Analiza rozwiązań konstrukcyjno-materiałowych złączy stropów w budynkach - studium przypadku

An analysis of the design and material solutions in ceiling joints in buildings – a case study
Poznaj rodzaje stropów oraz ich podstawowe funkcje
Poznaj rodzaje stropów oraz ich podstawowe funkcje
J. Sawicki

Strop jest poziomym elementem konstrukcyjnym, który dzieli budynek na kondygnacje. Do podstawowych funkcji stropów można zaliczyć: przenoszenie obciążeń stałych i użytkowych, usztywnienie ścian budynku w płaszczyznach poziomych, ochrona przed przedostawaniem się z sąsiednich kondygnacji ognia podczas pożaru, ochrona pomieszczeń przed przenikaniem ciepła i dźwięków oraz przed wilgocią, gazami i zapachami.

Stropy można podzielić, uwzględniając różnorodne kryteria:

  • ze względu na rodzaj materiału stosowanego do wykonania konstrukcji:
    - drewniane (nagi, z podsufitką),
    - na belkach stalowych Kleina (lekki, ciężki, średni),
    - ceramiczno-żelbetowe,
    - żelbetowe (monolityczne lub prefabrykowane),
    - na blachach fałdowych,
  • ze względu na położenie budynku:
    - nadpiwniczne,
    - międzypiętrowe (międzykondygnacyjne),
    - stropy poddaszy,
    - stropodachy,
  • ze względu na rodzaj konstrukcji nośnej:
    - płytowe,
    - płytowe o przekroju wydrążonym,
    - belkowo-pustakowe,
    - płytowo-żebrowe,
    - gęstożebrowe (Fert, Teriva),
  • ze względu na ognioodporność użytego materiału: palne i niepalne.

Natomiast w stropie międzykondygnacyjnym można wyodrębnić trzy podstawowe elementy:

  • konstrukcja nośna,
  • sufit (dolna część stropu),
  • podłoga (górna część stropu).

Czytaj też: Co wpływa na obniżenie komfortu akustycznego w budynku? >>>

Sufit wykonany jest w postaci tynku wewnętrznego, płyt gipsowo-kartonowych, płyt drewnopochodnych lub sufitu podwieszanego. Do górnego pokrycia stropu zalicza się warstwy wyrównujące, izolacyjne (cieplne lub akustyczne) i posadzkowe. Szczegółową charakterystykę rozwiązań materiałowych podłóg na stropach przedstawiono w pracy [1].

Parametry cieplno-wilgotnościowe wybranych złączy stropów w budynkach

RYS. 1. Przykładowe rozwiązanie materiałowe połączenia zewnętrznej ściany dwuwarstwowej ze stropem w przekroju przez wieniec z warstwami podłogi pływającej. Objaśnienia: 1 - tynk gipsowy gr. 1,5 cm, 2 - bloczek wapienno-piaskowy gr. 24 cm, 3 -płyty PIR gr. x cm, 4 - tynk cienkowarstwowy, 5 - wieniec żelbetowy 24×25 cm, 6 - parkiet drewniany gr. 2 cm, 7 - gładź cementowa gr. 7 cm, 8 - folia budowlana gr. 0,1 cm, 9 - styropian gr. 5 cm, 10 - strop gęstożebrowy gr. 20 cm; opracowanie autora  na podstawie [7]

Budynek składa się z wielu przegród budowlanych i ich złączy o indywidualnym charakterze fizykalnym i poddany jest oddziaływaniu zmiennego środowiska zewnętrznego i wewnętrznego.

W wielu przypadkach analiza przegród i złączy budowlanych w aspekcie konstrukcyjno-materiałowym i technologii wykonania nie budzi zwykle zastrzeżeń na etapie projektowania. Natomiast znajomość parametrów cieplno-wilgotnościowych (fizykalnych), związanych z wymianą ciepła i wilgoci, pozwala na uniknięcie wielu wad projektowych, wykonawczych oraz zapewnienie odpowiednich parametrów mikroklimatu wnętrza podczas użytkowania (odpowiednia temperatura, wilgotność, jakość i czystość powietrza wewnętrznego).

