Vývoj: Tepelně technické vlastnosti nosných tenkostěnných ocelových konstrukcí bytové výstavby

Podobné dokumenty
Vývoj: Akustické parametry nosné konstrukce z tenkostěnných profilů u obytných budov

Postup řešení: Stěny z lehkých ocelových prvků pro obytné konstrukce

1. Úvod Smíšené konstrukce ze profilů za tepla válcovaných a z prvků za studena tvarovaných Hybridní systémy 4

Postup řešení: Integrované nosníky pro vícepodlažní budovy pro komerční a bytovou výstavbu

Postup řešení: Otvory ve stěnách nosníků pro instalace ve vícepodlažní budově

Řešený příklad: Vazby k zabránění nesymetrickému kolapsu

Tabulky: Redukční součinitele mechanickcýh vlastností oceli za zvýšené teploty

Postup řešení: Svislé nosné konstrukce ve vícepodlažních komerčních a bytových budovách

Postup řešení: Stropy konstrukcí pro bydlení z lehkých ocelových prvků. Obsah

Případová studie: Obytná budova, SMART House, Rotterdam

Tento NCCI uvádí podrobnosti hospodárného návrhu styku neposkytujícího průběžnou tuhost sloupu. Vysvětluje se, kde je možné takového styku použít.

Tabulky: Nomogram pro určení teploty nechráněných prvků

Případová studie: Administrativní budova Palestra, Londýn

Případová studie: Podlažní obytná budova v Deansgate, Manchester

Tabulky: Součinitele vzpěrnosti za zvýšených teplot

Postup řešení: Stropnice ve vícepodlažních komerčních a obytných budovách

Popisují se různé způsoby přenosu vodorovného zatížení u vícepodlažních ocelových budov a uvádí se návod na předběžné dimenzování.

Případová studie: Požární návrh administrativního centra AOB, Luxembourg

Uvádějí se grafy k usnadnění návrhu při výběru válcovaných profilů nespřažených sekundárních nosníků (stropnic, vaznic) 3.

Postup řešení: Nechráněné ocelové prvky při požáru

Vývojový diagram: Výpočet zatížení větrem na jednopodlažní budovy

Tento NCCI uvádí informace pro stanovení rozměrů částí kontaktního styku sloupu pomocí přišroubovaných příložek na pásnicích a stojině.

Tabulky: Klasifikace průřezů válcovaných profilů IPE a HE

NCCI: Modelování rámů - pružná analýza. Obsah

Případová studie: Sociální byty v Rheims, Francie

NCCI: Koncepce a typické uspořádání jednoduchých prutových konstrukcí

Obsah. 1. Všeobecně Použití návrhu s plášťovým chováním Návrh s plášťovým chováním Literatura 4. Strana 1

NCCI: Předběžný návrh přípojů deskou na stojině nosníku

Případová studie: Systém OpenHouse, Švédsko

NCCI: Předběžný návrh přípoje čelní deskou. Obsah

Případová studie: Požární návrh nákupního centra Las Cañas, Viana, Španělsko

Postup řešení: Výběr vhodného požárního návrhu hal

Případová studie: City Gate, Düsseldorf, Německo

NCCI: Návrh styku ve vrcholu rámové konstrukce

NCCI: Mezní hodnoty průhybů jednopodlažních budov

Postup řešení: Výběr vhodného požárního návrhu podlažní administrativních a bytových budov

Tabulky: Klasifikace průřezů při vysokých teplotách

Obsah. Případová studie: Aréna v Kolíně, Německo

Postup řešení: Umístění stavby a jeho vliv na návrh vícepodlažních budov s ocelovou konstrukcí

Případová studie: Požární návrh haly pro Airbusy, Toulouse, France

Případová studie: Požární návrh krytého fotbalového stadionu, Finsko

Případová studie: Raines Court, Londýn

Řešený příklad: Požární odolnost uzavřeného svařovaného průřezu

Případová studie: Požární návrh terminálu 2F, letiště Charles de Gaulle, Paříž

NCCI: Mezní hodnoty svislých a vodorovných průhybů vícepodlažních budov

Řešený příklad: Požární odolnost plechobetonové desky podle EN

Případová studie: Bilbao Exhibition Centre, Španělsko

Postup řešení: Postup ověření požárního návrhu podlažních administrativních budov

