6 ο Εργαστήριο: Υλικά κατασκευής κτηνοτροφικών κτηρίων

Transcript

1 6 ο Εργαστήριο: Υλικά κατασκευής κτηνοτροφικών κτηρίων 1

2 Στόχος εργαστηρίου Στόχος του εργαστηρίου είναι να γνωρίσουν οι φοιτητές: - τα υλικά που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή κτηνοτροφικών εγκαταστάσεων - τα συνήθη θερμομονωτικά υλικά και τις ιδιότητες αυτών - τις χρήσεις των θερμομονωτικών υλικών - την υδατοπερατότητα των δομικών υλικών - τη σχεδίαση τομής με διαφορετικά υλικά Θεωρητικό μέρος Υλικά κατασκευής κτηνοτροφικών κτηρίων εγκαταστάσεων Υλικά κατασκευής φέροντος οργανισμού Υλικά κατασκευής τοιχοποιίας Υλικά κατασκευής δαπέδου - Χαρακτηριστικά Υλικά κατασκευής οροφής Υλικά κατασκευής διαχωριστικών μέσα σε κτηνοτροφικό κτήριο Υλικά κατασκευής ταίστρας ποτίστρας Θύρες Θερμομονωτικά υλικά και ιδιότητες αυτών Ποια υλικά ονομάζονται θερμομονωτικά Θερμονονωτικά υλικά που χρησιμοποιούνται στα κτηνοτροφικά κτήρια Παράγοντες που επιδρούν στα θερμομονωτικά υλικά Υδατοπερατότητα δομικών στοιχείων Κτηνοτροφικά κτήρια θερμοκηπιακού τύπου Εργαστηριακή άσκηση 1 Σχεδίαση τομής θέσης ανάπαυσης αγελάδας 2 Σχεδίαση τομής μονωμένου τοίχου. 2

3 Εισαγωγή Όταν τα ζώα περιορίζονται μέσα σε όρια κατασκευασμένα από τον άνθρωπο τότε η επίδραση της κατασκευής (και κατά συνέπεια των υλικών που χρησιμοποιούνται) είναι σημαντική στα ζώα. Η επίδραση μπορεί να είναι άμεση (πχ τραυματισμός) ή έμμεση (επίδραση στο κλιματικό και κοινωνικό περιβάλλον). Τα υλικά κατασκευής θα πρέπει να εξασφαλίζουν ότι η κατασκευή θα ανταποκρίνεται στις φυσιολογικές απαιτήσεις των ζώων, ενώ ταυτόχρονα το κόστος θα διατηρείται χαμηλό. Υλικά κατασκευής κτηνοτροφικών κτηρίων εγκαταστάσεων Ακολούθως γίνεται σύντομη αναφορά στα υλικά κατασκευής των δομικών στοιχείων των συμβατικών κτηνοτροφικών εγκαταστάσεων. Πέραν αυτών σήμερα κερδίζουν έδαφος και οι κτηνοτροφικές εγκαταστάσεις θερμοκηπιακού τύπου. Υλικά κατασκευής φέροντος οργανισμού Υπάρχουν τρεις τύποι φέροντος οργανισμού. Φέροντας οργανισμός από οπλισμένο σκυρόδεμα κυρίως στα βοηθητικά κτήρια και όχι στον στάβλο. Φέροντας οργανισμός από χάλυβα που περιλαμβάνει σιδηροδοκούς και μεταλλικές κολώνες τύπου hea (Σχήμα 1) και φέροντας οργανισμός από ξύλο (συνήθως συναντιέται στα προβατοστάσια). ΔΙΑΤΟΜΗ ΡΟΠΗ ΔΙΑΤΟΜΗΣ HEA ΒΑΡΟΣ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ (mm) (cm 2 ) (cm 3 ) (IPBL) (kg/m) h b S t f Wx Wy , ,0 8,0 21,24 72,76 26, , ,0 8,0 25,34 106,30 38,40 Σχήμα 1. Τομή και απόσπασμα πίνακα στοιχείων δοκού θερμής έλασης τύπου ΗΕΑ 3

