W artykule przedstawiono wymagania cieplne dla ścian zewnętrz nych, przegląd działań termomodernizacyjnych, ogólne zasady diagnostyki cieplnej budynków oraz charakterystykę wybranych materiałów termoizolacyjnych wykorzystywanych podczas docieplenia. Część obliczeniową stanowią obliczenia współczynników przenikania ciepła ścian zewnętrznych przed i po ociepleniu zróżnicowanymi materiałami termoizolacyjnymi oraz parametrów cieplno-wilgotnościowych połączenia ścian zewnętrznych z oknem (przed i po termomodernizacji).
EN
This article presents thermal requirements for external walls, an overview of thermal modernization measures, general principles of thermal diagnostics for buildings, and characteristics of selected thermal insulation materials used for insulation. The calculation section consists of heat transfer coefficients for external walls before and after insulation with various thermal insulation materials, as well as thermal and humidity parameters of the external wall-window connection (before and after thermal modernization).
The use of frame structures requires the design of partitions with appropriate thermal and moisture properties. The results of material tests (sorption, water absorption, thermal conductivity coefficient) and simulation of partition drying are presented. Laboratory data confirm the high susceptibility of some of the analyzed materials to moisture absorption. Numerical analysis has shown that the partitions do not regain moisture balance even after a dozen or so months.
PL
Zastosowanie konstrukcji szkieletowych wymaga projektowania przegród o odpowiednich właściwościach cieplno-wilgotnościowych. Przedstawiono wyniki badań materiałów (sorpcyjność, nasiąkliwość, współczynnik przewodzenia ciepła) oraz symulację osuszania przegród. Dane laboratoryjne potwierdzają dużą podatność niektórych analizowanych materiałów na pochłanianie wilgoci. Analiza numeryczna wykazała, że przegrody nie odzyskują równowagi wilgotnościowej nawet po kilkunastu miesiącach.
The external partitions of single-family buildings erected before January 1, 2021, in many cases do not meet the thermal criterion: Uc ≤ Uc(max.) according to the regulation [1]. The adopted construction, material and installation solutions cause the energy performance indicators of buildings (EU, EK, EP) to be relatively high, often failing to meet the energy saving criterion: EP ≤ EP(max.) according to [1]. Therefore, it becomes justified to carry out thermal modernization of buildings. The article presents the results of calculations of thermal and humidity parameters of selected partitions and building joints of a single-family building with single-layer walls made of aerated concrete before and after insulation (using various thermal insulation materials) and assesses the effectiveness of the adopted material solutions.
PL
Przegrody zewnętrzne budynków jednorodzinnych wznoszonych przed 1 stycznia 2021 r. nie spełniają w wielu przypadkach kryterium cieplnego: Uc ≤ Uc(max.) wg rozporządzenia [1]. Przyjęte rozwiązania konstrukcyjno-materiałowe oraz instalacyjne powodują, że wskaźniki charakterystyki energetycznej budynków (EU, EK, EP) kształtują się na stosunkowo wysokim poziomie, nie spełniając kryterium oszczędności energii: EP ≤ EP(max.) wg [1]. W związku z tym zasadne staje się przeprowadzenie termomodernizacji budynków. W artykule przedstawiono wyniki obliczeń parametrów cieplno-wilgotnościowych wybranych przegród i złączy budowlanych budynku jednorodzinnego ze ścianami jednowarstwowymi z betonu komórkowego przed i po ociepleniu (z zastosowaniem zróżnicowanych materiałów termoizolacyjnych) oraz dokonano oceny skuteczności przyjętych rozwiązań materiałowych.
Prefabrykacja w budownictwie rozwija się dynamicznie, odpowiadając na rosnące zapotrzebowanie na szybkie, energooszczędne i ekologiczne rozwiązania budowlane. W przeciwieństwie do tradycyjnych metod budowy prefabrykacja charakteryzuje się wytwarzaniem elementów konstrukcyjnych w kontrolowanych warunkach fabrycznych, co gwarantuje ich wysoką jakość, powtarzalność oraz precyzyjne wykonanie. W artykule podjęto próbę analizy wpływu technologii prefabrykowanej na środowisko. Przedstawiono przegląd dostępnych rozwiązań prefabrykowanych stosowanych w budownictwie w Polsce, a także różnice w podejściu projektowym i wykonawczym. Podano również konkretne studium przypadku realizacji budynku użyteczności publicznej – biblioteki, jako dowód możliwości zastosowania projektowania zrównoważonego.
EN
Prefabrication in construction is developing dynamically, responding to the growing demand for fast, energy-efficient, and ecological building solutions. Unlike traditional construction methods, prefabrication is characterized by the production of structural elements under controlled factory conditions, ensuring high quality, repeatability, and precise workmanship. This article attempts to analyse the environmental impact of prefabrication technology. It presents an overview of available prefabrication solutions used in construction in Poland, as well as differences in design and implementation approaches. A specific case study of a public building – a library – is also presented, demonstrating the feasibility of sustainable design.
