet, mintha egydimenzis hram szerkezet lenne.
Ismtld hhidak sok ptelemben elfordulnak. Ilyenek a szerelt falak vzszerkezetei,
tartbordi, a szerelt burkolatok rgzt, htrahorgonyz elemei, a hszigetelt homlokzati
rendszerek rgzt dbelei, stb A hhidaknak ez a tpusa az energetikai szmtsoknl
legtbbszr nem nll pontszer, vagy vonal menti hhdknt jelenik meg, hanem a
rtegtervi htbocstsi tnyez rtkbe integrlva.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
28 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
10. bra. Periodikus hhidak: fm kapcsolelemek, illetve fa bordavz
Az egyszerstett energetikai szmtsok sorn a rtegszerkezeten belli hhidak hatst
kzeltleg gy veszik figyelembe, hogy az inhomogn anyag rteg tlagos (ered) R
hvezetsi tnyezjnek megllaptshoz az egyes anyagok i rtkeit a hramra merle-
gesen mrt felleteik arnyban slyozzk:
nii
niii
RA
A
1
1
*
[W/mK] {3}
2.2.4 Konvektv hhidak
A konvektv htads ( hszllts ) az energia trbeli terjedsnek az a mdja, mely a
kzeget alkot rszecskk rendezett elmozdulsnak kvetkeztben valsul meg. A konvektv
hhd kifejezst azoknak a helyeknek a megjellsre hasznljk, ahol a szerkezeten bell
nem tervezett lgmozgsok alakulnak ki. Ezek a hzagokban, a hzagokon keresztl, vagy
magban a hszigetelsben, vagy a hszigetels mindkt oldaln megjelen rsek kztt
kialakul termszetes lgramls kvetkezmnyei lehetnek. A hvesztesg akkor is
megnvekedhet, ha a kls leveg beramlsa a hszigetelsen keresztl lehetv vlik,
illetve a szoba levegje is bejuthat a szerkezetbe. E lgram a szellzsi hvesztesget
nveli. Ugyanakkor ez a lgram prafeldsulst eredmnyez a hatrol szerkezet kls
rszn, ami prakondenzcihoz, s a hszigetel kpessg cskkenshez vezethet. A
konvektv hhidak figyelembe vtelre az EN ISO 6946 szabvny nem ad rszletes eljrst. A
gyakorlatban csak korltozott ismeretnk van e hhidak jelentsgrl. Nhny esetben
tbblet hvesztesget vesznek figyelembe, amikor a kls leveg behatolhat a tet
hszigetelse al. A konvektv hhidak nagymrtkben cskkenthetk szakszer tervezssel
s kivitelezssel [6].
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
29 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
11. bra. Konvektv hhidak: hszigetel tblk kztti rsek, nem kellen lgtmr csomponti kialaktsok
A konvektv hhd specilis esetnek tekinthet a nylszr tok-szrny csatlakozsoknl,
illetve tok-fal csatlakozsoknl kialakul filtrci ht hatsa is.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
30 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
3 AZ PLETFIZIKAI GONDOLKODS FEJLDSE MAGYARORSZGON
3.1 A spontn, tapasztalati alap htechnikai tervezs
A Fvrosi Kzmunkk Tancsnak megalaptsrl szl trvnyjavaslatot id. Andrssy
Gyula miniszterelnk 1870-ben terjesztette be a kpviselhzhoz. A dolog aktualitst a
kiegyezs utn alig 3 vvel vglis az adta, hogy a Fvrost a Millenniumi nnepsgekre
eurpai sznvonal metropolissz kvntk fejleszteni. [7], [8].
Eredeti formjban a Kzmunkatancs 18701918 kztt ltezett (hivatalosan az 1919. vi
VII. Nptrvny szntette meg). Az 1871-ben a Tancs ltal kiadott ideiglenes ptsi
utastsok kztt szerepelt tbbek kztt az pletek teherhord falai vastagsgnak
szablyozsa is. Egyszer klszably volt ez, mely a Monarchia tgljra (nagymret
tgla, 14x29x6,5 cm) alapozva, teherbrsi kvetelmnyek miatt a legkisebb falvastagsgot
1,5 tgla, azaz 44 cm mretben hatrozta meg, az albbiak szerint:
1. tblzat A Monarchia tglafalainak vastagsga s htbocstsi tnyezje a fdm fesztv fggvnyben
A tblzatban megadott minimlis falvastagsg a legfels szintre vonatkoztatott legkisebb
falmret volt. Az egyes emeleti fdmek csatlakozsnl a falakat szlesteni kellett:
csapos fagerends fdm felfekvse esetn 15 cm-rel, aclgerends fdm felfekvse esetn
7,5 cm-rel ntt a falak szlessge.
Az I. vilghbort kveten, a Monarchia buksa a Monarchia tgljnak tekinthet nagym-
ret tgla bukst is magval hozta. 1920-tl porosz mintra j szabvnyos tglamret
kerlt bevezetsre, a mai napig ptsi alapmodulknt rtelmezett kismret tgla 12 25
6,5 cm befoglal mrettel. Az ebbl kszl falak teherbrst mr szmtssal ellenriztk,
gy a falvastagsgot a teherbrs kvetelmnye szerint hatroztk meg. Itt is megadtak azon-
ban egy minimlis falvastagsgi rtket, mgpedig hatrozottan htechnikai megfontolsbl.
Eszerint a kls trelhatrol falak legkisebb falvastagsga ugyancsak 1,5 tgla, ez azon-
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
31 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
ban a megvltozott tglamret miatt d=38 cm vastagsgot eredmnyezett. (k = 1,3
kcal/m2hC; k = 1,5 W/m2K).
A tglamodul mretnek megvltoztatsa s a falak teherbrsnak szmtssal trtn
meghatrozsa (mretezse) teht kevesebb anyagfelhasznlst, gazdasgosabb ptst,
ugyanakkor htechnikai szempontbl a falazatok tlagos htbocstsi tnyezjnek romlst
eredmnyezte.
