Connect with us

Arhitektura

Najčešći problemi uzrokovani termičkim mostovima – I deo

Objavljeno

:

Proračuni uticaja pojave termičkih mostova

Termički mostovi predstavljaju zone u omotaču sa pojačanim prolaskom toplote, koji je posledica arhitektonskog sklopa, detalja, odabranih materijala i dimenzija, najčešće na spojevima različitih pozicija. Najosetljiviji su spojevi fasadnog zida sa drugim zidovima, međuspratnim konstrukcijama, krovnim konstrukcijama, kao i sa prozorima i temeljima…

Kao što se prolaz toplote kroz pozicije termičkog omotača ne može zaustaviti, već samo redukovati i usporiti, tako se ni termički mostovi ne mogu u potpunosti izbeći, već se njihov uticaj može svesti na razumnu meru, odnosno na meru koju lokalna regulativa limitira.

Termički mostovi ne mogu „popraviti“ situaciju, već naprotiv, oni je pogoršavaju. Dakle, ako je osnovna struktura (npr. zida ili krova) projektovana / izvedena loše, u zoni spajanja ovih sklopova, situacija će biti još gora. Ukoliko se u „igru“ uključe i druge nepovoljne okolnosti, kao npr. kapilarna vlaga (iz tla npr.), rezultat će biti još gori, često sa veoma dramatičnim manifestacijama.

Pojava buđi na zidovima kao posledica termičkih mostova

Pojava buđi na zidovima kao posledica termičkih mostova

U tom smislu, prolaz toplote sa sobom „nosi“ i prolaz vlage. Zimi, u periodu grejanja, toplota „ide“ iz unutrašnjosti ka spoljašnosti, pri čemu „transportuje“ i vlagu (iz vazduha, zatim kapilarnu vlagu itd.). Pri tom prolasku kroz različite slojeve sklopa, nailazi na različite materijale. Svaki materijal ima određene karakteristike po pitanju prolaska vlage / difuzije vodene pare, koje se iskazuju osobinom koja se naziva difuzni otpor. Što je taj otpor prolasku veći, manje vodene pare će proći i obrnuto. Dakle, jedno od pravila pri projektovanju struktura glasi:

– Ka unutrašnjosti projektovati slojeve (materijale) sa većim difuznim otporom, a ka spoljašnosti sa manjim

Ovo znači da u opštem slučaju, treba smanjiti količinu vodene pare (vlage) koja „ulazi“ u konstrukciju, već na samom ulasku, dakle u prvim slojevima sa enterijerske strane gledano. Ovo je naročito bitno kod ravnih i kosih krovova.

Na spoljašnjim slojevima, važi suprotno. Dakle, projektovati materijale koji imaju što manji difuzni otpor, kako bi vlaga koja će svakako u većoj ili manjoj količini ući u konstrukciju, što lakše izašla.

Dobar primer se može pronaći u tradicionalnoj gradnji, sa korišćenjem homogenih, prirodnih materijala, a naročito završnih (fasadnih) obrada (boja) na prirodnoj bazi, koje su paropropustljive. Savremene završne fasadne obrade i premazi, često su značajno manje paropropustljive, što za posledicu ima pojavu prslina i degradaciju fasade.

S toga, fenomen difuzije se može odigrati u sledećim zonama neke konstrukcije (sklopa):

– Na spoljašnjoj strani (fasadnoj), kada se zbog neodgovarajuće prevlake vide spoljašnja oštećenja.
– U unutrašnjosti strukture, kada se proces kondenzacije odvija u jednom ili više slojeva (materijala). U zavisnosti od mehaničkih svojstava tih materijala, neki mogu da bez oštećenja izdrže ovaj proces (kondezacije, zaleđivanja, ekspandiranja i otapanja), a neki pretrpe oštećenja u manjoj ili većoj meri.
– Na unutrašnjoj strani (enterijerskoj), kada se pojava kondezacije manifestuje buđanjem u zonama sa najnižom temperaturom.

Svi nabrojani procesi se mogu desiti na „tipskom kvadratnom metru“ neke pozicije, što se proverava standardnom računicom, koja je definisana našim Pravilnikom o energetskoj efikasnosti zgrada, a odnosi se na tzv. 1D prolaz (jednodimenzionalni prolaz toplote).

Posledice su izraženije u zonama spojeva sa drugim konstrukcijama, upravo zbog povećanog toplotnog protoka uzrokovanog fenomenom termičkih mostova.

