seminar gf
DESCRIPTION
Seminar iz građevinske fizikeTRANSCRIPT
Bojan Ožinger,0082047352
Sadržaj
1. Uvod...................................................................................................................................22. Toplinski mostovi..............................................................................................................3
2.1. Definicija toplinskih mostova.....................................................................................3
2.1.1. Toplinski most uvjetovan geometrijom................................................................4
2.1.2. Toplinski most uvjetovan materijalom.................................................................4
2.1.3. Toplinski most uvjetovan materijalom i geometrijom..........................................5
2.2. Način djelovanja toplinskih mostova..........................................................................5
2.3. Mjesta nastanka toplinskih mostova...........................................................................6
2.4. Posljedice toplinskih mostova.....................................................................................6
2.5. Otkrivanje toplinskih mostova....................................................................................7
2.6. Preporuke za smanjenje utjecaja toplinksih mostova.................................................7
3. Proizvođači i sustavi za sprečavanje toplinskih mostova..............................................8
3.1. Shöck...........................................................................................................................8
3.2. Ytong...........................................................................................................................9
4. Primjer proračuna..........................................................................................................11
4.1. Isokorb......................................................................................................................11
4.2. Sap.............................................................................................................................11
5. Literatura........................................................................................................................12
Građevinska fizika 1
Bojan Ožinger,0082047352
1. Uvod
Smanjenje potrošnje energije i njezinog gubitka u građevinama1 postao je jedan od
glavnih ciljeva i zahtjeva u građevinskoj industriji. U zadnje vrijeme se sve više pažnje
posvećuje tome. Inženjerski „napori“ u projektiranju građevine u velikoj mjeri temelje se na
tome da se smanji potrošnja i gubitak energije, a baziraju se na: mehaničkim i električnim
dijelovima građevine te ostakljenju i izolaciji same građevine, a ne kao prije samo na
konstrukciju i nosive dijelove. Razlog tomu je korisniku takve građevine pružiti maksimalni
komfor, uvjete života uz zadovoljenje uvjeta sigurnosti i ekonomičnosti građevine u kojoj će
živjeti. Jedan od razloga smanjenja potrošnje energije je zaštita okoliša u kojem živimo i
smanjenje ovisnosti i velike potrošnje prirodnih resursa, a pogotovo onih neobnovljivih kao
što su: ugljen, nafta i plin.
Pa su tako jedna od mjesta na građevinama gdje se mogu smanjiti (ukloniti) potrošnja i
gubitak energije takozvani „toplinski mostovi“.
1Građevine kod kojih se to najviše primjenjuje su zgrade i kuće. Pa će se u nastavku ovog seminara prvenstveno kod riječi „građevine“ mislit na zgrade i kuće iako se u praksi i kod drugih građevina mogu smanjiti gubici energije.
Građevinska fizika 2
Bojan Ožinger,0082047352
2. Toplinski mostovi
2.1. Definicija toplinskih mostova
Toplinski mostovi su površinski ograničena područja u omotaču grijanog dijela
građevine na kojima je povećana gustoća toplinskog toka u odnosu na susjedna područja zbog
razlike u materijalu i/ili geometriji (slika 1.).
Slika 1.: Toplinski mostovi
Toplinski mostovi su loša mjesta na vanjskim građevnim dijelovima građevine gdje
dolazi do gubitka topline. Kod projektiranja i građenja građevina vrijedi načelo: toplinski
mostovi se moraju izbječi, odnosno njihovo djelovanje treba što više oslabiti, a uz to trebamo
koristiti sve ekonomski prihvatljive tehničke i tehnološke mogućnosti.
Kao što smo rekli postoje dva uzroka nastanka ovog fenomena: prvi uzrok je nastanak
uvjetovan materijalom, a drugi je uvjetovan geometrijom. Može se „javiti“ toplinski most
kao kombinacija ova dva uzroka što je i najčešći slučaj u praksi. Prema obliku razlikuju se:
linijksi toplinski most i točkasti toplinski most.
Slika 2.: Mjesta potencijalnih toplinskig mostova
Građevinska fizika 3
Bojan Ožinger,0082047352
2.1.1. Toplinski most uvjetovan geometrijom
Geometrijski toplinski (slika 3.) mostovi nastaju na mjestima gdje je promjena debljine
sloja materijala ili promjena geometrije građevnog dijela, jer postoji razlika između površina
kroz koje ulazi i izlazi toplina (tipični primjer je vanjski ugao). Nastaju uglavnom duž spoja
dva građevinska dijela (uglovi, sudari, prodori).