Řešený příklad: Výpočet zatížení pláště budovy

NCCI: Účinné délky a destabilizující součinitele zatížení pro nosníky a konzoly - obecné případy

Řešený příklad: Šroubový přípoj taženého úhelníku ztužidla ke styčníkovému plechu

Postup řešení: Přehled možností rozvodů ve vícepodlažních kancelářských budovách. Obsah

Řešený příklad: Stabilita prutové konstrukce s posuvem styčníků

Řešený příklad: Nosník s kopením namáhaný koncovými momenty

Případová studie: Isozaki Atea, Bilbao, Španělsko

Řešený příklad: Vzpěrná únosnost kloubově uloženého prutu s mezilehlými podporami

Případová studie: Lucemburská obchodní komora

Řešený příklad: Požární odolnost sloupu vyplněného betonem

NCCI: Návrhový model styku pásů z uzavřených průřezů čelní deskou

Tento dokument představuje různé aplikace příhradových vazníků a příklady koncepčního návrhu vazníků se sloupy v jednopodlažních budovách. 1.

Řešený příklad: Spojitý sloup průřezu H nebo pravoúhlé trubky ve vícepodlažní budově

Případová studie: State Street Bank, Lucemburk

Řešený příklad: Prostě uložený nosník s mezilehlým příčným podepřením

V příkladu je navržena patka sloupu, který je zatížen osovou tlakovou silou. Postupuje se podle postupu v SN037, kapitola 4.

Řešený příklad: Výpočet součinitele kritického břemene α cr

Postup řešení: Postup ověření požárního návrhu podlažních bytových budov

Postup řešení: Koncepce požární bezpečnosti pro vícepatrové komerční a bytové budovy

Q ; G. Řešený příklad: Výběr jakostního stupně oceli

Průvodce řešením: Přínos ocelové konstrukce pro komerční budovu

Řešený příklad: Prostě uložená spřažená stropnice

Případová studie: Projekt Arabianranta, Helsinki, Finsko

Postup řešení: Základy požárního návrhu. Obsah

Obsah. Tento NCCI vysvětluje zásady výpočtu parametru α cr, který určuje stabilitu rámu. 1. Metody určení α cr 2

Tento dokument poskytuje typické detaily a návod pro návrh základních součástí rámových konstrukcí z válcovaných profilů. 1. Úvod 2. 4.

Postup řešení: Koordinace návrhu nosné konstrukce a architektonického návrhu pro vícepodlažní budovy s ocelovou konstrukcí

Řešený příklad: Prostě uložený a příčně nedržený nosník

Řešený příklad: Kloubově uložený sloup s průřezem H nebo z pravoúhlé trubky

Řešený příklad: Přípoj příhradového vazníku na sloup čelní deskou

Postup řešení: Hospodárný návrh konstrukčního uspořádání ocelových a kompozitních budov malé a střední výšky

Případová studie: Nákupní centrum CACTUS, Esch/Alzette, Luxembourg

Řešený příklad: Požární návrh nechráněného nosníku průřezu IPE vystaveného normové teplotní křivce

Řešený příklad: Prostě podepřená vaznice průřezu IPE

Řešený příklad:: Kloubový přípoj nosníku na pásnici sloupu s čelní deskou

NCCI: Výběr styku sloupu příložkami bez kontaktu

Postup řešení: Dilatace v ocelových konstrukcích

NCCI: Únosnost přípoje deskou na stojině nosníku na vazebné síly

Řešený příklad: Požární odolnost částečně obetonovaného spřaženého sloupu

Postup řešení: Návrh rámových konstrukcí ze svařovaných profilů. Obsah

Postup řešení: Volba systému vnějšího stěnového pláště jednopodlažních budov

Řešený příklad: Parametrická křivka teplotní křivka

Řešený příklad: Přípoj nosníku na sloup deskou na stojině

Postup řešení: Základy pro lehké ocelové konstrukce pro bydlení

NCCI: Obecná metoda pro posouzení příčné stability rámů

NCCI: Praktický analytický model pro rámovou konstrukci (plastická analýza)

