Tepelně izolační styčník s čelní deskou. Zdeněk Sokol České vysoké učení technické v Praze

Transkript

1 Tepelně styčník s čelní deskou Zdeněk Sokol České vysoké učení technické v Praze

2 Praktické využití tepelně ho spoje Vnější části objektu (přístřešky, nevytápěné části objektu) Střešní nástavby Balkony, markýzy, slunolamy 2

3 Tepelné mosty Odstranění tepelných mostů samostatná vnitřní a vnější opatření nosných prvků ve vnějším prostoru tepelnou izolací systémových prvků s nenosnou tepelnou izolací styčníků s nosnou tepelně vložkou Schöck Isokorb KST s nenosnou tepelnou izolací, v ocelové konstrukci 3

4 Charakteristiky styčníku Styčník s tepelně vložkou, která má současně nosnou funkci Výběr vhodného materiálu vložky Vypracování vhodného návrhového postupu s využitím metody komponent 4

5 y Typ materiálu Tepelná vodivost W/Km Modul pružnosti MPa Pevnost v tlaku MPa Calenberg Kernkompaktlager Extrudovaný polystyren pryž (elastomer) plast (polymer) 0, , ,5-0,7 Brandenburger S4000 Tribon Erthacetal H plast 0, plast 0,

6 Vliv ho styčníku na teplotu přilehlé návrhová teplota styčník bez tepelné izolace exteriéru -15 C interiéru +21 C interiér exteriér -1,2 C -3,7 C -6,1 C -8,6 C a) -11 C -15 C 6

7 Vliv ho styčníku na teplotu přilehlé návrhová teplota styčník s tepelnou izolací exteriéru -15 C interiéru +21 C materiál vložky: technický plast Erthacetal H, λ= 0,31 Wm -1 K -1 tloušťka vložky 10 mm interiér exteriér 8 C 5,3 C 2,5 C b) -11,1 C -15 C 7

8 Vliv ho styčníku na teplotu přilehlé návrhová teplota styčník s tepelnou izolací exteriéru -15 C interiéru +21 C materiál vložky: technický plast Erthacetal H, λ= 0,31 Wm -1 K -1 tloušťka vložky 25 mm interiér exteriér 11 C 9,2 C 6,3 C c) -11,2 C -15 C 8

9 Navrhování styčníků metodou komponent stěna sloupu v tahu přípoj řada šroubů v tahu panel sloupu ve smyku stěna sloupu ve smyku stěna sloupu v tlaku čelní deska v ohybu, stěna sloupu v tahu pásnice sloupu v ohybu stěna sloupu v tlaku přibude nová komponenta: deska v tlaku potřeba odvození vztahů pro její tuhost a únosnost 9

10 vložka v tlaku =tepelně vložka =pásnice nosníku =čelní deska PODKLAD =vyztužená stěna sloupu v tlaku kombinace různé tloušťky čelní desky desky (12 a 20 mm) a různé tloušťky tepelně vložky (8, 16 a 25 mm) 12 experimentů (6 kombinací po 2 identických vzorcích) 10

11 vložka v tlaku detail zdvihání okraje ocelové desky 11

12 vložka v tlaku Síla, kn vzorek vzorek 9 vzorek 4 vzorek ,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 Deformace, mm 2 identické vzorky (číslo 4 a 9) tloušťka vložky 25 mm tloušťka ocelové desky 20 mm 12

13 vložka v tlaku Určení kontaktní plochy mezi čelní deskou a tepelně vložkou nahoře pro tloušťku vložky 25 mm a čelní desky 20 mm dole pro tloušťku vložky 8 mm a čelní desky 12 mm 13

14 Vztahy pro únosnost Numerický model experimentu 2D model z prvků Plane 82, velikost sítě 2 2 až 5 5 mm kontaktní prvky mezi nepoddajnou podložkou, vložkou a ocelovou deskou Účel: sledování kontaktního napětí a kontaktní plochy 14

15 Vztahy pro únosnost Šířka tlačené oblasti te aeff t f 2 2 aw 2 t p 3, 5 2 Aeff bp aeff f y,ins N c,ins,rd Tuhost A ins E eff ins p eff ins kins tins E tins E b a ins E a eff Model tuhosti a únosnosti Izolační vložka v tlaku 15

16 Vztahy pro únosnost ové vlastnosti plastu Erthacetal H byly určeny experimentálně mezní napětí v tepelně vložce jako napětí při trvalé deformaci 0,2% f y,ins =42MPa modul pružnosti v tlaku E ins = 1765 MPa 16

17 Vztahy pro únosnost Napětí [MPa] f y,ins =42MPa před zkouškou po zkoušce (280 MPa) 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 Relativní deformace [-] 17

18 18

19 statické schéma při zkoušce F F

20 20

21 balkon, lodžie, markýza, slunolam, přístavek, přístřešek Předsazená vetknutá, s výztuhami, bez výztuh 21

22 balkon, lodžie, markýza, slunolam, přístavek, přístřešek Předsazená vetknutá a kloubově připojená 22

23 balkon, lodžie, markýza, slunolam, přístřešek 23

24 střešní nástavba 24

25 Ověřena možnost tepelně ho styčníku K návrhu je možno použít metodu komponent, která byla rozšířena o potřebné vztahy (únosnost desky v tlaku) Práce se týká styčníku s izolací z plastu Ertacethal H, ale metoda je obecně použitelná i pro jiné materiály Příspěvek využívápoznatky získané při přípravě doktorské práce Ing. Zuzany Šulcové, Ph.D. 25

26 Děkuji za pozornost Zdeněk Sokol České vysoké učení technické v Praze