fizica constructiilor 2009 - patologia cl-âdirilor

7/29/2019 Fizica constructiilor 2009 - Patologia cl-dirilor

1/18

Patologia cldirilor

Patologia cldirilor, att ca termen, ct i ca concept, a devenit din ce n ce maiutilizat n nelegerea construciilor. Acest abordare presupune o cunoatereprofund a modului n care construciile sunt realizate, utilizate, ocupate i

meninute, ct i a mecanismelor prin care condiiile materiale, structurale i demediu le afecteaz.

Definiia patologiei cldirilor dat de Asociaia Experilor Europeni n Cldiri iConstrucii (AEEBC, 1994), urmrete trei direcii principale de studiu :

- identificarea, investigarea i diagnoza defectelor n cldirile existente- prognoza defectelor diagnosticate i recomandri privind cele mai bune

aciuni cu privire la remedierea acestora, la viitorul cldirii n raport cu resurseleexistente ce pot fi alocate

- proiectarea, implementarea i supravegherea programelor de remediere

precum i monitorizarea i evaluarea lucrrilor de remediere n privinaperformanelor funcionale, tehnice i economice.

Alte definiii ale patologiei construciilor includ :- studiul comportrii n timp i al defeciunilor materialelor i

componentelor unei cldiri- tratarea sistemtic a defectelor unei cldiri, a cauzelor lor i a

consecinelor acestora- studiul defectelor structurii unei cldiri i ale materalelor puse n oper n

legtur cu mediul nconjurtor al construciei respective, ocupani sau coninut- studiul tiinific al anomaliilor n structura sau anvelopa unei cldiri, pebaza studiului relaiilor interne ntre materiale, construcie, servicii iaranjamentului spaial dintre acestea i mediul nconjurtor, ocupani i coninut.

Cldirile nu sunt izolate, ci mai degraba reprezint diversele nivele de aciune iinteraciune a oamenilor cu mediul nconjurtor, ele putnd fi pe de o parteexpresia impulsului creator, iar pe de alt parte simple rspunsuri la nevoilefuncionale. n orice form ar exista o construcie, ea reprezint un rspuns fizicla oameni, amplasament i mediul nconjurtor. Schimbarea ponderii acestorfactori este responsabil de modul n care cldirea respectiv este construit,ocupat, adaptat i n final demolat.

Pentru a nelege o cldire, aceasta trebuie privit n context, de cnd a fostproiectat i construit, prin schimbrile suferite de-a lungul timpului, pn lautilizarea prezent. Acest abordare are multe n comun cu arheologia,combinnd aspecte ale descoperirii, analizei tiinifice i imaginaiei creatoare


2/18

dar cu un obiectiv mai larg n privina informaiilor i deciziilor, care pot afectaatt prezentul ct i viitorul.

Figura 1. Contextul unei cldiri

Deteriorarea oricrui material este un proces natural prin care acesta setransform n aa fel nct noua form s fie n echilibru cu factorii de mediu..Materialele de construcie nu fac excepie de la aceast regul, degradarea lor

n timp ducnd la schimbarea uneori radical a caracteristicilor lor i implicit lacolapsul construciilor care le utilizeaz. Rapiditatea transformrilor ine de

factorii de mediu, att interni ct i externi, iar importana acestor factori variazn funcie de agresivitatea lor asupra materialelor respective sau n funcie derezistena acestor materiale la factorii de mediu. Monitorizarea transformriloreste obligtorie i necesit prevederea unui buget suficient, de-a lungul unui timp

ndelungat.

Mecanismele de deteriorare a diverselor materiale difer n funcie de condiiileminime necesare i suficiente pentru fiecare proces n parte. Efectele variaiilorcondiiilor de mediu induc un stress n orice material, iar rspunsul acestuia


3/18

este ntotdeauna o schimbare, mecanic sau chimic pentru rectigareastabilitii. Chiar seria repetat de echilibre duce n final la deteriorareairemediabil a materialelor, datorat oboselii i mbtrnirii. Aadar, patologiaconstruciilor necesit o abordare dinamic.

Determinarea cauzelor i modului de deteriorare a materialelor este necesar,dar nu suficient n patologia unei cldiri. Chiar fr ca materialele s sedegradeze, cldirea poate suferi avarii structurale datorate mediului interior sauexterior.