Do analizy wybrano połączenie ściany zewnętrznej dwuwarstwowej ze stropem w przekroju przez wieniec oraz połączenie ściany zewnętrznej ze stropem i płytą balkonową.

Obliczenia parametrów fizykalnych wykonano przy zastosowaniu programu komputerowego TRISCO, przyjmując następujące założenia:

  • modelowanie złączy wykonano zgodnie z zasadami przedstawionymi w normie PN-EN ISO 10211 [2] oraz w pracach [3] i [4],
  • opory przejmowania ciepła (R si, Rse) przyjęto zgodnie z normą PN-EN ISO 6946 [5] przy obliczeniach strumieni cieplnych oraz według normy PN-EN ISO 13788 [6] przy obliczeniach rozkładu temperatur i czynnika temperaturowego ƒRsi(2D),
  • temperatura powietrza wewnętrznego ti = 20°C (pokój dzienny), temperatura powietrza zewnętrznego t e = –20°C (III strefa),
  • wartości współczynnika przewodzenia ciepła materiałów budowlanych λ [W/(m·K)] przyjęto na podstawie tabel w pracy [4].

Na RYS. 1 przedstawiono rozwiązanie materiałowe analizowanego złącza, a w TAB. 1 zestawiono wyniki przeprowadzonych obliczeń.

TABELA 1. Wyniki obliczeń parametrów fizykalnych połączenia ściany zewnętrznej dwuwarstwowej ze stropem w przekroju przez wieniec z warstwami podłogi pływającej; opracowanie autora na podstawie [7]

Następnie określono parametry fizykalne połączenia ściany zewnętrznej ze stropem i płytą balkonową w dwóch wariantach (I - płyta żelbetowa przebijająca izolację cieplną ściany zewnętrznej, II - zastosowanie łącznika izotermicznego) - RYS. 2, RYS. 3, TAB. 2.

RYS. 2. Przykładowe rozwiązanie materiałowe połączenia zewnętrznej ściany dwuwarstwowej ze stropem i płytą balkonową. Objaśnienia: 1 - tynk gipsowy gr. 1,5 cm, 2 - bloczek wapienno-piaskowy gr. 24 cm, 3 - płyty PIR gr. x cm, 4 - tynk cienkowarstwowy, 5 - wieniec żelbetowy 24×25 cm, 6 - parkiet drewniany gr. 2 cm, 7 - gładź cementowa gr. 7 cm, 8 - folia budowlana gr. 0,1 cm, 9 - styropian gr. 5 cm, 10 - strop gęstożebrowy gr. 20 cm, 11 - płytki mrozoodporne gr. 1,5 cm, 12- gładź cementowa gr. 3 cm, 13 - żelbetowa płyta balkonu gr. 15 cm; opracowanie autora na podstawie [7]
RYS. 3. Przykładowe rozwiązanie materiałowe połączenia zewnętrznej ściany dwuwarstwowej ze stropem i płytą balkonową z zastosowaniem łącznika izotermicznego. Objaśnienia: 1 - tynk gipsowy gr. 1,5 cm, 2 - bloczek wapienno-piaskowy gr. 24 cm, 3 -płyty PIR gr. x cm, 4 - tynk cienkowarstwowy, 5 - wieniec żelbetowy 24×25 cm, 6 - parkiet drewniany gr. 2 cm, 7 - gładź cementowa gr. 7 cm, 8 - folia budowlana gr. 0,1 cm, 9 - styropian gr. 5 cm, 10 - strop gęstożebrowy gr. 20 cm, 11 - płytki mrozoodporne gr. 1,5 cm, 12 - gładź cementowa gr. 3 cm, 13 -żelbetowa płyta balkonu gr. 15 cm, 14 - łącznik termiczny; opracowanie autora na podstawie [7]

Ukształtowanie rozwiązania konstrukcyjnego balkonu uzależnione jest od następujących czynników:

  • obciążenie oddziałujące na konstrukcje,
  • wnikanie wody opadowej w konstrukcję balkonu,
  • bezpieczeństwo użytkowania przez osoby korzystające z balkonu,
  • mostki cieplne na styku płyty nośnej ze ścianą.