4 Υλικά κατασκευής τοιχοποιίας Οι τοίχοι μπορεί να είναι κατασκευασμένοι από: α) ελαφροβαρείς τσιμεντόλιθους, β) οπτόπλινθους, γ) σκυρόδεμα, δ) προκατασκευασμένα τμήματα σκυροδέματος, ε) χαλύβδινα panel, στ) λαμαρίνα, ζ) ξύλο. Οι τοίχοι μπορεί να είναι συμπαγείς ή να φέρουν εσωτερική θερμομόνωση (πυρήνα). Είναι δυνατό να κλείνουν ολόκληρη την όψη του κτηρίου ή να φτάνουν μέχρι ένα ύψος. Η θερμομόνωση επιλέγεται σε κλειστά κτήρια στα οποία απαιτείται ακριβής ρύθμιση του εσωτερικού περιβάλλοντος. Τα ανοιχτά και ημι-ανοικτά κτήρια κατασκευάζονται από φθηνά υλικά. Στην περίπτωση των τοίχων από τσιμεντόλιθους, πλίνθους ή BETON η εσωτερική επιφάνεια θα πρέπει να προστατεύεται από τα πιτσιλίσματα της κοπριάς μέχρι ένα κατάλληλο ύψος με ένα αδιαπέραστο στρώμα τσιμεντοκονίας. Στην περίπτωση των χαλύβδινων panel θα πρέπει να είναι βαμμένα με κατάλληλο υλικό που θα επιτρέπει το καθάρισμα. Σχήμα 2. α) φέρον οργανισμός κτηνοτροφικού κτηρίου, β) τοιχοποιία κτηνοτροφικού κτηρίου Υλικά κατασκευής δαπέδου Χαρακτηριστικά Είναι το πιο σημαντικό κατασκευαστικό αντικείμενο. Ο τύπος του και η υφή του συντελούν στη δημιουργία αίσθησης άνεσης ή δυσφορίας στα ζώα, 4

5 τραυματισμών ή ακόμη και ασθενειών. Θα πρέπει να συγκεντρώνει κάποια χαρακτηριστικά όπως: α) μεγάλη διάρκεια ζωής, β) στεγανότητα, γ) αντοχή σε χημικά συστατικά και ούρα, δ) αντιολισθητικό, ε) ευκολία στον καθαρισμό, στ) κατάλληλη κλίση για να εξασφαλίζεται η απομάκρυνση ούρων και νερών καθαρισμού. Κατά την κατασκευή του δαπέδου θα πρέπει να ληφθεί υπόψη η πιθανότητα θέρμανσης του κτηρίου με ενδοδαπέδια θέρμανση ή το γεγονός ότι μέσα από αυτό είναι πιθανό να οδεύσουν δίκτυα ύδρευσης, αποχέτευσης ή ηλεκτρισμού. Για τον λόγο αυτό μπορεί το δάπεδο να είναι υπερυψωμένο από το έδαφος, διάτρητο ή σχαρωτό, ώστε να υπάρχουν από κάτω τα απαραίτητα κανάλια αποχέτευσης. Οι τύποι του δαπέδου που συναντιούνται στις κτηνοτροφικές εγκαταστάσεις είναι: α) συμπαγές, β) από BETON χωρίς μόνωση στεγάνωση, γ) από BETON με μόνωση στεγάνωση, δ) συνθετικό δάπεδο διάτρητο ή μη, ε) δάπεδο σχαρωτό. Τα χαρακτηριστικά και η καταλληλότητα του καθενός δαπέδου για κάθε είδος κτηνοτροφικού κτηρίου είναι: α) Συμπαγές Το συμπαγές δάπεδο μπορεί να λειτουργήσει ως φίλτρο ώστε μέσω αυτού να διηθούνται τα υγρά απόβλητα στο υπέδαφος (συνηθίζεται στα προβατοστάσια). Μπορεί να κατασκευαστεί με την τοποθέτηση και συμπίεση πάνω στο φυσικό έδαφος στρώσεων από χαλίκια διαφόρων διαστάσεων, με τελική επικάλυψη από άμμο. Εκτός από τα προβατοστάσια χρησιμοποιείται και σε ειδικές περιπτώσεις πτηνοτροφίας (π.χ. αμμώδες ή χαλικώδες έδαφος, για εκτροφή χηνών). β) BETON χωρίς μόνωση στεγάνωση Είναι δυνατό να προκαλέσει τραυματισμούς στα πόδια και στην αρχή όταν είναι αδρό με αιχμηρή επιφάνεια και όταν αργότερα λειανθεί. Με την πάροδο του χρόνου, μπορεί να εμφανίσει ρωγμές όπου είναι δυνατό να αναπτυχθούν εστίες μικροβίων. Προκειμένου να ενισχυθεί η αντοχή του, ενσωματώνεται μέσα στη μάζα του κατά την κατασκευή του μεταλλικό πλέγμα (πλέγμα τύπου Δάριγκ, Σχήμα 3). 5