Cteva din cauzele patologiei sistemelor structurale sunt :

Patologia materialelor

Deformri difereniate date de

Variaii termiceVariaii higroscopiceVariaii mecanice - izotropie i omogenitate

Formarea, dezvoltarea i coalescena fisurilor

Mecanisme mecaniceMateriale compoziteGradieni de stress

Stressul combinatDeformarea plastic

Mecanisme biologiceAciuni fungice i microbieneTermitele i alte insecte

Cauzele patologiei diferitelor elemente ale unei construcii sunt :

Patologia elementelor structurale :Elemente de fundare

- fundaii prea puin adnci- tasarea difereniat- suprasarcinile- alunecarea lateral- aciunea apei asupra terenului de fundare - prbuirea la umezire

(la loessuri) sau umflarea la umezire (la argile illitice i montmorillonitice)


4/18

Elemente de rezisten- subdimensionare la proiectare sau execuie- punerea incorect n oper a mterialelor- punerea n oper a materialelor de calitate slab

Patologia elementelor nestructurale verticale :

Patologia materialelor de construcie :- ciclul nghe - dezghe care depinde de- transmisia termic- gradienii termici i de umiditate

- absorbia apei, hidratarea i hidroliza- condensarea intern i interstiial- nghearea apei din pori

- dezagregare chimic prin eliminarea srurilor- cloruri- nitrai

- sulfai- carbonai

- evaporarea apei din elemente i apariia evaporitelor- eflorescena i subflorescena srurilor- ploile acide i ali poluani agresivi- curarea i activitile de curenie - pot avea efecte ndelungate

- curirea cu ap- curirea abraziv- curirea chimic

La patologia materialelor de construcie ale elementelor de nchidere verticale,se adaug desigur i patologia dat de forma i termodinamica acestorelemente, respectiv perei uni sau multistrat, permeabili sau impermeabili,deschideri i detalii de prindere, izolaii termice, barierele de vapori icondensul, infiltrarea aerului.

Patologia elementelor nestructurale orizontale :Patologia materialelor de construcie :

- dilatri difereniate

- coroziunea i aciunea galvanic- degradarea dat de radiaiile ultraviolete i ozon

Patologia sistemic pentru nvelitori, parapete i terase ine de modul derealizare a hidroizolaiilor, a pavrii zonelor accesibile, a drenajului apelormeteorice.


5/18

n ceea ce privete patologia activ, aceasta poate avea cauzele chiar nsistemele de utiliti ce echipeaz cldirea, respectiv, sistemele electrice,termice, sanitare, sistemele de ventilare i climatizare sau chiar sistemele desecuritate i antiincendiu.

Unul dintre cei mai activi factori de degradare a cldirilor este umiditatea cu cele

dou aspecte importante ale sale, respectiv ineria higroscopic i ridicareaumezelii prin capilaritate. Apa are un efect major asupra elementelor deconstrucie, de la dizolvri, hidroliz, favorizarea infeciilor fungice, la degradaremecanic direct prin nghe.

n continuare se va prezenta un studiu de caz al msurilor de ndprtare aumiditii pe biserica Vilar de Frades.

Figura 2. Surse ale transmiterii apei prin capilaritate


6/18

Figura 3. Efectele umiditii excesive ale elementelor de construcie


7/18

Figura 4. Efectele ventilrii necorespunztoare a cldirii

Figura 5. Acumularea umiditii datorat ventilrii necorespunztoare a cldirii


8/18

Figura 6. Conceptul de ventilare a fundaiei cldirii

Figura 7. Lucrri de ventilare a fundaiei cldirii


9/18

Figura 8. Lucrri de ventilare a fundaiei cldirii finalizate

Un alt studiu de caz privitor la efectele prezenei apei datorat inerieihigroscopice, este acela de degradare a pardoselilor din materiale compozite :

Figura 9. Pardoseal compozit degradat


10/18

Figura 10. Surse de umiditate interioar

Figura 11. Variaii ale temperaturii diurne datorit nclzirii pe perioda de iarn.Stnga - temperatura diurn ; dreapta - temperatura nocturn


11/18

Figura 11. Apariia condensului

Figura 12. Mecanismele de deformare a pardoselii

Problematica patologiei cldirilor poate fi extins prin analogie la conceptul depatologie urban, care cuprinde o redefinire a problematicii mediului urbanlegat de trafic, industrie, extindere, transformarea mediului urban, dezvoltareaeconomic ce amplific problemele patologice din cauza dezvoltrii n cascada factorilor perturbatori.