Slika 3.: Geometrijski toplinski most
2.1.2. Toplinski most uvjetovan materijalom
Toplinski mostovi uvjetovani materijalom (slika 4.) nastaju na mjestima gdje se spajaju
različiti materijali. Zbog različitih svojstava pojedinih materijala (značajne razlike u
toplinskoj vodljivosti) dolazi do različitih tokova topline i različitog uzajamnog djelovanja.
Nastaju na spoju stropa s vanjskim zidom, kod prolazne ploče od armiranog betona u
području balkona ili kao nosači od armiranog betona u zidu kod skeletne konstrukcije.
Slika 4.: Toplinski most uvjetovan materijalom
Građevinska fizika 4
Bojan Ožinger,0082047352
2.1.3. Toplinski most uvjetovan materijalom i geometrijom
Toplinski most uvjetovan materijalom i geometrijom (slika 5.) najčešća je vrsta
toplinskog mosta u praksi.
Slika 5.: Toplinski mostovi uvjetovani materijalom i geometrijom
2.2. Način djelovanja toplinskih mostova
Kao što smo rekli (poglavlje 2.1.) toplinski mostovi su ogranićena područja s povećanom
gustoćom toplinskog toka u odnosu na ostala područja građevunskih elemenata. Uslijed
lokalno povećanog odvođenja topline, pada temperatura površine na unutrašnjoj strani
građevinskog elementa. Time raste rizik povećanja vlažnosti. Do toga dolazi kada temperatura
površine unutrašnje strane građevinskog elementa u području toplinskog mosta padne ispod
temperature „rošenja“ (kondenzacije) zraka površine. Posljedica je nastajanje kondenzata na
površini građevinskog elementa. Onda pod određenim rubnim uvjetima: vlažnosti,
temperaturi, dostavi hranjivih tvari i trajanju izloženosti. Može doći do stvaranja plijesni i
gljivica. To ne predstavlja samo optički nedostatak, nego može izazvati i zdrastvene
poteškoće kao što su alergijske reakcije. Učinak toplinskih mostova još se pojačava
pogrešnim zagrijavanjem i prozračivanjem.
Građevinska fizika 5
Bojan Ožinger,0082047352
2.3. Mjesta nastanka toplinskih mostova
Potencijalna mjesta nastanka linijskih toplinskih mostova (slika 2.) u toplinskoj ovojnici
zgrade su: spojevi krova i vanjskog zida, spojevi balkona i vanjskog zida, uglovi između dva
vanjska zida, spojevi stropova i vanjskih zidova, spojevi unutarnjih zidova s vanjskim
zidovima i krovovima, spojevi oko prozora i vrata, stupovi u vanjskim zidovima, spojevi
vanjskog zida i poda na tlu.
2.4. Posljedice toplinskih mostova
Posljedice uvjetovane zbog nastanka toplinskih mostova većinom su estetske prirode.
Smanjuju komfori, ugodnost života u takvim građevinama, izazivaju zdrastvene probleme, a
mogu uzrokovati propadanje konstrukcijskih (nosivih) dijelova građevine.
Posljedice: veća potrošnja energije – povećani gubici topline (pogotovo tijekom zime),
smanjenje toplinske izolacije, kondenzacija vodene pare na površini, samim time i gomilanje
prašine na vlažnoj površini, razvoj plijesni i gljivica, nelagodan i nezdrav stambeni prostor,
smanjenje čvrstoće građevnih materijala, pukotine na građevini (žbuka i fasada) radi
različitog toplinskog rada, razaranje građevnih dijelova usljed korozije i smrzavanja,
odvajanje žbuke, naliča, tapeta.
2.5. Otkrivanje toplinskih mostova
Toplinski mostovi se lako mogu otkriti (pokazati) pomoću infracrvene termografije
(infracrvena kamera) (slika 6.). Zbog razlike u temperaturi na unutarnjoj površini i vanjskoj
površini građevnog dijela.
Slika 6.: Primjeri snimanja infracrvenom kamerom
Građevinska fizika 6
Bojan Ožinger,0082047352
2.6. Preporuke za smanjenje utjecaja toplinksih mostova
Nekoliko uputa-preporuka za smanjenje utjecaja toplinskih mostova:
Razrada projekta s obuhvatom detaljnog rješavanja svih toplinskih mostova
Treba se postići kontinuiranost ugradbe toplinske izolacije (bez prekida) gdje god
je to moguće
Svu dodatnu toplinsku izolaciju ostaviti s vanjske strane
Dobro brtvljenje svih spojeava
Prozore ugraditi u ravnini s vanjskom toplinskom izolacijom
Toplinksi izolirati kutije za rolete
Ugrađivati elemente za prekid toplinskih mostova kod prodora građevnih dijelova
slabih toplinsko-izolacijskih svojstava (npr. Shoeck)
Toplinski izolirati „sokl“ (podnožje zidova), a toplinsku izolaciju provući dijelom
preko temelja
Zone zidova negrijanih ili otvorenih prostora koji se nastavljaju u grijane prostore
obavezno toplinski izolirati u dužini najmanje 50 cm od spoja konstrukcije
(produženje toplinskog mosta).