U današnjoj arhitektonskoj praksi dominiraju sklopovi (konstrukcije) koje su višeslojne, a zbog načina izgradnje, jasno je da svi ti slojevi ne mogu biti nezavisni, već se moraju povremeno spojiti međusobno, ili bar sa nosećim delom te konstrukcije, u cilju održavanja stabilnosti i integriteta sklopa.

Za ovo spajanje se koriste različiti sistemi, a uglavnom se mogu svesti na tačkaste veze (ankeri, nosači), što za posledicu ima TAČKASTE termičke mostove. Broj i karakter ovih veza se često ne zna sve do faze PZI (projekat za izvođenje), a onda je često kasno da se uradi korektna kalkulacija, u cilju provere i procene uticaja spojnih sredstava na konačni rezultat.

Zbog geometrijske prirode spojeva (veze pod uglom, sučeljavanja i sl.), kao i zbog slojevite strukture sklopova, često sa promenjivom debljinom i sastavom, nastaju LINIJSKI termički mostovi. Ovi mostovi su preovlađujući u savremenoj praksi.

Za proračun uticaja termičkih mostova mogu se koristiti različite metode:

– Paušalno uvećanje osnovnog koeficijenta prolaza toplote neke pozicije. Kako je to u aktuelnoj domaćoj regulativi, kao i praksi, ustanovljeno fiktivnim povećanjem površine te pozicije za 10%. Rezultat toga je i povećanje osnovnog koeficijenta prolaza toplote U. Iako ova procedura jeste najjednostavnija, pomoću nje se ne mogu proceniti rizici od površinske kondenzacije u enterijeru.
– Korišćenjem različitih tabelarnih slučajeva, definisanih u internacionalnim ili nacionalnim propisima (Srbija nema nacionalnu regulativu u ovoj oblasti). Ovaj način se u principu ne koristi u današnjoj praksi u Srbiji. Ni pomoću njega se ne mogu uvek proceniti rizici od površinske kondenzacije u enterijeru, zbog toga što tabelarni slučajevi ne „pokrivaju” sve situacije iz realnog projektovanja.
– Matematičkim procedurama (FDE ili FEM), na osnovu instrukcija datih u internacionalnim normama (EN ISO 10211). U zavisnosti od potreba, proračun se može sprovesti kao 2D ili kao 3D. Pomoću ovakvih matematičkih metoda, može se dovoljno precizno posmatrati model (2D ili 3D), izračunati odgovarajući parametri i proceniti rizik od površinske kondenzacije u enterijeru.

Ovde je više puta spomenut termin „površinska kondenzacija u enterijeru“ i to s razlogom, jer je to ono što ne sme da se dozvoli u pravilno projektovanim i izvedenim slučajevima. Najuočljivija posledica loše projektovanih detalja veza sklopova, sa enterijerske strane gledano, je buđ (plesan) koja se razvija na vlažnim i hladnim površinama ili zonama. Ovaj fenomen je relativno često prisutan, kako u postojećem građevinskom fondu, tako i na veliko i neprijatno iznenađenje, u novogradnji.

Treba naglasiti, da se u zoni termičkih mostova, zbog pojačanog protoka toplote, ovaj efekat dodatno dramatizuje, a kao rezultat su neprihvatljive fleke, koje su i štetne po zdravlje disajnih organa, a nalaze se po zidovima i plafonima, najčešće u zonama njihovog spoja, oko prozora i sl.

Matematička provera služi da se izračuna temperatura u pojedinim tačkama ili linijama (na spojevima pozicija) i da se u odnosu na pretpostavljenu relativnu vlažnost vazduha u enterijeru, preko tzv. „temperaturnog faktora“ dobije procena da li postoji rizik od kondenzacije pri datim ulaznim parametrima. Ovde će se prikazati nekoliko primera iz skorašnje arhitektonske prakse.

LINEARNI TERMIČKI MOSTOVI

Pokazni slučaj

U domaćoj arhitektonskoj praksi, savremena tehnička rešenja za prekid termičkog mosta u AB konstrukcijama se uglavnom ne koriste, pre svega iz ekonomskih razloga, mada ne treba isključiti ni zabrinutost u vezi seizmičke stabilnosti. U tom smislu, najčešći projektantski pristup na najugroženijoj poziciji (AB ploča terase) podrazumeva „oblačenje“ ploče sa spoljne strane, obostrano (i s gornje i s donje strane).