A hhidak tekintetben mg kedveztlenebb a helyzet, hiszen az 1910-es vektl kezdden a
hajdani falktvas szerept egyre gyakrabban vette t a monolit vasbeton koszor, gy a
kismret tgla falazatok az 1920-as vektl mr szinte kizrlag vasbeton koszorval
kszltek. Ennek kvetkezmnyeknt a vonal menti hhdhats fokozottan rvnyeslt. Ebben
a korban a penszedsi problmk megjelensnek elmaradsa a laksok arnylag nagy
lgternek s az ablakszerkezeteken keresztl filtrcival ltrejv lgcsere mrtknek volt
ksznhet.
3.2 A tudatos htechnikai szablyozs kezdeti lpsei
A Magyar Kirlyi Ipargyi Minisztrium 12.600/XVI/1937. szm rendelete a kzponti
ftsek mretezshez klnbz favastagsgokra adott tblzatos formban htbocstsi
(k tnyez) rtkeket.
Dr. Mller Kroly mptsz-mrnk nevhez fzdik a II. vilghbort megelz korszak
szaktudomnyt sszefoglal ptsi Zsebknyv szerkesztse, melynek els kiadsra 1934-
ben, msodik kiadsra 1938-ban, harmadik kiadsra 1943-ban kerlt sor.
A mretezs korabeli alapelve szerint: a hszigetels minimuma az a k rtk, amelynl a
bels falfelleten mg ppen nem jn ltre prakicsapds [9].
A hhidakkal kapcsolatosan Dr. Mller Kroly figyelme olyan rszletkrdsekre is kiterjedt,
amelyek napjainkban is aktulisak:
a) A helyisgen bell a tblzatban megadott szabvnyos tervezsi hmrsklet-hez kpest
klnbz magassgokban, illetve a helyisg klnbz alaprajzi rszein a valsgban
jelentsen eltr hmrskletek is kialakulhatnak, amik befolysoljk az plet h- s
pratechnikai viselkedst.
b) A szgben csatlakoz pletsarkok mindig hhidat eredmnyeznek, melynek hatsa
legegyszerbben az pletsarkok lekerektsvel szntethet meg.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
32 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
c) A kls falakban kialaktott faliflkk, beptett szekrnyek, regek megbolygatjk a
falszerkezet ltalnos htechnikai viselkedst, s kros hhidakat eredmnyeznek.
d) A vasbeton szerkezetek ers hhdproblmt okoznak, amit a tervezs sorn tudatosan
cskkenteni kell.
e) A hszigetelst minden esetben a szerkezet kls oldaln kell elhelyezni.
1945-t kveten az pletfizikai gondolkodst tkrz pts rthet okokbl nhny
vre httrbe szorult. Ehhez bizonyra hozzjrult Dr. Mller Kroly tragikus halla is.
1965-ben szletett meg az ME 30-65-s Mszaki Elrs, mely mg nem ktelez rvnnyel,
de legalbb ajnls jelleggel segtsget nyjtott a htechnikai szempontokat figyelembe vev
plettervezshez.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
33 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
3.3 A ktelez rvny hazai htechnikai szablyozsok (szabvnyok)
3.3.1 Az MSZ-04-140/2:1979. Szabvny elrsai
1979. prilis 1-i hatlybalpssel jelent meg az els hazai htechnikai szabvny MSZ-04-
140/2-79. pletek s plethatrol szerkezetek htechnikai szmtsai. Htechnikai
mretezscmmel, mely az ptsz tervezk szmra jl hasznlhat szemlletet, a
pratechnikai ellenrzsekhez pedig tlthat kzelt szmtsi eljrsokat adott. A
hhidakkal kapcsolatban kt alap-kvetelmnyt fogalmazott meg:
A hhidak felleti hmrsklete ih a nylszrk kivtelvel nem rheti el a harmatponti
hmrskletet (ts) , illetve nem sllyedhet az al
sih t
A hatrol szerkezetek bels felleti hmrskletnek tlzott egyenltlensgeit el kell kerlni,
ezrt a hhidas felleteknl biztostani kell a
5,1
ii
ihi
t
t
egyenltlensg teljeslst,
ahol
i a fellet ltalnos rsznek hmrsklete
it a bels leveg hmrsklete
A hhidak felleti hmrskletnek meghatrozshoz a szabvny 5 jellegzetes szerkezeti
hhd-tpusra adott kzelt rtkeket.
12. bra Jelegzetes szerkezeti hhd-tpusok az MSZ-04-140/2:1979. Htechnikai Szabvnyban
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
34 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
A hhidas szakasz kzelt felleti hmrsklete az albbi egyenlsggel szmthat:
i
ezihiih
ttkkkt
*))(*(* 00
ahol ti = a bels leveg hmrsklete
ih = a hhd leghidegebb pontjnak hmrsklete
k0 = a hhidmentes rsz htbocstsi tnyezje
kh = a hhd htbocstsi tnyezje
= a szerkezet tmegtl fgg korrekcis tnyez
= a hhd alakjtl s karcssgtl fgg korrekcis tnyez
i = a bels felleti htadsi tnyez
tez = a kls leveg hmrsklete
A tnyez rtke a kvetkez bra alapjn hatrozhat meg:
13. bra. A korrekcis tnyez rtke az MSZ-04-140/2:1979. szabvny alapjn
Az bra alapjn megllapthat, hogy miutn a korrekcis tnyez a megkvetelt
htbocstsi tnyez szmtsi kpletnek nevezjben ll, az 1-nl kisebb rtkek (nehz
szerkezetek) kls fal,. lapostet s rkdfdm esetn nagyobb kf htbocstsi tnyezt
(teht 1020%-kal enyhbb hszigetelsi kvetelmnyt) eredmnyeznek, mg az 1-nl
nagyobb korrekcis rtkek (knny szerkezetek) kisebb kf htbocstsi tnyezt (teht
2035%-kal szigorbb hszigetelsi kvetelmnyt) jelentenek.