6 Σχήμα 3. Πλέγματα (ηλεκτροσυγκολλημένα) τετράγωνης ή ορθογώνιας οπής. γ) BETON με μόνωση στεγάνωση Στα σημεία που στέκονται τα ζώα, το δάπεδο μπορεί να είναι μονωμένο και στεγανό. Η στεγάνωση εξασφαλίζεται με τη χρήση ασφαλτούχων υλικών. Τα μονωτικά υλικά είναι δυνατό να είναι αναμιγμένα με το τσιμέντο ή να αποτελούν ξεχωριστή στρώση. δ) Συνθετικό δάπεδο Μπορεί να χρησιμοποιηθεί εφόσον το υλικό πληρεί τις προυποθέσεις ασφάλειας που έχουν αναφερθεί. Γενικά διατηρεί υψηλότερη θερμοκρασία και είναι λιγότερο αδρό, μειώνοντας τον κίνδυνο τραυματισμών. Μπορεί να είναι διάτρητο έτσι ώστε να υπάρχει αποχέτευση (προβατοστάσια, πτηνοτροφεία). ε) Σχαρωτό δάπεδο Σχάρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε τμήμα του χώρου κατάκλισης του ζώου (βουστάσια). Μπορεί να είναι ξύλινο, μεταλλικό, μεταλλικό με πλαστική επένδυση, ή και τσιμεντένιο. Όπως και στην περίπτωση του διάτρητου συνθετικού επιτρέπει την αποχέτευση των κοπράνων και των ούρων. Όταν δεν είναι σωστά σχεδιασμένο μπορεί να προκαλέσει επίσης τραυματισμούς στα πόδια. στ) Ξύλινο δάπεδο Ενώ θεωρείται εξαιρετικό υλικό, το ξύλο σπάνια χρησιμοποιείται λόγω του υψηλού του κόστους. ζ) Μεταλλικό διάτρητο δάπεδο Χρησιμοποιείται σε κελιά τοκετού σε χοιροστάσια. 6

7 Σχήμα 4. α) Δάπεδο με μόνωση, β) δάπεδο σχαρωτό Υλικά κατασκευής οροφής Η οροφή θα πρέπει να είναι κατασκευασμένη έτσι ώστε να καθαρίζεται εύκολα και να μη συγκεντρώνει βρωμιά. Συνήθως κατασκευάζεται από κυματοειδή χάλυβα ή κράμα αλουμινίου. Παλιότερα χρησιμοποιούσαν αμιαντοτσιμέντο (ελλενίτ) (Σχήμα 5) η χρήση του οποίου σήμερα απαγορεύεται. Σχήμα 5.Οροφή καλυμμένη με φύλλα ελλενιτ 7