Podstawowym problemem w konstruowaniu połączenia balkonu ze ścianą zewnętrzną jest zachowanie ciągłości termoizolacji. Jednym ze sposobów minimalizacji wpływu mostków cieplnych jest sposób oparcia płyty na żelbetowych, stalowych lub drewnianych wspornikach kotwionych w wieńcu lub zastosowanie łączników izotermicznych (tzw. nośniki izotermiczne) [8].

Podsumowanie i wnioski

Zaprojektowanie budynku o niskim zużyciu energii powinno opierać się na podstawie szczegółowych obliczeń parametrów fizykalnych przegród zewnętrznych, ale także ich złączy.

Należy zauważyć, że w analizowanych przykładach ściany zewnętrzne spełniają podstawowe kryterium cieplne [Uc Ucmax = 0,20 W/(m2·K)]. Jednak połączenia ze stropem w przekroju przez wieniec i płytę balkonową generują dodatkowe straty ciepła w postaci liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψi [W/(m·K)] oraz obniżenie temperatury minimalnej na wewnętrznej powierzchni przegrody Θsi,min. [°C] - TAB. 1 i TAB. 2.

W aspekcie oceny parametrów cieplno-wilgotnościowych bardziej korzystnym rozwiązaniem jest zastosowanie łącznika izotermicznego. Uzyskano wartości współczynników Ψi = 0,13-0,18 W/(m·K), w zależności od grubości materiału termoizolacyjnego ściany zewnętrznej.

Poza tym rozwiązanie według wariantu I (RYS. 2) powoduje znaczne obniżenie temperatury na wewnętrznej powierzchni przegrody Θsi,min. = 12,00-12,94°C. Analizowane złącza spełniają podstawowe kryterium w zakresie uniknięcia kondensacji powierzchniowej ƒRsi(2D) ƒRsi,kryt..

Wartość krytyczna (graniczna) czynnika temperaturowego, przy uwzględnieniu parametrów powietrza wewnętrznego i zewnętrznego analizowanych wariantów obliczeniowych wynosi ƒRsi,kryt. = 0,78.

TABELA 2. Wyniki obliczeń parametrów fizykalnych połączenia ściany zewnętrznej dwuwarstwowej ze stropem i płytą balkonową; opracowanie autora na podstawie [7]

Poprawne kształtowanie układu warstw materiałowych złączy budowlanych pozwala na optymalizację parametrów fizykalnych.

Szczegółowe określenie charakterystyki fizykalnej tego typu złączy za pomocą programu komputerowego pozwala na miarodajne oszacowanie strat ciepła i rozkładu temperatur oraz uniknięcie błędów na etapie wykonywania i eksploatacji budynków.

Istnieje potrzeba prowadzenia dalszych obliczeń w celu opracowania katalogu rozwiązań konstrukcyjno-materiałowych przegród zewnętrznych i złączy budynków o niskim zużyciu energii.

Literatura

1. K. Pawłowski, "Analiza rozwiązań materiałowych podłóg na stropach w budynkach - studium przypadku", "IZOLACJE" 2/2018, s. 60-64.
2. PN-EN ISO 10211:2008, "Mostki cieplne w budynkach. Strumienie ciepła i temperatury powierzchni. Obliczenia szczegółowe”.
3. A. Dylla, "Fizyka cieplna budowli w praktyce. Obliczenia cieplno-wilgotnościowe”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2015.
4. K. Pawłowski, "Projektowanie przegród zewnętrznych w świetle aktualnych warunków technicznych dotyczących budynków. Obliczenia cieplno-wilgotnościowe przegród zewnętrznych i ich złączy”, Grupa MEDIUM, Warszawa 2016.
5. PN-EN ISO 6946:2008, "Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania".
6. PN-EN ISO 13788: 2003, "Cieplno-wilgotnościowe właściwości komponentów budowlanych i elementów budynku. Temperatura powierzchni wewnętrznej umożliwiająca uniknięcie krytycznej wilgotności powierzchni wewnętrznej kondensacji. Metody obliczania".
7. M. Balcerzak, "Studium projektowe złączy dwuwarstwowych ścian zewnętrznych w świetle nowych wymagań cieplnych", praca dyplomowa magisterska napisana pod kierunkiem dr. inż. Krzysztofa Pawłowskiego, Uniwersytet Technologiczno­‑Przyrodniczy w Bydgoszczy, Bydgoszcz 2017.
8. M. Dybowska, K. Pawłowski, "Balkony - analiza numeryczna parametrów cieplno-wilgotnościowych w świetle nowych wymagań cieplnych", "IZOLACJE" 6/2014, s. 52-57.