A szerkezet fajlagos tmegnek rtelmezse: G = G0+*(Gh-G0),
A = kls fal, lapostet, rkd
B = kthj szellzteres hidegtet, rnykolt s tszellztetett lgrteges kls fal
C = padls alatti fdm
D = ftetlen helyisgekkel, vagy flddel rintkez falak
E = ftetlen pincvel, vagy flddel
rintkez padl
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
35 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
ahol:
G0 = a hhdmentes rsz fajlagos tmege
Gh = a hhd fajlagos tmege
Az korrekcis tnyez meghatrozshoz az t szerkezeti hhd-tpusnak legjobban
megfelel formt kell a hhd a/d karcssgnak fggvnyben kivlasztani, majd ezt
kveten a korrekcis tnyez az albbi bra diagramjbl olvashat le:
14. bra. Az korrekcis tnyez grafikus meghatrozsa
A szabvny a bonyolult kzelt szmtsi mdszerek bemutatsa mellett felhvta a figyelmet,
hogy karosszria jelleg vkony fmszerkezet hhidak szmtsra a kzlt mdszer nem
alkalmas.
A grafikus feldolgozson megfigyelhet, hogy a korrekcis tnyez rtkei a 0,1 < a/d < 1,0
tartomnyban arnylag egyenletesen vltoznak, 1:10 arnynl karcsbb hhidak esetn
azonban a korrekcis rtkek leolvassa bizonytalann vlik. Ez is azt igazolja, hogy ezzel a
kzelt mdszerrel a karosszria jelleg szerkezetek vkony fm tkt bords hhdjai nem
szmolhatk.
A szmtssal kapott szmrtkek nem karosszria jelleg szerkezeteknl is csak kzeltsnek
tekinthetk. A pontos vizsglatok szmtgpes modellezst ignyelnek.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
36 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
3.3.2 Az MSZ-04-140/2:1985. Szabvny elrsai
A hhidak s a sarkok hmrsklet eloszlsnak szmtsra (mrsi adatok hinyban) a
szabvny mellklete ismertetett kzelt mdszereket. Mszaki logikja abbl az aximbl
indul ki, hogy a szerkezetek hhdmentes rsznek hvezetsi ellenllsa egy tnyezvel
(jelen esetben egy tnyezvel) a hhd hvezetsi ellenllsra ronthat.
Eszerint a hhd felleti hmrsklete az albbi mdon rhat fel:
iei
eiiH
R
tttt
1*
**)1(*1 0
ahol tH = a hhd bels felletnek hmrsklete
te = a kls leveg hmrsklete
ti = a bels leveg hmrsklete
e = a kls oldali felleti htbocstsi tnyez
i = a bels oldali felleti htbocstsi tnyez
R0 = a hhdmentes szerkezetrsz hvezetsi ellenllsa
= egytthat
A hhidak bels felleti hmrsklete teht itt ms mdszerrel, s ms paramterek alapjn
hatrozhat meg, mint az 1979-es els szabvny-vltozatban. A kpletben tulajdonkppen
minden ismert, kivve a egytthatt [10].
3.3.2.1 A egytthat szmtsa ltalnos szerkezeti hhd esetn
A szabvny mellklete elvgzett vizsglatokra hivatkozva, egyetlen hhd-elrendezsi
szituci esetn bemutatja, hogy az anyagtl fgg hhidak hatsnak meghatrozshoz
adott esetben milyen (a szerkezet tulajdonsgaival kapcsolatos) paramterek ismerete
szksges. E paramterek nyilvnvalan az sszeptett anyagokat s szerkezeteket azok
geometriai mretei mreteivel, s hvezetsi tnyezjvel jellemzik, a kvetkezk szerint:
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
37 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
15. bra. Hhd mret- s anyag-jellemzinek meghatrozsa az MSz-04-140/2:1995.
A szmtsi problma abbl fakad, hogy a fellltott axima rtelmben a fenti adatokbl el
kellene lltani valamilyen szmtsi modell szerint a tnyezt. E folyamat
bonyolultsgnak szemlltetsre a szabvny bemutatja, hogy egy konkrt kutatsi feladat
keretben hogyan oldottk meg ezt a faladatot. Els lpsben az alap-paramterekbl kt
jabb, sszetett (A s B) paramtert kellett ellltani. Ezek a kvetkezk:
20
*
d
dbA H )exp(* 0
0
RRd
dB H
H
A tnyez rtke az A s B paramterek ismeretben az albbi grafikonbl
hatrozhat meg (Pl: A=0,2; B=0,55 esetn: =0,6):
16. bra. A egytthat meghatrozsa az MSZ-04-140/2:1985. szabvny szerint
B
A
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
38 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
(Megjegyzs: a B paramter rtkt a jobboldali tengelyen kell megkeresni, majd onnan
balra, a diagram grbi kztt interpollva kell haladni a vzszintes tengelyen bejellt A
paramter ltal meghatrozott fggleges vonallal val metszspontig. Vgl e
metszspontbl vzszintes egyenest hzva az a baloldali fggleges tengelyen kijelli a
tnyez rtkt.)
A feladat teht meglehetsen bonyolult, s csak egy adott hhd-geometria esetre ad
megoldst a szabvnyban bemutatott plda.
A szabvny ernye, hogy a sok nehzsg ellenre megprblt legalbb irnyt mutatni a
hhidak hatsnak figyelembe vtelre.
3.3.2.2 A egytthat szmtsa fm fegyverzet szendvicselemeknl
A knnyszerkezetes pts szleskr elterjedse miatt nem lehetett eltekinteni a karosszria
jelleg, fm fegyverzet szendvicselemek htechnikai problmitl. Ezeknl ugyanis a fm
rtegek nagy felletrl kerl sor a hramnak az tkt vkony gerincekhez val vezetsre.
A tnyez ilyenkor egy Z paramter fggvnyben az albbi diagram alapjn hat-
rozhat meg, a megadott geometriai adatokbl:
17. bra. A tnyez meghatrozsa fm fegyverzet szendvicselemnl az MSZ-04-140/2:1985. szabvny szerint
ahol:
2
0*4
*
d
dbZ H
Z
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
39 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
3.3.2.3 A hhidak kiterjedsnek hatsa a kzelt szmtsi eljrsra
Korltozza a hhidakkal kapcsolatos megllaptsok rvnyessgt, hogy a fenti kzelt
szmtsi eljrsok csak akkor rvnyesek, ha hosszirnyban (a paprlap skjra merlegesen)
a hhd kiterjedse vgtelen. A szabvny azonban emeletmagas hhidak esetn
megengedhet kzeltsnek tekinti az gy kapott rtkeket. A gyakorlatban azonban az
emeletmagas hhidak (pl. pillrek) mellett sokszor elfordulnak kisebb kiterjeds, esetleg
pontszer hhidak is, melyek minden oldalrl pletrsszel vannak krlvve (pl. bekt va-
sak, rgzt dbelek, stb..).
