fizica constructiilor a. radu

Upload: andrei-popovici

Post on 12-Jul-2015

331 views

Category:

Documents


5 download

TRANSCRIPT

ISSN 1582 - 3024

Volume 2, No.7r, 2005

Fizica construciilor

Societatea Academica "Matei - Teiu Botez", Iasi

Colectiv editorial

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

Irina BARAN Secretar Catedra de Construcii Civile i Industriale Facultatea de Construcii Universitatea Tehnic Gh. Asachi Iai, Romnia [email protected] Irina BLIUC

Catedra de Construcii Civile i Industriale Facultatea de Construcii Universitatea Tehnic Gh. Asachi Iai, Romnia [email protected] GAVRILA

Catedra de Construcii Civile i Industriale Facultatea de Construcii Universitatea Tehnic Gh. Asachi Iai, Romnia [email protected] RADU ef de colectiv Catedra de Construcii Civile i Industriale Facultatea de Construcii Universitatea Tehnic Gh. Asachi Iai, Romnia [email protected] Dan TEFNESCU

Catedra de Construcii Civile i Industriale Facultatea de Construcii Universitatea Tehnic Gh. Asachi Iai, Romnia [email protected] VASILACHE

Catedra de Construcii Civile i Industriale Facultatea de Construcii Universitatea Tehnic Gh. Asachi Iai, Romnia [email protected] VELICU

Catedra de Construcii Civile i Industriale Facultatea de Construcii Universitatea Tehnic Gh. Asachi Iai, Romnia [email protected]

Intersections/Intersecii, Vol.2, No.7r, 2005

1

ISSN 1582-3024

Cuprins

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

ncercri simplificate privind difuzia vaporilor de ap ce traverseaz o structur de tip ETICS (EIFS)de Cristina Busuioc i Adrian Radu

Ptrunderea apei ntr-o structur de tip ETICS (EIFS)de Cristina Busuioc i Adrian Radu

Simularea eforturilor datorit variaiilor de temperatur n pereii exterioride Dan Preda tefnescu i Cristina Busuioc

Intersections/Intersecii, Vol.2, No.7r, 2005

2

ISSN 1582-3024

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

ncercri simplificate privind difuzia vaporilor de ap ce traverseaz o structur de tip ETICS (EIFS)Cristina Busuioc1, Adrian Radu21

Departmentul de Construcii Civile i Industriale, Universitatea Tehnic Gh. Asachi, Iai, 700050, Romnia 2 Departmentul de Construcii Civile i Industriale, Universitatea Tehnic Gh. Asachi, Iai, 700050, Romnia

RezumatSistemul modern de alctuire al paramentelor la cldiri civile, de tip ETICS (External Thermal Insulation Composite System) sau EIFS (External Insulation Finish System), foarte des ntlnit n Europa occidental, este introdus acum i n Romnia de mai multe firme (BAUMIT, SWISSPOR, KNAUF, AUSTROTERM, etc.). Acestea livreaz materiale i tehnologii care se caracterizeaz printr-o izolaie termic eficient din plci de polistiren expandat, extrudat, sau vat mineral, dispuse la partea exterioar a peretelui de baz i o tencuial subire dens armat, tratat hidrofob care asigur protecia mpotriva apei din precipitaii. Acest sistem, foarte eficient din punct de vedere termic, este indicat pentru zonele expuse la cutremure, cum sunt cele din Romnia, avnd o greutate proprie mic comparativ cu cea a peretelui de baz. Avnd n vedere condiiile specifice din ara noastr, este util s se analizeze dac acest sistem este rezistent pe durate ce depesc 30 de ani. Astfel este prezentat sistemul ETICS (EIFS) i caracteristicile sale. n ara noastr acest sistem este aplicat pe scar larg la cldiri noi i vechi pentru creterea capacitii de izolare termic. Exist ns un anumit grad de nencredere asupra comportrii n timp a structurii, datorit temperaturilor foarte ridicate din timpul verii i foarte sczute iarna. Se propune astfel un mod de experimentare simplificat obinnd rezultate acoperitoare. Pentru verificri s-au folosit probe de tip ETICS (EIFS) puse la dispoziie cu foarte mult amabilitate de firma BAUMIT. Experimentrile s-au desfurat la catedra CCIA pe o perioad de aproximativ zece luni. S-a demonstrat c aceste sisteme de protecie permit eliminarea apei ctre exterior, evitnd riscul unei umiditi excesive n masa peretelui. Cu ajutorul acestei metode s-ar putea analiza n viitor i alte produse ce fac parte din aceeai categorie. S-a calculat de asemenea coeficientul de rezisten la difuzia vaporilor de ap, obinndu-se valori aproximative apropiate de cele din normativele romneti i germane. Cuvinte cheie: sistem constructiv de tip ETICS (EIFS), izolaie termic, polistiren expandat, extrudat, sau vat mineral, tencuial subire dens armat tratat hidrofob.

ISSN 1582-3024

Articolul nr.5r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

3

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

C. Busuioc, A. Radu

1. INTRODUCEREAdoptarea unor sisteme constructive performante sub aspectul proteciei termice la perei exteriori, n condiiile limitrii masivitii, determin trecerea la utilizarea celui cunoscut n occident sub denumirile ETICS (External Thermal Insulation Composite System) sau EIFS (External Insulation Finish System), (Figura 1).abc d e

exterior

interior

0.5 6

15... 30

1

Figura 1. Sistemul denumit ETICS (External Thermal Insulation Composite System) sau EIFS (External Insulation Finish System) (dimensiuni n cm): a- finisaj decorativ; btencuial subire armat cu plas deas fixat cu ancoraje; c- izolaie termic (polistiren expandat EPS sau vat mineral rigid); d- perete de baz (zidrie, beton armat sau alt material); e- tencuial interioar

Aceste sisteme constructive se caracterizeaz prin: mai multe straturi paralele, unul din beton armat, zidrie sau lemn, pentru funciunea de portan (denumit perete de baz ori suport), plci de izolare termic din polistiren expandat EPS sau vat mineral plasate spre exterior, stratul de protecie fa de intemperii, asigurat de o tencuial subire, armat cu o plas fin i un finisaj decorativ pe faad. Plcile de izolaie termic sunt lipite de peretele de baz cu un mortar adeziv sau/i cu elemente metalice. Plasa de armare, compatibil cu mortarul utilizat (mineral sau organic) poate fi din fibre metalice, de sticl sau de mas plastic; capacitate de protecie termic superioar, care satisface exigenele de conservare a cldurii n cldiri, conform normativelor C107/15-1997, [3-7] asigurnd diminuarea cheltuielilor de ntreinere i a emisiilor poluante, rezultate la arderea combustibililor fosili; mbrcarea total a prilor opace ale pereilor exteriori, ceea ce permite combaterea efectelor de punte termic, asigurarea unei stabiliti termice superioare, confort termic optim n condiii de iarn i var precum i diminuarea eforturilor pe care le cauzeaz variaiile temperaturii i umiditii exterioare n stratul portant;

ISSN 1582-3024

Articolul nr.5r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica Construciilor

4

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

ncercri simplificate privind difuzia vaporilor de ap ce traverseaz o structur de tip ETICS (EIFS)

realizarea unei grosimi totale minime a pereilor exteriori, ceea ce permite un raport favorabil ntre suprafaa util i cea construit precum i o masivitate minim, avantajoas pentru comportarea la cutremur; execuie simpl, n principiu, dar implicnd respectarea riguroas a detaliilor constructive i a tehnologiei specifice prevzut pentru numeroasele tipuri de sisteme ETICS, oferite de firmele care livreaz materialele componente, avnd agremente tehnice.