Prekid termičkog mosta u AB konstrukcijama

Prekid termičkog mosta u AB konstrukcijama / foto: Schoeck

Ploča terase koja nije „obučena“ ima za posledicu značajne termičke gubitke, te se danas ovakav detalj više ne može smatrati dobrim, jer će se izvesno pojaviti kondenzacija i buđ u zoni spoja sa plafonom i podom.

Kao primer, dat je arhitektonski detalj proboja međuspratne ploče kroz fasadni zid sa balkonskim vratima. Fizičke karakteristike projektovanih materijala i dimenzije su korišćene da bi se formirao 2D termički model u softveru TStudio i izračunalo temperaturno polje.

Arh. detalj

Linearni termički mostovi primer

Arh. detalj

 

Ilustracija (Temperaturno polje)

Ilustracija, Temperaturno polje

Ilustracija, Temperaturno polje

Cilj je da se izračunaju kontaktne (enterijerske) temperature u najkritičnijim (očekivanim) tačkama, obeleženim na ilustraciji iznad (T1, T2 i T3).

U ovom slučaju, za spoljnu temperaturu Te=-12°C (projektna temperatura u Beogradu), a unutrašnju projektu Ti=+20°C , temperature u kontrolnim tačkama, kao i temperaturni faktor su navedeni u tabeli ispod.

Tačka T1Tačka T2Tačka T3
Temperatura [°C]14.412.813.8
Temperaturni faktor fRsi0.8250.7750.806
% relativne vlažnosti vazduha na kojoj se odvija kondenzacija565053

Uobičajena projektna relativna vlažnost vazduha u enterijeru je oko 55-60%, te se u odnosu na taj ulazni podatak procenjuje da li će doći do površinske kondenzacije.

Ukoliko se to zaključi, potrebno je vratiti se korak unatrag, na projektovanje detalja i proveriti šta treba korigovati po pitanju materijala i debljina, kako bi se taj rizik smanjio.

Pojava kondenzacije kao posledica termičkih mostova

Pojava kondenzacije na prozorima kao posledica termičkih mostova

Rizik se ne može u potpunosti nikada izbeći, jer kao što je ovde naglašeno, ishod zavisi u velikoj meri od relativne vlažnosti vazduha u enterijeru, a ona je promenljiva, neki put i nekontrolisana. U svakom slučaju, ona je posledica načina korišćenja prostora, pa tako nije redak slučaj u praksi da se pojavi kondenzacija na relativno dobro projektovanim detaljima i korektno izvedenim konstrukcijama, a kao posledica neadekvatnog korišćenja prostora (kuvanje, pranje, peglanje, dakle podizanje relativne vlažnosti vazduha, bez ventiliranja, prirodnog ili mehaničkog).

Nastavak ovog teksta, sa pojašnjenjem pomoću još primera iz prakse možete da pročitate u julskom izdanju časopisa GRENEF – Građevinarstvo & Energetska Efikasnost broj 18. U drugom delu članka dr Rajčić je detaljnije pisao o pojavi tačkastog termičkog mosta čiju je problematiku predstavio kroz tri situaciona slučaja: 1. energetske sanacije objekta, 2. ETICS sistem i 3. Problem nastanka buđi u novogradnji. LINK ka II delu teksta.

Autor teksta: dr Aleksandar Rajčić d.i.a.

Biografija
Aleksandar Rajčić 1 (1963) je završio studije na Arhitektonskom fakultetu Univerziteta u Beogradu (1989), gde je magistrirao (1995, Istraživanje metoda projektovanja i provere termičkih performansi stambenog objekta) i doktorirao (2011, Metode projektovanja i simulacije termičkih mostova u arhitektonskim objektima). U oblasti arhitektonskog projektovanja i realizacije ima nekoliko autorskih i koautorskih ostvarenja, među kojima se ističe hotel Splendid u Bečićima, Crna Gora (2006, sa Đorđević, Z. i Cvejić, I.). Autor je više softvera za proračun građevinske fizike i energetske efikasnosti zgrada, među kojima se ističe KnaufTerm2, koji ima preko 10.000 registrovanih korisnika, u Srbiji, Crnoj Gori, Makedoniji i Albaniji. Aleksandar Rajčić je od 2012-te do danas, odgovorni projektant energetske efikasnosti za 120 objekata u Srbiji, ukupne površine preko 1.5 miliona m2.
1 Vanredni profesor na Arhitektonskom fakultetu u Beogradu i vlasnik firme Arhitektura i energija
Advertisement reklama na grenef portalu
Advertisement

Izdvajamo

Popularno