kontrola vlage i temperature u ventiliranim...
TRANSCRIPT
8. DANI PASIVNE KUĆE U HRVATSKOJ
''Kontrola vlage i temperature u ventiliranim
predgotovljenim zidnim panelima – primjer ECO-
SANDWICH®''
Moisture and temperature control in ventilated precast wall panels
– example of ECO-SANDWICH®
Marina Alagušić, mag. ing. aedif.
Sveučilište u Zagrebu, Građevinski fakultet, Zavod za materijale
SADRŽAJ
� Uvod
� Ventilirani predgotovljeni zidni panel
� Higrotermalno ponašanje
� Eksperimentalna i numerička analiza higrotermalnog ponašanja
� Zaključak
UVOD
ENERGETIKA
6. temeljni zahtjev za građevine
Gospodarenje energijom i očuvanje topline
7. temeljni zahtjev za građevine
Održiva uporaba prirodnih resursa
Izvor: www.inter-kop.comIzvor: www.grad.unizg.hr/predmet/grafiz
OČUVANJE PRIRODNIH RESURSA
UVOD
Ciljevi 20-20-20
EPBD direktiva (2002.) i
Preinaka (2010.)
Izvor: www.researchitaly.it/en/understanding/strategies-challenges/strategies-and-programs/europe-2020/
� Energetska politika
UVOD
� Energetska politika
Korištenje energije za grijanjeu Republici Hrvatskoj
Izvor: Milovanović, B.: Novine prema Tehničkom propisu o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti u zgradama (NN 97/14 i 130/14) s primjerima iz prakse, DGITM, 2015.
UVOD
� Energetska politika
Glavni preduvjet energetski učinkovitih zgrada je
energetski
učinkovita vanjska ovojnica.
Izvor: Priručnik ‘’Škola izoliranja’’ www.knaufinsulation.hr
UVOD
� Politika očuvanja prirodnih resursaGrađevinski otpad i otpad od rušenja
(eng. Construction and Demolition Waste – CDW)
25-30 (49) % ukupnog otpada generiranog diljem EU
Izvori: www.eurco.hr/index.php/hr/referencewww.bingoindustries.com.au/blog/post/construction-waste-management-how-the-countrys-build-and-demolition-industry-stacks-up/; www.ds-crusher.org; www.chinmayimpex.com/
UVOD
� Politika očuvanja prirodnih resursa
Izvor: Eurco d.d.Izvor: www.lafargeholcim.com/our-strategy
Građevinski otpad i otpad od rušenja
(eng. Construction and Demolition Waste – CDW)
25-30 (49)% % ukupnog otpada generiranog diljem EU
UVOD
� Politika očuvanja prirodnih resursa
OKVIRNA DIREKTIVA O OTPADU
70% (po
težini)
CDW do
2020.
Nizozemska > 90%Danska > 90%Slovenija > 70%Austrija > 70%UK ≈ 30%Švedska ≈ 10%Hrvatska ≈ 7%Izvor: European Topic Centre on Sustainable Consumption and Production:
“Europe as a Recycling Society: The European Recycling Map”, ETC/SCP working paper 5/2010, 2010.
VENTILIRANI PREDGOTOVLJENI ZIDNI PANEL
� ECO-SANDWICH®
� ECO-SANDWICH®
VENTILIRANI PREDGOTOVLJENI ZIDNI PANEL
HIGROTERMALNO PONAŠANJE
� Higrotermalno ponašanje vanjske ovojnice zgrade podrazumijeva kombinirani prijenos
topline, zraka i vlage
kroz vanjsku ovojnicu koji je potaknut različitim uvjetima vanjskog okoliša i unutrašnjosti zgrade (rubni uvjeti).
Izvor: Holm i suradnici, 2003.
KARAKTERISTIKE VANJSKE OVOJNICE
Dinamika procesa prijenosa
topline, zraka i vlage
� 75 – 90 % svih građevinskih šteta je uzrokovao vlagom
� Transport vlage (vodene pare i/ili likvidne vlage) kroz vanjsku ovojnicu je neizbježan proces koji se odvija usporedno s prolaskom topline te se očituju u promjenama temperature i sadržaja vlage unutar pojedinih slojeva vanjske ovojnice zgrade.