Ilyen esetekben a tnyezt korriglni kell az albbiak szerint:
0
*5,0*5,1R
RHk
A szabvny ezutn (megint csak egy konkrt kutatsi eredmny szmadataival) bemutatja,
hogy hrom klnbz koncentrlt hhd esetn hogyan alakul a hhidas szakaszok bels
felleti hmrsklete. A tervezs alapelve az, hogy az pletszerkezet helyisg felli felletn
a hmrsklet nem lehet alacsonyabb a harmatponti hmrskletnl (a hhdnl sem!).
Kritikus esetben ez a kvetelmny hhidaknl kiegszt hszigetels elhelyezst teszi
szksgess.
A HHD GEOMETRIJA Alapadatok Hhd hmrsklet
I.
H = 2,04 W/mK
tH = 5,9 C
0 = 0,23 W/mK
i = 6
e = 23
II.
H = 46 W/mK
tH = 1,5 C
0 = 0,047 W/mK
i = 8
e = 23
III.
H = 2,04 W/mK
tH = 13,0 C
0 = 0,047 W/mK
i = 8
e = 23
18. bra. Hhidak felleti hmrsklete - kutatsi eredmnyek az MSZ-04-140/2:1985. szabvnyban
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
40 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
3.3.2.4 Sarok jelleg hhidak problmja
A sarkok, mint hhidak vizsglatval kapcsolatosan a szabvny rgzti, hogy az elvgezhet a
korbbiakban bevezetett tnyezs eljrssal, azonban az ltalnosts lnyegesen
nehezebb, mint az anyagtl fgg hhidak esetn. Igen nagy ilyenkor a hhd
konstrukcijnak a szerepe. Szinte annyi tnyez ltezik, ahny tpus hhd a konstruk-
ciban megjelenik. A szabvny megklnbztet kt alaptpust: a kt sk tallkozsbl add
ketts, illetve a hrom sk tallkozsbl add hrmas sarkot. Ezek egyszerbb alapeseteire
mg egy-egy kzelt tnyezt is ad:
Kt sk tallkozsnl kialakul ketts sarok
Hrom sk tallkozsnl kialakul hrmas sarok
19. bra. Vonalmenti s sarokponti hhidak tnyezi az MSZ-04-140/2:1985. szabvny szerint
3.3.2.5 Fal-fdm csatlakozsok hhdjai
A szabvny tjkoztatja a tervezket, hogy a fal-fdm csatlakozsoknl add hhidak
hmrskletnek meghatrozsra is tbb kzelt mdszer kerlt kidolgozsra, melyek kzl
praktikusan alkalmazhat az az eljrs, amely egy tnyez segtsgvel hatrozza meg a
hhd bels felletnek legalacsonyabb hmrsklett, ahol:
Hi
i
e
He
tt
tt
tt
tt
0
0
*
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
41 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
A mdszer egyszer alkalmazsnak kis szpsghibja, hogy tH nem ms, mint a hhd
felleti hmrsklete amit ppen keresnk!
A hhdmentes rsz felleti hmrsklete (t0), a tnyez, s a hhd felleti hmrsklete
(tH) kztti kapcsolatot a szabvny a kvetkez diagrammal rzkelteti:
20. bra. sszefggs tH - t0 s kztt az MSZ-04-140/2:1985. szabvny szerint.
Mindez termszetesen csak akkor hasznlhat a hhd felleti hmrskletnek
meghatrozsra, ha ismerjk valahonnan a tnyez rtkt. A szabvny alkoti ezutn
elvgzett vizsglataikra hivatkozva jelzik, hogy a rtkeket a hhd minimlis hvezetsi
ellenllstl (RHH) s a hhdmentes rsz hvezetsi ellenllstl (R0) fggen lehet
meghatrozni. A rtkei sztochasztikus eloszlst mutatnak. Az albbi bra szerinti
vizsglatban a 24 rtkpron alapul lineris tartomnyon kvl a grbe velt, mivel az 1
rtkhez kell, hogy tartson az RHH/R0=1 esetben:
21. bra. A tnyez eloszlsi grbje RHH/R0 fggvnyben az MSZ-04-140/2:1985. szabvny szerint
RHH/R0
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
42 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
R0 s RHH fogalmnak rtelmezst a szabvny fdm-falcsatlakozst brzol brval segti:
22. bra. rtelmez bra R0 s RHH fogalmnak rtelmezshez ( MSZ-04-140/2:1985. szabvny)
3.3.2.6 A hhdhats rvnyeslsi terlete a hhd krnyezetben
A szabvny javasolja, hogy ezt a hmrsklet-vltozst a fal vastagsghoz viszonytott
tvolsggal rjk le. Felhvja a figyelmet arra is, hogy a hmrsklet-nvekeds teme a
szerkezet hvezetsi ellenllstl is fgg. Ezen sszefggsek illusztrlsra diagram-
sorozatot kzl, ahol
a vzszintes tengelyen a tvolsg/falvastagsg viszonyt (x/d0)
a fggleges tengelyen a vizsglt pont felleti hmrsklett (C)
a diagram vonalai pedig a falszerkezet R0 hvezetsi ellenllst
adjk meg.
23. bra. A hhidak krnyezetben a felleti hmrsklet vltozsa az MSZ-04-140/2:1985. szabvny alapjn
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
43 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
3.3.2.7 Az 1979 s 1991 kztt hatlyos htechnikai szabvnyok hatsa
Az egydimenzis hramok elmletre pt htechnikai szabvnyok tbbfle mdon
prblkoztak a hhidak hatsai szmtsi elvnek megfogalmazsval a tbbdimenzis
hramok figyelembe vtelre. A szabvnyok vltozsai jl rzkeltetik a hhidakkal val
foglalkozs buktatit. A legnagyobb problma az, hogy a hhdnl tbbdimenzis hramok
hatst kellene egyszer, knnyen szmthat formba nteni ami a kor ltalnos
szmtstechnikai eszkzeivel lthatan csak kevesek szmra ad megoldsi lehetsget. Az
egyedi kutatsi feladatokbl extrapollt ltalnostsok ugyan adnak nmi tmpontot a
tervezknek, az sszefggsek azonban bonyolultak, s csak nhny geometriai szitucira
alkalmazhatk.
