Lämpörankarakenne osana energiatehokasta rakentamista

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2010
Major/Subject
Talonrakennustekniikka
Mcode
Rak-43
Degree programme
Language
fi
Pages
66 + [8]
Series
Abstract
In the near future structural elements and construction methods used in house construction with experience drastic changes as a result of more strict heat insulation regulations. Low energy solutions will become more common when normal structural solutions are no longer sufficient to meet the tightened regulations. This Master's thesis examined the structure of heat spine element by observing the structure from the perspective of technical strength and structural physics. The examination of structural physics of the heat spine construction was carried out using 1- and 2-dimensional calculation. The 1-dimensional calculation that included the examination of heat spine characteristics was done manually using Excel-program. In addition, the structure was studied by modelling the properties of the heat spine by using Comsol Multiphysics calculation program. The results between 1- and 2-dimensional calculations were compared and the results indicated that the calculations correspond fairly closely to each other. This study examined all the available frame widths (250, 300, and 350, 400 and 450 mm) of the heat spine construction and ails the changes in the characteristics of the different structure design of the exterior- and interior surfaces. Because of the large quantity of research material, only the most energy-efficient configuration was included into this study. Good heat conductivity coefficient values gained by the heat spine construction together with the ease of construction and ecology may be the solution to effectively utilize the construction as a part of energy-efficient element building in residential purposes. The load bearing characteristics of thick structures are typically good. For this reason, it would be useful to examine the structure in more detail for changing the standardized sizes of the exterior- and interior columns to achieve a more energy-efficient structure.

Talonrakennuksessa käytettävät rakenteet ja rakentamistavat kokevat lähitulevaisuudessa rajuja muutoksia kohonneiden lämmöneristysmääräysten seurauksena. Tällä hetkellä vielä vähän käytetyt matalaenergiaratkaisut tulevat yleistymään kun tavanomaiset rakenneratkaisut eivät enää riitä täyttämään kiristyneitä määräyksiä. Diplomityössä on tutkittu lämpörankarakenteen ominaisuuksia laskennallisesti tarkkailemalla rakennetta lujuusteknisestä sekä rakennusfysikaalisesta näkökulmasta. Lämpörankarakenteen rakennusfysikaalinen tarkastelu on suoritettu 1- sekä 2-ulotteisen laskennan avulla. 1-ulotteinen laskenta käsittää lämpörangan ominaisuuksien tutkimisen käsinlaskennalla Excel-ohjelman avulla. Lisäksi rakennetta tutkittiin mallintamalla lämpörangan ominaisuudet Comsol Multiphysics - laskentaohjelmalla tarkempien vertailuarvojen saamiseksi. Saatuja tuloksia verrattiin keskenään ja havaittiin, että laskennat vastaavat kohtuullisen hyvin toisiaan. Tässä työssä on tutkittu lämpörangan kaikkien saatavissa olevien runkopaksuuksien (250, 300, 350, 400 ja 450 mm) ominaisuuksia rakenteen eri ulko- ja sisäpuolisten pintavaihtojen kanssa. Tarkastelumateriaalin suuren määrän takia työssä on esitelty ainoastaan energiatehokkain ulko- ja sisäpuolisten pintavaihtoehtojen avulla saatu kokoonpano. Lämpörankarakenteen avulla saavutettavat hyvät lämmönläpäisykertoimen arvot yhdessä rakentamisen helppouden ja ekologisuuden kanssa ovat mahdollisesti ratkaisu rakenteen tehokkaaseen hyödyntämiseen osana asuinrakennusten energiatehokasta elementtirakentamista. Paksuissa rakenteissa kantavuusominaisuudet ovat tyypillisesti hyvät. Tästä johtuen olisi tarvetta jatkotutkimukselle, jotta voidaan perehtyä tarkastelemaan tarkemmin nyt vakioituja sisä- ja ulkopilarin mittoja ja pyrkiä löytämään keinoja villatilan koon maksimoimiseksi esimerkiksi pienentämällä ulkopilarin dimensioita.
Description
Supervisor
Puttonen, Jari
Thesis advisor
Hirsi, Hannu
Keywords
heat spine, lämpöranka, energy-efficiency, energiatehokkuus, low-energy building, matalaenergiarakentaminen
Other note
Citation