Izvori: www.daytonthermalinspection.com/insulate-brick-on-block; www.basementsystems.com/crawl-space/crawl-space-learning-center/oldcs-thinking/damaged-insulation.html; www.makewoodgood.com/freeze-thaw-damage/; naturallythebest.com/mold-removal-tips/; www.casopis-gradjevinar.hr/assets/Uploads/JCE-59-2007-01-13.pdf
HIGROTERMALNO PONAŠANJE
HIGROTERMALNO PONAŠANJE
Prikladna kontrola vlage je preduvjet za projektiranje energetski učinkovitih zgrada i zgrada bez oštećenja!
Izvor:www.passivhaus-institut.de/
HIGROTERMALNO PONAŠANJE
Mehanizmi prijenosa topline u
ventiliranim fasadama Mehanizmi prijenosa vlage u ventiliranim fasadama
Izvor: Suarez i suradnici, 2012. Izvor: Van Belleghem i suradnici, 2015.
� ECO-SANDWICH®
1) ventilirani betonski predgotovljeni sendvič panel� Utjecaj ventiliranog sloja zraka
2) beton s recikliranim agregatom (CDW)
� Ventilirane fasade• Pasivni sustav hlađenja
• Kapilarni prekid vanjskog
i unutarnjeg sloja
• Odvodnja oborinskih voda
• Izjednačavanje tlakova
• Isušivanje toplinske
izolacija i vanjskog
zida
Izvor: www.econ.hr/rainscreen2.php
HIGROTERMALNO PONAŠANJE
� Ventilirane fasade
POTREBA I ULOGA
VENTILIRANOG SLOJA?
Znanstvene i stručne rasprave
Popp i suradnici, 1980.
Mayer i Künzel, 1983.
Straube i Burnett, 1995.
Straube 1998.
Finch i Straube, 2007.
Morrison Hershfield,
1999.
Hugo Hens, 2007.
Künzel i suradnici, 2008.Izvo
r:
cnci
nd
ia.a
sia
/wp
/?p
ag
e_
id=
25
8
HIGROTERMALNO PONAŠANJE
� Ventilirane fasade
UČINKOVITOST VENTILACIJE = tip vanjske ovojnice & vanjska klima
Potrebna ventilacija Nije potrebna ventilacija
Poznavanje ponašanja ventilirane fasade u pogledu prolaska topline, zraka i vlage
(eng. Hygrothermal performance)
HIGROTERMALNO PONAŠANJE
� Higrotermalno ponašanje ventiliranih fasada
Künzel i suradnici, 2008.
Grau i Rode, 2006.
Tichy i Murray, 2007.
Hens i suradnici, 2007.
Van Belleghem i suradnici, 2015.
Karagiozis i Künzel, 2009.
HIGROTERMALNO PONAŠANJE
� Higrotermalno ponašanje ventiliranih fasada
Izvor: Al-Neshawy, 2013.
� Trenutno ne postoje istraživanja higrotermalnog ponašanja sustava kao što je ECO-SANDWICH®!
� Ne postoje istraživanja higrotermalnog ponašanja bilokakvih sustava s recikliranim agregatom!
NUŽNOST DALJNJIH ISTRAŽIVANJA!!
HIGROTERMALNO PONAŠANJE
HIGROTERMALNO PONAŠANJE
� 1930.-te: prvi pokušaji simuliranja kombiniranog prijenosa topline, zraka i vlage
� krajem 1950.-tih H. Glaser
� fizikalni okviri difuzije vodene pare i kondukcije topline
� široko korištena metoda u građevinskoj praksi za ocjenu opasnosti
od kondenzacije vodene pare
Izvor: vježbe iz kolegija Građevinska fizika, Građevinski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, 2015.
