Eksperimentas Latvijoje: palygino sienų iš skirtingų medžiagų energinį efektyvumą

2016-07-20 11:35   Peržiūros : 1023   Spausdinti


Latvijos universiteto Botanikos sodo teritorijoje buvo pastatyti 5 analogiškų šiluminių parametrų, bet skirtingų konstruktyvo medžiagų nameliai. Ką tik paskelbti trijų metų stebėsenos rezultatai.

Eksperimentas Latvijoje: palygino sienų iš skirtingų medžiagų energinį efektyvumą

Projekto tikslas - išsiaiškinti statybinių medžiagų tinkamumą klimatui

Siekiant nustatyti tinkamiausias Latvijos klimato salygomis pastatų konstruktyvo medžiagas, 2012 metais Latvijos universiteto ir Rygos techninio universiteto mokslininkai pradėjo projektą „Energijos efektyvumas ir konstrukcinių-statybinių sprendimų ilgaamžiškumas Latvijos klimato sąlygomis". Projektas finansuojamas ES regioninės plėtros fondo lėšomis.

Projekto realizavimui ant vienodų pamatų buvo pastatyti 5 visiškai identiško ploto ir tūrio (3x3x3 m) namai iš skirtingų sienų medžiagų, tačiau su vienodų medžiagų grindų ir lubų perdangų konstrukcijomis. Nameliai erdvėje išdėstyti taip, kad visų orientacija pasaulio šalių atžvilgiu būtų vienoda, vienodos eksploatavimo sąlygos (vėjo apkrovos ir kt.), visiems suprojektuotas beveik vienodas sienoms naudotų konstrukcijų šilumos perdavimo koeficientas, viduje palaikoma analogiška temperatūra ir mikroklimatas, langas yra pietų pusėje, durys - šiaurinėje.

Namukai buvo statomi nuo 2012 m. rugsėjo iki 2013 m. vasario, visos matavimo sistemos buvo įrengtos iki 2013 m. balandžio, stebėsena ir matavimai pradėti 2013 m. sausį.

 

Identiški skirtingo sienų konstruktyvo nameliai.
Identiški skirtingo sienų konstruktyvo nameliai.

 

Išorinių sienų konstrukcijos iš skirtingų medžiagų

Projektinis visų fasadinių atitvarų konstrukcijų šilumos perdavimo koeficientas numatytas nuo 0,150 iki 0,159 W/(m2K). Kad būtų paprasčiau nagrinėti skirtingus konstruktyvus, jie pažymėti:

AER - akytojo betono blokai (375 mm), iš išorės apšiltinti akmens vata;

PLY - faneros plokštės, užpildytos akmens vata (200 mm) ir fibrolito (medienos skiedrų ir portlandcemento mišinys) plokštės (70 mm);

EXP - keraminiai blokai (500 mm) su polistirolo granulėmis ertmėse;

LOG - frezuoti medienos tašai (200 mm), iš išorės  apšiltinti akmens vata;

CER - tuščiaviduriai keraminiai blokeliai (440 mm), iš išorės apšiltinti akmens vata;

Išorinių sienų konstrukcijos iš skirtingų medžiagų

 

Konstruktyvą sudarančių medžiagų šilumos perdavimo koeficientai

AER - akytojo betono blokai su išoriniu elastingos akmens vatos sluoksniu.

Sienos konstruktyvas

d, mm

λ, W/(m-K)

Kalkių cemento tinkas

15

0,7

Akytojo betono sienų blokai

375

0,092

Kalkių cemento tinkas

15

0,7

Akmens vata + medinis karkasas

50

0,039

Nuo vėjo sauganti plokštė

30

0,034

Vėdinamas oro tarpas

30

 

Fanera

6,5

 

Medinių dailylenčių apkala

40

 

AER

AER
U = 0,153 W/(m2K) Svoris - 165 (kg/m2)

 

PLY - modulinės faneros plokštės su elastingos akmens vatos užpildu ir fibrolito plokštė.

Sienos konstruktyvas

d, mm

λ, W/(m-K)

Kalkių cemento tinkas

15

0,7

Fibrolito plokštė

75

0,071

Fanera

20

0,17

Elastinga akmens vata + medinis karkasas

100 + 100

0,041

Fanera

20

0,17

Vėdinamas oro tarpas

30

 

Fanera

6,5

 

Medinių dailylenčių apkala

40

 

 

PLY

 

 

PLY
U = 0,154 W/(m2K) Svoris - 79 (kg/m2)

 

EXP - tuščiaviduriai keraminiai blokeliai su specialiu šilumą izoliuojančių granulių užpildu.

