ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ ΤΕΧΝΙΚΗ ΗΜΕΡΙΔΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 14 ΜΑΪΟΥ 2016 Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΘΕΡΜΟΓΕΦΥΡΩΝ ΣΤΙΣ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΑΠΟ ΤΟ ΚΕΛΥΦΟΣ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΟΡΓΑΝΩΣΗ: ASHRAE ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ Μέσ α Δηµήτρης Αραβαντινός καθηγητής Τµήµατος Πολιτικών Μηχανικών Α.Π.Θ. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΙΚΟΔΟΜΙΚΗΣ & ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Α.Π.Θ.
Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΓΕΦΥΡΑΣ ΘΕΡΜΟΓΕΦΥΡΑ Ως θερµογέφυρα ορίζεται το τµήµα εκείνο του περιβλήµατος του κτιρίου, στο οποίο η θερµική του αντίσταση εµφανίζεται µειωµένη συγκριτικά µε τη θερµική αντίσταση στο υπόλοιπο κέλυφος. Στη θέση της θερµογέφυρας η θερµική ροή είναι αυξηµένη.
Η ΘΕΡΜΟΦΩΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΓΕΦΥΡΑΣ Η χρωµατική αποτύπωση των ροών θερµότητας µε θερµοκάµερα
ΑΙΤΙΕΣ ΕΜΦΑΝΙΣΗΣ ΤΩΝ ΘΕΡΜΟΓΕΦΥΡΩΝ Τη δηµιουργία θερµογέφυρας µπορεί να προκαλέσουν: Κατασκευαστικές αδυναµίες Κακοτεχνίες Αστοχίες υλικών ή κατασκευής Αµέλεια και παραλείψεις Άγνοια Φθορές οφειλόµενες στο χρόνο Η γεωµετρία του κτιρίου
ΘΕΡΜΟΓΕΦΥΡΕΣ ΛΟΓΩ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΚΑΙ ΛΟΓΩ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑΣ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ Κατασκευαστική θερµογέφυρα Οφείλεται σε διακοπή της συνέχειας της θερµοµονωτικής στρώσης Η έντασή της εξαρτάται από το δηµιουργούµενο άλµα της ασυνέχειας. Γεωµετρική θερµογέφυρα Οφείλεται στη γεωµετρία του κτιρίου, χωρίς να υπάρχει διακοπή της συνέχειας της θερµοµονωτικής στρώσης. Η έντασή της εξαρτάται από τη διαφορά µεγέθους εξωτερικής και εσωτερικής επιφάνειας.
ΟΙ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΥΠΑΡΞΗ ΤΩΝ ΘΕΡΜΟΓΕΦΥΡΩΝ Στη θέση της θερµογέφυρας το δοµικό στοιχείο εµφανίζει περιορισµένη θερµική προστασία ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ Αύξηση των θερµικών απωλειών Πτώση της επιφανειακής θερµοκρασίας Μείωση του αισθήµατος θερµικής άνεσης Εκδήλωση του φαινοµένου συµπύκνωσης
ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΘΕΣΕΙΣ ΕΜΦΑΝΙΣΗΣ ΤΩΝ ΘΕΡΜΟΓΕΦΥΡΩΝ Δυσχερούς ή πρακτικά αδύνατης θερµοµονωτικής προστασίας. Συνάντησης δύο κάθετων µεταξύ τους δοµικών στοιχείων. Αλλαγής σύνθεσης των υλικών σε φαινοµενικά ενιαίο δοµικό στοιχείο. Απουσίας θερµοµονωτικής στρώσης ή µείωσης του πάχους της. Δίεδρων ή τρίεδρων εξωτερικών γωνιών του περιβλήµατος. Διακοπής της συνέχειας της θερµοµονωτικής στρώσης.
ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΘΕΡΜΟΓΕΦΥΡΩΝ Οι θερµογέφυρες διακρίνονται σε δύο τύπους: Σηµειακές θερµογέφυρες Θεωρούνται από τον κανονισµό πρακτικά αµελητέες και δεν λαµβάνονται υπόψη στον υπολογισµό Γραµµικές θερµογέφυρες Ορίζονται από το γινόµενο: Ηθ/γ=Ψ ℓ W/K όπου: Ψ ο συντελεστής γραµµικής θερµοπερατότητας [W/(m K)] l το µήµος της θερµογέφυρας [m] Προσδιορισµός του συντελεστή Ψ: Έχει υπολογίσει από τη διαφορά τιµών µεταξύ δισδιάστατης & µονοδιάστατης ροής θερµότητας Έχει αναχθεί στη µονάδα µήκους της θέσης, στην οποία εκδηλώνεται η θερµογέφυρα
ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΜΕΤΑΦΕΡΟΜΕΝΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕΣΩ ΔΟΜΙΚΟΥ ΣΤΟΙΧΕΙΟΥ Η=U A Η θ/γ =Ψ l Συντελεστές µεταφοράς θερµότητας Η ολ =Η+Η θ/ γ =U A+Ψ l Συνολικά µεταφερόµενη ποσότητα θερµότητας Παραδοχές: Μονοδιάστατη ροή θερµότητας: Q = A x U x Δθ Μετάδοση θερµότητας κάθετα προς το δοµικό στοιχείο Ανεπηρέαστη η ροή από άλλες πηγές θερµότητας Φυσικές ιδιότητες των υλικών ανεξάρτητες από τη θερµοκρασία Υλικά οµογενή και ισότροπα και σε τέλεια θερµική επαφή
ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΘΕΡΜΟΓΕΦΥΡΩΝ ΚΑΙ ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΟΥ ΜΗΚΟΥΣ ΤΟΥΣ Για την ευκολία υπολογισµού, ανάλογα µε τη θέση εµφάνισής τους στο κτίριο, διαχωρίζονται σε: κατακόρυφες θερµογέφυρες οριζόντιες θερµογέφυρες θερµογέφυρες κουφωµάτων Στη συναρµογή των κατακόρυφων δοµικών στοιχείων Εντοπίζονται στις κατόψεις του κτιρίου Στη συναρµογή οριζόντιων δοµικών στοιχείων µε κατακόρυφα Εντοπίζονται στις τοµές του κτιρίου Στη συναρµογή των κουφωµάτων µε συµπαγή δοµικά στοιχεία Το µήκος τους είναι η περίµετρος των ανοιγµάτων Οι τιµές των Ψ δίνονται από πίνακες
ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΤΗΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΤΩΝ ΘΕΡΜΟΓΕΦΥΡΩΝ Ελέγχθηκε σε υπολογιστικό πρόγραµµα η επίδραση των θερµογεφυρών στις απώλειες θερµότητας και η ποσοστιαία αναλογία τους στο σύνολο των θερµικών απωλειών ενός κτιρίου. Ελέγχθηκαν: Κτίρια διαφορετικής µορφολογίας Κτίρια διαφορετικής χρήσης Κτίρια σε διαφορετικές κλιµατικές ζώνες Με διαφορετική θέση θερµοµόνωσης Κτίρια µε ανάπτυξη καθ ύψος, κατά πλάτος και κατά µήκος της βασικής τους κτιριακής µονάδας
Η ΜΟΡΦΗ ΤΟΥ ΒΑΣΙΚΟΥ ΔΟΜΟΣΤΟΙΧΕΙΟΥ ΤΩΝ ΕΛΕΓΧΩΝ Το βασικό δοµοστοιχείο µε παράθυρα περιµετρικά Το βασικό δοµοστοιχείο µε εξωστόθυρες περιµετρικά 10,0 m 10,0 m 3,0 m 3,0 m Η κάθε πλευρά του δοµοστοιχείου έχει µήκος 10,0 m και το ύψος του είναι 3,0 m. Σε κάθε πλευρά υπάρχουν 4 υποστυλώµατα (τα δύο γωνιακά), διαστάσεων 50 50 (cm). Οι περιµετρικές δοκοί έχουν οµοιόµορφο ύψος 60 cm. Υπάρχουν 3 κουφώµατα σε κάθε πλευρά του εξωτερικού κελύφους. Όταν είναι θύρες έχουν πλάτος 1,50 m και ύψος 2,20 m Όταν είναι παράθυρα έχουν πλάτος 1,50 m, ύψος 1,20 m και στάθµη ποδιάς 1,00 m Την τοιχοποιία δένουν περιµετρικά δύο περίδεσµοι ενίσχυσης στο 1,00 m και στα 2,20 m
