Теплотехнічні показники збірних систем зовнішніх стін з викорис-танням цементних плит КНАУФ AQUAPANEL® OUTDOOR
DOI:
https://doi.org/10.32347/2310-0516.2019.12.57-67Ключові слова:
Приведений опір теплопередачі, лінійний коефіцієнт теплопередачі, теплові мости, збірна система, плита AQUAPANEL® Cement Board Outdoor.Анотація
Конструкції збірної системи з використанням цементних плит КНАУФ AQUAPANEL® Cement Board Outdoor мають очевидні переваги. Теплові мости, що створюються інтенсивним використанням стали в каркасі системи, можуть значно знижувати теплотехнічні характеристики конструкції.
Дослідження було спрямоване на визначення області раціонального застосування збірних систем в якості зовнішніх огороджень будівель в кліматичних умовах України. Застосовувався метод чисельного моделювання двомірних температурних полів та теплових потоків із використанням програми THERM 7.5.
За конструктивним рішенням було обрано чотири збірних системи з використанням цементної плити КНАУФ AQUAPANEL® Cement Board Outdoor з однорядним та дворядним розташуванням металевих суцільних стійкових профілів компанії "STEELCO" з висотою перетину 100, 150 і 200 мм і шагом 400 мм.
Розрахунки приведеного опору теплопередачі виконувались за умов дотримання мінімальних вимог згідно ДСТУ В.2.6-189:2013, що встановлюються при визначенні необхідної товщини теплоізоляційного шару в конструкції. Враховувався термічний вплив теплопровідних включень, що є характерними для обраних конструкцій: - металеві стійки каркасу глухих ділянок стіни і віконні відкоси в місцях розташування світлопрозорих огороджувальних конструкцій. За результатами моделювання для кожної збірної системи і відповідних стійкових профілів були визначені лінійні коефіцієнти та приведений опір теплопередачі.
За результатами розрахунків визначені варіанти збірних систем, які відповідають мінімальним вимогам. Для житлового і громадського будівництва в І температурній зоні – збірна система 2 з висотою перерізу стійкового профілю 150 та 200 мм; в ІІ температурній зоні - збірна система 2 з висотою перерізу стійкового профілю 100, 150, 200 мм та збірна система 3 з висотою перерізу стійкового профілю 200 мм.
Посилання
ЛІТЕРАТУРА
Veljkovic M., Johansson B. Light steel framing for residential buildings. Thin-Walled Structures. 2006. №44. Pp. 1272–1279.
Naji S., Çelik O.C., Alengaram U.J. [and other]. Structure, energy and cost efficiency evaluation of three different lightweight construction systems used in low-rise residential buildings. Energy and buildings. 2014. №84. Pp. 727–739.
ETA 13/0312. Kits para los Sistemas de fachada AQUAPANEL® WM111.C; WM211.C; WM311.C; WM411.C; WM111.G; WM211.G; WM311.G; WM411.G. [Текст]. Kits para sistemas de paredes exteriores no portantes con paneles de origen mineral, The Catalonia Institute of Construction Technology – Madrid, Spain, 2013, 85 p
Шамрина Г.В., Хохрякова Д.А., Тимофе-ев М.В. Комплектная система КНАУФ на основе цементных плит Aquapanel® Оutdoor и перспективы ее применения в Украине. Енергоефективність в будівництві та архітектурі. К. : КНУБА, 2017. Вип. 9. с. 243- 248с.
Хохрякова Д.О., Шамрина Г.В., Дмитро-ченкова Е.І. Визначення техніко-економічних показників енергоефективних зовнішніх каркасно-обшивних стін з вико-ристанням плит Aquapanel® Оutdoor. Вен-тиляція, освітлення та теплогазопостачання. К. : КНУБА, 2018. Вип. 26. с. 75- 82.
Пашинський В.А., Пушкар Н.В., Ка-рюк А.М. Температурні впливи на огоро-джувальні конструкції будівель. Одеса : ОДАБА, 2012. 180 с.
Семко В.О., Лещенко М.В., Кривороть-ко І.С. Дослідження теплових показників огороджувальних конструкцій зі сталевих тонкостінних профілів багатоповерхових цивільних будівель. Ресурсоекономні ма-теріали, конструкції, будівлі та споруди. 2014. Вип. 29. С. 491–498.
