An investigation into the insitu U values of wall constructions
Authors: Σταματίου Γεώργιος 
Published: September 2021

Στην παρούσα μελέτη παρουσιάζονται τα αποτελέσματα μιας επιτόπου διερεύνησης στη θερμική συμπεριφορά διαφορετικών τύπων κατασκευών εξωτερικής τοιχοποιίας. Η έρευνα αναλήφθηκε κυρίως για να καθορισθεί η αβεβαιότητα στις μετρήσεις, η μεταβλητότητα στη θερμική συμπεριφορά της εξωτερικής τοιχοποιϊας, η οποία οφείλεται σε παράγοντες όπως η ποιότητα κατασκευής και η συνάφεια των τιμών που υιοθετούνται στο σχεδιαστικό επίπεδο με αυτό στη πράξη. Η μελέτη αυτή παρέχει μια χρήσιμη προσθήκη στην κατά τα άλλα αραιή βιβλιογραφία που αφορά σε πραγματικά δεδομένα που προέρχονται από μετρήσεις πεδίου ροής θερμότητας και θερμοκρασίας, μετρήσεις που είναι διαθέσιμες μόνο από έρευνες πεδίου μεγάλης κλίμακας στο Ηνωμένο Βασίλειο.Στη μελέτη παρουσιάζεται επίσης μια επισκόπηση των μεθόδων και του εξοπλισμού που χρησιμοποιούνται για να προσδιορίσουν τον συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας στην εξωτερική τοιχοποιία. Η μέθοδος μέτρησης του αισθητήρα ροής θερμότητας (heat flow sensor) βρέθηκε να είναι η πλέον κατάλληλη για τις ανάγκες της μελέτης και αξιολογήθηκε τόσο θεωρητικά όσο και πειραματικά.Έγινε εφαρμογή των αρχών του πειραματικού σχεδιασμού ο οποίος επέτρεψε τον διαχωρισμό της μεταβλητότητας στη διαδικασία μέτρησης και της μεταβλητότητας στη θερμική επίδοση της εξωτερικής τοιχοποιίας. Οι εν λόγω μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν σε τέσσερις διαφορετικούς τύπους εξωτερικής τοιχοποιίας αντιπροσωπευτικό δείγμα τόσο υφιστάμενων όσο και νέων κατασκευών. Οι ενδείξεις είναι ότι οι κατασκευές εξωτερικής τοιχοποιίας που διερευνήθηκαν σε γενικές γραμμές συμπεριφέρονται θερμικά όπως αναμενόταν στο στάδιο σχεδιασμού. Ωστόσο, για ορισμένους τύπους εξωτερικής τοιχοποιίας υπήρξαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των μετρήσεων πεδίου και των τιμών υπολογισμού στο στάδιο σχεδιασμού. Η αιτία για αυτή την απόκλιση είναι ότι στο στάδιο σχεδιασμού δεν εφαρμόσθηκε το κατάλληλο θεωρητικό μοντέλο προκειμένου να προσδιορισθεί η αγωγιμότητα της εξωτερικής τοιχοποιίας. Όπως προκύπτει, το συνολικό σφάλμα στη διαδικασία μέτρησης, η οποία είναι ένας συνδυασμός τόσο συστηματικού όσο και τυχαίου σφάλματος, ήταν συνήθως της τάξης του +/-11%, ενώ η μεταβλητότητα στην επίδοση της εξωτερικής τοιχοποιίας ποικίλλει ως συνάρτηση του τύπου της κατασκευής της εξωτερικής τοιχοποιίας με τις προκύπτουσες τιμές να κυμαίνονται μεταξύ 4% και 39,5%. Οι διαφορές στην παρατηρούμενη επίδοση του τοιχώματος μπορεί να αποδοθεί σε 4 κύριες αιτίες, δηλαδή:(Α) στις ανοχές διαστάσεων και ιδιότητες των υλικών, (β) στις μεταβολές στις ιδιότητες των υλικών, (γ) στην εξωτερική τοιχοποιία ως μέρος της συνολικής κατασκευής του κτηρίου και (δ) στη ποιότητα κατασκευής.Η μέση επίδοση της εξωτερικής τοιχοποιίας σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να εκτιμηθεί ικανοποιητικά με τη χρήση ενός μονοδιάστατου μοντέλου όπου λαμβάνεται υπόψη μια σχετικά ομοιογενής κατασκευή εξωτερικής τοιχοποιίας. Ενώ η μέθοδος της «σταθμισμένης περιοχής» (area weighted method) η οποία είναι μονοδιάστατο μοντέλο δίνει μια περισσότερο ρεαλιστική εκτίμηση της μέσης επίδοσης μιας εξωτερικής τοιχοποιίας λαμβάνοντας υπόψη τις θερμικές γέφυρες που δημιουργούνται από την ύπαρξη αρμών κονιάματος, μια πιο ολοκληρωμένη κατανόηση της επίδοσης (της εξωτερικής τοιχοποιίας) μπορεί να επιτευχθεί μόνο με τη χρήση ενός μοντέλου τριών διαστάσεων.