Shaping the systems of material layers of external partitions and joints of buildings insulated from the internal ones should not be random, but developed on the basis of detailed calculations and analyzes of physical parameters, taking into account heat flow in a two-dimensional (2D) field. The article presents an analysis of the physical parameters of the joints of the partitions of a building insulated from the inside in the case of various material systems.
PL
Kształtowanie układów warstw materiałowych przegród zewnętrznych i złączy budynków ocieplonych od wewnątrz nie powinno być przypadkowe, lecz opracowane na podstawie szczegółowych obliczeń i analiz parametrów fizykalnych z uwzględnieniem przepływu ciepła w polu dwuwymiarowym (2D). W artykule przedstawiono analizę parametrów fizykalnych złączy przegród budynku ocieplonego od wewnątrz w przypadku różnych układów materiałowych.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł prezentuje wyniki analizy wpływu zawilgocenia cegły ceramicznej na współczynnik przewodzenia ciepła i wskazuje na problem, jakim jest oddziaływanie zawilgocenia przegród zewnętrznych na zmianę temperatury wewnętrznej powierzchni przegrody i wielkość strat ciepła. Wzrost stopnia zawilgocenia przegrody powoduje wzrost wartości współczynnika przenikania ciepła, co wpływa bezpośrednio na obniżenie temperatury wewnętrznej powierzchni ściany zewnętrznej i odczucia cieplne użytkowników budynków oraz na temperaturę operatywną. Dodatkowo w przypadku obniżenia temperatury powierzchni ściany poniżej temperatury punktu rosy występuje wykroplenie się wilgoci na powierzchni ściany, co przy braku prawidłowo działającej wentylacji prowadzi do rozwoju grzybów pleśniowych. Chcąc zapobiec wystąpieniu w analizowanym budynku negatywnych skutków niekorzystnego obniżenia temperatury przegród, zaproponowano docieplenie ścian od zewnątrz, wskazując na konieczność wcześniejszego ich osuszenia. Po dociepleniu budynku konieczna jest modernizacja istniejącej instalacji grzewczej i dopasowanie jej do nowych, obniżonych wartości strat ciepła.
EN
The article presents the results of an analysis of the effect of moisture on the heat transfer coefficient of a clay brick, and points out the problem of how moisture in the building envelope affects the change in the temperature of the internal surface of the wall and the amount of heat loss. An increase in the amout of moisture content of the building material results in a higher value of the thermal conductivity coefficient, which causes an increase in the heat transfer coefficient and thus also in the transmission heat loss of the building. A higher value of heat transfer coefficient has a direct effect on lowering the temperature of the inner surface of the exterior wall, which has a significant impact on the thermal sensations of building occupants by affecting the operative temperature. In addition, when the wall surface temperature is lower than the dew point temperature, moisture condensation occurs on the wall surface, which, in the absence of properly functioning ventilation, leads to the development of mold. In order to prevent the occurrence in the analyzed building of the negative effects of an unfavorable decrease in the temperature of the walls, it was proposed to insulate them from the outside, emphasizing the need to dry them beforehand. After insulating the walls, it is necessary to modernize the existing installation and adjust it to the new reduced heat losses of the building.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The mathematical model, which could be represented as a fuzzy inference tree for project man-agement aimed at waste usage in wall manufacturing, is proposed in the article. The factors classification that affect production's environmental and economic efficiency is presented. The proposed ecological and economic efficiency criterion and influence factors are linguistic variables consisting of fuzzy terms on the corresponding universal sets. The proposed hierarchical system of mathematical models allows the intelligent choice of proper building material, depending on the influence of environmental parameters, socio-economic parameters, and engineering and technological parameters of a building object, based on fuzzy logical expressions “IF-THEN”. The proposed model could be used as a support system model in the decision-making process at the early feasibility stage. Estimating pros and cons based on the results of a virtual experiment in terms of proposed criterion value for specific construction waste allows proper planning of construction waste usage in the construction sector. The proposed model can be used as a design and engineering tool in the decision-making process for forecasting the ecological and economic efficiency of the use of waste in the manufacture of walls.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Kształtowanie układów warstw materiałowych przegród zewnętrznych i złączy budynku o niskim zużyciu energii nie powinno być przypadkowe, lecz opracowane na podstawie szczegółowych obliczeń i analiz parametrów fizycznych z uwzględnieniem przepływu ciepła w polu dwuwymiarowym (2D). W artykule przedstawiono autorski algorytm kształtowania układu materiałowego przegród zewnętrznych i ich złączy w aspekcie cieplno-wilgotnościowym oraz analizę parametrów fizycznych połączenia ściany zewnętrznej ze stropem w przypadku rożnych układów materiałowych.
