Wyznaczanie rozkładu temperatury w ścianie żelbetowego zbiornika na ciecze

• Autorzy: Garbalińska H. , Stolarska A. , Strzałkowski J. , Figiel E.

Warianty tytułu

EN

Assessment of temperature distribution of the reinforced concrete wall of liquids tank

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł dotyczy wybranych aspektów projektowania żelbetowych zbiorników na ciecze z uwagi na obciążenia termiczne, pojawiające się w trakcie ich eksploatacji. Obciążenia termiczne wynikają z występowania niejednokrotnie bardzo dużej różnicy temperatur między cieczą wypełniającą zbiornik a jego otoczeniem. Ze szczególną siłą problem ten ujawnia się w przypadku ścian zbiornika, wyniesionych ponad poziom terenu. Wartości obliczeniowych temperatur podane w normie EC1-1-5 ustalone zostały na ekstremalnie niskim poziomie dla warunków zimowych (w przeprowadzonych obliczeniach przyjmowano -30ºC), natomiast dla okresu letniego na poziomie ekstremalnie wysokim (w przeprowadzonych obliczeniach przyjmowano +38ºC). Ponadto EC1-1-5 wymaga uwzględnienia dodatkowego nagrzania elementów konstrukcyjnych przez promieniowanie słoneczne, co w rozważanym przypadku skutkowało temperaturą +56ºC, na ścianach zbiornika wyeksponowanych na działanie słońca. W obliczeniach zaprezentowanych w artykule poddano analizie 4 warianty rozwiązania ściany zewnętrznej zbiornika - bez izolacji termicznej oraz z ułożoną na zewnątrz izolacją ze styropianu o grubości 5, 10 i 15 cm. Kierując się obowiązującymi zaleceniami wyznaczono ekstremalne gradienty temperatur między wewnętrzną a zewnętrzną powierzchnią ściany żelbetowej. Uzyskane rezultaty poddano krytycznej analizie, wskazując na źródła potencjalnych błędów, będących efektem standardowych założeń.

EN

The article addresses the selected aspects of designing reinforced concrete tanks for liquids considering the high thermal loads occurring during tanks’ exploitation. Thermal loads often are a consequence of occurrence of extremely high differences in temperature between the liquid, which fills the tank, and the tank’s surroundings. This problem is strongly visible in case of the tank’s walls erected high above ground level. The calculation values of temperatures presented by EC1-1-5 norm have been established on extremely low levels of winter conditions (during the calculations, the assumed temperature was -30ºC), and extremely high levels of summer conditions (during the calculations, the assumed temperature was +38ºC). Furthermore, EC1-1-5 also requires the account of additional heating of construction elements due to sunlight exposure. In the discussed case, it resulted in temperature amounting to +56 ºC on the tank’s walls exposed to sunlight. The calculations presented in the article included 4 variants of solutions for the tank’s external walls - devoid of thermal isolation and with isolation of 5, 10 and 15 cm thick polystyrene layers laid out externally. Based on the applicable recommendations, extreme thermal gradients were established between the internal and external space in a reinforced concrete wall. The obtained results were subject to critical analysis, indicating the source of potential errors resulting from standard assumptions.

Słowa kluczowe

PL

zbiornik na ciecze; ściana żelbetowa; obciążenia termiczne; oddziaływania środowiskowe

EN

liquid tank; reinforced concrete wall; thermal loads; environmental impact

• Wydawca: Instytut Fizyki Budowli Katarzyna i Piotr Klemm S.C.
• Czasopismo: Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 9, nr 4
• Strony: 5--8
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., 1 wykr.

Twórcy

autor

Garbalińska H.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Budownictwa i Architektury al. Piastów 50, 70-311 Szczecin

autor

Stolarska A.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Budownictwa i Architektury al. Piastów 50, 70-311 Szczecin

autor

Strzałkowski J.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Budownictwa i Architektury al. Piastów 50, 70-311 Szczecin

autor

Figiel E.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Budownictwa i Architektury al. Piastów 50, 70-311 Szczecin

Bibliografia

• [1] PN-EN 1991-1-5 Eurokod 1 Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-5. Oddziaływania ogólne. Oddziaływania termiczne
• [2] Halicka A., Franczak D.: Projektowanie zbiorników żelbetowych. Zbiorniki na ciecze. Tom 2, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2013
• [3] Halicka A.: Specyfika projektowania zbiorników na ciecze. Inżynier budownictwa, 12 (2014) 82-88
• [4] Norma PN-EN ISO 6946:2008 Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania
• [9] PN- EN 15241:2011 Wentylacja budynków. Metody obliczania strat energii w budynkach spowodowanych wentylacją i infiltracją powietrza
• [5] Kostka M., Szulgowska-Zgrzywa M., Obliczenia energetyczne gruntowych rurowych wymienników ciepła. Rynek Instalacyjny, 6 (2015) 64-68
• [6] PN- EN 15241:2011 Wentylacja budynków. Metody obliczania strat energii w budynkach spowodowanych wentylacją i infiltracją powietrza

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).