2. DESCRIEREA SISTEMULUI BAUMIT UTILIZAT LA EXPERIMENTRILE EFECTUATESistemul de izolare termic a faadelor EPS este un sistem termoizolant pe plci EPS pentru perei exteriori. El se bazeaz pe combinarea plcilor de faad din polistiren expandat ignifugat cu strat protector hidrofug i de finisaj realizat din materiale minerale.

Figura 2. Sistemul termoizolant Baumit EPS

Sistemul Baumit de izolare termic a faadelor EPS (Figura 2) este alctuit din [9]: adeziv pentru paclu BAUMIT KLEBESPACHTEL adeziv mineral pulverulent pentru lipirea i pcluirea plcilor termoizolante; plci din polistiren expandat, ignifugat BAUMIT Dmmplatten EPS-F; profil de aluminiu pentru socluri;

ISSN 1582-3024

Articolul nr.5r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

5

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

C. Busuioc, A. Radu

dibluri pentru prinderea mecanic a plcilor termoizolante pe tencuiala veche ori nou, pe beton sau zidrie; plas din fibr de sticl BAUMIT Textilglassgitter; grund Granopor (BAUMIT Granoporgrund); tencuial Granopor (BAUMIT Granoporputz).

3. EXPERIMENTRI REFERITOARE LA POSIBILITATEA DE USCARE A SISTEMULUI BAUMIT3.1 Organizarea experimentrii n cadrul acestui studiu au fost folosite 6 probe cu o grosime de 4,5 cm, cu o suprafa expus de 14x14 cm (Figura 3, 4, 5).

Figura 3. Prob supus experimentrii pentru evideniere posibilitii de uscareparafina pe fata inferioara, laterala si partial pe cea superioara tencuiala Baumit grund Baumit armat placa termoizolanta pentru fatade EPS din polistiren expandat ignifugat recipient transparent din plastic cu apa fluxul vaporilor de apa0.5

7 14

Figura 4. Seciune printr-o proba supus experimentrii pentru evidenierea posibilitii de uscare (dimensiuni n cm)

1.5

4

ISSN 1582-3024

Articolul nr.5r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica Construciilor

6

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

ncercri simplificate privind difuzia vaporilor de ap ce traverseaz o structur de tip ETICS (EIFS)

Cele 6 probe folosite au fost parafinate pe feele laterale, pe cea inferioar i parial pe cea superioar, crend astfel posibilitatea de evacuare a apei numai pe faa superioar. Alctuirea probelor ETICS a fost urmtoarea: Proba 1, bleumarin (SP-1K) tencuial Silicat periat (Baumit Silikatputz pe baz de silicat de potasiu sticl solubil de potasiu, ingrediente minerale, pigmeni, stabilizatori, adaosuri, ap) cu granulaie maxim de 1 mm, grund Silicat (Baumit Silikatgrund pe baz de silicat de potasiu sticl solubil de potasiu, ingrediente minerale, pigmeni, stabilizatori, adaosuri, ap), plac termoizolant pentru faade EPS din polistiren expandat ignifugat de 4 cm; Proba 2, orange (SP-2K) tencuial Silicat periat (Baumit Silikatputz pe baz de silicat de potasiu sticl solubil de potasiu, ingrediente minerale, pigmeni, stabilizatori, adaosuri, ap) cu granulaie maxim de 2 mm, grund Silicat (Baumit Silikatgrund pe baz de silicat de potasiu sticl solubil de potasiu, ingrediente minerale, pigmeni, stabilizatori, adaosuri, ap), plac termoizolant pentru faade EPS din polistiren expandat ignifugat de 4 cm; Proba 3, galben (GP-1K) tencuial Granopor periat (Baumit Granoporputz pe baz de liani de rin sintetic, ingrediente minerale, pigmeni, adaosuri, ap) cu granulaie maxim de 1 mm, grund Granopor (Baumit Granoporgrund pe baz de liani de rin sintetic, ingrediente i pigmeni minerali, ap), plac termoizolant pentru faade EPS din polistiren expandat ignifugat de 4 cm; Proba 4, rou (GP-2R) tencuial Granopor striat (Baumit Granoporputz pe baz de liani de rin sintetic, ingrediente minerale, pigmeni, adaosuri, ap) cu granulaie maxim de 2 mm, grund Granopor (Baumit Granoporgrund pe baz de liani de rin sintetic, ingrediente i pigmeni minerali, ap), plac termoizolant pentru faade EPS din polistiren expandat ignifugat de 4 cm; Proba 5, alb (SKP-1K) tencuial Silicon periat (Baumit Silikonputz pe baz de rini siliconice, ingrediente minerale, pigmeni, stabilizatori, adaosuri, ap) cu granulaie maxim de 1 mm, grund Silicon (Baumit Silikongrund pe baz de rini siliconice, pigmeni, stabilizatori, adaosuri, ap), plac termoizolant pentru faade EPS din polistiren expandat ignifugat de 4 cm; Proba 6, verde (SKP-2K) tencuial Silicon periat (Baumit Silikonputz pe baz de rini siliconice, ingrediente minerale, pigmeni, stabilizatori, adaosuri, ap) cu granulaie maxim de 2 mm, grund Silicon (Baumit Silikongrund pe baz de rini siliconice, pigmeni, stabilizatori, adaosuri, ap), plac termoizolant pentru faade EPS din polistiren expandat ignifugat de 4 cm.