NCCI: Návrhový model styku sloupu příložkami bez kontaktu

Řešený příklad: Požární návrh chráněného sloupu průřezu HEB vystaveného parametrické teplotní křivce

Icynene. chytrá tepelná izolace. Šetří Vaše peníze, chrání Vaše zdraví

Icynene chytrá tepelná izolace

Postup řešení: Hlavní informace pro klienty vícepodlažních budov s ocelovou konstrukcí

Případová studie: Constantinův rodinný dům, Ploesti, Rumunsko

Transkript:

Vývoj: Tepelně technické vlastnosti nosných tenkostěnných ocelových konstrukcí Popisuje se zde, jak dosáhnout dostatečných tepelně technických vlastností tenkostěnných ocelových nosných konstrukcí s pomocí praktické aplikace "zateplené konstrukce" Obsah 1. Úvod 2 2. Nejlepší postup 2 3. Obecný průvodce 5 4. Důležitost tvorby správných detailů 6 Strana 1

1. Úvod Tepelně technické vlastnosti tenkostěnných ocelových nosných konstrukcí v bytové výstavbě budou záviset na radě faktorů, například na izolační schopnosti celkové obálky budovy, ventilaci budovy, typu konstrukce, na úniku vzduchu netěsnostmi, na externím klimatu a vnitřní tepelné zátěži. Tyto parametry nejvíce ovlivňuje poloha nosných profilů a obvodový plášť. Dále je zde vliv typu izolace, jejího umístění, tloušťky, prostupů a tepelných mostů. Nařízení EU (Energy Performance of Building Directive -EPBD) by mělo být během roku 2006 používáno po celé Evropě. Jeden z klíčových faktorů je požadavek na snížení potřeby energií v každé zemi při použití národních metod, které berou v potaz potřeby celé budovy včetně provozu zařízení a ne pouze nároky vnějších konstrukcí. To znamená, že projektanti jsou schopni mnohem flexibilněji ve svém přístupu dosáhnout požadovaných úrovní ztrát. Avšak obecné hodnoty prostupu tepla ( U ) pro stěny jsou v rozsahu 0,35 W/m 2 K pro západní Evropu a 0,25 W/m 2 K pro severní evropské země. Pro střechy jsou požadovány přísnější hodnoty pro U (obecně 0,3 W/m 2 K resp. 0,2 W/m 2 K). 2. Nejlepší postup Pro projektanta ocelové konstrukce jsou důležité informace o typu a množství tepelné izolace a jejím umístění v konstrukci, typ ocelových profilů, které budou pro konstrukci použity, aby byly minimalizovány tepelné mosty a byla zaručena vysoká úroveň tepelně izolačních schopností konstrukce. Tepelné mosty se vyskytují ve spojích nebo všude tam, kde se prochází touto vrstvou. Jedná se o velmi složitou a komplexní analýzu, neboť se zde vyskytují spojení plášťů s konstrukcí a musí být uvažována relativní poloha konstrukce vzhledem k obvodovému plášti. Sofistikované modely jsou založeny například na metodě konečných diferencí, aby bylo možno analyzovat proudění tepla konstrukcí. Pro minimalizaci tepelných mostů se volí různé strategie. 2.1 Přístup zateplené konstrukce Přístup zateplené konstrukce použitý na tento typ konstrukcí minimalizuje množství tepelných mostů, neboť je celá konstrukce uzavřená v izolaci. Úpravou tohoto přístupu je provedení tepelné izolace mezi jednotlivé nosníky, jak je vidět na Obr. 2.1. Příklady jsou ukázány na příkladech s cihelným obkladem zdiva a s obkladem deskami. Ačkoliv jsou na obrázcích uvedené provětrávací mezery, nejedná se o obecnou praxi. Tato stěna má hodnotu U kolem hodnoty 0,3 W/m 2 K. Pro dosažení lepší hodnoty je nutné použít silnější vrstvu vnější izolace. Použitím děrovaných profilů prodloužíme cestu tepelnému toku, což rovněž zmenší vliv tepelných mostů, jak je zobrazeno na Obr. 2.2. Strana 2