Paulo Santos [and other]. Thermal perfor-mance of lightweight steel framed wall: The importance of flanking thermal losses. Article in Journal of Building Physics 2013. Vol: 38 issue: 1, pp 81-98.
Thermal bridging atlas of steel construction for improved energy efficiency of buildings (TABASCO). Grant Agreement RFSR-CT-2011-00028. Final report Directorate-General for Research and Innovation, European Commission.2011.pp.141.
Garay R., Uriarte A., Apraiz I. Performance assessment of thermal bridge elements into a full scale experimental study of a building façade. Energy and buildings. 2014. №85. Pp. 579–591.
Семко В. О. Методика визначення ймовірності теплової відмови огороджувальних конструкцій із сталевих холодноформованих елементів за теплотехнічними показниками / Строительство, материаловедение, машиностроение. 2016. Вып. 91. С. 140–147.
Лещенко М. В. Теплова надійність стін із легких сталевих тонкостінних конструкцій: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук. : спец. 05.23.01 / Лещенко Марина Валентинівна; ПолтНТУ. Полтава, 2016. 24 с.
Gervásio H., Santos P., Simões da Silva L. and Lopes A.M.G. Influence of thermal insulation on the energy balance for cold-formed buildings Advanced Steel Construction Vol. 6, No. 2, pp. 742-766 (2010)
Eduardo Roque, Paulo Santos. The Effec-tiveness of Thermal Insulation in Lightweight Steel-Framed Walls with Respect to Its Posi-tion. Buildings 2017, 7, 13
Kontogeorgos D.A., Atsonios I.A., Mandilaras I.D., Founti M.A. Numerical investigation of the effect of vacuum insulation panels on the thermal bridges of a lightweight drywall envelope. Journal of Facade Design and Engineering. 2016. Vol. 4. issue: 1-2. Р. 3–18.
Tenpierik M. J., Van der Spoel W. H., Cauber Johannes J. M. Analytical Model for Computing Thermal Bridge Effects in High Performance Building Panels [Електронний ресурс]. URL: http://www.researchgate.net/ publication/242269808_Analytical_Model_ for_Computing_ Thermal_Bridge_Effects_ in_High_Performance_Building_Panels
Фаренюк Г.Г., Колесник Є.С. Визначення лінійного коефіцієнту теплопередачі термічно неоднорідних огороджувальних конструкцій. Будівельні конструкції. 2008. №1 (28). С. 138-147.
Finlayson, E. U. , Arasteh, D. K., Rubin, M. D., Sadlier, J, Sullivan, R., Huizenga, C., Curcija, D., and Beall, M. "Advancements in Thermal and Optical Simulations of Fenestration Systems: The Development of WINDOW 5." Proceedings of the Thermal Envelopes Conference VI, Clearwater, Florida. 1995.
Curcija D., Power J. P., Goss W. P. "CONRAD: A Finite Element Method Based Computer Program Module for Analyzing 2-D Conductive and Radioactive Heat Transfer in Fenestration Systems". Draft Report, University of Massachusetts at Amherst. 1995
Baehmann, P. L. [and other]. Robust, Geometrically Based, Automatic Two-Dimensional Mesh Generation. International Journal for Nu-merical Methods in Engineering. 1987. № 24, рр. 1043-1078.
REFERENCES
Veljkovic M., Johansson B., (2006). Light steel framing for residential buildings. Thin-Walled Structures, №44, 1272–1279.
Naji S., Çelik O. C., Alengaram U. J. [and other], (2014). Structure, energy and cost efficiency evaluation of three different lightweight construction systems used in low-rise residential buildings. Energy and buildings. №84, 727–739.
ETA 13/0312. Kits para los Sistemas de fachada AQUAPANEL® WM111.C; WM211.C; WM311.C; WM411.C; WM111.G; WM211.G; WM311.G; WM411.G., 2013. Kits para sistemas de paredes exteriores no portantes con paneles de origen mineral. The Catalonia Institute of Construction Technology, 85.
Shamrina G, Khokhriakova D, Tymofieiev M. (2017). Komplektnaya systema KNAUF na osnove cementnih plyt Aquapanel® Оutdoor i perspektivy eye primeneniya v Ukraine, Energoefektyvnist v budivnictvi ta architekture, 9, 243-248 (in Russian).
Khokhriakova D, Shamrina G, Dmy-trochenkova E. (2018). Vyznachennya techniko-ekonomichnyh pokaznykiv energoefektyvhyh zovnishnih karkasno-obshyvnyh stin z vykorystannyam plyt Aquapanel® Оutdoor. Ventylyaciya, osvitlennya ta teplogazopostachannya, 26, 75-82 (in Ukrainian).
