R/B SEINAELEMENTIDE DIAGONAALSIDEMETE KÜLMASILD JA NENDE MÕJU HOONE ENERGIATÕHUSUSELE Reimo Piir, Paul Klõšeiko, Martin Kiil 02.09.2020 pp.kk.aaaa
SISSEJUHATUS / UURIMISVAJADUS (1) R/b sandwich-paneelide kasutamine Eestis 2009-2014: min 235 projekti (Pärna 2016) SW-paneelide olemuslikud probleemid Hoonete energiatõhusus Surve kasutada jäika soojustust Allikas: www.peikko.com
SISSEJUHATUS / UURIMISVAJADUS (2) Materjalitootjate tehnilised juhendid: Jäiga soojustuse korral on vuukides vajalik pehme soojustus Juhendite järgimine tegelikkuses? Mõju juhenditest kõrvalekaldumisel Õhkvahe mõju varasemates uuringutes Allikas: Peikko Group. Ties and Connector Pins : Technical Manual. 2018 Hüpotees: õhkvahes tekib õhuringlus, mis tõstab oluliselt tarindi soojusläbivust Allikas: Straube, J. Building Science Digest 011: Thermal Control in Buildings. 2011.
TÖÖ EESMÄRGID Erinevate vuugilahenduste katseline uurimine kliimakambris Arvutusmudelite ja katsetulemuste võrdlus Külmasilla mõju tüüpilise tarindi soojusläbivusele Külmasilla mõju hoone energiatõhususele
OBJEKTIKÜLASTUSED Objekt 1 (Vill) Objekt 2 (Vill) Objekt 3 (EPS) 5% 5% 25% 1...5 mm, tihendatud 75% 30% 65% 1...5, tihendamata 95% 5...10 mm, tihendamata 0...1 mm 10 + mm 0...1 mm 5...10 mm Ka mineraalvilla puhul võivad vuugid probleemseks osutuda!
KLIIMAKAMBRIKATSE (1) Katsetamine 2019 veebruar aprill 200 mm PIR λd = 0,022 W/(m K) 36 temperatuuriandurit 16+1 soojusvooplaati Ääretingimused: Sisetemperatuur +20 C Välistemperatuurid: +10 C 0 C -10 C -20 C -30 C
KLIIMAKAMBRIKATSE (2) Soojusvooplaat Hukseflux HFP-03 (PIR 1D) Sidemeta õhkvahe Soojusvooplaat greenteg gskin-xp 10x10 mm Vuuk paisuva tihendiga Vuuk villaribaga Salvestid Onset HOBO UX120-006M Vuuk montaaživahuga Diagonaalsidemega õhkvahe Temp.andur Onset TMC20-HD 5,1x33 mm Salvestid Grant Instruments Squirrel SQ2020 1F8
Soojusvoog q, W/m² Soojusvoog q, W/m² KATSETATUD VUUKIDE VÕRDLUS Mõõdetud soojusvood sõltuvalt õhutemperatuuride vahest Vuugitäidete mõõdetud soojusvood 140 120 100 80 60 Suurim q õhkvahes* ÕV all ÕV all SIDE 300 SIDE 900* SIDE 600 10 9 8 7 6 5 4 TIHEND VAHT VILL keskel VILL all VILL ülal PIR 1D 40 3 20 ÕV ülal 2 1 Väikseim q villavuugis 0 0 10 20 30 40 50 60 Õhutemperatuuride vahe ΔT, C 0 0 10 20 30 40 50 60 Õhutemperatuuride vahe ΔT, C Vuugitäidete soojusvood olid suurusjärgu võrra väiksemad tühjade õhkvahede soojusvoogudest: igasugune vuugi tihendamine vähendab oluliselt külmasilla mõju
Suhteline kõrgus Suhteline kõrgus KATSETULEMUSED 1.0 Õhkvahe mõõdetud soojusvood vertikaallõikes 1.0 Sidemevuugi mõõdetud soojusvood 0.9 0.8 0.9 0.8 Kohalikud ekstreemumid 0.7 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 Suurim alumises otsas 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 Suurim alumises otsas 0.1 0.1 0.0 0 20 40 60 80 100 120 140 0.0 0 20 40 60 80 100 Soojusvoog q, W/m² õhutemperatuuride vahedel, C Soojusvoog q, W/m² õhutemperatuuride vahedel, C 10 20 30 39 48 10 20 29 39 49
CFD MODELLEERIMINE ÕHU LIIKUMINE ÕHKVAHES TÜHI ÕHKVAHE ÕV + DIAGONAALSIDE
Suhteline kõrgus Suhteline kõrgus KATSETULEMUSTE VÕRDLUS CFD SIMULATSIOONIDEGA Tarkvara: ANSYS Fluent 2019 R1 Academic Õhkvahe Sidemevuuk 1.0 0.9 0.8 CFD Katseline 1.0 0.9 0.8 0.7 0.7 0.6 0.6 0.5 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3 0.2 0.2 0.1 0.1 0.0 0 20 40 60 80 100 120 0.0 0 20 40 60 80 100 120 140 Soojusvoog q, W/m² Soojusvoog q, W/m² CFD hõre laminaarne CFD hõre turbulentne CFD tihe laminaarne CFD tihe turbulentne Katseline CFD arvutuslik hinnang veaga tagavara kahjuks võrreldes katsetulemustega
TÜÜPILINE SEINATARIND 200mm PIR Sidemete samm 450mm
Soojusläbivus U, W/(K m²) ARVUTUSTULEMUSED MÕJU TÜÜPILISELE SEINATARINDILE Välistemp: 0 C Välistemp.: -20 C PIR 200mm Sidemete samm: 450mm Külmasillata tarind Diagonaalside ilma õhkvaheta Diag.side + 6mm õhkvahe Diag.side + 10mm õhkvahe
Karl-Villem Võsa ARVUTUSTULEMUSED MÕJU TÜÜPILISELE TORNELAMULE
ARVUTUSTULEMUSED MÕJU TÜÜPILISELE TORNELAMULE ~1% ETA +1.4 kwh/(m² a) 45 m² krt ~7 /a 70 m² krt ~11 /a
ELEMENDITOOTJATE KÜSITLUS Vastamisaktiivsus 42% Diagonaalside on üldkasutatav 100% 80% 60% 40% Kui suur on jäiga soojustuse kasutamise osakaal Teie tehases? 20% 0% 1 2 3 4 5 Jäik soojustus Mineraalvill Teadmata 1 Teadmata 2 Järeldus: jäiga soojustuse kasutamise osakaal ja vuugi tihendamise meetodid erinevad, kuid tootmistehnoloogilist arenguruumi on enamikus tehastes Kuidas vaht paigaldatakse? Iga plaadi küljele eraldi enne plaadi paigaldamist 25% Ühekorraga pärast kõikide soojustusplaatide paigaldamist 75% Kui sügavale vuuki vaht paigaldatakse? Nii nagu õnnestub 20% Soojustuse pealispinnale 20% Kogu vuugi sügavusse 60%
KOKKUVÕTE Tihendamata õhkvahes tekib õhuringlus Külmasillal on arvestatav mõju, eriti tihendamata vuugi korral Igasugune vuugi tihendamine vähendab soojusvoogu läbi vuugi suurusjärgu võrra Külmasilla mõju min.vill PIR asendus (ühtlaselt halva paigalduse korral)