8 Η οροφή των κτηνοτροφικών κτηρίων συχνά εφοδιάζεται με κάποιο στρώμα θερμομονωτικού υλικού, έτσι ώστε η θερμοκρασία στην εσωτερική επιφάνεια να παραμένει υψηλότερη από το σημείο δρόσου και να αποφεύγονται οι υγροποιήσεις των υδρατμών. Η μόνωση είναι απαραίτητη σε κτήρια που κατασκευάζονται σε ψυχρά κλίματα και κυρίως σε κλειστούς στάβλους (χοιροστάσια), ενώ σε ανοικτά και ημι-ανοικτά κτήρια προτιμούνται πιο φθηνά υλικά. Σε ότι αφορά την κλίση της οροφής αυτή μπορεί να είναι μονόρικτη ή δίρικτη, με κλίση από 10% έως 30%. ΠΡΟΣΟΧΗ! Σε περίπτωση καθαίρεσης υπάρχουσας κατασκευής από αμιαντοτσιμέντο (ελλενίτ), αυτή θα πρέπει να γίνεται από εξειδικευμένο συνεργείο. Σπασμένα τμήματα ελλενίτ θα πρέπει να απομακρύνονται καθώς οι ίνες αμιάντου είναι καρκινογόνες. Σχήμα 6. α) Οροφή από panel, β) μόνωση οροφής Υλικά κατασκευής διαχωριστικών μέσα σε κτηνοτροφικό κτήριο Σε πολλά κτηνοτροφικά κτήρια χρησιμοποιούνται διαχωριστικά ανάμεσα στις ατομικές θέσεις τα οποία προστατεύουν τα ζώα κατά την κατάκλιση και τα υποχρεώνουν σε συγκεκριμένες θέσεις σε ότι αφορά την τροφοδοσία τους και την αποχέτευση (βουστάσια). Τα διαχωριστικά αυτά μπορεί να είναι μεταλλικοί σωλήνες, ή ράβδοι από προκατασκευασμένο BETON, ή τσιμεντένιες επί τόπου κατασκευές. Σε κάποιες περιπτώσεις μπορεί να είναι ξύλινα. 8

9 Υλικά κατασκευής ταίστρας ποτίστρας Τα πιο συνηθισμένα υλικά για την κατασκευή ταίστρας είναι α) ξύλο, β) σκυρόδεμα με επάλειψη από τσιμέντο, γ) πλίνθοι ή οπτόπλινθοι με επάλειψη από τσιμέντο, δ) λαμαρίνες, ε) πλαστικό. Οι ταίστρες θα πρέπει να έχουν ικανοποιητικά λείες επιφάνειες για να επιτρέπουν την παραλαβή των συμπυκνωμάτων αλλά και να αποφεύγεται ο τραυματισμός των ζώων. Θα πρέπει να μην υπάρχει τρόπος να ανατρέπονται από τα ζώα και να είναι σχεδιασμένες έτσι ώστε να αποφεύγεται απώλεια τροφής. Οι ποτίστρες επίσης μπορεί να είναι κατασκευασμένες από: α) σκυρόδεμα με επάλειψη από τσιμέντο, β) λαμαρίνες, γ) πλαστικό. Θύρες Οι πόρτες μπορεί να είναι συρόμενες ή συμβατικές (με ημιπεριστροφή). Οι μεγάλες συρόμενες πόρτες χρησιμοποιούνται για την πρόσβαση στο διάδρομο κυκλοφορίας και τροφοδοσίας κτηνοτροφικών κτηρίων μεγάλων ζώων (βουστάσιο, χοιροστάσιο, αιγοπροβατοστάσιο). Είναι μεταλλικές (γαλβανιζέ λαμαρίνα) και δεν υπάρχουν ιδιαίτερες απαιτήσεις σε ότι αφορά την αεροστεγάνωση. Οι συμβατικές πόρτες (μεταλλικές ή και ξύλινες) χρησιμοποιούνται σε χώρους στους οποίους απαιτείται ο έλεγχος της κίνησης των ζώων (πχ πριν από το αμελκήριο). Στην περίπτωση πτηνοτροφείων, σαλιγκαροτροφείων και γενικά σε κάθε κτηνοτροφικό κτήριο στο οποίο απαιτείται ο ολοκληρωτικός έλεγχος του εσωτερικού μικροκλίματος, οι πόρτες θα πρέπει να είναι αεροστεγανές και θερμομονωμένες (πολλαπλά στρώματα με εσωτερική θερμομόνωση). Θερμομονωτικά υλικά και ιδιότητες αυτών Ποια υλικά ονομάζονται θερμομονωτικά Όπως έχει ήδη αναλυθεί στο 2 ο εργαστήριο, η ικανότητα των υλικών να άγουν τη θερμότητα περιγράφεται από τον συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας των υλικών, λ [W/mK] η οποία είναι φυσική ιδιότητα του υλικού. Ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας εκφράζει την ποσότητα της θερμότητας που θα διέλθει κάθετα από μια πλάκα υλικού πάχους 1 m, όταν η διαφορά θερμοκρασίας ανάμεσα στις δύο επιφάνειες της πλάκας είναι 1 Κ (ή 0 C). Υλικά με μικρό συντελεστή θερμικής 9