Sienos konstruktyvas

d, mm

λ, W/(m-K)

Kalkių cemento tinkas

15

0,7

Keraminiai sienų blokeliai su granulėmis ertmėse

510

0,085

Kalkių cemento tinkas

15

0,7

Vėdinamas oro tarpas

30

 

Fanera

6,5

 

Medinių dailylenčių apkala

40

 

 

EXP


EXP
U = 0,159 W/(m2K), Svoris - 426 (kg/m2)

 

LOG - frezuoti tašai su šilumą izoliuojančiu elastingos akmens vatos tarpsluoksniu.

Sienos konstruktyvas

d, mm

λ, W/(m-K)

Frezuotų tašų imitacijos medinė apdaila

40

0,13

Garo izoliacija

 

 

Elastinga akmens vata + medinis karkasas

100 + 100

0,044

Frezuoti tašai

200

0,13

Vėdinamas oro tarpas

30

 

Fanera

6,5

 

Medinių dailylenčių apkala

40

 

LOG
LOG
U = 0,150 W/(m2K) Svoris - 152 (kg/m2)

 

CER - tuščiaviduriai keraminiai blokeliai su elastingos akmens vatos izoliacija

Sienos konstruktyvas

d, mm

λ, W/(m-K)

Kalkių cemento tinkas

15

0,7

Keraminiai sienų blokai

440

0,175

Kalkių cemento tinkas

15

0,7

Elastingos akmens vatos plokštė  + medinis karkasas

125

0,043

Priešvėjinė plokštė

30

0,034

Vėdinamas oro tarpas

30

 

Fanera

6,5

 

Medinių dailylenčių apkala

40

 

CER
CER
U = 0,151 W/(m2K) Svoris - 363 (kg/m2)

 

Šildymas ir mikroklimato stebėsena

Iš pradžių, 2013 m. buvo sumontuoti oras - oras šilumos siurbliai. Vėliau naudota kita šildymo įranga.

2014 m. vasarį buvo pradėti palyginamieji matavimai naudojant:

  • oras - vanduo šilumos siurblį su akumuliatoriumi ir žemos temperatūros konvektoriumi (PLY);
  • šildymą elektra (CER) kaip referenciją.

Nuo 2014 m. gegužės pradėtas bandyti oras - vanduo šilumos siurblys su žemos temperatūros kapiliarinio šildymo-vėsinimo sistema.

2015 m. / 2016 m. šildymo sezono metu naudoti elektriniai šildytuvai.

 

Eksperimente naudotos šildymo sistemos: elektra, oras-oras šilumos siurbliai, oras vanduo radiatorinis ir oras – vanduo kapiliarinis šildymas.
Eksperimente naudotos šildymo sistemos: elektra, oras-oras šilumos siurbliai, oras vanduo radiatorinis ir oras - vanduo kapiliarinis šildymas.

 

Vidutinė patalpų temperatūra 2014/2015 šildymo sezono metu.
Vidutinė patalpų temperatūra 2014/2015 šildymo sezono metu.

Buvo fiksuojami šie aplinkos parametrai:

Temperatūra ir drėgmė:
skirtinguose aukščiuose ir skirtingose patalpos vietose;
- tarp konstruktyvo sluoksnių;
- langų ir durų montavimo vietose;
- išorėje ir pastogėje.
- Saulės radiacija viduje ir išorėje;
- Vėjo greitis ir kryptis lauke;
- Oro srautų intensyvumas skirtingose patalpos vietose;
- Šilumos srautai per statybines konstrukcijas.
- Energijos suvartojimas ir momentinis galingumas.

 

11 psl
Temperatūros ir drėgmės jutiklių išdėstymas kiekviename iš namų.

Kiekvieno namo duomenys Wi-Fi ryšiu kartą per parą buvo siunčiami į laboratorijos serverį. Buvo padarytos termovizinės nuotraukos ir atlikti du sandarumo testai - prieš papildomą sandarinimą ir po jo. Termovizija daryta viduje ir lauke.

14 psl
Sandarumo duomenys prieš sandarinimą ir po sandarinimo.

Sandarumas tikrintas specialia slėgio įranga ir dūmų testu.

Šildymo sistemų efektyvumo (AEE) nustatymas

Konstruktyvas

AER

CER

EXP

LOG

PLY

Vidutinė lauko temperatūra

Šildymo sistema

A-A

EL

A-W.C

A-A

A-W.-F

AEE

1,4

1,0

1,1

1,4

2,5

+3°C

1,7

1,0

0,9

1,7

2,3

-0,4°C

1,7

1,0

0,9

1,7

2,5

-0,2°C

Nors visi naudoti šilumos siurbliai nėra skirti tokiems mažiems pastatams, tačiau gauti rezultatai apskritai tinka kokybiškai palyginamajai analizei. Nustatytos AEE koeficiento vertės yra keletą kartų mažesnės už standartizuotas COP ir SCOP šilumos siurblių vertes ir parodo realų elektros energijos suvartojimą.