ISSN 1582-3024

Articolul nr.5r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

7

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

C. Busuioc, A. Radu

Figura 5. Cele 6 probe supuse experimentrii pentru evidenierea posibilitii de uscare

Grosimea stratului de polistiren expandat a fost de numai 4 cm pentru a permite desfurarea experimentrii ntr-un timp mai scurt, impus de finalizarea tezei. Temperatura aerului n spaiul unde au fost meninute probele a fost Ti=28,8C iar umiditatea relativ de 66 % (n sezonul cald) i Ti=21C iar umiditatea relativ de 48 % (n sezonul rece, ncperea fiind nclzit), condiiile adoptate din raiuni practice fiind acoperitoare comparativ cu cele reale de exploatare. Experimentrile au avut ca scop nu determinarea valorii coeficientului p ci dac termoizolaia ETICS permite un proces de uscare semnificativ a peretelui executat cu acest sistem spre exterior. 3.2 Rezultatele experimentrii Probele supuse experimentrii au fost cntrite de 10 ori timp de 281 de zile, la o balan analitic, ce poate determina greuti pn la 1000 g, avnd o eroare de 0,1 g, observnd scderea greutii acestora (Tabelul 1), cauzat de migraia vaporilor de ap spre faa superioar aflat n contact cu aerul din ncpere.Tabelul 1. Evoluia greutii probelor pe durata experimentrii Timpul de la nceputul experimentrii (zile) 0 27 43 54 65 133 160 181 247 281 Greutatea probelor (g) Proba 1, bleumarin (SP-1K) 175,5 168,8 163,5 159,0 154,9 140,2 136,1 132,9 123,0 122,8 Proba 2, orange (SP-2K) 154,0 147,4 142,5 139,2 137,0 122,1 118,1 115,1 115,0 114,8 Proba 3, galben (GP-1K) 187,5 178,0 171,0 167,7 165,0 150,8 146,5 143,1 136,0 135,9 Proba 4, rou (GP-2R) 169,0 162,9 158,0 154,8 152,0 137,7 134,1 130,9 126,6 126,5 Proba 5, alb (SKP-1K) 191,5 179,2 170,5 165,6 162,9 143,2 143,9 141,1 140,9 140,7 Proba 6, verde (SKP-2K) 204,5 197,8 192,5 189,1 186,0 172,9 163,9 165,8 160,1 160,1

ISSN 1582-3024

Articolul nr.5r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica Construciilor

8

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

ncercri simplificate privind difuzia vaporilor de ap ce traverseaz o structur de tip ETICS (EIFS)

Toate probele relev posibilitatea de eliminare a apei de construcie sau din condens, astfel nct s nu fie depit nivelul admisibil de umezire i nici acumulri de ap de la un an la altul (Figura 6).

Figura 6. Comparaie privind capacitatea de uscare a celor 6 probe

n Tabelul 2 se poate vedea cantitatea de ap pierdut prin evaporare i difuzia vaporilor de ap pentru cele 6 probe pe toat durata experimentului.Tabelul 2. Cantitatea de ap pierdut prin evaporare i difuzia vaporilor de ap pentru cele 6 probe Timpul de la nceputul experimentrii (zile) 27 43 54 65 133 160 181 247 281 Greutatea probelor (g) Proba 1, bleumarin (SP-1K) 6,7 12,0 16,5 20,6 35,3 39,4 42,6 52,5 52,7 Proba 2, orange (SP-2K) 6,6 11,5 14,8 17,0 31,9 35,9 38,9 39,0 39,2 Proba 3, galben (GP-1K) 9,5 16,5 19,8 22,5 36,7 41,0 44,4 51,5 51,6 Proba 4, rou (GP-2R) 6,1 11,0 14,2 17,0 31,3 34,9 38,1 42,4 42,5 Proba 5, alb (SKP-1K) 12,3 21,0 25,9 28,6 48,3 47,6 50,4 50,6 50,8 Proba 6, verde (SKP-2K) 6,7 12,0 15,4 18,5 31,6 40,6 38,7 44,4 44,4

ISSN 1582-3024

Articolul nr.5r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

9

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

C. Busuioc, A. Radu

60

50

40

30

20

Proba 1, bleumarin (SP-1K) Proba 2, orange (SP-2K) Proba 3, galben (GP-1K) Proba 4, rosu (GP-2R) Proba 5, alb (SKP-1K) Proba 6, verde (SKP-2K)

Greutate (g)

10

0 0 50 100 150 200 250 300

Timp (zile)

Figura 7. Dinamica uscrii prin permeabilitate la vapori a celor 6 probe(comparaie ntre cantitatea de ap pierdut prin difuzia vaporilor de ap)

Proba 5, alb (SKP-1K) prezint o vitez de uscare mai mare, iar probele 2, orange (SP-2K); 4, rou (GP-2R) i 6, verde (SKP-2K) o vitez mai mic. Totui nu sunt diferene att de importante nct s justifice din acest punct de vedere preferina pentru una sau alta din soluiile analizate (Figura 7). Testrile de lung durat efectuate asupra probelor de izolaie termic ETICS din polistiren expandat, protejate cu tencuieli subiri, nu puteau fi realizate n staii higrotermice deoarece procesul de umezire-uscare se desfoar extrem de lent iar imobilizarea instalaiilor ar fi costat foarte mult. De aceea s-a recurs la aceast modalitate foarte simplificat i economic, n msur s arate dac procesul de uscare prin difuzia vaporilor de ap este asigurat sau nu, verificarea de baz rmnnd s fie fcut prin simulare numeric conform normativelor tehnice n vigoare [8,10] care in seam de ipotezele propuse de Glaser [2]. Deci scopul acestor testri nu a fost de a stabili valorile numerice ale permeabilitii la vapori de ap ci de a evidenia posibilitatea ca un proces favorabil de uscare s aib sau nu loc. ntruct procesul de uscare este foarte lent, a fost necesar s fie accelerat prin utilizarea unor probe de polistiren expandat de numai d '= 4cm grosime n loc de d = 6...10cm ct este necesar pentru a satisface exigenele referitoare la rezistena

ISSN 1582-3024

Articolul nr.5r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica Construciilor

10

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

ncercri simplificate privind difuzia vaporilor de ap ce traverseaz o structur de tip ETICS (EIFS)

termic corect R > 1,4m 2 K / W . Astfel se poate admite c fluxul de vapori a crescut n raportul :

=

d d'

0,08 0,04

(1)

Cantitatea de vapori de ap g (Kg ) care difuzeaz printr-un perete este proporional cu diferena de presiune P = P P2 ( Pa ) , cu suprafaa probei 1 coeficientul .

A(m 2 ) , cu durata t (h) i invers proporional cu grosimea probei d (m) i cu

Coeficientul de rezisten la difuzia vaporilor de ap, notat cu iar anterior [10] cu factorul rezistenei la permeabilitate la vapori 1 KD , reprezint raportul ntre

permeabilitile la vapori de ap m pentru un material oarecare i pentru aer aer , exprimate n ( Kg / m s Pa ).