Az MSZ-04-140/2:1985 jel szabvny rdeme, hogy komolyan figyelmeztetett: a vgtelen
kiterjedsre egyszerstett hhidak mellett lteznek hrom sk tallkozsnl kialakul
sarok-hhidak is mg ha ezek kzelt szmtsra vonatkozan nem is tudott jl hasz-
nlhat megoldst adni.
Megfigyelhet, hogy az ptsz s az pletfizikus gondolkodsa kztt egyre inkbb
thidalhatatlan szakadk kezd kialakulni, az ptszeti tervezsben egyre nagyobb nehzsget
jelent az pletfizikai szabvnyok gyakorlati alkalmazsa. Mindez a knnyebb ellenlls
irnyban elmozdulva azt jelentette, hogy a hatlyos szabvny ellenre a hhidak felleti
hmrskletnek gondos vizsglata nem lett rsze a szoksos plettervezsi folyamatnak.
I. Tzis elkszt megllapts
Az 1980 s 1990 kztti hazai pletfizikai szablyozsok (MSZ-04-140-2:1979 s MSZ-04-
140-2:1986) htechnikai szemlletek voltak, s az egydimenzis hramok szmtsi
alapelvt kpviseltk. Ugyanakkor nagy gondot fordtottak a tbbdimenzis hramokat meg-
jelent vonal menti, illetve pontbeli hhidak llagvdelmi jelentsgnek hangslyozsra.
Megllaptottam, hogy br ksrletek trtntek a hhidak hatsnak matematikai formulba
ntsre, s a felleti hmrsklet-meghatrozs szmtsi mdszernek kidolgozsra ezek
prblkozsok megmaradtak az eseti pldamutats szintjn, s az ltalnos tervezi gyakorlat
szmra hasznlhatatlannak bizonyultak.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
44 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
3.3.3 Az MSZ-04-140/2:1991. Szabvny elrsai
Az 1992-ben hatlyba lpett MSZ-04-140/2:1991. Htechnikai mrtezs elnevezs
szabvny mr egyrtelmen energetikai szablyozs volt. Legfontosabb szemlleti vltozsa
az elz vtizedek azonos elnevezs szabvnyaihoz kpest az volt, hogy nem az plet-
hatrol felletek htbocstsi tnyezinek megengedett (k {W/m2K}) rtkt maxi-
malizlta, hanem az egsz plet trfogategysgre jut fajlagos hramot (Q {W/m3K})
korltozta. Ennek szmtsa sorn mr figyelembe kellett venni a vonalmenti hhidak hatst
is. Lnyegben teht a korbbi egydimenzis hramok elvn alapul szmtsmd
helyett e szabvny kalkulcija a tbbdimenzis hramok szmtsi elvt alkalmazta.
A hhidak hatst pontosabb informcik, illetve vgeselemes szimulcik hinyban
egyszer tblzatos formban javasoltk figyelembe venni:
A szerkezet-csatlakozs fajtja: 1 csatlakoz
l (L)
2
csatlakoz l (T)
A hhd fajtja Vonal menti htbocstsi tnyez
(W/mK)
Nylszrk kerlete mentn ltalban 0,15 ---
Nylszrk kerlete mentn, ha a tokszerkezet a hszige-
tel rteg skjban van
0 ---
Falazott szerkezet sarokl 0,10 ---
Kls oldaln hszigetelt szerkezet sarokle 0,15 ---
Falazott szerkezet kls s bels fal csatlakozsa 0,06 0,12
Kls oldaln hszigetelt szerkezet kls s bels fal
csatlakozsa
0,03 0,06
Falazott szerkezet fdm s kls fal csatlakozsa 0,15 0,30
Kls oldaln hszigetelt kls fal s fdm csatlakozsa 0,03 0,06
Prkny, attika csatlakozs 0,20 ---
Erklylemez, loggia, pofafal csatlakozsa 0,25 0,50
2. tblzat. Ajnls a vonalmenti hhidak kzelt figyelembe vtelre (MSZ, 1991)
Rszletes szmtsok vgzshez a szabvny a vges differencik, vagy a vges elemek md-
szern alapul, llandsult llapotra vonatkoz szmtgpes algoritmusok hasznlatt
javasolta.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
45 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
Egyedi llagvdelmi ellenrzs esetn a falsarok hhdjnak vizsglathoz a szabvny a
sarokltl szmtva mindkt irnyban 10-10 cm szles svban cskkentett rtkkel javasolja
figyelembe venni a felleti htadsi tnyezt a kvetkezk szerint:
fggleges saroklek krnyezetben
21*35,0 iil
vzszintes saroklek krnyezetben
21*30,0 iil
ahol i1 s i2 az lt kpz tallkoz felletekre vonatkoz htadsi tnyezk.
A cskkent rtk l (mai rvnyes betjelzs szerint: hl) s a teljes rtk i1 s i2 (rvnyes
EU-konform betjelzs szerint h1 s h2) htadsi tnyezk kztt lineris vltozst kell
figyelembe venni 30 cm szles falsvon.