10 αγωγιμότητας θεωρείται ότι παρουσιάζουν μεγάλη αντίσταση στη μετάδοση θερμότητας, ενώ υλικά με μεγάλες τιμές λ θεωρούνται καλοί αγωγοί θερμότητας. Τα συνήθη δομικά στοιχεία έχουν συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας της τάξης του W/mK και γενικά θεωρούνται υλικά που προβάλουν αντίσταση στη μετάδοση της θερμότητας. Η αντίσταση αυτή μπορεί να ενισχυθεί με την προσθήκη στρώσης θερμομονωτικού υλικού. Τα μέταλλα έχουν συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας κατά πολύ μεγαλύτερο της τάξης των W/mK και θεωρούνται καλοί αγωγοί θερμότητας. Χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις που απαιτείται μετάδοση θερμότητας με αγωγή (πχ λέβητας). Όταν μεταλλικά στοιχεία χρησιμοποιούνται για την κατασκευή κτηνοτροφικών κτηρίων, είναι απαραίτητο να ενισχύονται με ικανοποιητική στρώση θερμομόνωσης. Υλικά με συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας μικρότερο από 0.1 W/mK θεωρούνται θερμομονωτικά. Σε παλαιότερα κείμενα ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας δίνεται σε kcal/mh 0 C (Ισχύει: 1 W/mK = 0.86 kcal/mh 0 C, όπου m=μέτρο). Στον Πίνακα 1 που ακολουθεί, δίνεται ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας των συνηθισμένων δομικών υλικών σε θερμοκρασία 20 o C. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η τιμή του λ αυξάνεται ελαφρά με τη θερμοκρασία αλλά για τους υπολογισμούς στην περίπτωση των δομικών υλικών των κτηνοτροφικών κτηρίων θεωρείται σταθερό. Όπως προκύπτει από τον παρακάτω πίνακα (Πίνακα 1) κάποια δομικά υλικά του φέροντος οργανισμού ή της επίστρωσης του εδάφους έχουν από μόνα τους καλές θερμομονωτικές ιδιότητες και έτσι δε χρειάζονται επιπλέον ενίσχυση. Τέτοια υλικά είναι τα υλικά πλήρωσης της τοιχοποιίας (τσιμεντόλιθοι, ωμόπλινθοι με πρόσμιξη άχυρου, ξυλεία), τα υλικά φέροντος οργανισμού (ξυλεία) και τα υλικά επικάλυψης του δαπέδου (ασφαλτούχες προσμίξεις, κεραμικά πλακίδια). Πίνακας 1. Συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας συνήθων δομικών υλικών και μετάλλων Υλικό Συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας λ [W/mK] Ασβεστόλιθος 2.3 Άργιλος/ ιλύς, πηλός, λάσπη 1.5 Ωμόπλινθοι με πρόσμιξη άχυρου τσιμεντοκονίαμα 1.5 Άοπλο σκυρόδεμα 1.15 Οπλισμένο σκυρόδεμα Τσιμεντόλιθοι Οπτόπλινθοι Κεραμίδια 0.4 Ξυλεία