=

aer m

(2)

Rezistena specific la permeabilitate la vapori Rv (m 2 h Pa / Kg ) este dat de relaia [1]:R = 1,5 10 6 d v valabil n domeniul de temperatur -20+30oC. Produsul, (3)

sd = d m

( m)

(4)

d grosimea echivalent a unui strat de aer nemicat, avnd aceeai rezisten specific la permeabilitatea la vapori ca i materialul considerat. Cantitatea de vapori care traverseaz una din probele testate este :

i= iar

P t A P t A= R 1,5 10 6 d m v

( Kg )

(5)

ISSN 1582-3024

Articolul nr.5r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

11

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

C. Busuioc, A. Radu

=

P t A 1,5 10 6 i d m

(6)

Tabelul 3. Coeficientul de rezisten la difuzia vaporilor de ap pentru cele 6 probeProba supus experimen -trii Proba 1, bleumarin (SP-1K) Proba 2, orange (SP-2K) Proba 3, galben (GP-1K) Proba 4, rou (GP-2R) Proba 5, alb (SKP-1K) Proba 6, verde (SKP-2K) (n sezonul cald) (Pa) 1339,60 1339,60 1339,60 1339,60 1339,60 1339,60

P

(n sezonul rece) (Pa) 1292,72 1292,72 1292,72 1292,72 1292,72 1292,72

P

t(h) 6744 6744 6744 6744 6744 6744

(m2) 0,0196 0,0196 0,0196 0,0196 0,0196 0,0196

A

dm(m) 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04

i(Kg) 0,0520 0,0390 0,0516 0,0425 0,0508 0,0444

(n sezonul cald)56,75 75,28 57,19 69,43 58,09 66,46

(n sezonul rece)54,76 72,65 55,19 67,00 56,06 64,14

Astfel, rezultatele testrilor care dau cantitile i de vapori de ap care au traversat probele migrnd prin difuzie, pot da ordinul de mrime al coeficientului de rezisten la difuzia vaporilor de ap (Tabelul 3). Se observ c aceste valori se apropie mulumitor de cele indicate n literatura de specialitate romn i german.

4. CONCLUZIIDeterminrile de permeabilitate la vapori, efectuate asupra probelor au fost realizate n condiiile n care temperaturile de ambele pri ale probei au fost mereu aceleai. n acest fel, influena unei diferene de temperatur care exist n realitate ntre cele dou pri ale anvelopei (interior i exterior) a fost eliminat, iar rezultatele sunt acoperitoare, n cazul real, migraia vaporilor fiind mai activ i deci procesul de evacuare al acestora mult mai intens. n esen, probele se usuc prin difuzie a vaporilor spre exterior chiar i n absena unui gradient de temperatur.

ISSN 1582-3024

Articolul nr.5r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica Construciilor

12

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

ncercri simplificate privind difuzia vaporilor de ap ce traverseaz o structur de tip ETICS (EIFS)

S-a demonstrat c, aceste sisteme de protecie permit eliminarea apei ctre exterior, evitnd riscul unei umiditi excesive n masa peretelui. Cu ajutorul acestei metode s-ar putea analiza n viitor i alte produse ce fac parte din aceeai categorie.

Bibliografie1. 2.

3. 4. 5. 6. 7. 8.9. 10.

Arndt, H. Wrme- und Feuchteschutz in der Praxis, Verlag fr Bauwesen, Berlin, 1996 Glaser, H. - Graphisches Verfahren zur Untersuchung von Diffusions-vorgngen, Kltetechnik nr.10, 1959 * * * C 107/1 1997 - Normativ privind calculul coeficienilor globali de izolare termic la cldirile de locuit, M.L.P.A.T, Ordinul nr. 24/N din 19 februarie 1997, Buletinul Construciilor, vol 14 1998 * * * C 107/2 1997 - Normativ privind calculul coeficientului global de izolare termic la cldiri cu alt destinaie dect cele de locuit, M.L.P.A.T, Ordinul nr. 24/N din 19 februarie 1997, Buletinul Construciilor, vol 14 1998 * * * C 107/3 1997 Normativ privind calculul termotehnic al elementelor de construcie ale cldirilor, M.L.P.A.T, Ordinul nr. 24/N din 19 februarie 1997, Buletinul Construciilor, vol 13 1998 * * * C 107/4 1997 Ghid pentru calculul performanelor termotehnice ale cldirilor de locuit, M.L.P.A.T, Ordinul nr. 24/N din 19 februarie 1997, Buletinul Construciilor, vol 13 1998 * * * C 107/5 1997 - Normativ privind calculul termotehnic al elementelor de construcie n contact cu solul, M.L.P.A.T, Ordinul nr. 24/N din 19 februarie 1997, Buletinul Construciilor, vol 1 1999 * * * C 107/6 2002 - Normativ general privind calculul transferului de mas (umiditate) prin elementele de construcie, Buletinul Construciilor, vol 14 2002 * * * Documentaii i agremente tehnice provenind de la firme productoare : Baumit, Capatect, Swisspor, Knauf, Austroterm, Rigips, .a. * * * STAS 6472/4-73 - Higrotermica. Comportarea elementelor de construcie la difuzia vaporilor de ap

ISSN 1582-3024

Articolul nr.5r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

13

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

Ptrunderea apei ntr-o structur de tip ETICS (EIFS)Cristina Busuioc1, Adrian Radu21

Departmentul de Construcii Civile i Industriale, Universitatea Tehnic Gh. Asachi, Iai, 700050, Romnia 2 Departmentul de Construcii Civile i Industriale, Universitatea Tehnic Gh. Asachi, Iai, 700050, Romnia

RezumatExperimentrile prezentate n articolul anterior, intitulat ncercri simplificate privind difuzia vaporilor de ap ce traverseaz o structur de tip ETICS (EIFS) au continuat, verificnd dac sistemul poate fi umezit la ploi i vnt. S-a folosit metodologia din lucrrile lui Grunau, tiind c presiunea exercitat de vnt este echivalent cu cea a unei coloane de lichid de 12 cm. n urma verificrilor s-a constatat c tencuiala hidrofobizat limiteaz ptrunderea apei din ploi, timp de cteva ore. n concluzie, se poate afirma c tratamentul superficial de hidrofobizare trebuie refcut la intervale de civa ani. Cuvinte cheie: sistem constructiv de tip ETICS (EIFS), izolaie termic, tencuial subire dens armat tratat hidrofob, construcie, polistiren expandat, vat mineral.

1. INTRODUCEREPentru msurarea penetraiei de ap s-au folosit 6 probe de tip ETICS (External Thermal Insulation Composite System) sau EIFS (External Insulation Finish System) puse la dispoziie cu foarte mult amabilitate de firma BAUMIT, avnd aceeai alctuire cu cele analizate n studiul prezentat anterior [2]. Experimentrile s-au desfurat la catedra CCIA.

2. EXPERIMENTRI PRIVIND PTRUNDEREA APEI DIN PLOI PRIN SISTEMUL BAUMIT2.1 Organizarea experimentrii Msurarea penetraiei de ap s-a realizat cu un tub de sticl transparent gradat, cu diametrul de 7 mm, astfel ca reperul su superior s fie la 12 cm peste faa

ISSN 1582-3024

Articolul nr.6r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

14

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

Ptrunderea apei ntr-o structur de tip ETICS (EIFS)

superioar a materialului de ncercat (Figura 1, 2), corespunztor presiunii 1 dinamice v 2 a vntului [3]. 212cm coloana de apa h max =12 cm zona umezita tub gradat pentru masurarea penetratiei de apa chit hidrofug tencuiala Baumit grund Baumit armat placa termoizolanta pentru fatade EPS din polistiren expandat ignifugat0.5

14

Figura 1. Seciune prin proba supus experimentului pentru msurarea penetraiei apei din ploi sub aciunea vntului (dimensiuni n cm)

Extremitatea inferioar a tubului a fost fixat cu ajutorul unui chit care nu absoarbe apa. n tub s-a introdus ap astfel nct s ajung pn la nivelul reperului (12 cm) i s-a msurat timpul pn cnd nivelul apei a sczut destul de mult. n ap s-a introdus cerneal pentru a permite observarea nivelului n tubul transparent i ptrunderea apei (dup secionarea probelor la sfritul experimentrii).