Rezultatai nereprezentuoja šildymo sistemos apskritai, tik jų naudojimą tam tikru režimu.

Be temperatūros matavimų, buvo matuojamas drėgmės lygis po palangėmis, grindų konstrukcijoje, sienų konstruktyve bei patalpos oro drėgnis.

Drėgmės jutikliai grindyse ir sienos konstrukcijoje.
Drėgmės jutikliai grindyse ir sienos konstrukcijoje.

Drėgmės lygis konstrukcijose.

Drėgmės lygis konstrukcijose.

Drėgmės lygio pokyčiai sienų konstruktyve.

Rizikos zonose buvo stebimas pelėsinių grybelių atsiradimas. Sudaryta koreliacija tarp drėgmės lygio ir grybelių augimo intensyvumo.

Pelėsių susidarymo zona.

Kampai, kur drėgmės lygis didesnis, tapo pelėsių susidarymo zona.

Patalpų drėgmė skirtingais laikotarpiais.

Patalpų drėgmė skirtingais laikotarpiais.

Eksperimento metu nustatyti langų stiklo ir rėmų bei durų stiklo ir rėmų šilumos perdavimo koeficientai.

Pagal Latvijos standartus norminis langų  šilumos perdavimo koeficientas U  - 1,3 W/m2K, durų - 1,8 W/m2K. Eksperimentiniuose namukuose sumontuotų langų ir durų realios U vertės buvo didesnės - t.y. šlumos laidumas buvo didesnis nei projektinis, išskyrus langų rėmų šilumos perdavimo koeficientą.

27 psl

Projektinės ir realios langų ir durų U vertės.

Taip pat gauti ir sienų konstruktyvo bei grindų ir lubų perdangų šilumos perdavimo koeficientai.

 

Skirtingų konstruktyvų ir grindų bei lubų perdangos šilumos perdavimo U koeficientų vertė lyginant su standartu ir numatytomis projektinėmis vertėmis.
Skirtingų konstruktyvų ir grindų bei lubų perdangos šilumos perdavimo U  koeficientų vertė lyginant su standartu ir numatytomis projektinėmis vertėmis.

Šilumos suvartojimas šildymo metu

2015 m. / 2016 m. šildymo sezonas

29 psl

Šilumos suvartojimo šildymo metu normavimas

ΔT

SPALIS'15

LAPKRITIS'15

GRUODIS'15

SAUSIS'16

vidutinis

AER

12,2

12,1

12,9

22,7

14,9

CER

12,9

12,7

13,7

23,6

15,7

EXP

11,9

11,7

12,7

22,5

14,7

LOG

12,7

12,4

13,4

23,3

15,5

PLY

12,0

11,8

12,6

22,6

14,8

vidutinis

12,3

12,1

13,1

22,9

15,1

 

Vidutinis šilumos suvartojimas kWh (%)
Vidutinis šilumos suvartojimas kWh (%).

Svarbiausios išvados

Eksperimento metu išryškėjo visiems žinoma tiesioginė priklausomybė tarp drėgmės konstruktyve ir šilumos praradimų. Eksperimento pradžioje daugiausia statybinės drėgmės buvo akytojo betono blokelių konstruktyve, todėl, aprašant eksperimentą, kai kas paskubomis akcentavo, kad pats šilčiausias konstruktyvas yra keraminių blokelių mūras. Iš tiesų, iš pradžių akytojo betono blokelių mūro name buvo stebimas padidėjęs drėgnumas ir didesni šilumos praradimai, tačiau  per tris metus drėgmės kiekis akytojo betono name priartėjo prie kitų pastatų drėgmės lygio. Visgi trijų metų U vertės rodo, kad medienos tašų ir skydų konstruktyvai lanksčiau reaguoja į drėgmės pokyčius taip mažindami šilumos praradimus, tačiau ši proporcija priklauso nuo šildymo parametrų, šilumos akumuliacijos lygio konstruktyve. Per visus 3 metus konstrukcijose ir (ar) ore stebimi tik sezoniniai drėgmės svyravimai, pradinis skirtingas drėgmės kiekis įtakos vėliau nebeturi.

Konstrukcijų vidinėje pusėje nėra grėsmės pelėsių atsiradimui dėl drėgmės. Per 3 metus pasikeitė skirtingų namų energijos sunaudojimo proporcijos, tą rodo konstrukcijų U verčių pokyčiai, keičiantis drėgmės kiekiui jose.