11 Υαλοπίνακας 1 Ασφαλτικά μείγματα 0.7 Φυσικό καουτσούκ 0.13 Φύλλο πολυαιθυλενίου 0.5 Φύλλο λαμαρίνας 58 Σίδηρος 50 Άλλα δομικά στοιχεία που αποτελούνται από μέταλλο είναι εντελώς υποχρεωτικό να συνοδεύονται από επιπλέον θερμομονωτική προστασία. Ειδικά στην περίπτωση χρήσης πάνελ λαμαρίνας είτε για την κατασκευή της σκεπής είτε για την πλήρωση τοιχοποιίας, τα panels παρέχονται με τη μορφή sandwich τα οποία στο εσωτερικό φέρουν θερμομονωτικό υλικό. Θερμονονωτικά υλικά που χρησιμοποιούνται στα κτηνοτροφικά κτήρια Τα πλέον συνηθισμένα θερμομονωτικά υλικά σε κτηνοτροφικά κτήρια είναι τα ακόλουθα: α) πολυστερίνη, β) πολυουρεθάνη, γ) υαλοβάμβακας, δ) πλάκες ξυλόμαλλου. Τα χαρακτηριστικά των υλικών αυτών είναι για το κάθε υλικό, τα εξής: Α) Πολυστερίνη Διακρίνεται σε διογκωμένη EPS (χύμα σε κόκκους και σε πλάκες) και στην εξηλασμένη πολυστερίνη XPS (σε πλάκες). Η διογκωμένη πολυστερίνη (φελιζόλ) χρησιμοποιείται στη δόμηση ως θερμομονωτικό προϊόν για τη θερμική προστασία των περισσότερων δομικών στοιχείων, δηλαδή των κατακόρυφων στοιχείων του φέροντος οργανισμού (δοκών, υποστυλωμάτων, τοιχίων) όταν δεν είναι εκτεθειμένα στην επίδραση της βροχής, της τοιχοποιίας πλήρωσης, των δαπέδων στο έδαφος όταν αυτό είναι προστατευμένο από την υγρασία, καθώς επίσης και των στεγών. Η εξηλασμένη πολυστερίνη είναι πιο ακριβή και κυκλοφορεί σε πλάκες χρώματος μπλε ή πράσινου. Έχει καλύτερη μηχανική αντοχή από τη διογκωμένη και χρησιμοποιείται για τη θερμική προστασία σχεδόν όλων των δομικών στοιχείων: κατακόρυφων στοιχείων φέροντος οργανισμού (δοκών, υποστυλωμάτων, τοιχίων), τοιχοποιίας πλήρωσης, δαπέδων και στεγών. 11

12 α) Διογκωμένη πολυστερινη, β) εξηλασμένη πολυστερίνη Β) Πολυουρεθάνη Διατίθεται σε πολλές μορφές. Οι βασικότερες είναι με τη μορφή αφρού και με τη μορφή πάνελ τύπου σάντουιτς με εκατέρωθεν επικάλυψη μεταλλικών φύλλων. Με τη μορφή αφρού ψεκάζεται και σε σύντομο χρονικό διάστημα πολυμερίζεται με την υγρασία της ατμόσφαιρας και στερεοποιείται. Προσφύεται στα περισσότερα οικοδομικά υλικά και ιδιαίτερα στα πετρώδη. Τα προκατασκευασμένα πετάσματα (πάνελ) πολυουρεθάνης έχουν ευρεία εφαρμογή σε κτηνοτροφικά κτήρια (σε τοιχοποιία, ως στοιχεία πλήρωσης αλλά και σε στέγες). Το υλικό αυτό από μόνο του έχει περιορισμένη μηχανική αντοχή. Σχήμα 5. α) αφρός πολυουρεθάνης, β) panel πολυουρεθάνης 12