12/18

Bibliografie

1. Building Patology - Principles and Practice - David S Watt, BlackwellPublishing, ISBN 0-632-04875-1

2. Buildings Patology - Deterioration, Diagnostics and Intervention - Samuel Z.Harris, PE, AIA, ESQ, Architecture, ISBN 0-471-33172-4

3. Moisture transfer and building patology - Vasco Peixoto de Freitas - BuildingScience Forum, 2006, Syracuse, New York


13/18

Ecologie i iluminat artificial

NASA a realizat un proiect care propune plasarea unor satelii-oglind pe orbitgeostaionar care s reflecte soarele i s ilumineze mari suprafee aleplanetei noaptea.

Figura 13. Satelii-oglind pentru iluminare nocturn

Controversata propunere a fost studiat i evaluat de cinci companiicontractoare ale NASA i se ridic la costuri de aproximativ jumtate de milionde dolari, care constau n realizarea i plasarea pe orbita sincron a unorsatelii gonflabili din material reflectorizant. Prin folosirea motoarelor deatitudine , personalul de la sol ar putea poziiona oglinzile spaiale ca sreflecte direct razele soarelui pe partea ntunecat a Terrei, pe o zon circularcu diametrul de 350 km, cu o strlucire de aproximativ 2 ori mai mare decat alunii pline.

NASA a sugerat c aceast iluminare nocturn ar putea fi folositoare nuurarea interveniilor n caz de accidente i dezastre, n mrirea perioadeidiurne pentru latitudini mari, evitnd ns a discuta o alt aplicaie evident,anume cea militar. n ciuda aplicaiilor practice posibile, biologii se tem cscderea orelor de ntuneric ar putea perturba delicatele cicluri circadiene carecontroleaz multe din procesele specifice vieii.


14/18

Tehnologiile actuale permit realizarea unor oglinzi cu o focalizare suficient debun ca aria iluminat s aib orice dimensiune dorit la un nivel de intensitateluminoas reglabil. Prin urmare, s-ar putea extinde aria de aplicaii lagenerarea de energie electric fotovoltaic inclusiv n perioada nocturn, lailuminarea mediului urban far a afecta aria nconjurtoare oraului.

Figura 14. Satelii-oglind pentru iluminare nocturn


15/18

Bibliografie

1. http://adsabs.harvard.edu/abs/1977SoEn...19..767R2. http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,843267,00.html3. http://billionyearplan.blogspot.com (figura 13)
http://adsabs.harvard.edu/abs/1977SoEn...19..767Rhttp://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,843267,00.htmlhttp://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,843267,00.htmlhttp://billionyearplan.blogspot.com/http://adsabs.harvard.edu/abs/1977SoEn...19..767Rhttp://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,843267,00.htmlhttp://billionyearplan.blogspot.com/


16/18

Proiectul Floarea-Soarelui

Un nou sistem care exploateaz energia solar prin colectarea icanalizarea razelor solare pentru iluminarea spaiilor interioare

Figura 15. Captator solar pentru fibr optic

Laboratorul de cercetare a energiilor regenerabile al INOA din Florena astudiat sistemele optice de concentrare i transport a luminii solare,

folosind fibr optic pentru aplicaii ca: celule fotovoltaice, iluminat iconcentrarea luminii solare ctre diferite aparate cu posibile aplicaii nncalzire, climatizare, etc.

Proiectul Floarea-Soarelui presupune realizarea unui colector solar dinmaterial plastic, proiectat pentru producia de serie, care duce la scdereacosturilor. Acest colector este o lentil realizat din polimetilmetacrilat,este foarte mic i uoar (14,9mm i 24g) i are performane adecvate naplicaiile pentru iluminatul interior. Lumina pe care o furnizeaz sistemul

are o culoare galben-portocalie, n acord cu recomandarile experilor nconfortul luminotehnic interior.

Acest concept asigur iluminarea pe timp de zi a interiorului cladirilor, prinexploatarea luminii solare cu ajutorul colectorilor optici i fibrelor optice.Lumina focalizat de colectorii optici poate fi folosit att pentru iluminaredirect, ct i pentru acumularea de energie n timpul absenei soarelui.Lumina solar este focalizat pe o pil fotovoltaic i convertit n energieelectric, fiind apoi utilizat pentru iluminarea nocturn.


