Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Kolor okładziny a obciążenia termiczne płyt warstwowych

Facing colour and thermal loads of sandwich panels
Wyboczenie okładziny zewnętrznej spowodowane czynnikiem termicznym
Wyboczenie okładziny zewnętrznej spowodowane czynnikiem termicznym
Archiwum autora

Im ciemniejszy kolor okładziny zewnętrznej, tym wyższa jest jej temperatura w czasie ekspozycji na promieniowanie słoneczne. W wypadku płyt warstwowych zależność ta jest kluczowa, ponieważ z powodu specyfiki budowy (lekkiego rdzenia w obustronnej okładzinie metalowej) są one bardzo podatne na działanie różnicy temperatury między ich stroną zewnętrzną i wewnętrzną. Duże różnice temperatur skutkują powstawaniem naprężeń termicznych, a te mogą prowadzić do utraty nośności konstrukcji. Wydawałoby się więc, że stosowanie okładzin w ciemnych kolorach nie jest bezpiecznym rozwiązaniem. Czy na pewno?

Dokumentem odniesienia dla producentów płyt warstwowych jest zharmonizowana norma wyrobu PN-EN 14509:2010 „Samonośne izolacyjno-konstrukcyjne płyty warstwowe z dwustronną okładziną metalową. Wyroby fabryczne. Specyfikacje” [1].

Dokumentami przywoływanymi w deklaracji zgodności mogą być również aktualne aprobaty techniczne wydane przez Instytut Techniki Budowlanej. W wypadku płyt wprowadzanych na rynek polski producent może deklarować zgodność produkowanych płyt warstwowych z normą wyrobu bądź z aprobatą techniczną ITB.

Norma PN-EN 14509:2010 [1] nie jest jedynym dokumentem normatywnym dotyczącym płyt warstwowych. W dalszym ciągu aktualna jest wydana w latach 80. polska norma PN-84/B-032301) „Lekkie ściany osłonowe i przekrycia dachowe z płyt warstwowych i żebrowych. Obliczenia statyczne i projektowanie” [2]. W dokumencie tym, który nigdy nie uzyskał statusu normy wyrobu, oprócz wytycznych do projektowania zawarte są wymagania dotyczące obliczeń statycznych, w tym zasady obliczania ugięć i nośności płyt warstwowych z uwagi na ich obciążenie termiczne.

Odkształcenia płyt warstwowych

ABSTRAKT

Płyty warstwowe, w zależności od sposobu zastosowania (ściana, dach, sufit podwieszany), podlegają oddziaływaniom przewidzianym dla danego obiektu budowlanego i jego lokalizacji. Dodatkowym oddziaływaniem, które w wypadku płyt warstwowych jest bardzo istotne, jest wpływ obciążenia wywołanego różnicą temperatury między stroną zewnętrzną i wewnętrzną płyt – obciążenie termiczne. Norma wyrobu PN-EN 14509:2010 określa zasady uwzględniania wpływu obciążeń termicznych przy projektowaniu płyt warstwowych, nie podaje jednak wytycznych stosowania i montażu. Uwzględnienie oddziaływania termicznego, zwłaszcza w wypadku płyt o zewnętrznych okładzinach w kolorach ciemnych, jest bardzo istotne z uwagi na bezpieczeństwo użytkowników i trwałość konstrukcji i powinno być uwzględniane już w fazie projektowania konstrukcji z zastosowaniem płyt warstwowych.

Sandwich panels, depending on the place of their application (wall, roof, suspended ceiling), are subject to actions foreseen for a given built feature and its location. An additional interaction, which is very significant in the case of sandwich panels, is the interaction caused by the difference of the temperature between the external and internal side of the panel – thermal load. The product norm PN-EN 14509:2010 defines the rules of taking into consideration the impact of thermal loads during the designing of sandwich panels, however it does not specify any guidelines for their use and installation. Taking thermal load into consideration, especially in the case of panels with external facings in dark colours, is very significant in view of user safety and durability of the construction, and it should be taken into account already during the design phase of the constructions in which sandwich panels are to be used.

Obciążenie termiczne jest jednym z oddziaływań, które należy brać pod uwagę przy obliczeniach statycznych płyt warstwowych. Pozostałe czynniki to:

  •  śnieg (w wypadku płyt dachowych),
  •  ciężar własny,
  •  obciążenie wiatrem,
  •  obciążenia konstrukcyjne (np. instalacja podwieszana).        

Sposób zachowania się płyty warstwowej w zależności od działającej temperatury został przedstawiony na rys. 1–2. W obu przykładach przyjęto schemat płyty jednoprzęsłowej, zamocowanej do podpory łącznikami przelotowymi.

Na rys. 1 pokazano odkształcenie płyty w okresie zimowym wywołane różnicą temperatury między okładziną zewnętrzną (–30°C) a wewnętrzną (+20°C). Okładzina wewnętrzna uległa wydłużeniu w stosunku do okładziny zewnętrznej, która z kolei się skróciła. W efekcie ugięcie płyty skierowane jest do wnętrza budynku.