Figura 2. Cele 6 probe supuse experimentrii pentru msurarea penetraiei de ap din ploi sub aciunea vntului

4

ISSN 1582-3024

Articolul nr.6r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

15

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

C. Busuioc, A. Radu

2.2. Rezultatele experimentriiTabelul 1. Variaia nivelului de ap n tubul gradat pentru cele 6 probe Timp (ore) 0 24 30 46 70 167 214 31014

Proba 1, bleumarin (SP-1K) 12,00 10,00 9,50 9,00 8,50 7,00 6,70 6,25

Proba 2, orange (SP-2K) 12,00 9,00 8,50 8,00 7,00 5,30 4,60 3,75

Nivelul apei n tubul gradat (cm) Proba 3, Proba 4, Proba 5, galben rou alb (GP-1K) (GP-2R) (SKP-1K) 12,00 12,00 12,00 9,50 11,50 11,50 9,00 11,50 11,00 8,50 11,00 11,00 8,00 11,00 10,50 5,70 10,25 10,00 4,70 9,70 9,50 3,00 9,00 8,75

Proba 6, verde (SKP-2K) 12,00 12,00 11,50 11,50 11,50 10,70 10,50 10,00

12

Nivelul apei in tubul gradat (cm)

10

8

6

Proba 1, bleumarin (SP-1K) Proba 2, orange (SP-2K) Proba 3, galben (GP-1K) Proba 4, rosu (GP-2R) Proba 5, alb (SKP-1K) Proba 6, verde (SKP-2K)

4

2

0 0 50 100 150 200 250 300 350

Timp (ore)

Figura 3. Urmrirea ptrunderii apei comparaie ntre cele 6 probe

A rezultat c apa ptrunde cel mai uor n probele 4, rou (GP-2R); 5, alb (SKP1K) i 6, verde (SKP-2K), iar probele 2, orange (SP-2K) i 3, galben (GP-1K) au cea mai mic sensibilitate la ptrunderea apei din ploi sub aciunea vntului (Tabelul 1 i Figura 3). Durata experimentrii este ns prea mare fa de condiiile reale, iar nlimea coloanei de ap a sczut continuu, astfel nct rezultatele obinute nu pot permite aprecierea acumulrii de ap din ploi (Figura 4, 5 i Tabelul 2).

ISSN 1582-3024

Articolul nr.6r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

16

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

Ptrunderea apei ntr-o structur de tip ETICS (EIFS)

Figura 4. Cele 6 probe secionate n urma experimentrii pentru msurarea penetraiei de ap din ploi sub aciunea vntului. Se observ c apa nu a ptruns n interiorul probelor Tabelul 2. Rezultate experimentale privind ptrunderea apei n cele 6 probe Timpul de la nceputul experimentrii (ore) 24 30 46 70 167 214 310 Proba 1, bleumarin (SP-1K) 2,00 2,50 3,00 3,50 5,00 5,30 5,75 Scderea nivelul apei n tubul gradat (cm) Proba 2, Proba 3, Proba 4, Proba 5, orange galben rou alb (SP-2K) (GP-1K) (GP-2R) (SKP-1K) 3,00 2,50 0,50 0,50 3,50 3,00 0,50 1,00 4,00 3,50 1,00 1,00 5,00 4,00 1,00 1,50 6,70 6,30 1,75 2,00 7,40 7,30 2,30 2,50 8,25 9,00 3,00 3,25 Proba 6, verde (SKP-2K) 0,00 0,50 0,50 0,50 1,30 1,50 2,00

ISSN 1582-3024

Articolul nr.6r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

17

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

C. Busuioc, A. Radu10

Scaderea nivelul apei in tubul gradat (cm)

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 50 100 150 200 250 300 350

Proba 1, bleumarin (SP-1K) Proba 2, orange (SP-2K) Proba 3, galben (GP-1K) Proba 4, rou (GP-2R) Proba 5, alb (SKP-1K) Proba 6, verde (SKP-2K)

Timp (ore)

Figura 5. Dinamica penetraiei de lichid prin permeabilitate la ap a celor 6 probe evideniat prin scderea nivelului apei n tubul gradat

3. CONCLUZIIn urma verificrilor s-a constatat c tencuiala hidrofobizat limiteaz difereniat ptrunderea apei din ploi, timp de cteva ore. n concluzie, se poate afirma c tratamentul superficial de hidrofobizare trebuie refcut la intervale de civa ani.

Bibliografie1. 2. 3. 4. 5. 6. Arndt, H. Wrme- und Feuchteschutz in der Praxis, Verlag fr Bauwesen, Berlin, 1996 Busuioc, C., Radu, A. Essais simplifis concernant la diffusion de la vapeur deau travers une structure ETICS (EIFS), Rev. Intersections, vol. 2, 2005, No. Physique du btiment, p. 414, www.ce.tuiasi.ro/intersections Gheorghiu, F., Grunau, E. B. Funcionalitatea i protecia faadelor, Centrul de documentare pentru construcii, arhitectur i sistematizare, Redacia publicaiilor pentru construcii, Bucureti, 1973 Glaser, H. - Graphisches Verfahren zur Untersuchung von Diffusions-vorgngen, Kltetechnik nr.10, 1959 * * * Documentaii i agremente tehnice provenind de la firme productoare : Baumit, Capatect, Swisspor, Knauf, Austroterm, Rigips, .a. * * * STAS 6472/4-73 - Higrotermica. Comportarea elementelor de construcie la difuzia vaporilor de ap

ISSN 1582-3024

Articolul nr.6r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

18

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

Simularea eforturilor datorit variaiilor de temperatur n pereii exterioriDan Preda tefnescu1, Cristina Busuioc21

Departmentul de Construcii Civile i Industriale, Universitatea Tehnic Gh. Asachi, Iai, 700050, Romnia 2 Departmentul de Construcii Civile i Industriale, Universitatea Tehnic Gh. Asachi, Iai, 700050, Romnia

Rezumatn articol este dezvoltat un model teoretic cu ajutorul cruia poate fi verificat comportarea paramentelor placate cu ceramic, sub aciuni mecanice i termice, precum i mecanismele de distrugere (distribuii de eforturi, deplasri i deformaii). n ultimul timp s-au nregistrat numeroase degradri ale acestor placaje, punnd n pericol viaa oamenilor aflai n apropierea cldirilor. Folosind un program de calcul performant, s-au efectuat modelri pe o cldire P+2. Astfel s-au evideniat i vizualizat tensiunile din placaj i din mortarul care l fixeaz. Se prezint detaliat, pentru sezonul cald i rece, modurile de deformare i strile de tensiune n mortarul suport i n placajul dispus pe faad, indicndu-se zonele unde pot aprea probleme. Cuvinte cheie: paramente placate cu ceramic, mortar suport, aciuni mecanice i termice, distribuii de eforturi, deformaii.