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA – kliknij tutaj »

[podłoga, strop, ściana dwuwarstwowa, płyta balkonowa, złącza budowlane, ściany zewnętrzne, przegrody zewnętrzne, balkon]

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 4/2018

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Najlepszy system stropowy?


Betonowe stropy można produkować na różne sposoby – z betonu przygotowanego na placu budowy lub w fabryce, gdzie panują kutemu optymalne warunki. ZOBACZ »



Odkryj nowy wymiar bezpieczeństwa dla Twojego domu »

Żaluzje ceramiczne, szklane, wentylowane. Co wybrać?

Każdemu z nas zależy na zapewnieniu odpowiedniego bezpieczeństwa swoim bliskim i miejscu, które jest dla nas najważniejsze. Wybór...
czytaj dalej »

Które rozwiązanie sprawdzi się w Twoim przypadku? Jak ochronić wnętrze przed słońcem, hałasem lub zimnem? czytaj dalej »

Czym skutecznie zaizolować fundament?

Zadaniem hydroizolacji jest zablokowanie dostępu wody i wilgoci do wnętrza obiektu budowlanego. Istnieje kilka rodzajów izolacji krystalizujących, a ich znajomość ułatwia zaprojektowanie i wykonanie szczelnej budowli. czytaj dalej »

 


Izolacja natryskowa - co warto wiedzieć?

Dobierz najlepszy materiał izolacyjny »

Produkty polimocznikowe można stosować wszędzie tam, gdzie wymagana jest... czytaj dalej » Niski poziom ochrony cieplnej generuje wysokie koszty utrzymania budynku, stanowiące duże obciążenie budżetu... czytaj dalej »

Uszczelnianie trudnych powierzchni! Zobacz, jak to zrobić skutecznie »


Doszczelniając przegrodę od strony wewnętrznej budynku ograniczamy przenikanie pary wodnej do warstwy izolacyjnej, natomiast... ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Jak zabezpieczyć rury przed stratami ciepła?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Czym powinieneś kierować się przy wyborze odpowiedniej izolacji rur? czytaj dalej »

Jak wykonać trwałe posadzki?

Jakich technologii oraz materiałów użyć do wykonania podłóg przemysłowych, naprawy betonów lub przeprowadzenia renowacji posadzek?  czytaj dalej »


Dlaczego hydroizolacja budynków jest tak ważna?

Sprawdzony sposób na przyspieszenie ocieplenia »

W budynkach nowo wznoszonych barierę dla wody gruntowej stanowi hydroizolacja zewnętrzna ścian piwnic i izolacja pod płytą fundamentową... czytaj dalej » Jakiego produktu użyć, by aplikacja była łatwa, efektywność większa, a tempo pracy ekspresowe? czytaj dalej »

Czego użyć do izolacji podłóg, dachów i fasad?


Istotną różnicą pomiędzy styropianami białymi i grafitowymi jest ich odporność na ZOBACZ »


Najlepszy produkt na tynku termoizolacji? Sprawdź »

Jak dobrać posadzkę do obiektu?

Obniżona wartość λ pozwala zmniejszyć straty energetyczne oraz wydatki na eksploatacje budynków.
czytaj dalej »

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

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 »
Triflex Polska Triflex Polska
Triflex zyskał na rynku europejskim pozycję lidera w zakresie opracowywania, kompleksowego doradztwa oraz zastosowania uszczelnień i powłok...
9/2019

Aktualny numer:

Izolacje 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowoczesne rozwiązania elewacyjne
  • - Jakość wykonania izolacji z szarego styropianu
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

.