Na rys. 2 przedstawiono odwrotną sytuację. Od strony wewnętrznej temperatura nie uległa zmianie. Znacznie wyższa jest natomiast temperatura od strony zewnętrznej. Powoduje to wydłużenie okładziny zewnętrznej i odkształcenie płyty na zewnątrz budynku. Z taką sytuacją mamy do czynienia najczęściej latem, gdy pod wpływem promieniowania słonecznego okładzina zewnętrzna mocno się nagrzewa.

Zobacz także: Płyty warstwowe w systemach lekkiej obudowy budynków

Uwzględnienie, w którą stronę następuje ugięcie, jest istotne przy rozpatrywaniu różnych wariantów kombinacji obciążeń. Należy również pamiętać, że zimą ugięcie płyty wywołane różnicą temperatury będzie jeszcze większe, jeśli na przegrodę z płyt będzie oddziaływać parcie wiatru. Natomiast przy ssaniu wiatru ugięcie ulegnie zmniejszeniu.

Obliczanie ugięć i momentów zginających

Wartość ugięcia płyty warstwowej wywołanego różnicą temperatury zależy od:

  •  wartości temperatury wewnętrznej,
  •  wartości temperatury zewnętrznej, koloru okładzin, intensywności nasłonecznienia,
  •  grubości rdzenia,
  •  rozpiętości płyty i układu statycznego (jedno- lub wieloprzęsłowego).

W obu przytoczonych normach: PN-EN 14509:2010 [1] i PN­‑84/B-03230 [2] podane są wzory do obliczania ugięć i momentów zginających płyt warstwowych pod obciążeniem termicznym. Wartości uzyskiwane w wyniku obliczeń prowadzonych według pierwszej i drugiej normy są bardzo zbliżone.

Istotną różnicą jest jednak sposób podejścia do płyt jednoprzęsłowych. Zgodnie z normą europejską w odniesieniu do płyt jednoprzęsłowych o okładzinach płaskich lub lekko profilowanych nie uwzględnia się momentów zginających w przęśle. Natomiast zgodnie z PN-84/B-03230 [2] obciążenie termiczne, również w płytach jednoprzęsłowych, powoduje powstanie momentu zginającego wzdłuż krawędzi płyty, co obrazuje rys. 3.

Wzory do obliczeń ugięć oraz momentów zginających jednoprzęsłowych płyt warstwowych w okładzinach płaskich lub lekko profilowanych podano w tabeli 1. Szczegółowe wytyczne i wzory do obliczeń podane są w tablicach E.10.1 i E.10.2 normy PN-EN 14509:2010 [1].

Do poprawnego przeprowadzenia obliczeń konieczne jest założenie właściwych wartości temperatury okładziny wewnętrznej i zewnętrznej. Przyjmuje się, że wartość temperatury okładziny wewnętrznej równa jest wartości temperatury pomieszczenia – ok. 20°C (pomijając budynki chłodni i mroźni, gdy temperatura może dochodzić do –30°C).

Sytuacja komplikuje się w wypadku okładziny zewnętrznej, zwłaszcza w okresie letnim. Zimą na terenie Polski temperaturę okładziny zewnętrznej można przyjąć jako równą –30°C. Natomiast w okresie ciepłym wartość temperatury okładziny zewnętrznej zależy nie tylko od temperatury zewnętrznej otoczenia, lecz także od koloru okładzin – im ciemniejszy kolor, tym wpływ nagrzewania jest większy.

Podział na grupy kolorystyczne

W normie wyrobu kolory zostały podzielone na trzy grupy: bardzo jasne, jasne i ciemne. Wartość temperatury okładziny zewnętrznej przyjmowana jest w zależności od tego, do której z grup przypisany jest dany kolor. Przypisanie go do jednej z trzech grup jest uzależnione od wartości RG, tj. stopnia odbicia promieniowania słonecznego w stosunku do odbicia od tlenku magnezu.

Wartości temperatur w zależności od grupy kolorystycznej podano w tabeli 2. Wartość RG powinna być zadeklarowana przez dostawcę blachy pokrytej kolorową powłoką.

W celu dokładniejszego wyznaczenia wartości temperatury można posłużyć się wzorami:

 

 

 

Każdy kolor powinien być ponadto zdefiniowany za pośrednictwem kodu RAL. W systemie tym kolory podzielone są na siedem grup. Każdej z nich przypisany jest dwucyfrowy kod. W każdej grupie rozróżniane są poszczególne odcienie. Grupy kolorystyczne według RAL wraz z odpowiadającymi im kodami zestawiono w tabeli 3.

tabeli 3 wynika, że nie da się przypisać poszczególnych grup kolorystycznych RAL do kolorów bardzo jasnych, jasnych lub ciemnych. Przykładem tego jest grupa o kodzie RAL 90XX, do której zaliczane są zarówno czarne, jak i białe barwy, które zgodnie z normą PN-EN 14509:2010 należą do skrajnie różnych grup, czyli do kolorów bardzo jasnych i ciemnych.