EN
Shaping the material layers of the building envelope and joints with low energy consumption should not be accidental, but based on detailed calculations and analyzes of physical parameters, taking into account heat flow in a two-dimensional (2D) field. The article presents an original algorithm for shaping the material arrangement of external partitions and their joints in terms of heat and humidity, as well as an analysis of the physical parameters of the connection of the external wall with the ceiling with different material arrangements.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule rozważono dwa przypadki obiektów historycznych objętych ochroną konserwatorską, w przypadku których przewidziano docieplenie przegród zewnętrznych od wewnątrz. Jeden z nich pochodzi z 1830 r., natomiast drugi z 1880 r. W pierwszym analizowanym obiekcie termomodernizacja przegród została przeprowadzona na przełomie 2018 i 2019 r., natomiast drugi, wzniesiony w technologii tzw. muru pruskiego, nadal oczekuje na termomodernizację. Niewielka wiedza na temat wpływu procesów zachodzących we wnętrzu przegród docieplanych od wewnątrz na ich drewniany szkielet skłoniła nas do opracowania programu badań przegrody z ociepleniem od wewnątrz w skali naturalnej, w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. Przedstawione w artykule wstępne wyniki pomiarów, realizowanych po raz pierwszy w kraju w tak szerokim zakresie, potwierdziły złożoność procesów cieplno-wilgotnościowych w niejednorodnych przegrodach.
EN
The article considers two cases of historical objects under conservator's protection, for which thermal insulation of their external partitions from the inside is provided. One of them dates from 1830 and the other from 1880. While in the first analyzed case, the thermal modernization of partitions was carried out at the turn of 2018 and 2019, the second building, which was erected in the so-called "half-timbered wall" is still waiting for thermal modernization. The lack of research in this area and little knowledge about the impact of physical processes taking place inside partitions insulated from the inside on their wooden skeleton prompted the authors to develop a program of testing this type of partition with insulation from the inside on a natural scale, in conditions close to real. The preliminary results of measurements presented in this article, carried out for the first time in the country in such a wide range, confirmed the complexity of thermal and humidity processes in such highly heterogeneous partitions.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań oraz analizy numerycznej zagadnień związanych z wilgotnością przegrody budowlanej wykonanej w technologii lekkiego szkieletu stalowego. Rezultatem badań było sporządzenie izoterm sorpcji oraz nasiąkliwości materiałów tworzących przegrodę. Na ich podstawie przeprowadzono symulację osuszania naturalnego przegrody przy założeniu, że materiały ją tworzące są nasączone wodą. Analiza numeryczna pozwoliła oszacować ubytek wody w przegrodzie zewnętrznej w zależności od początkowego stanu jej zawilgocenia w przyjętych okresach obliczeniowych.
EN
The article covers the results of research and numerical analysis of issues related to the humidity of a building partition made in the technology of a light steel skeleton. The result of the research was the preparation of the sorption isotherm and water absorption of the materials forming the barrier. On their basis, a simulation of the natural drying of the partition was carried out, assuming that the materials forming it are soaked with water. Numerical analysis, depending on the initial moisture level of the external partition, allowed to estimate the loss of water in the partition in the adopted calculation periods.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Utrata ciepła przez ściany wynosi w budynku od 20 do 30%, jest to więc droga, którą w największym stopniu ciepło ucieka z budynku. Można temu zapobiec, dbając o poprawienie izolacji cieplnej budynków.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Projektując przegrody zewnętrzne budynku należy poddać analizie wiele różnych aspektów, takich jak efektywność energetyczna, trwałość, możliwość zbudowania takiej przegrody, wpływ na warunki zdrowotne i zapewnienie komfortu osób przebywających w budynku, bezpieczeństwo pożarowe, akustyka oraz aspekt finansowy. W artykule autorzy analizują kwestie związane z efektywnością energetyczną i procesami cieplno-wilgotnościowymi przegród. Inne tematy poruszane w tym artykule to wpływ przegród na jakość środowiska wewnętrznego.
EN
When designing the building envelope, many different aspects should be analyzed, such as energy efficiency, durability, the possibility of constructing such divisions, the impact on health conditions and ensuring the comfort of people in the building, fire safety, acoustics and the financial aspect. In the article, the authors analyze the issues related to energy efficiency and thermal and humidity processes in partitions. Other topics covered in this review article are the effects of partitions on the quality of the indoor environment.
W artykule przedstawiono opracowaną metodykę oraz wyniki obliczenia śladu węglowego dla 9 wariantów technologicznych modelowego wielorodzinnego budynku mieszkalnego. Dla każdego z wariantów wykonano szczegółowy kosztorys. Oprócz kosztów całkowitych dla każdego wariantu wykonano zestawienie materiałów budowlanych tworzących budynek oraz zestawienie pracy sprzętu budowlanego. Przyjmując jako kryterium optymalizacji minimum wartości każdego z 6 obliczonych według metodologii parametrów, optymalnym rozwiązaniem jest wariant techniczno-materiałowy budowy ścian w technologii z betonu komórkowego i ocieplanie ścian zewnętrznych pianką poliuretanową.
EN
The article presents the developed methodology and the results of calculating the carbon footprint for 9 technological variants of a model multi-family residential building. A detailed cost estimate was made for each variant. In addition to the total costs, for each variant, a list of building materials constituting the building and a list of construction equipment work were prepared. Taking the minimum value of each of the 6 parameters calculated according to the methodology as the optimization criterion, the optimal solution is the technical and material variant of building walls in the cellular concrete technology and insulating external walls with polyurethane foam.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW