Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania cieplno-wilgotnościowe oraz energetyczne budynku pasywnego w Boruszowicach

Wąs K., Radoń J., Groblicki M., Pawliczek B.

Czasopismo Techniczne. Budownictwo

|

2012

|

R. 109, z. 2-B

453--460

PL

W artykule przedstawiono badania eksperymentalne budynku pasywnego w Boruszowicach oraz niektóre wyniki. Budynek wybudowano w 2010 roku w technologii prefabrykowanej drewnianej. Badaniom poddano kształtowanie się mikroklimatu wewnętrznego, warunki cieplno-wilgotnościowe w przegrodach zewnętrznych oraz funkcjonowanie systemów aktywnych z uwzględnieniem zużycia energii. Badania mają na celu sprawdzenie funkcjonowania budynków energooszczędnych w polskich warunkach klimatycznych.

EN

The paper presents experimental study of a passive house located in Boruszowice and some chosen results. The building was constructed in 2010 using pre-fabricated, lightweight technology. The research includes shaping of inner climate, hygrothermal performance of thermal envelope and monitoring of active systems and their energy use. The aim of study is to examine performance of low energy buildings under polish climate conditions.

2

Modelling strains of concrete exposed to alkali-silica reaction in variable hygro-thermal conditions

Gawin D., Wyrzykowski M., Grymin W., Pesavento F.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2011

|

Vol. 4, no. 3

43-54

EN

A mathematical model of combined action of hygro-thermal, chemical and mechanical loads is proposed to describe chemical degradation of concrete due to ASR. The model is based on mechanics of multiphase reactive porous media. The mass-energy- and momentum balance equations, as well as constitutive and physical relationships necessary for modelling the ASR in variable environmental conditions, are presented. A method for their numerical solution with the finite element and finite differences methods is described. The proposed mathematical model is validated by comparing the simulation results with some published experimental data concerning hygro-thermal processes and ASR expansion of concrete specimens in different hygro-thermal conditions, both constant and variable in time.

PL

Zaproponowano model matematyczny równoczesnego oddziaływania czynników cieplno-wilgotnościowych, chemicznych i mechanicznych do opisu degradacji chemicznej betonu, wywołanej reakcją alkalia-krzemionka. Model ten bazuje na mechanice wielofazowych reaktywnych ośrodków porowatych. Przedstawiono równania bilansu masy, energii i pędu oraz związki konstytutywne i fizyczne, które są niezbędne do modelowania przebiegu reakcji alkalia-krzemionka w zmiennych warunkach środowiskowych. Opisano metodę numerycznego rozwiązania równań modelu za pomocą metod różnic skończonych i elementu skończonego. Zaproponowany model matematyczny został zwalidowany przez porównanie wyników symulacji komputerowych z opublikowanymi danymi doświadczalnymi, które dotyczą przebiegu procesów cieplno-wilgotnościowych i pęcznienia próbek betonowych w różnych warunkach higro-termicznych, zarówno stałych, jak i zmiennych w czasie.

3

Komputerowa analiza procesów cieplno-wilgotnościowych w przegrodach zawierających sól

Koniorczyk M., Gawin D.

Inżynieria i Budownictwo

|

2006

|

R. 62, nr 12

689-691

PL

Omówiono zjawiska fizyczne związane z obecnością soli w materiałach budowlanych, jak np. wytrącanie się soli, wpływ soli na sorpcję wilgoci. Przedstawiono również przybliżony model zjawisk cieplno-wilgotnościowych i transportu soli, jego weryfikację eksperymentalną oraz praktyczne zastosowanie do symulacji zjawisk cieplno-wilgotnościowych w przegrodzie betonowej zawierającej sól NaCI.

EN

Physical phenomena related to the presence of a salt in building materials, as salt precipitation, effect of a salt on the moisture sorption, are briefly described in this paper. The mathematical model of hygro-thermal phenomena and salt transport, its experimental verification and practical application for simulations of hygro-thermal performance of a concrete wall containing the NaCI salt, are also presented.

4

Problematyka skuteczności dociepleń balkonów wspornikowych budynków wielkoblokowych na przykładzie osiedla w Lublinie

Grudzińska M., Ostańska A., Czarnigowska A., Brant-Hunek D.

Przegląd Budowlany

|

2005

|

R. 76, nr 7-8

34-37

5

Analiza zjawisk cieplno-wilgotnościowych w przegrodach budowlanych ocieplonych metodą lekką mokrą

Witczak K., Künzel M., Gawin D.

Materiały Budowlane

|

2005

|

nr 3

77-78

6

Wpływ włókien polipropylenowych na degradację betonu wysokowartościowego i zjawiska cieplno-wilgotnościowe w wysokich temperaturach

Witek A., Gawin D.

Inżynieria i Budownictwo

|

2005

|

R. 61, nr 2

92-94

PL

Jedną ze skutecznych metod poprawy odporności betonu wysokowartościowego na zjawisko termicznego odpryskiwania jest dodanie włókien polipropylenowych do mieszanki betonowej. Przedstawiono model matematyczny zjawisk cieplno-wilgotnościowych i degradacji w wysokich temperaturach betonu, w którym zastosowano włókna PP, weryfikację eksperymentalną modelu oraz analizę numeryczną zachowania się tego materiału w warunkach pożaru w tunelu.

EN

An effective method used to improve resistance of high-performance concrete to thermal spalling, during fire is addition of PP-fibers to the concrete mix. Mathematical model of hygro-thermal and degradation phenomena at high temperature of concrete with PP-fibers is presented. Experimental validation of the model and numerical analysis concrete performance in condition of a tunnel fire are shown, too.

7

Modelowanie sprzężonych zjawisk cieplno-wilgotnościowych w materiałach i elementach budowlanych