13 Γ) Υαλοβάμβακας Κυκλοφορεί σε διάφορες μορφές, ανάλογα με τη χρήση του, όπως: ως κάλυμμα σε ρολά, ως κάλυμμα προστατευμένο από τη μια του όψη με φύλλο αλουμινίου, ως κάλυμμα ενισχυμένο με μεταλλικό πλέγμα, ως απλές ή ενισχυμένες πλάκες, (για μόνωση τοίχων πλήρωσης, ξύλινων πατωμάτων καθώς και στεγών) και ως κάλυμμα για θερμομονώσεις και ηχομονώσεις σωληνώσεων. Επίσης χρησιμοποιείται για τη θερμική προστασία φούρνων, καυστήρων καπνοδόχων κ.λπ. Δεν έχει μηχανική αντοχή αλλά είναι ιδανικός για μόνωση καμπύλων επιφανειών. Χαρακτηρίζεται από κίτρινο χρώμα. Δ) Πλάκες ξυλόμαλλου Αποτελείται από ξυλώδεις ίνες, που έχουν αναμειχθεί και ορυκτοποιηθεί με τσιμέντο υψηλής αντοχής. Το ξυλόμαλλο κυκλοφορεί στο εμπόριο σε δυο βασικούς τύπους: ως απλές συμπαγείς πλάκες και ως πλάκες τύπου σάντουιτς με εκατέρωθεν εξωτερικές στρώσεις ξυλόμαλλου και ενδιάμεση στρώση διογκωμένης πολυστερίνης ή πετροβάμβακα. Είναι προφανώς ελαφρότερες των συμπαγών πλακών και συνδυάζουν τις ιδιότητες του ξυλόμαλλου και της διογκωμένης πολυστερίνης ή του πετροβάμβακα. Είναι υλικό άοσμο, έχει χρώμα φαιό και εκτός από θερμομονωτικό, θεωρείται και καλό ηχομονωτικό υλικό. Το βασικό του χαρακτηριστικό είναι η υψηλή μηχανική αντοχή. Σχήμα 6. α) υαλοβάμβακας, β) πλάκες ξυλόμαλλου 13

14 Εκτός από τα τεχνητά θερμομονωτικά υλικά υπάρχουν και κάποια φυτικής προέλευσης τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως σε κτηνοτροφικά κτήρια. Τέτοια είναι: α) πλάκες ή μπάλες άχυρου που χρησιμοποιούνται αρκετά συχνά στη στρωμνή μεταξύ άλλων για να μονώνουν το δάπεδο στο οποίο ξαπλώνουν τα ζώα και να διατηρούνται ζεστά, β) πλάκες από καλάμια που χρησιμοποιούνται και σαν δομικό υλικό σε πρόχειρα κτήρια, γ) βαμβάκια, δ) μαλλί προβάτου κυρίως για θερμομόνωση οροφών. Στον πίνακα 2 που ακολουθεί, δίνεται ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας για τα παραπάνω θερμομονωτικά υλικά. Πίνακας 2. Συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας θερμομονωτικών υλικών Υλικό Συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας λ, [W/mK] Διογκωμένη πολυστερίνη (EPS) Εξηλασμένη πολυστερίνη (XPS) Πολυουρεθάνη Υαλοβάμβακας Πλάκες ξυλόμαλλου Πλάκες ή μπάλες άχυρου Πλάκες από καλάμια Βαμβάκι 0.04 Μαλλί προβάτου Παράγοντες που επιδρούν στα θερμομονωτικά υλικά Υγρασία: Η υγρασία αποτελεί βασικό πρόβλημα και καταστρέφει τις θερμομονωτικές ιδιότητες όταν εμποτίσει το υλικό, ωστόσο σήμερα κυκλοφορούν και θερμομονωτικά υλικά τα οποία δεν απορροφούν υγρασία. Ηλιακή ακτινοβολία: Επιδρά αρνητικά στα περισσότερα θερμομονωτικά υλικά οδηγώντας σε γήρανση και θρυμμάτισμα λόγω υαλώδους μεταπτώσεως αν πρόκειται για προϊόντα πολυαιθυλενίου ή εν γένει λόγω γήρανσης. Χημικά: Ορισμένα υλικά προσβάλλονται από χημικούς διαλύτες, όπως είναι οι βενζίνες, η ακετόνη (ασετόν), το βενζόλιο κ.ά. Επίσης τα περισσότερα αφρώδη οργανικά υλικά επηρεάζονται από την πίσσα και τη ρευστή άσφαλτο. Φωτιά: Τα ανόργανης προέλευσης θερμομονωτικά υλικά, δεν προσβάλλονται από τη φωτιά ενώ τα οργανικής προέλευσης είναι εύφλεκτα. 14