ΟΙ 3 ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ ΚΤΙΡΙΩΝ επί εδάφους επί πιλοτής επί υπογείου
ΟΙ 3 ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ ΚΤΙΡΙΩΝ (ΠΟΛΛΩΝ ΟΡΟΦΩΝ) επί εδάφους επί πιλοτής επί υπογείου Κτίρια χωρίς εξώστες Κτίρια µε εξώστες
Η ΘΕΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΤΙΚΗΣ ΣΤΡΩΣΗΣ Η θερµοµονωτική στρώση τοποθετήθηκε: 1ος έλεγχος Σε όλα τα δοµικά στοιχεία από την εξωτερική πλευρά 2ος έλεγχος Σε όλα τα δοµικά στοιχεία από την εσωτερική πλευρά 3ος έλεγχος Στα στοιχεία πλήρωσης στον πυρήνα, στο φέροντα οργανισµό από την εξωτερική πλευρά
ΘΕΡΜΟΓΕΦΥΡΕΣ ΜΕ ΤΗ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΤΙΚΗ ΣΤΡΩΣΗ ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ Δώµα Θέση υποστυλώµατος Ψ=+0,25 W/(m Κ) Δώµα Θέση οπτοπλινθοδοµής Ψ=+0,25 W/(m Κ) Γωνιακό υποστύλωµα Θέση δοκού Ψ=0,10 W/(m Κ) επί εδάφους Γωνιακό υποστύλωµα Θέση οπτοπλινθοδοµής Ψ=0,15 W/(m Κ) Εγκάρσια τοιχοποιία Θέση υποστυλώµατος Ψ=+0,00 W/(m Κ) Δάπεδο επί εδάφους Θέση οπτοπλινθοδοµής Ψ=+0,30 W/(m Κ) Δάπεδο επί εδάφους Θέση υποστυλώµατος Ψ=+0,40 W/(m Κ)
ΠΟΣΟΣΤΟ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΛΟΓΩ ΘΕΡΜΟΓΕΦΥΡΩΝ επί εδάφους Η θέση της θερµοµονωτικής στρώσης στο κτίριο Εξωτερικά Εσωτερικά Στον πυρήνα Ποσοστό επί του συνόλου των θερµικών απωλειών Ζώνη Α Ζώνη Β Ζώνη Γ Ζώνη Δ 14% 0% 39% 15% 2% 40% 15% 2% 41% 15% 2% 41%
ΠΟΣΟΣΤΟ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΛΟΓΩ ΘΕΡΜΟΓΕΦΥΡΩΝ επί εδάφους Η θέση της θερµοµονωτικής στρώσης στο κτίριο Εξωτερικά Εσωτερικά Στον πυρήνα Ποσοστό επί του συνόλου των θερµικών απωλειών Ζώνη Α Ζώνη Β Ζώνη Γ Ζώνη Δ 24% 7% 33% 24% 7% 33% 25% 7% 34% 24% 7% 34%
ΠΟΣΟΣΤΟ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΛΟΓΩ ΘΕΡΜΟΓΕΦΥΡΩΝ ΣΤΙΣ 4 ΖΩΝΕΣ Κ.ΕΝ.Α.Κ. ενός ορόφου χωρίς εξώστες επί εδάφους επί πιλοτής επί υπογείου Θέση µόνωσης Εκτός Εντός Πυρήνα Εκτός Εντός Πυρήνα Εκτός Εντός Πυρήνα Ζώνη Α 14% 0% 39% 20% 9% 41% 18% 7% 40% Ζώνη Β 15% 2% 40% 20% 9% 41% 18% 7% 40% Ζώνη Γ 15% 2% 41% 20% 9% 41% 18% 7% 40% Ζώνη Δ 15% 2% 41% 20% 9% 41% 18% 7% 40%
ΠΟΣΟΣΤΟ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΛΟΓΩ ΘΕΡΜΟΓΕΦΥΡΩΝ ΣΤΙΣ 4 ΖΩΝΕΣ Κ.ΕΝ.Α.Κ. ενός ορόφου µε εξώστες επί εδάφους επί πιλοτής επί υπογείου Θέση µόνωσης Εκτός Εντός Πυρήνα Εκτός Εντός Πυρήνα Εκτός Εντός Πυρήνα Ζώνη Α 24% 7% 33% 28% 4% 34% 27% 5% 34% Ζώνη Β 24% 7% 33% 28% 4% 34% 27% 5% 34% Ζώνη Γ 25% 7% 34% 28% 4% 34% 27% 5% 34% Ζώνη Δ 24% 7% 34% 28% 4% 34% 27% 5% 34%
ΠΟΣΟΣΤΟ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΣΕ ΚΤΙΡΙΟ ΕΠΙ ΕΔΑΦΟΥΣ. ΚΑΘ ΥΨΟΣ ΕΠΕΚΤΑΣΗ χωρίς προβόλους µε προβόλους
ΠΟΣΟΣΤΟ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΣΕ ΚΤΙΡΙΟ ΕΠΙ ΠΙΛΟΤΗΣ. ΚΑΘ ΥΨΟΣ ΕΠΕΚΤΑΣΗ χωρίς προβόλους µε προβόλους
ΠΟΣΟΣΤΟ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΣΕ ΚΤΙΡΙΟ ΜΕ ΥΠΟΓΕΙΟ. ΚΑΘ ΥΨΟΣ ΕΠΕΚΤΑΣΗ χωρίς προβόλους µε προβόλους
ΠΟΣΟΣΤΟ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΣΕ ΚΤΙΡΙΟ ΜΕ ΚΑΘ ΥΨΟΣ ΕΠΕΚΤΑΣΗ χωρίς προβόλους µε προβόλους