Gawin D.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2000

|

Z. 279

5-299

PL

Rozprawa poświęcona jest zagadnieniom modelowania sprzężonych zjawisk cieplno-wilgotnościowych w odkształcalnych materiałach budowlanych. Punktem wyjścia jest opis wewnętrznej struktury materiałów budowlanych oraz natury fizycznej zjawisk cieplno-wilgotnościowych w nich zachodzących. Przedstawiono podstawy teoretyczne i wyniki badań wybranych parametrów struktury wewnętrznej materiałów budowlanych. Omówiono przyczyny zawilgacania się materiałów budowlanych oraz formy, w jakich wilgoć występuje w ich porach, a także podstawowe mechanizmy przenoszenia masy i energii w ośrodku w różnych stanach zawilgocenia. Następnie, stosując teorię uśredniania przestrzennego, sformułowano lokalne i globalne bilanse masy, pędu, krętu, entalpii i entropii w częściowo nasyconym wodą, wielofazowym ośrodku kapilarno-porowatym. Uwzględniono przemiany fazowe i procesy hydratacji (dehydratacji) cementu oraz związane z nimi objętościowe źródła lub upusty masy (szkieletu i wody) i energii. Przyjęto podstawowe związki konstytutywne dla zawilgoconych materiałów budowlanych, zakładając, że ośrodek lokalnie znajduje się w stanie równowagi termodynamicznej, suche powietrze, para wodna f ich mieszanina są gazami doskonałymi, zaś gęstość szkieletu zależy od jego temperatury i stanu naprężeń oraz stopnia zaawansowania procesu hydratacji (dehydratacji) cementu. Założono, że szkielet materiału jest materiałem liniowo-sprężytym i obowiązuje dla niego zasada naprężeń efektywnych. Uwzględniono podstawowe mechanizmy ruchu wody, pary wodnej i powietrza oraz przepływu ciepła. Na bazie globalnych bilansów dla ośrodka wielofazowego i przyjętych związków konstytutywnych, sformułowano równania rządzące modelu, w których zmiennymi stanu są ciśnienie gazu, ciśnienie kapilarne, temperatura i wektor przemieszczeń. Zdefiniowano i przedyskutowano warunki brzegowe, występujące na powierzchniach przegród budowlanych. Podano sformułowanie wariacyjne zagadnienia póczątkowo-brzegowego, które opisuje analizowane zjawiska. Stosując metodę Galerkina, dokonano jego dyskretyzacji w przestrzeni za pomocą metody elementów skończonych, a następnie czasowej za pomocą metody różnic skończonych. Otrzymany nieliniowy układ równań rozwiązano przy pomocy zmodyfikowanej metody Newtona-Raphsona. Na tej podstawie opracowano badawczy program komputerowy, którego poprawność działania sprawdzono, rozwiązując dwa problemy testowe. Wykonano analizę teoretyczną wpływu struktury wewnętrznej materiału na jego przepuszczalność względną gazu i efektywny współczynnik dyfuzji pary wodnej, uwzględniając wpływ tzw. efektu Knudsena, który odgrywa ważną rolę w ośrodkach mezo-porowatych. W celu lepszego zrozumienia kinetyki procesów cieplno-wilgotnościowych podczas wysychania materiałów budowlanych o różnych typach struktury wewnętrznej, rozwiązano numerycznie zagadnienie początkowo-brzegowe dotyczące tego procesu. Przeanalizowano także wpływ zmian kształtu krzywej rozkładu wielkości porów, porowatości i krętności kapi-lar na przebieg modelowego procesu wysychania płyty z cegły ceramicznej. Wykonano obliczenia dotyczące zjawisk cieplno-wilgotnościowych w trzech różnych elementach budowlanych poddanych oddziaływaniu polskiego klimatu zewnętrznego. Analizowano proces wysychania z wilgoci technologicznej ściany wykonanej z betonu komórkowego, higro-termiczne zachowanie się ściany ceglanej ocieplonej metodą lekką mokrą przy użyciu różnych materiałów termo-izolacyjnych i różnych własnościach tynku zewnętrznego oraz 2-wymiarowy mostek higro-termiczny, jaki tworzy spoina w ścianie z betonu komórkowego. Przedstawiono zjawiska fizyczne zachodzące w młodym betonie i zdefiniowano związki konstytutywne dla tego materiału. Przeanalizowano wpływ temperatury i wilgotności względnej otoczenia, grubości ściany, typu cementu i warunków wymiany ciepła na jej powierzchni, na przebieg zjawisk cieplno-wilgotnościowych i kinetykę procesu hydratacji cementu w ścianie betonowej. Zbadano wpływ sprzężenia między stanem higro-termicznym młodego betonu i kinetyką procesu hydratacji cementu na wyniki obliczeń numerycznych. Omówiono problemy związane z zastosowaniem sztucznych sieci neuronal-nych w programie MES do modelowania zjawisk cieplno-wilgotnościowych w ośrodkach porowatych. Przeanalizowano wpływ histerezy na odkształcenia i higro-termiczne zachowanie się betonowej ściany oraz walcowej próbki w otoczeniu o sinusoidalnie zmieniających się temperaturze i wilgotności względnej, dla trzech różnych kształtów wewnętrznych gałęzi izoterm sorpcji. Przedstawiono zjawiska fizyczne zachodzące w betonie w wysokich temperaturach i na tej podstawie zdefiniowano związki konstytutywne dla tego materiału. Uwzględniano wzrost przepuszczalności właściwej betonu wskutek tworzących się mikro-rys, które modelowano przy użyciu izotropowej, nielokalnej teorii zniszczenia. Wykonano analizę wpływu sprzężenia pomiędzy procesami destrukcji i zmianami przepuszczalności betonu na higro-termiczne zachowanie się ściany betonowej w warunkach pożarowych. Przedstawiono przykłady praktycznego zastosowania opracowanego programu komputerowego do analizy w 1- i 2-wymiarowych procesów cieplno-wilgotnościowych i destrukcji betonów wysoko-wartościowych w wysokich temperaturach.