15 Μηχανική αντοχή: Κάποια θερμομονωτικά υλικά όπως ο υαλοβάμβακας δεν έχουν καμιά μηχανική αντοχή, ενώ άλλα όπως οι πλάκες πολυστερίνης είναι ψαθυρά δηλ σπάνε χωρίς παραμόρφωση και βέβαια υπάρχουν και θερμομονωτικά υλικά όπως το ξυλόμαλλο που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δομικά στοιχεία. Ηχομόνωση: Τα περισσότερα θερμομονωτικά υλικά προσφέρουν και κάποια ηχομόνωση. Υδατοπερατότητα δομικών στοιχείων Η ποσότητα υδρατμών που περνάει διαμέσου ενός δομικού στοιχείου εξαρτάται από: α) το είδος του υλικού, β) το πάχος του υλικού και γ) τη διαφορά των μερικών πιέσεων υδρατμών ανάμεσα στις δύο επιφάνειες του υλικού. Έτσι η ποσότητα υδρατμών g [kg/m 2 ] που μπορεί να περάσει από ένα δομικό στοιχείο, δίνεται από τη σχέση: Pi P g Όπου: P i,o : η μερική πίεση υδρατμών στην εσωτερική και εξωτερική επιφάνεια ρ j : ειδικός συντελεστής αντίστασης στη διάχυση των υδρατμών [Nh/kg] ο οποίος εξαρτάται από το πάχος και το είδος του υλικού. Για πολλά υλικά ορίζεται η περατότητα P [g/(m 2 mmhg)], η οποία εκφράζει την ποσότητα υδρατμών που μπορούν να περάσουν διαμέσου 1 m 2 του υλικού πολύ μικρού πάχους όταν μεταξύ των πλευρών του, επικρατεί διαφορά μερικών πιέσεων υδρατμών της τάξης του 1 mmhg. Στον ακόλουθο Πίνακα 3 δίνεται η περατότητα κάποιων δομικών υλικών. j 0 Πίνακας 3. Περατότητα δομικών στοιχείων Υλικό Περατότητα P [gr/(m 2 mmhg)] Ξύλο Γύψος 0.01 Τούβλο διάτρητο Τούβλο πλήρες πολυστερίνη 0.11 τσιμεντοκονία Στρώμα πίσας Φύλλα αλουμινίου

16 Στρώμα ασφάλτου Στρώμα λαδομπογιάς 0.09 Φιλμ πολυαιθυλενίου Κτηνοτροφικά κτήρια θερμοκηπιακού τύπου Η κατασκευή κτηνοτροφικών κτηρίου θερμοκηπιακού τύπου κερδίζει έδαφος τα τελευταία χρόνια αφού εξασφαλίζει υψηλή ποιότητα με μειωμένες αδειοδοτικές διαδικασίες. Σχήμα 7. Α) πτηνοτροφείο τύπου tunel, β) προβατοστάσιο Εργαστηριακή άσκηση Να σχεδιαστούν: α) Η τομή της θέσης ανάπαυσης μιας αγελάδας, β) Η τομή ενός μονωμένου τοίχου. 16

17 α) Τομή θέσης ανάπαυσης αγελάδας 17

18 β) Τομή μονωμένου τοίχου 18