Αναλυτική διερεύνηση των θερμικών χαρακτηριστικών οπτόπλινθων και οπτοπλινθοδομών ανάλογα με τη γεωμετρία και την κατασκευαστική διαμόρφωση
Creators: name: Ζούπα, Ευφροσύνη-Δανάη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Οπτoπλινθοδομή
Μετάδοση θερμότητας
Κατασκευαστική διαμόρφωση
Clay masonry
Heat transfer
Construction Design

description: Οι οπτοπλινθοδομές αποτελούν, ιστορικά, σημαντικό τμήμα του κτιριακού κελύφους και χρησιμοποιούνται ευρέως για τις θερμικές και δομικές τους ιδιότητες. Η ενεργειακή τους απόδοση συχνά δεν συμμορφώνεται με τις ελάχιστες διεθνείς απαιτήσεις, συνεπώς στο κλίμα της βιώσιμης ανάπτυξης και της εξοικονόμησης ενέργειας, η κεραμική βιομηχανία στρέφεται σε νέα μοντέλα και τρόπους κατασκευής διάτρητων οπτοπλίνθων. Στόχος αυτής της εργασίας, είναι να χρησιμοποιηθεί μια μεθοδολογία αξιολόγησης της θερμικής απόδοσης καινοτόμων αλλά και τυπικών δοκιμίων πλίνθων και οπτοπλινθοδομών, για την εξαγωγή πληροφοριών σχετικά με τη λειτουργία και τα οφέλη που μπορούν να επιτευχθούν. Οι υπολογισμοί διεξάγονται δισδιάστατα και τρισδιάστατα για τρεις διαφορετικές γεωμετρίες οπτοπλίνθων, με επαναληπτική διαδικασία τεσσάρων διαφορετικών τιμών θερμικής αγωγιμότητας κεραμικού υλικού, μέσω προγράμματος πεπερασμένων στοιχείων. Οι οπές εξετάζονται με αέρα και θερμικές μονώσεις πετροβάμβακα ή αφρού πολυουρεθάνης. Παράλληλα, το κονίαμα που μελετάται, αντιστοιχεί σε διαστάσεις λεπτού και τυποποιημένου πάχους. Η μετάδοση της θερμότητας θεωρείται μονοδιάστατη σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα έτσι ώστε να επιτυγχάνονται οι τυποποιημένες τιμές των θερμικών χαρακτηριστικών των οπτοπλινθοδομών. Τελικά, υπολογίζονται και συγκρίνονται οι τιμές της θερμικής αγωγιμότητας σχεδιασμού για κάθε μία από τις παραπάνω μεταβλητές. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης χρησιμοποιούνται για το σχηματισμό απεικονίσεων που περιγράφουν το θερμικό πεδίο της εξωτερικής και εσωτερικής παρειάς της αντιπροσωπευτικής διατομής. Οι απεικονίσεις αναλύονται εκτενώς και οδηγούν σε συμπεράσματα χρήσιμα για την καλύτερη κατανόηση της θερμικής συμπεριφοράς των επιμέρους υλικών που αποτελούν την οπτοπλινθοδομή καθώς και τον τρόπο με τον οποίο αυτά τα υλικά μπορούν να συνδυαστούν αποτελεσματικότερα, για τον σωστό σχεδιασμό της οπτοπλινθοδομής
description: Clay masonry has been, historically, an important part of the building envelope and is widely used for its thermal and structural properties. Its energy efficiency, often, does not comply with the minimum international requirements, so in the context of sustainable development and energy saving, the ceramic industry is turning to new models and ways of designing perforated masonry units. The purpose of this research, is to use a methodology for evaluating the thermal performance of innovative but also standard masonry samples, so as to extract information regarding the function and benefits that can be achieved. Calculations are performed in two-dimensional and three-dimensional modeling, for three different masonry unit geometries, with a repetitive procedure of four different thermal conductivity values of the ceramic material, through a finite element program. The voids of the masonry unit are tested filled with air and thermal insulation of mineral wool or polyurethane foam. At the same time, the mortar joints’ layers studied in this research, correspond to both thin and standard thickness. Heat transfer is considered one-dimensional according to international standards, in order to achieve standard values for the thermal characteristics of the masonry. Finally, the design thermal conductivity values, for each variable mentioned above, are calculated and compared. The simulation results are used to form illustrations describing the thermal field of the outer and inner sides of the representative cross-section. The illustrations are extensively analyzed and lead to useful conclusions in order to understand better the thermal behavior of individual materials, which form the masonry and how these materials can be combined more effectively for the proper design of the masonry