EN

The dissertation deals with modelling of coupled hygro-thermal phenomena in deformable capillary porous media. The starting point is description of inner structure of building materials and physical nature of the transport phenomena, taking place in them. Theoretical fundamentals and some results of inner structure parameters' tests have been presented. Reasons of getting moist by building materials and forms of moisture in their pores, as well as basic mechanisms of mass and energy transfer in the medium at various moisture contents have been discussed. Next, using the space averaging theory, the local and global balances of mass, momentum, angular momentum, enthalpy and entropy in a partially saturated, multi-phase, capillary-porous medium have been formulated. Phase changes, condensation-evaporation and adsorption-desorp-tion, and hydration (dehydration) processes, as well as associated with them volumetric heat and mass sources or sinks (of water and solid skeleton) are taken into account. Basic, constitutive relationships for moist building materials have been given, assuming that medium is in thermodynamic equilibrium state locally, the dry air, water vapour and their mixture are perfect gases, and the skeleton density depends upon its temperature, stress state and degree of cement hydration (or dehydration). It is assumed that the skeleton is a linear elastic material and the effective stress principle holds for it. Main mechanisms of the water, vapour and air movement and heat flow have been considered. On the basis of the global balances for the multi-phase medium and the assumed constitutive relationships, the governing equations of the mathematical model have been formulated. The state variables are gas pressure, capillary pressure, temperature and displacement vector. The boundary conditions on the surfaces of building elements have been defined and discussed. The variational formulation of the initial-boundary value problem, describing analysed phenomena, has been given. Next, by using the Galerkin method, it has been spatially discretized by means of the Finite Element Method and then temporally discretized by use of the Finite Differences Method. The obtained, non-linear equation set has been solved using of the modified Newton-Raphson method. On this basis, a computer code has been developed and checked by solving of the two test problems. Theoretical analysis of influence of the material inner structure upon the relative gas permeability and effective vapour diffusivity has been done, taking into account the Knudsen effect, which is of importance for the meso-porous media. In order to understand better the kinetics of hygro-thermal phenomena during drying of building materials with various types of inner structure, an initial-boundary value problem, dealing with it, has been numerically solved. An effect of changes of basic parameters describing a material inner structure has been analysed, too. Some computations, concerning hygro-thermal phenomena in three building elements exposed to Polish climatic conditions, have been performed. A drying process of a cellular concrete wall, containing some technological water, and hygro-thermal behaviour of a brick wall with various External Insulation and Finishing Systems, as well as 2-D hygro-thermal brick caused by a mortar in a cellular concrete wall have been analysed and discussed. Physical phenomena in fresh concrete and some constitutive relationships for this material have been presented. Influence of the temperature and relative humidity of the surrounding air, the cement type, the wall thickness and the conditions of heat exchange on its surface, upon the hygro-thermal performance and kinetics of the cement hydration process have been analysed. Effect of the coupling between hygro-thermal state of the fresh concrete and the kinetics of the cement hydration process upon the results of the numerical computations has been analysed and discussed. Problems, related to application of Artificial Neural Network inside the FEM code for modelling of hygro-thermal phenomena in porous media, have been discussed. Effect of capillary hysteresis on the deformations and hygro-thermal behaviour of the concrete wall and the cylindric concrete sample in an ambient with sinusoidally changing temperature and relative humidity, for three various shapes of the inner sorption branches, have been numerically analysed. Physical phenomena in concrete at high temperature have been presented. On that basis some constitutive relationships for this material have been defined. An increase of the intrinsic permeability of concrete, caused by micro-cracking, has been modelled by using of the non-local isotropic damage theory. Effect of the coupling between concrete damaging and changes of its intrinsic permeability upon hygro-thermal behaviour of the concrete wall during standard fire has been analysed. Some examples of practical application of the developed computer code for analysis of some 1-D and 2-D problems concerning hygro-thermal and material damaging phenomena in the elements made of High Performance Concrete in high temperature ambient have been presented and discussed.