1. ANALIZA COMPORTARII TERMO-ELASTICE LA ACTIUNI MECANICEPentru obinerea unor efecte estetice i pentru asigurarea unei protecii durabile fa de ploi, la unele cldiri cu diverse destinaii (social-culturale, administrative, de locuit, etc.), se pot utiliza elemente de placare ale faadelor. Totui, exist cazuri cnd, dup o anumit perioad de exploatare, aceste placaje se deterioreaz sub o form sau alta i pot provoca accidente, remedierea lor implicnd cheltuieli ridicate. n cazul n care placajul este constituit din elemente ceramice (crmizi de placaj sau plcue) dispuse pe un strat din mortar de ciment, cauzele unor eventuale degradri n timp pot fi diverse: utilizarea unor materiale neadecvate (de exemplu mortare de marc inferioar);Articolul nr.7r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

ISSN 1582-3024

19

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

D. P. tefnescu, C. Busuioc

condiii necorespunztoare de execuie la temperaturi prea sczute sau prea ridicate, uscare prea rapid, etc.; manoper nengrijit (strat de mortar neuniform, montarea deplanat a elementelor de placare, rosturi finisate necorespunztor, etc.). Aceste deficiene iniiale pot conduce ulterior la deteriorri ale placajului ceramic prin: fisurarea rosturilor n anumite zone; desprinderea mortarului de pe stratul suport; fisurarea sau crparea plcilor ceramice; desprinderea plcilor ceramice de pe mortar, etc. n cadrul prezentului studiu s-a urmrit localizarea zonelor cu grad de risc ridicat n ceea ce privete apariia unor fenomene de tipul semnalat mai sus, prin modelarea pe calculator a comportrii mecanice a ansamblului perete (suport) mortar elemente de placare, sub aciunea combinat a ncrcrilor gravitaionale i a ncrcrilor generate de variaiile de temperatur sezoniere, variaiile de umiditate putnd fi asimilate cu cele termice. Modelrile s-au efectuat cu ajutorul unui program performant, capabil s efectueze analiza static, termic i n final termo elastic, prin metoda elementelor finite. Domeniul modelat este constituit dintr-un tronson de perete exterior cu grosimea de 30 cm, din blocuri de zidrie de crmid. La faa exterioar a peretelui s-au considerat un strat de mortar de ciment de 2 cm grosime i un placaj ceramic de 1 cm grosime. n dreptul centurilor, punile termice au fost corectate cu fii din polistiren extrudat de 5 cm grosime (Figura 1). Caracteristicile elastice i termice ale materialelor sunt prezentate n Tabelul 1.

ISSN 1582-3024

Articolul nr.7r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

20

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

Simularea eforturilor datorit variaiilor de temperatur exterioar n pereii exteriori

perete de crmid

mortar de poz

planeu b.a.

placaj ceramic

termoizolaie centur b.a.

Figura 1. Domeniul modelat (detaliu): intersecie perete exterior planeu Tabelul 1. Caracteristici elastice i termice ale materialelor Nr. crt. 1 2 3 4 5 Material Zidrie de crmid Beton Mortar Placaj ceramic Polistiren Coef. de elasticitate (daN/cm2) 20.000 200.000 100.000 20.000 1.000* Coef. lui Poisson () 0,3 0,2 0,2 0,3 0,3 Coef. de conductivitate termic (W/mK) 0,6 1,7 0,9 0,6 0,044 Coef. de dilatare termic (1/K) 6,0E-6 1,1E-5 1,2E-5 6,0E-6 1,0E-6

*) convenional

Modelrile au fost efectuate pentru o cldire de locuit P+2, cu nlimea nivelului de 2,8 m. A fost modelat cmpul curent al peretelui (domeniu plan), cu pas mic de discretizare, de 1 cm (Figura 2).

ISSN 1582-3024

Articolul nr.7r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

21

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

D. P. tefnescu, C. Busuioc

Figura 2. Ipoteza de modelare pentru domeniul plan

Sarcinile gravitaionale considerate, cu valori conform normativelor n vigoare, au fost: din greutatea proprie a elementelor componente; utile, uniform repartizate pe planee. Sarcinile termice (condiiile de contur): interior condiie la limit de spea a III-a (Fourier): i = 8 W/m2K; Ti = (273 + 20) K; exterior sezonul rece, condiie la limit de spea I-a (Dirichlet): Te = (273 20) K; exterior sezonul cald, condiie la limit de spea I-a (Dirichlet): Te = (273 + 60) K. Modelarea numeric a cuprins urmtoarele faze: determinarea strii de tensiuni i deformaii sub sarcini gravitaionale; determinarea cmpului termic, n sezonul cald i n cel rece; determinarea strii de tensiuni i deformaii sub sarcini termice, prin utilizarea valorilor temperaturilor n noduri, determinate la punctul precedent; determinat strii de tensiuni i deformaii sub sarcini gravitaionale i termice.

2. CMPUL CURENT AL PERETELUI (DOMENIU PLAN)Setul de modelri asupra domeniului plan a fost efectuat deoarece n aceast situaie poate fi folosit un pas fin de discretizare, precizia rezultatelor fiind mai bun. Domeniul modelat, reprezentat n Figura 2, a fost discretizat cu elemente finite plane ptrate, cu latura de 1 cm.

ISSN 1582-3024

Articolul nr.7r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

22

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

Simularea eforturilor datorit variaiilor de temperatur exterioar n pereii exteriori

n Figura 3 este reprezentat deformata structurii, la o scar amplificat, pentru toate situaiile de ncrcare, n sezonul cald i n sezonul rece.V1 L1 C1

V1 L3 C2 G10

V1 L3 C2

a

b

c

Y Z X

Y Z X Output Set: Analiza termo - elastica Deformed(0.312): Total Translation

Y Z X Output Set: Analiza termo - elastica Deformed(0.312): Total Translation

Output Set: MSC/NASTRAN Case 1 Deformed(0.143): Total Translation

V1 L1 C1

V1 L1 C1 G10

d

e

Y Z X Output Set: Analiza termo - elastica Deformed(0.279): Total Translation

Y Z X Output Set: Analiza termo - elastica Deformed(0.279): Total Translation

Figura 3. Deformata peretelui (domeniu plan): a - din sarcini gravitaionale; b - din sarcini termice (vara); c - din sarcini termice (iarna); d - din sarcini gravitaionale + termice (vara); e - din sarcini gravitaionale + termice (iarna)