24. bra. A felleti htadsi tnyez vltozsa a saroklnl (MSZ, 1991)
A htadst akadlyoz tnyezket (pl. btorok hatsa az rintett felleteken) a felleti
htadsi tnyezk 30-50 %-os cskkentsvel clszer figyelembe venni. A felleti
htadsi tnyezk jellemz rtkei a szabvny szerint:
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
46 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
A szerkezet megnevezse s trbeli, illetve
hramhoz viszonytott helyzete
Htadsi tnyez
{W/m2K}
e i
Kls fal s nylszr 24 8
Bels fal s nylszr 8 8
Lapostet s fellvilgt 24 10
Bels fdm (felfel hl), padlsfdm 12 10
Bels fdm (lefel hl), pincefdm 8 6
rkd feletti fdm 20 6
3. tblzat. A felleti htadsi tnyezk szabvnyos rtkei (MSZ, 1991)
E szabvny vezette be a hhidak minsgi sszehasonlthatsga rdekben a sajt lptkben
mrt hmrsklet fogalmt, ahol a skla kezdpontja a kls hmrsklet (te), a viszonytsi
alap a bels s kls lghmrsklet klnbsge (ti te), s gy a szerkezet felletnek
brmely pontjn a (t) hmrsklet az albbi hnyadossal jellemezhet:
ei
e
tt
tt
Fenti egyenlsgbl a felleti hmrsklet kifejezhet:
)(* eie tttt
3.4 A deklarltan energetikai clzat hazai szablyozsok
A 7/2006.(V.24.)TNM rendelet (TNM, 2006) szerinti egyszerstett szmts nem ad konkrt,
a hhd tpust s minsgt figyelembe vev javaslatot a vonalmenti hhidak szmtsra.
A bels, fttt trrel rintkez l-mretekkel szmtott hhd-hosszak az egyszerstett
energetikai szmts sorn csak sszestett hosszukkal szerepelnek, tnyleges vonalmenti
htbocstsi tnyezjk meghatrozsa nlkl, a felleti htbocstsi tnyez korrekcis
szorzval trtn elrontsval kalkullva: 1*UUR .
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
47 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
A korrekcis tnyezk jellemz rtkei:
plethatrol szerkezetek korrekcis
tnyez
Kls fal megszaktatlan hszigetelssel 0,15 - 0,30
Egyb kls fal 0,25 0,40
Lapostetk 0,10 0,20
Beptett tetteret hatrol szerkezetek 0,10 0,20
Padlsfdmek 0,10
rkdfdmek 0,10
Pincefdmek 0,10 0,20
Fttt s ftetlen terek kztti falak 0,05
Fttt pincetereket hatrol hszigetelt falak 0,05
4. tblzat A hhidak hatst figyelembe vev korrekcis tnyezk (TNM, 2006)
A rszletes szmtsok sorn lehetsget ad a rendelet a vonal menti hhidak kzelt, vagy
vals rtkeinek figyelembe vtelre.
A szmts a hhidakra mint energiavesztesget okoz tnyezkre tekint. Pratechnikai
krdsekkel nem foglalkozik, gy a hhidak felleti hmrskletnek problmjt sem veti fel.
II. Tzis elkszt megllapts
Az 1990 utni pletfizikai szablyozsok (MSZ-04-140-2:1991 s 7/2006.(V.24.)TNM Ren-
delet) energetikai szemlletek, s a tbbdimenzis hramok szmtsi alapelvt kpviselik.
A tbbdimenzis hramokat megjelent vonal menti, illetve pontbeli hhidak hatsnak
figyelembe vtele azonban a gyakorlati szmtsok sorn nem a tnyleges ptszeti min-
sgnek megfelel pletszerkezeti csomponti rszletek alapjn, hanem tblzatos kzelt
rtkekkel, illetve a felletegysgre jut hhidak hossza alapjn trtnik.
Megllaptottam, hogy mindkt eljrs miutn fggetlen a tnyleges csomponti
kialaktstl - a tervezt nem sztnzi minsgi tervezsre.
A hhidak hatsnak egyszer matematikai formulba foglalsval e szablyozsok teljesen
felhagytak.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
48 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
3.5 A harmonizlt eurpai szabvnyok elrsai
3.5.1 Az MSZ EN ISO 10211:2008 szabvny elrsai
A szabvny 2008. prilisban lpett hatlyba az MSZ EN ISO 10211-1:1998 s az MSZ EN
ISO 10211-2:2002. szabvnyok helyett. Az angol nyelv szablyozs magyar cme: Hhidak
az pletszerkezetekben. Hramok s felleti hmrskletek. Rszletes szmtsok. (ISO
10211:2007)
A szabvny a hram vltozsnak, s a bels felleti hmrsklet vltozsnak rszletes
szmtsra ad elvi megoldst, egytt kezelve a korbban klnvlasztott ktdimenzis s
hromdimenzis mdszereket. Ennek megfelelen kalkulcis elvet ad
a vonal menti htbocstsi tnyezk (), illetve
a pontbeli htbocstsi tnyezk ()
szmtsra vonatkozan.
Javaslatot tesz a szabvny a szimulcis modellek minimlis elem-mreteinek megvlasz-
tsra ltalnos esetekben, illetve a talajjal rintkez szerkezeteknl is, a peridikusan vltoz
hramok egyszerstett formban trtn figyelembe vtele rdekben.
3.5.2 Az MSZ EN ISO 14683:2008 szabvny elrsai
A szabvny 2008. prilisban lpett hatlyba az MSZ EN ISO 14683:2003 helyett, mely
utbbi az EN ISO 14683:1999 szabvnyt mdostotta. Az angol nyelv szablyozs magyar
cme: Hhidak az pletszerkezetekben. Vonal menti htbocstsi tnyez. Egyszerstett
mdszerek s fellrhat kiindulrtkek (ISO 14683:2007)
A szabvny a pontbeli htbocstsi tnyezket azok csekly mrtkre hivatkozva a
szmtsok sorn elhanyagolhatnak tekinti.
Az elrs az albbi vonal menti hhidakat klnbzteti meg:
az pletburok kls elemeinek csatlakozsai (falsarok, fal-tet, fal-padl kapcsolat)
a bels falak kapcsolata a kls falakkal s a tetvel
kzbens fdmek s kls falak csatlakozsa
kls falakban lv pillrek
ablakok s ajtk krli csatlakozsok
A hhidak vonal menti htbocstsi tnyezjnek kzelt rtknek szmtsa sorn az
angol nyelv Magyar Szabvny (MSZ EN ISO 14683, 2008) az energetikai rendelethez
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
49 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
(TNM, 2006) kpest szlesebb krben rtelmezi a hhidak geometrijt. Hrom mret-
rendszert klnbztet meg:
bels mrettel megadott vonal menti hhd (i), a vgleges kikpzs bels felletek kztt
mrve, a bels vlaszfalak vastagsga nlkl
tmen bels mrettel megadott vonal menti hhd (oi), a vgleges kikpzs bels felletek
kztt mrve, a bels vlaszfalak vastagsgval egytt
kls mrettel megadott vonal menti hhd (e), a vgleges kikpzs kls felletek kztt
mrve
A hrom mret-rendszer kzl brmelyik alkalmazhat, de a kivlasztott tpust konzekvensen
azonosan kell alkalmazni a szmtsok sorn.