 

A. Jakovičs, S. Gendelis, Latvijos universiteto Fizikos ir matematikos fakulteto Aplinkos ir technologinių procesų matematinio moduliavimo laboratorija

 
 
Temą atitinkančios įmonės


1 2 3 4 5 ... 7
Metalai. Statybiniai armatūriniai tinklai. Statybinės medžiagos.
Technikos g. 7c, Kaunas
Telefonas: +370-37-400229, +370-37-400228, El. paštas: serfas@serfas.lt
Ekologiški statybiniai blokeliai gyvenamųjų namų ir visuomeninės paskirties pastatų statybai. Medžio plaušo vata, plokštės,klijuojamos medienos sijos,klijuota faniera. Stiklo-bazalto pluošto armatūra. Betono blokai. Molio plytos ir plytelės, molio apdailos plokštės. Keramikinės čerpės.
Goštauto g. 8, Vilnius; Taikos pr.24, Klaipėda, Vilnius
Mobilus: +370-663-71515, +370-698-77003, El. paštas: greenmaterials.lt@gmail.com
Skydinių namų statyba.Karkasinių namų statyba, OSB plokštės, dvitėjes sijos,statybinės medžiagos, difuzinė plėvelė ir kitos statybinės medžiagos. Atliekame plokščių pjovimo, laminavimo, skylių gręžimo paslaugas.
Pramonės g. 97, Vilnius
Telefonas: +370-5-2728720, +370-5-2715123, El. paštas: osb@rezetas.lt
TERIVA perdanga, HAUS blokeliai, KOLEKT kaminai
P.Lukšio g. 32 ("Domus galerija"), Vilnius
Telefonas: +370-5-2339662, Mobilus: +370-610-05515, El. paštas: info@prefabeta.lt
Gelžbetonio gaminiai. Prekinis betonas. Perdengimo plokštės. Aerodromo bei kelio plokštės. Grindinio trinkelės. Pamatai. Betoniniai šulinio žiedai. Tvoros elementai
Šaltupio g. 3, Vilnius
Telefonas: +370-5-2647660, +370-5-2640411, El. paštas: prekyba@gkg3.lt
1 2 3 4 5 ... 7
1 2 3
Kompanijų produktai
Sienų nešančiosios sijos STEICOwall
Sienų nešančiosios sijos STEICOwall

Lengvų nešančiųjų sijų sistema sienoms, naudojama kaip al...

Nešančios sijos perdangoms, stogams STEICOjoist
Nešančios sijos perdangoms, stogams STEICOjoist

Lengvų nešančių sijų sistema perdangoms, stogams, sumažin...

AEROC tapo bauroc

AEROC keičia prekinį ženklą į bauroc

TERIVA perdanga – geriausias sprendimas rekonstruojant pastatus

Pažangi TERIVA perdangos technologija remonto darbus supa...

ZET daugiafunkcinė modulinė halė

Surenkama modulinė halė

Dvišlaičio stogo konstrukcija
Dvišlaičio stogo konstrukcija

Dvišlaitis stogas, dvišlaičiai stogai

Akytojo betono AEROC U-blokai
Akytojo betono AEROC U-blokai

U-blokai naudojami darant betoniniam žiedui, sustiprinanč...

Medinės konstrukcijos

Įvairios konstrukcijos iš medžio, nestandartiniai gaminiai

'Akumuliatorinis armatūros rišiklis
Akumuliatorinis armatūros rišiklis "MAX RB-395", nuoma

Akumuliatorinis armatūros rišiklis "MAX RB-395"

Karkasinių konstrukcijų montavimas
Karkasinių konstrukcijų montavimas

Monolitinio gelžbetonio, plieno, medžio konstrukcijų mont...

Lengvi konstrukciniai elementai sienoms

Sijos -sieniniai statramsčiai

Sijos perdangai.

Perdangų konstrukcijos.

Dvitėjės sijos stogui.

Lengvos, tvirtos sijos- gegnės stogo konstrukcijoms. Neša...

Gelžbetoninė perdangos sija
Gelžbetoninės perdangų sijos

Sijos surenkamoms perdangoms Teriva, sijos gelžbetoninei ...

Surenkama perdanga TERIVA

Perdanga TERIVA

Pastatų konstrukcijos

Statybinės konstrukcijos

Atidaromos plastiko konstrukcijos balkonams
Atidaromos plastiko konstrukcijos balkonams

Plastikinės konstrukcijos balkonų stiklinimui

Antros rūšies daugiasluoksnės plokštės (sandwich)
Antros rūšies daugiasluoksnės plokštės (sandwich)

Antros rūšies plokščių, daugiasluoksnių, ("sandwich") su ...

1 2 3