1 3 4 5 2 3 4 5 6 7 8 2 1 Legenda 1. Vnější zdivo 2. Zakotvení zdiva 3. Izolační desky s fólií nebo polopropustnou membránou 4. Tenkostěnné profily s minerální vatou mezi 5. 1 nebo 2 vrstvy sádrokartonu (a) Legenda: 1. Požárně odolná SDK 2. Dodatečná izolace 3. Tenkostěnné profily 4. OSB nebo obdobná deska 5.Vložky pro vytvoření dutiny 6. OSB nebo obdobná deska pro zajištění podpory pro tep. izolaci (volitelně) 7. Tuhá izolační deska 8. Modifikovaný polymer pro plastickou omítku (b) Obr. 2.1 Vnější zdi (a) s vnějším zdivem v exteriéru (b) s plastickou omítkou 2.2 Drážkované (štěrbinové) ocelové profily Ve Skandinávii jsou obvykle používané štěrbinové ocelové profily z tepelně-technických důvodů. Lokální průnik tepla tepelným mostem se sníží na 20% v porovnání s plným průřezem s izolací mezi profily. Štěrbinové ocelové profily se používají v kombinaci s externí izolací, potom dosáhneme nízké hodnoty U cca 0,2 W/m 2 K. Strana 3

Obr. 2.2 Štěrbinové ocelové profily izolované minerální vlnou a se sádrokartonovými deskami na každé straně. 0,35 0,30 Hodnota U (W/m²K) 0,25 0,20 t=1,5 t=1,2 t=1,0 t=0,7 0,15 0,10 150 160 170 180 190 200 Tloušťka minerální vaty (mm) Obr. 2.3 Hodnoty U vypočtené podle švédských norem pro stěny. Jsou ukázány různé tloušťky mezivrstvy izolace (minerální vata). Strana 4

0,35 0,30 Hodnota U (W/m²K) 0,25 0,20 0,15 t=1,5 t=1,2 t=1,0 t=0,7 0,10 0 20 40 60 80 100 120 t = tl. ocel. profilu Tloušťka externí izolace (mm) Obr. 2.4 Hodnoty U vypočtené podle švédských norem pro stěny se 150mm vysokými ocelovými děrovanými profily s tepelnou izolací mezi nimi. Jsou ukázány různé tloušťky vnější izolace (minerální vata). 2.3 Vzduchotěsnost Izolační schopnosti se zlepší a minimalizují se ztráty. Ztráty tepla z důvodů netěsností jsou významným faktorem a je jim třeba věnovat pozornost zejména v detailech, abychom minimalizovali tepelné ztráty. Některé země mají povinné předkompletační testy, aby se prokázalo splnění normových požadavků. Abychom dosáhli vzduchotěsnosti je nezbytné určit jak navrhnout těsnou vzduchovou bariéru. Jsou dva obvyklé způsoby: jeden je vybrat si vnitřní sádrokartonovou vrstvu a druhý vytvořit vrstvu externí tepelné izolace. Musí být zajištěna spojitost vybrané vrstvy pomocí přelepení spojů s použitím membrán a těsnících tmelů a prostředků zejména ve spojích. 3. Obecné doporučení Obecně se snažíme dosáhnout u vnějších stěn hodnoty U v rozpětí od 0,25 do 0,3 W/m 2 K několika prostředky: Maximalizací vzdáleností ocel. profilů, přednostně 600 mm Minimalizací tl. ocelových profilů, preferujeme tl. pod 1,5 mm Použitím zateplené konstrukce s minimálně 50mm vnější izolace Strana 5