HIGROTERMALNO PONAŠANJE
Transport topline i vlage su međusobno neovisni
Vlaga se prenosi samo procesom difuzije (Fickov zakon)
Topline se prenosi samo vođenjem (Fourierov zakon)
Ne postoji sorpcija vlage u materijalu i migracija tekuće vode unutar zida
Transportna svojstva građevinskih materijala su konstante
Stacionarni vanjski i unutarnji uvjeti; jednodimenzionalni proces prijenosa
Tekućina unutar zida javlja se zbog kondenzacije vodene pare
Ne uzima se u obzir ugrađena vlaga materijala
HIGROTERMALNO PONAŠANJE
� Većina građevinskih materijala su POROZNI!
� Glaserova metoda ne daje točne rezultate za takve materijale!
� Algoritam za proračun potrebne energije za grijanje i
hlađenje prostora zgrade prema HRN EN ISO 1379 propisuje proračun difuzije prema Glaseru
www.domprojekt.hrwww.wienerberger.hrwww.betonlucko.hr www.netl.doe.gov
HIGROTERMALNO PONAŠANJE
� Alati za opsežnu analizukombiniranog prijenosatopline, zraka i vlage unestacionarnim uvjetimatemperature i vlažnosti uelementima vanjskeovojnice – HAM modeli
(eng. Heat, Air, Moisture
modelling)
Izvor: Künzel i Holm, 2009.
� WUFI® (njem. Wärme und Feuchte instationär)
Izvor: www.ibp.fraunhofer.de/en/Expertise/Hygrothermics/hygrothermal_models.html
HIGROTERMALNO PONAŠANJE
� Nužno je poznava higrotermalne karakteris ke betona →
vlaga je ključni faktor koji utječe na patologiju građevnih dijelova izgrađenih od betona i energetske performanse betona
Toplinska provodljivost
Difuzija vodene pare
Sorpcijske izoterme
BE
TO
N S
RE
CIK
LIR
AN
IM
AG
RE
GA
TO
M
HIGROTERMALNO PONAŠANJE
HIGROTERMALNO PONAŠANJE
� Sorpcijske izoterme• Različiti modeli
prilagodbe (eng. fitting) sorpcijskih izotermi
• Nepoznata prikladnost pojedinih modela sorpcijskih izotermi za beton s recikliranim agregatom
• Ulazni parametri za numeričke simulacije higrotermalnog ponašanja ovojnice
Izvor: WUFI Moisture Retention Function
EKSPERIMENTALNA I NUMERIČKA ANALIZA HIGROTERMALNOG PONAŠANJA
� Izgradnja obiteljske kuće, A+ energetskog razreda u programu poticane stanogradnje, s vanjskom ovojnicom od ECO-SANDWICH® panela
Autor: prof. Ljubomir Miščević, Arhitektonski
fakultet Sveučilišta u zagrebu
Plan pozicija za južno pročelje
� Mogućnost daljnjeg istraživanja i razvoja ECO-SANDWICH® panela na razini konstrukcije u stvarnim uvjetima vanjskog okoliša i korištenja
EKSPERIMENTALNA I NUMERIČKA ANALIZA HIGROTERMALNOG PONAŠANJA
EKSPERIMENTALNA I NUMERIČKA ANALIZA HIGROTERMALNOG PONAŠANJA
EKSPERIMENTALNA I NUMERIČKA ANALIZA HIGROTERMALNOG PONAŠANJA
ZAKLJUČAK
Eksperimentalni
higrotermalni monitoring
Odgovor vanjske ovojnice na opterećenje iz okoliša =
higrotermalno ponašanje vanjske ovojnice
Promjene relativne vlažnosti, sadržaja vlage i temperature u
pojedinim slojevima ECO-SANDWICH® panela
� Razumijevanje
ponašanja zgrade
tijekom vijeka
uporabe
� Praćenje
degradacije
materijala
� Praćenje promjena
u konstruktivnom
ponašanju zgrade
� Pravovremene i prikladne mjere
sanacije i održavanja
� Automatizacija HVAC sustava
(smanjenje energije za grijanje i
hlađenje; veća udobnost prostora)
HVALA NA PAŽNJI
MARINA ALAGUŠIĆ, mag.ing.aedif.
Zavod za materijale
Građevinski fakultet
Sveučilište u Zagrebu