Građevinska fizika 7
Bojan Ožinger,0082047352
3. Proizvođači i sustavi za sprečavanje toplinskih mostova
Kako je jedna od glavnih tema ali i ciljeva u građevini postalo smanjenje potrošnje i
gubitka energije, tako su se i u svijetu pojavili različiti proizvođaći koji nude svakojake
sustave i proizvode za izgradnju takvih građevina (NZEB2-zgrade gotovo nulte energije) ili
odeđenih dijelova u građevinama za sprečavanje toplinskih gubitaka poput toplinskih
mostova.
Neki od proizvođača koje ćemo spomenuti u ovo seminaru su: Shöck i Ytong.
3.1. Shöck
Shöck je građevinska firma osnovana 1993 godine u Njemačkoj. Njihov glavni proizvod
tj. patent je Shöck isokorb (slika 7.). Shöck isokorb toplinska nosiva (prenosi opterećenja)
izolacija za minimiziranje (sprečavanje) toplinskih mostova na stršećim dijelovima građevina
(npr. balkoni).
Slika 7.: Shöck isokorb za razdvajanje beton-beton
Shöck isokorb djeluje tako da: toplinski odvaja vanjske ab građevinske dijelove od
ostatka zgrade, smanjuje toplinske gubitke na minimum (zahvaljujući inovativnoj izvedbi
tlačnih ležajeva), garantira nesmetano gibanje konstrukcija (zahvaljujući plastičnom omotaču
betonskog tlačnog ležaja), doprinosi smanjenju troškova grijanja i emisije CO2 i zaštiti
prirodnih izvora energije, tlačni ležajevi olakšavaju gradnju bilo na gradilištu ili proizvodnji.
2 Zgrade gotovo nulte energije-su zgrade kod kojih je potrošnja energije gotovo nula. Odnosno koliko energije potrošimo za grijanje, osvjetljenj, itd. toliko i proizvedemo.
Građevinska fizika 8
Bojan Ožinger,0082047352
3.2. Ytong
Ytong je nastao u švedskom gradu Yxhult-u 1928. godine. Tada je i pokrenuta prva
industrijska linija za proizvodnju porobetona. Ime Ytong nastalo je kao kombinacija švedskog
naziva za porobeton (betong) spomenutog švedskog grada.
Ytong proizvodi imaju brojne sitne pore (porobeton), u kojima se nalazi zrak i gusta
mrežasta struktura materijala, koje porobetonu osiguravaju specifičan izgled (slika 8.) i
jedinstvene osobine.
Karakteristike: ekološki prihvatljiv, iznimne toplinske i dobre zvučne izolacije, otporan
na potres, trajan, tvrd, negoriv, iznimne nosivosti, jednostavan za obradu te omogućuje vrlo
brzu gradnju.
Slika 8.:Ytong blok s prikazom pora
Ytong zidu nisu potrebne dodatne toplinske obloge jer je sam materijal toplinski izolator.
Miljuni malih zračnih pora učinkovito sprječavaju gubitak energije. Učinkovita toplinska
zaštita tijekom zime smanjuje troškove grijanja objekta, a tijekom ljeti smanjuje potrebu za
klimatizacijom (slika 9.) .
Slika 9.: Prikaz prolaska topline infracrvenom kamerom kod Ytong bloka
Odličan je materijal također kod rješavanja problema s toplinskih mostova zbog toga što
su pore u materijalu jednakomjerno raspoređene. Problem toplinskog mosta Ytong blokom u
praksi se često rješava tako da se prvi red opeke gradi Ytong blokom tako da smanjimo
djelovanje toplinskog mosta, a na to se onda dalje gradi opekom određenog formata.
Građevinska fizika 9
Bojan Ožinger,0082047352
4. Primjer proračuna
4.1. Isokorb
Shöck je za predstavio i software za proračun momenta savijanja i poprečne sile kod
balkona (konzole). Na temelju dobivenih rezultata se odabire onda (dimenzionira) određeni
Isokorb sustav (poglavlje 3.1.) sa sprječavanje (uklanjanje) toplinskog mosta.
Primjer: 1.) ulazni podaci:
Građevinska fizika 10
Bojan Ožinger,0082047352
2.) izlazni podaci:
Građevinska fizika 11
Bojan Ožinger,0082047352
4.2. Sap
Ovaj dio sedimenzionirana momentsavijanja
Građevinska fizika 12
M
Primjer:
Bojan Ožinger,0082047352
5. Literatura
Građevinska fizika 13