ISSN 1582-3024

Articolul nr.7r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

23

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

D. P. tefnescu, C. Busuioc

2.1. Starea de tensiuni n mortarul suport. n Tabelul 2 sunt prezentate valorile maxime ale tensiunilor normale, orizontale (perpendiculare pe perete) i verticale (paralele cu peretele), sub aciunea ncrcrilor gravitaionale (a), a ncrcrilor termice (b) i a ncrcrilor totale (gravitaionale + termice) (c). Alura deformatelor din Figura 3 indic pe ansamblu, dup cum era de ateptat, o solicitare de ncovoiere n plan vertical. Este de remarcat faptul c, n sezonul cald tensiunile normale verticale din sarcini termice sunt numai de compresiune (datorit dilatrilor mpiedecate), cele de ntindere avnd valori mici, limitate pe zone foarte restrnse, iar n sezonul rece sunt numai de ntindere (datorit contraciilor mpiedecate).Tabelul 2. Modelare 2D - tensiuni normale maxime n mortarul suport (daN/cm2) Nr. crt. 1 2 3 Perioad Sezonul rece i cald Sezonul cald Sezonul rece Orizontale Verticale ntindere +3.96 +0.832 +24.71) +1.125 +22.01)

compresiune ntindere compresiune a. Sarcini gravitaionale -2.22 +0.378 -12.4

b. Sarcini termice -2.48 +1.13 -60.4 -2.02 +0.652 -0.252 c. Sarcini gravitaionale + termice 4 Sezonul cald -1.34 +1.18 -47.07 5 Sezonul rece -2.50 +0.796 -0.833 1) local, n dreptul planeelor curente (Figura 4)

Observaii (Tabelul 2): a) tensiunile normale orizontale i verticale din sarcini gravitaionale, att cele de compresiune ct i cele de ntindere, nu depesc rezistenele de calcul ale mortarului; b) tensiunile normale orizontale din sarcini termice sunt n general comparabile cu cele din sarcini gravitaionale i nu depesc rezistenele de calcul ale mortarului; c) tensiunile maxime normale verticale de compresiune din sarcini termice n sezonul cald (60,4 daN/cm2) au valori mult superioare tensiunilor rezultate din sarcini gravitaionale, dar nu depesc rezistena la compresiune a unui mortar de marc superioar; d) n zonele din dreptul planeelor curente (Figura 4), tensiunile maxime normale verticale de ntindere din sarcini termice n sezonul rece (+24,7 daN/cm2) au valori mult superioare tensiunilor rezultate din sarcini gravitaionale i depesc rezistena la ntindere a mortarului;

ISSN 1582-3024

Articolul nr.7r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

24

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

Simularea eforturilor datorit variaiilor de temperatur exterioar n pereii exteriori

e) n cazul sarcinilor combinate, gravitaionale i termice, valorile tensiunilor sunt n general inferioare celor ale rezistenelor materialului, cu excepia tensiunilor verticale de ntindere din dreptul planeelor curente, n sezonul rece, cu valori maxime de 22,0 daN/cm2 (analog ca la pct. d.).L3 C2 G7

Y Z X

Output Set: Analiza termo - elastica Contour: Plate Top YNormal Stress

Figura 4. Harta tensiunilor normale verticale n tencuial, din sarcini termice, n sezonul rece, n dreptul planeelor curente

2.2. Starea de tensiuni n placajul ceramic n Tabelul 3 sunt prezentate valorile maxime ale tensiunilor normale, verticale i orizontale, sub aciunea ncrcrilor gravitaionale (a), a ncrcrilor termice (b) i a ncrcrilor gravitaionale i termice (c). Valorile acestor tensiuni trebuie comparate cu valorile rezistenelor de calcul ale placajului. n lipsa unor date specifice, s-au folosit n mod orientativ rezistenele de calcul ale zidriei din blocuri ceramice, conform Tabelului 4.Tabelul 3. Modelare 2D - tensiuni normale maxime n placajul ceramic (daN/cm2) Nr. crt. 1 2 3 Perioad Sezonul rece i cald Sezonul cald Sezonul rece Orizontale Verticale ntindere +0.896

compresiune ntindere compresiune a. Sarcini gravitaionale -0.846 +0.022 -3.06

b. Sarcini termice -0.578 +0.197 -1.65 +6.161) -0.869 +0.285 -2.36 +2.792) c. Sarcini gravitaionale + termice 4 Sezonul cald -0.810 +0.174 -3.61 +6.231) 5 Sezonul rece -0.880 +0.663 -2.52 +2.233) 1) 2 local, n dreptul centurii de la ultimul nivel (Figura 5); > Ri = 1,1 daN/cm n jumtatea superioar a peretelui de la ultimul nivel; 2) local, pe zona de sub nivelul planeelor curente (Figura 6); > Ri = 1,1 daN/cm2 pe cea mai marea parte din nlimea peretelui; 3) local, pe zona de sub nivelul planeelor curente (Figura 6); > Ri = 1,1 daN/cm2 n vecintatea centurilor curente.

ISSN 1582-3024

Articolul nr.7r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

25

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

D. P. tefnescu, C. Busuioc

Tabelul 4. Rezistenele de calcul ale zidriei din blocuri ceramice Simbol

Tipul solicitrii

Tipul rezistenei

Rezistena [daN/cm2]

Rc

Rezistena de calcul la compresiune

12,5

Ri1

Rezistena la ntindere din ncovoiere n seciuni cu rosturi neesute

1,1

Ri2

Rezistena la ntindere din ncovoiere n seciuni cu rosturi esute Rezistena la ntindere din ncovoiere i la eforturi principale de ntindere pentru ruperea prin rost i crmid Rezistena la eforturi principale de ntindere la seciuni n scar Rezistena la forfecare n seciuni cu rosturi neesute Rezistena la forfecare cnd ruperea se produce prin rost i crmid

2,5

Ri3

2,0

Rp

1,1

Rf1

1,6

Rf2

5.0

Observaii (Tabelul 3): a) tensiunile normale orizontale i verticale de calcul din sarcini gravitaionale, att cele de compresiune ct i cele de ntindere, nu depesc rezistenele de calcul ale placajului; b) tensiunile normale orizontale i cele verticale de compresiune, din sarcini termice, sunt n general comparabile cu cele din sarcini gravitaionale i nu depesc rezistenele de calcul ale placajului;

ISSN 1582-3024

Articolul nr.7r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

26

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

Simularea eforturilor datorit variaiilor de temperatur exterioar n pereii exteriori

c) tensiunile maxime normale verticale de ntindere din sarcini termice n sezonul cald (+6,16 daN/cm2) au valori superioare rezistenelor la ntindere, n dreptul centurii de la ultimul nivel (Figura 5) i n jumtatea superioar a peretelui de la ultimul nivel; d) tensiunile normale verticale de ntindere din sarcini termice n sezonul rece (+2,79 daN/cm2), au valori superioare rezistenelor la ntindere, n zonele de sub nivelul planeelor curente (Figura 6); > Ri = 1,1 daN/cm2 pe cea mai mare parte din nlimea peretelui; e) n cazul sarcinilor combinate, gravitaionale i termice, observaiile de la pct. c. i d. i pstreaz n general valabilitatea, dar n sezonul rece tensiunile verticale de ntindere cu valori superioare rezistenelor sunt restrnse la zonele din vecintatea centurilor curente.V1 L3 C2 G8 6.1562 4.7872 3.4182 2.0492 0.6802 -0.6888 -2.0578 -3.4268 -4.7958 -6.1648 -7.5338 -8.9028 -10.272 -11.641 Y Z X -13.01 -14.379 -15.748