Dalším zlepšováním tepelně-technických vlastností vyplněním prostoru mezi ocel. nosníky minerální izolací min. tl. 100 mm Minimalizováním tepelných mostů v detailech a otvorech (prostupech) Provedením vnitřní parozábrany (např. umístěním za SDK vrstvy) Použitím děrovaných profilů můžeme dosáhnout redukce U o dalších 0,05 až 0,1 W/m 2 K. Konstrukce střechy sleduje stejné principy jako stěny. Střechy mohou být navrženy nezateplené, když je tep. izolace umístěna v prostoru půdy na stropní konstrukci nebo zateplené u kterých je tep. izolace umístěna vně ocelové konstrukce střechy. Střechy by měly být správně provětrávané, aby se zamezilo rizikům kondenzace. Izolace základových konstrukcí a v podlaze přízemí není nijak specifická pro ocelové nosné konstrukce budov a obvykle se navrhují prakticky shodné detaily, jako pro všechny ostatní bytové domy. Ocelová tenkostěnná konstrukce je základem pro vysoce energeticky efektivní konstrukce díky příslušným tloušťkám izolací, dobrým detailům s minimalizací tepelných mostů a dosažením vysoké úrovně vzduchotěsnosti. 4. Důležitost tvorby správných detailů Provést celkový tepelně-technický návrh s cílem dosáhnout požadované hodnoty U, vyhnout se tepelným mostům a eliminovat riziko kondenzací je v současné době poměrně sofistikovaným počítačovým cvičením. Musíme se vypořádat s typy izolací, ekologickými požadavky, akustickými a požárně-technickými předpisy a také s cílovou (předem požadovanou) cenou konstrukce. Izolační schopnosti ve skutečnosti závisí na kvalitním provedení detailů, které minimalizují tepelné mosty v obvodovém plášti a provedení vnější izolace mezi ocelovými profily. Jestliže je riziko vzniku kondenzace uvnitř skladeb stěn, může být sníženo použitím vrstev parozábran na vnitřní teplé straně konstrukce. Jak lze říci odhadem, parozábrana by měla být umístěna nejméně ve dvou třetinách tl. tepelné izolace směrem z vnější strany. Alternativní přístup je použít paropropustnou konstrukci stěny, kde bariéra je nastavena tak, aby propouštěla malé množství vodních par skrz konstrukci stěny. Výběrem stěny, která dýchá bude rovněž ovlivněna volba izolace, která musí být též příslušně propustná pro vodní páry. Abychom dosáhli dobrých tepelně-izolačních hodnot U musíme rovněž zajistit vzduchotěsnost budovy. Dobrá těsnost může být u konstrukcí z tenkostěnných profilů dosažena, ale nezávisí to pouze na kvalitě celkového návrhu a kvalitě detailů, ale zejména na kvalitě nosné konstrukce. Je nutné požadovat kvalitní návrh a provedení v místech prostupů a otvorů, kolem světel, potrubí a spojů stěn, střech a základů. Strana 6

Quality Record RESOURCE TITLE Scheme development: Thermal performance of residential construction with light steel framing Reference(s) ORIGINAL DOCUMENT Name Company Date Created by J Baker SCI Technical content checked by G W Owens SCI Editorial content checked by Dr R M Lawson SCI 20.02.06 Technical content endorsed by the following STEEL Partners: 1. UK G W Owens SCI 18/4/06 2. France A Bureau CTICM 18/4/06 3. Sweden B Uppfeldt SBI 11/4/06 4. Germany C Müller RWTH 18/4/06 5. Spain J Chica Labein 18/4/06 Resource approved by Technical Coordinator G W Owens SCI 13/7/06 TRANSLATED DOCUMENT This Translation made and checked by: K.Mikeš CTU in Prague 13/7/07 Translated resource approved by: M.Vašek CTU in Prague 13/8/07 National technical contact: F.Wald CTU in Prague Strana 7