Podczas klasyfikowania koloru do jednej z trzech grup według normy nie można kierować się intuicją. Takie działanie może skutkować np. zaniżoną wartością obciążeń termicznych w obliczeniach statycznych. Przykładowo kolor szary mógłby być uznany za jasny, chociaż niektóre jego odcienie mogą należeć do III grupy, czyli do kolorów ciemnych. Prawidłowy podział zależy od wartości RG. Przykładowe zestawienie kolorów według RAL i odpowiadające im grupy kolorystyczne przedstawiono w tabeli 4.

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 2/2012

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Budujesz lub remontujesz? Sprawdź ceny materiałów!


Niezależnie od tego, jak duże przedsięwzięcie przed Tobą, warto być zaopatrywał się w miejscu z gwarancją zapasu, ceny i dostępności... ZOBACZ »


Szkło piankowe - czego jeszcze o nim nie wiesz?

Wibroizolacja i wibroakustyka - co warto wiedzieć?

Dzięki swoim właściwościom – m.in. wysokiej odporności na ściskanie, wodoszczelności, paroszczelności... czytaj dalej » Zapewnienie dobrej wibroakustyki dla budynku to coraz częściej wyzwanie dla świadomych i wymagających klientów. czytaj dalej »

Zatrzymaj ciepło i ochroń dom przed zimnem »


Dużym zainteresowaniem właścicieli domów cieszy się też... ZOBACZ »


Wybierz najlepszy materiał do ocieplenia budynku »

Balkony i tarasy - jaką technologię wykonania wybrać?

W obszarze izolacji termicznej, akustycznej i przeciwogniowej, poddaszy oraz ścian działowych o konstrukcji... czytaj dalej » Bardzo istotne jest odpowiednie wykończenie okapu tarasu czy balkonu... czytaj dalej »

Najtańszy sposób na wykonanie stropu? Sprawdź »


Przekonaj się, jak wiele zalet ma nowa generacja stropów gęstożebrowych ZOBACZ »


Chcesz ograniczyć straty ciepła z budynku? Zobacz »

Jak usunąć wilgoć ze ścian?

W obecnych czasach rosnące ceny energii cieplnej i eketrycznej skłaniają do analizy strat ciepła w budynkach mieszkalnych. Jedynym sposobem ograniczenia kosztów jest...
czytaj dalej »

Wilgoć pojawiająca się w budynku i związana z nią pleśń szkodzą naszemu zdrowiu, powodują wyższe rachunki za ogrzewanie i niszczą mury. czytaj dalej »

Jak dobrać posadzkę do obiektu?


Wybierz posadzkę, która będzie funkcjonalna i łatwa w czyszczeniu.... ZOBACZ »


Jakie są rodzaje płyt warstwowych?

Prace uszczelniające - postaw na niezawodne rozwiązania »

Ukryte mocowanie oznacza, że łączniki płyt są niewidoczne, co poprawia...
czytaj dalej »

Obecna praktyka projektowania i wykonywania budowli ziemnych i podłoży nawierzchni drogowych mnoży przypadki zastosowania... czytaj dalej »

Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd »

Ilość energii jaką jest w stanie „wyprodukować” dany system fotowoltaiczny, zależy w głównej mierze od...  czytaj dalej »


Dowiedz się więcej o hydroizolacji dachów »

Planujesz renowację budynku? Zobacz »

Dostarczamy innowacyjne systemy hydroizolacji oraz pokryć dachowych, mające na celu zmianę sposobu życia i pracy naszych klientów... czytaj dalej » Jeśli docieplenie z zewnątrz nie jest możliwe, co jest częste w przypadku obiektów zabytkowych, mamy... czytaj dalej »

Czego użyć do izolacji kanałów wentylacyjnych?


Systemy ochrony energii w budownictwie i w instalacjach technicznych, spełniają najbardziej restrykcyjne normy europejskie definiując... ZOBACZ »


dr inż. Krzysztof Kuczyński
dr inż. Krzysztof Kuczyński
Jest absolwentem Wydziału Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej i pracownikiem Zakładu Konstrukcji i Elementów Budowlanych w Instytucie Techniki Budowlanej. Specjalizuje się w dziedzinie badań... więcej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Synthos S.A. Synthos S.A.
Grupa Kapitałowa Synthos S.A. jest jednym z największych producentów surowców chemicznych w Polsce. Spółka jest pierwszym w Europie...
1/2020

Aktualny numer:

Izolacje 1/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Szron na dachu
  • - Ile można zyskać na termomodernizacji?
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.