Output Set: Analiza termo - elastica Contour: Plate Top Y Normal Stress

Figura 5. Harta tensiunilor normale verticale n placaj, din sarcini termice, n sezonul cald, n dreptul centurii de la ultimul nivelV1 L1 C1 G9

2.2311.9341.6371.341.0430.7460.4490.152-0.145-0.442-0.739-1.036-1.333-1.63

YZ

-1.928

X

-2.225-2.522

Output Set: Analiza termo - elastica Contour: Plate Top Y Normal Stress

Figura 6. Harta tensiunilor normale verticale n placaj, din sarcini termice, n sezonul rece, sub nivelul planeelor curente

ISSN 1582-3024

Articolul nr.7r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

27

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

D. P. tefnescu, C. Busuioc

3. CONCLUZIIModelarea numeric a comportrii mecanice a peretelui exterior din zidrie a urmrit determinarea strii de deformaii i tensiuni n stratul exterior de mortar i n placajul ceramic, pentru localizarea zonelor cu risc potenial ridicat n ceea ce privete apariia unor deteriorri n i ntre aceste straturi. Zonele critice, n care valorile tensiunilor depesc valorile rezistenelor corespunztoare, n cazul sarcinilor gravitaionale + termice, sunt puse n eviden n Tabelul 5 (pentru mortar i placaj). n urma analizei efectuate s-au desprins o serie de observaii, sintetizate n concluziile ce urmeaz. a) Tensiunile normale n mortarul suport din sarcini gravitaionale, att cele paralele cu peretele (verticale) ct i cele perpendiculare pe perete (orizontale), nu depesc rezistenele de calcul ale unui mortar de marc superioar (Tabelul 2); b) Tensiunile maxime normale verticale de ntindere n mortarul suport, din sarcini termice i combinate (gravitaionale + termice), n sezonul rece, sunt localizate la nivelul planeelor curente i depesc rezistenele de calcul ale mortarului (Tabelul 2); zonele cu > cca. 10 daN/cm2 (valoare adoptat ca rezisten la ntindere a mortarului) se extind ns pe aproape ntreaga suprafa a peretelui (Tabelul 5, coloana 4); c) Tensiunile normale n placaj din sarcini gravitaionale nu depesc rezistenele de calcul ale acestuia (Tabelul 3); d) Tensiunile maxime normale verticale de ntindere n placaj, din sarcini termice i combinate, n sezonul cald, apar la nivelul ultimului planeu i depesc rezistenele de calcul (Tabelul 3); zonele cu > 1,1 daN/cm2 (valoare adoptat ca rezisten la ntindere a placajului) se extind pe jumtatea superioar a peretelui de la ultimul nivel (Tabelul 5, coloana 5); e) Tensiunile maxime normale verticale de ntindere n placaj, din sarcini termice i combinate, n sezonul rece, sunt poziionate n dreptul planeelor curente i depesc rezistenele de calcul (Tabelul 3); zonele cu > 1,1 daN/cm2 se extind pe mare parte din nlimea peretelui (Tabelul 5, coloana 6);

ISSN 1582-3024

Articolul nr.7r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

28

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

Simularea eforturilor datorit variaiilor de temperatur exterioar n pereii exteriori

Tabelul 5. Zone critice (tensiuni normale superioare rezistenelor corespunztoare) Nr crt. 0 Tensiuni 1 Sol. Mortar suport sezonul cald 3 sezonul rece 4 Placaj sezonul cald 5 sezonul rece 6

2

Domeniu: perete exterior (cmp curent)

1

Vertica le

ntindere

n final, se poate afirma c: tensiunile generate de sarcinile gravitaionale sunt ntotdeauna mai mici dect rezistenele limit i, n acelai timp, sunt mult inferioare tensiunilor provenite din variaiile de temperatur sezoniere; zonele cele mai extinse (cca. 50...90% din suprafaa peretelui), n care tensiunile din sarcini termice sau combinate (gravitaionale + termice) depesc rezistenele de calcul, se evideniaz n sezonul rece, pentru tensiunile normale verticale de ntindere din mortarul suport i placajul ceramic; valori mari ale tensiunilor normale, superioare rezistenelor de calcul, apar i la nivelul centurilor de la nivelurile curente, n special n cmpul curent al peretelui. Analiza efectuat prin modelarea numeric a comportrii mecanice a stratului de mortar suport exterior i a placajului ceramic, pe un perete din zidrie, nu i-a propus n mod special furnizarea unor rezultate cantitative precise, ci s-a dorit mai degrab un studiu calitativ al parametrilor, pentru punerea n eviden a influenei variaiilor termice asupra strii de deformaii i tensiuni. Prin modul de abordare adoptat, s-a ncercat trasarea unor jaloane i schiarea unor metodologii prin care problemele propuse s poat fi rezolvate cu ajutorul simulrilor pe calculator. Evident, exist un larg cmp de cercetare n acest sens, ntruct soluiile de placare ale pereilor exteriori sunt numeroase, att din punct de vedere al materialelor utilizate ct i din punct de vedere al sistemelor constructive. Modul de investigare propus poate fi utilizat n toate aceste cazuri, att pentru aprecierea riscului apariiei unor deteriorri din cauze de natur mecanic, ct i pentru efectuarea unor analize comparative n vederea alegerii unei soluii optime.

ISSN 1582-3024

Articolul nr.7r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

29

Fizica construciilor

http://www.ce.tuiasi.ro/intersections

D. P. tefnescu, C. Busuioc

Bibliografie1. 2. tefnescu, D. P. Contribuii la studiul problemelor de higrotermic a cldirilor prin simulare pe calculator, Tez de doctorat, Iai, 1994 tefnescu, D. P. Simularea numeric a transferului de cldur. Aplicaii n proiectare, volumul Simpozionului cu participare naional Satisfacerea exigenelor de izolare termic i conservare a energiei n construcii, Ed. Societii Academice Matei-Teiu Botez, Iai, 2003, p. 161-170 Radu, A., Bliuc, I., Busuioc, C. Particulariti ale izolaiilor termice de tip ETICS, volumul Simpozionului cu participare naional Satisfacerea exigenelor de izolare termic i conservare a energiei n construcii, Ed. Societii Academice Matei-Teiu Botez, Iai, 2003, p. 145-160

3.

ISSN 1582-3024

Articolul nr.7r, Intersections/Intersecii, Vol.2, 2005, No.7r, Fizica construciilor

30