A hazai energetikai szmtsok a bels mretekkel megadott (i) vonal menti hhidakkal
dolgoznak, mely rtkekhez kpest msfajta eurpai szmtsi mdszereknl alkalmazott
kls mretekkel megadott vonal menti htbocstsi tnyezk (e) rtkei lnyegesen
kisebbek, st akr negatv eljelek is lehetnek. Ezrt klnsen klfldi hhd katalgusok
hasznlata esetn - alapvet fontossg a vonal menti hhidakhoz tartoz mret-rendszer
megfelel kivlasztsa [11].
A szabvny konstans htechnikai paramterek megadsval tbbfle hhd-tpus vonal menti
htbocstsi tnyezjt adja meg tblzatos formban.
Valamennyi csompontra rvnyes: Rsi = 0,13 m2K/W Rse = 0,04 m2K/W
Kls fal, hszigeteletlen: d = 300 mm Ufal = 0,375 W/m2K
Kls fal, hszigetelt: d = 300 mm Ufal = 0,343 W/m2K Rhszig = 2,5 m2K/W
Bels fal: d = 200 mm
Talajon fekv padl: d = 200 mm talaj = 2,0 W/mK Rhszig = 2,5 m2K/W
Kzbens fdmek: d = 200 mm fdm= 2,0 W/mK
Tet: Utet = 0,365 W/m2K Rhszig = 2,5 m2K/W
Nylszr keret szlessg: d = 60 mm
Pillrek: d = 300 mm beton= 2,0 W/mK
5. tblzat. Szimulcis paramterek a vonalmenti hhidak htbocstsi tnyezinek meghatrozshoz (MSZ EN ISO 14683, 2008)
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
50 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
A kvetkez bra a szabvny kzbens fdm csatlakozsokra megadott csomponti vari-
ciit mutatja be.
25. bra. Kzbens fdm csatlakozsok vonal menti hhdjai (MSZ EN ISO 14683, 2008)
A szabvny vonal menti hhidakkal kapcsolatos adatainak hasznlhatatlansgt jelzi, hogy az
bra varicis lehetsgei kzl az IF1 jel jelenik meg a hazai ptipari gyakorlatban, s
elvileg mg az IF5 jel varici lenne elfogadhat. Az sszes tbbi plda pletfizikai
szempontbl kifejezetten hibs kialakts, amin a magyar ptszeti tervezsi gyakorlat mr a
hatvanas vekben tllpett!
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
51 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
III. Tzis elkszt megllapts
Az ezredfordul krnykn kiadott, hhidakkal kapcsolatos els angolnyelv eurpai szabv-
nyok mdostsa, aktualizlsa, s teljes kr harmonizlsa 2007/2008-ra trtnt meg.
(MSZ EN ISO 10211, 2008); (MSZ EN ISO 14683, 2008). E szabvnyokban a vgeselemes
modellezshez hatrozzk meg a vonal menti s pontbeli hhidak szmtsi elvt, s rgztett
pletszerkezeti s pletfizikai paramterek mellett numerikus szimulcival kalkullnak
vonal menti htbocstsi tnyezket. A kzreadott minta adatok azonban gyakorlati
felhasznls cljra nagyrszt alkalmatlanok, mert:
egyrszt konstans paramterekkel dolgoznak, ami a konkrt helyzetre val alkalmazst
lehetetlenn teszi,
msrszt a kidolgozott csomponti varicik ptszeti s pletfizikai tervezsi
minsge messze alatta marad a hazai tervezsi gyakorlatnak.
Megllaptottam, hogy a vonal menti hhidak numerikus szmtsainak eredmnyeit kzread
harmonizlt eurpai szabvny nem segti a tervezt a csomponti kialaktsok minsgnek
javtsban, s nem partner az ptszeti s pletfizikai kvetelmnyek sszehangolsban.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
52 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
4 A HHIDAK JELENTSGNEK NVEKEDSE
A htechnikai s energetikai szablyozsok vltozsa, a kvetelmnyrtkek szigorodsa
elssorban az pletburkot alkot hatrol felletek htbocstsi tnyezinek javulsban
nyilvnult meg. Ez egytt jrt az plet hvesztesgnek radiklis cskkensvel. A
csomponti rszletek ptszeti s pletfizikai minsgnek javulsa (energiatudatos
tervezse) azonban nem tudott lpst tartani az ltalnos felletek hszigetel kpessgnek
javulsval. A hhidak minsgnek egyszer szmtsra s vesztesgeik figyelembe
vtelre ugyanis - a kezdeti prblkozsok utn - alkalmas egyszerstett mdszerek s
megfelel szmtstechnikai httr hinyban nem kerlhetett sor. Maradt a csomponti
kialaktsok vonal menti hhdjnak ltalnos tblzatos rtkekkel val figyelembe vtele,
illetve az sszestett hhd hosszak alapjn a felleti htbocstsi tnyezk elrontsa egy
tblzati szorzszmmal.
Mindezek a megoldsok nem segtettk az pletszerkezeti tervezs minsgnek javulst,
hiszen elvileg azonos mdon, azonos htbocstsi tnyez szmrtkkel dolgozhatott a
tervez, akr egy nyers vasbeton falba beptett acl nylszrrl, akr egy 44 cm vastag
porzus tglafalba beptett tbbkamrs manyag ablakrl volt is sz [12].
A Budapesti Mszaki s Gazdasgtudomnyi Egyetem Magasptsi Tanszke s a
Wienerberger Zrt. kztti Kutats-Fejlesztsi egyttmkds eredmnyeknt 2005-ben
kiadott kutatsi jelents egy egyszer geometrij mintaplet energiavesztesgeinek
sszetevit hatrozta meg kt eltr pletszerkezeti kialakts esetn [13], [14].