17/18

Bibliografie

http://spie.org/x8511.xml?ArticleID=x8511

Bibliografie generala

http://eficientaenerg.files.wordpress.com/2008/11/cladire-mult-solara-cu-iluminat-natural-si-sistem-fotovoltaic-combinat2.pdfhttp://www.naturalight.ro/Articole/Eficienta%20tuburilor%20de%20lumina.pdfhttp://www.kyotoinhome.infohttp://www.enero.ro/eoliana.php

http://www.ecovillelejeu.com/RO/eco/index.htmlhttp://spie.org/x8511.xml?ArticleID=x8511http://www.naturalight.ro/Articole/Sisteme%20de%20iluminat%20integrate.pdfhttp://science.nasa.gov/headlines/y2000/ast15nov_1.htmhttp://eficientaenerg.files.wordpress.com/2008/11/cladire-mult-solara-cu-iluminat-natural-si-sistem-fotovoltaic-combinat2.pdfhttp://www.tehnicainstalatiilor.ro/articole/nr_12/nr12_art.asp?artnr=27http://adsabs.harvard.edu/abs/1977SoEn...19..767Rhttp://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,843267,00.html

1. Building Patology - Principles and Practice - David S Watt, BlackwellPublishing, ISBN 0-632-04875-1

2. Buildings Patology - Deterioration, Diagnostics and Intervention - Samuel Z.Harris, PE, AIA, ESQ, Architecture, ISBN 0-471-33172-4

3. Moisture transfer and building patology - Vasco Peixoto de Freitas - BuildingScience Forum, 2006, Syracuse, New York
http://spie.org/x8511.xml?ArticleID=x8511http://eficientaenerg.files.wordpress.com/2008/11/cladire-mult-solara-cu-iluminat-natural-si-sistem-fotovoltaic-combinat2.pdfhttp://eficientaenerg.files.wordpress.com/2008/11/cladire-mult-solara-cu-iluminat-natural-si-sistem-fotovoltaic-combinat2.pdfhttp://www.naturalight.ro/Articole/Eficienta%20tuburilor%20de%20lumina.pdfhttp://www.kyotoinhome.info/http://www.enero.ro/eoliana.phphttp://www.ecovillelejeu.com/RO/eco/index.htmlhttp://spie.org/x8511.xml?ArticleID=x8511http://www.naturalight.ro/Articole/Sisteme%20de%20iluminat%20integrate.pdfhttp://science.nasa.gov/headlines/y2000/ast15nov_1.htmhttp://eficientaenerg.files.wordpress.com/2008/11/cladire-mult-solara-cu-iluminat-natural-si-sistem-fotovoltaic-combinat2.pdfhttp://eficientaenerg.files.wordpress.com/2008/11/cladire-mult-solara-cu-iluminat-natural-si-sistem-fotovoltaic-combinat2.pdfhttp://www.tehnicainstalatiilor.ro/articole/nr_12/nr12_art.asp?artnr=27http://adsabs.harvard.edu/abs/1977SoEn...19..767Rhttp://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,843267,00.htmlhttp://spie.org/x8511.xml?ArticleID=x8511http://eficientaenerg.files.wordpress.com/2008/11/cladire-mult-solara-cu-iluminat-natural-si-sistem-fotovoltaic-combinat2.pdfhttp://eficientaenerg.files.wordpress.com/2008/11/cladire-mult-solara-cu-iluminat-natural-si-sistem-fotovoltaic-combinat2.pdfhttp://www.naturalight.ro/Articole/Eficienta%20tuburilor%20de%20lumina.pdfhttp://www.kyotoinhome.info/http://www.enero.ro/eoliana.phphttp://www.ecovillelejeu.com/RO/eco/index.htmlhttp://spie.org/x8511.xml?ArticleID=x8511http://www.naturalight.ro/Articole/Sisteme%20de%20iluminat%20integrate.pdfhttp://science.nasa.gov/headlines/y2000/ast15nov_1.htmhttp://eficientaenerg.files.wordpress.com/2008/11/cladire-mult-solara-cu-iluminat-natural-si-sistem-fotovoltaic-combinat2.pdfhttp://eficientaenerg.files.wordpress.com/2008/11/cladire-mult-solara-cu-iluminat-natural-si-sistem-fotovoltaic-combinat2.pdfhttp://www.tehnicainstalatiilor.ro/articole/nr_12/nr12_art.asp?artnr=27http://adsabs.harvard.edu/abs/1977SoEn...19..767Rhttp://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,843267,00.html


18/18

FIZICA CONSTRUCIILOR

Stud. Arh. Toader-Pasti Andrada Grupa 45 A An Universitar 2008-2009

fizica constructiilor 2009 - patologia cl-âdirilor

Documents