Pashinskyy V, Pushkar N, Karyuk A, (2012). Temperaturni vplivi na ogorodzhuvalni konstruktsiyi budivel. ODABA,180 (in Ukrainian).
Semko V, Leshchenko M., Krivirotko I. (2014). Doslidzhennya teplovih pokaznikiv ogorodzhuvalnih konstruktsiy zi stalevih tonkostinnih profiliv bagatopoverhovih civilhih budivel. // Resursoekonomni materiali, konstrukcii, budivli ta sporudi. Zbirnik naukovih prac, (29), 491-498 (in Ukrainian).
Paulo Santos, Cla´udio Martins, Luı´s Si-mo˜es da Silva and Luı´s Bragancxa (2013). Thermal performance of lightweight steel framed wall: The importance of flanking thermal losses. Article in Journal of Building Physics. Vol: 38 issue: 1, 81-98.
Thermal bridging atlas of steel construction for improved energy efficiency of buildings (2011). (TABASCO). Grant Agreement RFSR-CT-2011-00028. Final report Directorate-General for Research and Innovation, European Commission.-. pp. 141.
Garay R, Uriarte A, Apraiz I. (2014). Performance assessment of thermal bridge elements into a full scale experimental study of a building façade. Energy and buildings, №85, 579–591.
Semko V. O., (2016). Metodika viznachennya ymovirnosti teplovoyi vidmovi ogorodzhuvalnih konstruktsiy iz stalevih holodnoformovanih elementiv za teplotehnichnimi pokaznikami. Stroitelstvo,
materialovedenie, mashinostroenie, 91, 140 147 (in Ukrainian).
Leshchenko M. V., (2016). Teplova nadiynist stin iz legkih stalevih tonkostinnih konstruktsiy: avtoref. dis. na zdobuttya nauk. stupenya kand. tehn. nauk. : spets. 05.23.01, 24 (in Ukrainian).
Gervásio H., Santos P., Simões da Silva L. and A.M.G. Lopes., (2010). Influence of thermal insulation on the energy balance for cold-formed buildings. Advanced Steel Construction, Vol. 6, No. 2, 742-766.
Roque Е and Santos Р., (2017) The Effectiveness of Thermal Insulation in Lightweight Steel-Framed Walls with Respect to Its Position. Buildings, 7, 13.
Kontogeorgos D. A., Atsonios I. A., Mandilaras I. D., Founti M. A., (2016). Numerical investigation of the effect of vacuum insulation panels on the thermal bridges of a lightweight drywall envelope. Journal of Facade Design and Engineering. Vol. 4 issue: 1-2, 3–18.
Tenpierik M. J., Van der Spoel W. H., Cauber Johannes J. M. Analytical Model for Computing Thermal Bridge Effects in High Performance Building Panels. URL: http://www.researchgate.net/publication/242269808_Analytical_Model_for_Computing_ Thermal_Bridge_Effects_in_High_ Perfor-mance _ Building_Panels.
Farenyk G.G., Kolesnik E.S. (2008). Vyznachennya linyinogo koeficientu teplop-eredachi termichno neodnoridnyh ogorodzhuvalnyh konstruktsiy. Budivelni konstruktsii, №1 (28), 138-147 (in Ukrainian).
Finlayson, E. U , Arasteh, D. K., Rubin, M. D., Sadlier, J, Sullivan, R., Huizenga, C., Curcija, D., and Beall (1995). Advancements in Thermal and Optical Simulations of Fenestration Systems: The Development of WINDOW 5." Proceedings of the Thermal Envelopes Conference VI, Clearwater, Florida.
Curcija D., Power J. P., Goss W. P. (1995). CONRAD: A Finite Element Method Based Computer Program Module for Analyzing 2-D Conductive and Radioactive Heat Transfer in Fenestration Systems. Draft Report, University of Massachusetts at Amherst.
Baehmann, P. L. Wittchen, S.L., Shephard, M.S., Grice, K.R. and Yerry, M.A. (1987). Robust, Geometrically Based, Automatic Two-Dimensional Mesh Generation. International Journal for Nu-merical Methods in Engineering. 24, 1043 - 1078.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Mykola Tymofieiev, Galina Shamrina, Daria Khokhrіakova
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