Az egyik (A jel) modell az 1970-es vek eltti korszak 38 cm falvastagsg tmr
kismret tgla falszerkezetvel, hszigeteletlen padlval, egyestett szrny ablakokkal,
salakfeltlts + kszivacslap hszigetels monolit vasbeton lemez fdmszerkezet
lapostetvel kszlt, koszor- attika- s lbazat-szigetels nlkl.
A msik (B jel) modell a 2000-es vek els felnek szakmai sznvonaln, a korabeli
Wienerberger alkalmazstechniknak megfelel kialakts csompontokkal, POROTHERM
38 N+F falazattal, 4 cm vastag hszigetelssel elltott padlval, hszigetel vegezs fa
nylszrkkal, 12 cm vastag intenzv hszigetels, knnybeton lejtskpz rteggel
kialaktott POROTHERM vzkermia fdmszerkezettel kszlt, PS-hab koszor- attika- s
lbazat-szigetelssel.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
53 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
A csomponti kialaktsok tnyleges vonalmenti hhdhatsnak vgeselemes szimulcival
trtn meghatrozsa utn a vizsglt modellplet ftsi energiavesztesgei a kvetkez
kppen alakultak:
A jel modell (38 cm km. tglafal) QA,sszes= 11.738 kWh/v (100%)
B jel modell (PTH 38 N+F tglafal) QB,sszes= 5.140 kWh/v (44%)
Az plet energiafogyasztsa ltvnyosan cskkent, a B modell ftsi energiaignye
keveseb mint fele az A modellnek.
A teljes ftsi energiaignyen bell a vonal menti hhidakon tvoz henergia rszarnya a
kt modell esetn a kvetkez:
A jel modell (38 cm km. tglafal) QA,hhd= 1.995 kWh/v (17%) (100%)
B jel modell (PTH 38 N+F tglafal) QB,hhd= 1.439 kWh/v (28%) (72%)
A szmts kimutatta, hogy az sszes ftsi energiavesztesg 56%-os cskkense mellett a
gondos (de nem kellen energiatudatos) csomponti tervezs ellenre a vonal menti hhidak
ftsi energiavesztesge mindssze 32%-kal cskkent!
Tovbbi rszletes szmtsok alapjn kimutattam, hogy tbbfle plet geometrit vizsglva
az 1980 eltti, az 1980-2005 kztti, illetve a 2006 utni (az energetikai rendeletnek
megfelelen kivlasztott) szerkezetek esetn a vonal menti hhidakon keresztl az pletbl
eltvoz energia rszarnya a teljes ftsi energiavesztesgen bell nvekszik [7], [9].
26. bra. A hhidak vltoz rszarnya az sszes ftsi energiavesztesgben az 1960-2010 kztti idszakban
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
54 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
Els tzis
A hhidak jelentsgnek nvekedse s hatsa a fokozott hszigetels hzak pletszer-
kezeti tervezsre.
Az pletek hatrol felletei htbocstsi tnyezinek folyamatos javtsa (a hatrrtkek
tudatos szigortsa) jelents mrtkben cskkenti az pletek energiavesztesgt, ezzel
egyidejleg a ftsi energiavesztesgen bell a hhidak hatsnak szzalkos rszarnya a
korbbi ~15%-rl ~40%-ra nvekszik.
Kzel flszz pleten vgzett szmtssal igazoltam, hogy alacsony energiaigny pletek
tervezse esetn n a csomponti rszletek minsgi tervezsnek s kialaktsnak
ptszeti s pletfizikai ignyszintje.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
55 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
Fenti megllaptst a kvetkez plda htechnikai elemzse is altmasztja:
27. bra. Ablak 1.kivlts htechnikai szimulcija hszigetels nlkl s kiegszt hszigetelssel
A pldul vlasztott feladat (1.Kivlt) jellemz adatai:
a falazat: POROTHERM 38 N+F tgla hszigetel habarcsba falazva; fal = 0,17 W/mK
az ablak: fa tokszerkezet, hszigetel vegezssel; Uablak = 1,1 W/m2K
a kivltk: elemmagas POROTHERM kivltk;
a fdm: monolit vasbeton; fdm = 2,0 W/mK
Az elemzs clja: annak megllaptsa, hogy az eredetileg hszigeteletlen falszerkezetet kls
kiegszt PS-hab hszigetelssel elltva miknt vltoznak a falazat ltalnos hszigetel
kpessgnek s a kivlt+fdm vonal menti hhdjnak egymshoz viszonytott szmr-
tkei.
A vizsglat mdszere: vgeselemes szimulci Blocon Heat 3 5.0 szoftver alkalmazsval.
-
Doktori rtekezs 2012. Csanaky Judit Emlia
56 pletszerkezetek energiatudatos fejlesztse az ptszeti s pletfizikai tervezs hatrfelletn
A szmtsok eredmnyei:
Hszigetels Ufal 1 1/Ufal
vastagsga (W/m2K) (W/mK)
0 cm 0,411 0,160 0,391
5 cm 0,283 0,100 0,353
15 cm 0,175 0,085 0,484
25 cm 0,127 0,085 0,667
6. tblzat 1.Kivlt htechnikai szimulcijnak eredmnyei
28. bra. 1.Kivlt szimulcija szmtsi eredmnyeinek grafikus feldolgozsa
A szimulcis eredmnyek grafikus feldolgozsa szemlletesen igazolja, hogy a hszigetels
vastagsgnak nvelsnek kvetkezmnyeknt az ltalnos falszakasz htbocstsi
tnyezjnek cskkense szignifiknsan nagyobb, mint a hhd vonal menti htbocstsi
tnyezjnek cskkense. Ennek oka az, hogy a csomponti kialakts ptszeti s pletfi-
zikai minsge elmarad a hatrol szerkezet hszigetel kpessgnek javulstl.
A vizsglt ablakkivlts pletfizikailag kedveztlenebbl is megtervezhet gy, hogy ha a
kvetkez brknak megfelelen eggyel tbb elemmagas kivlt kerl elhelyezsre, s ennek
megfelelen cskken az elregyrtott kivltk kztti hszigetels vastagsga.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5