Materiale

296

Sisteme combinate din lemn și materiale izolatoare

autor

infoCONSTRUCT.ro

distribuie

În ultimii ani, diverse studii au raportat că energia utilizată în sectorul construcțiilor și pentru transportul și prelucrarea materialelor de construcție este o cantitate considerabilă, ajungând la aproximativ 40% din energia totală produsă, fapt care contribuie masiv la deteriorarea mediului. Schimbările climatice pot fi atenuate prin utilizarea mai puțină energie în procesele de producție a componentelor clădirii și prin reducerea consumului de energie pentru încălzirea și răcirea clădirii. În plus, clădirile sunt responsabile pentru aproximativ 30% din emisiile de CO2. Din aceste motive, un grup de cercetători format din Stefano Cascone*, Federico Gellini și Gaetano Sciuto, de la Department of Civil Engineering and Architecture University of Catania, au elaborat studiul cu titlul ”Wooden Building Technology and proposal for an innovative solution”,  care a avut ca obiectiv clădirile cu ”energie aproape zero”, așa cum sunt ele definite de standardele Comunității Europene. Dar ce înseamnă aceste standarde? Aceasta înseamnă că, în viitorul apropiat, clădirile vor fi caracterizate de performanțe energetice ridicate, atât în ceea ce privește izolarea termică, cât și inerția termică a componentelor anvelopei. În aceste clădiri, energia necesară pentru a atinge nivelul de confort pentru locuitori este foarte scăzută, iar energia rămasă necesară pentru răcirea și încălzirea clădirii este acoperită cu surse regenerabile, precum panourile fotovoltaice și solare termice. Lemnul este cel mai vechi material folosit pentru construirea structurilor și anvelopelor portante. În trecut, utilizarea lemnului se datora în principal caracteristicilor sale de fabricație și ușurință. În zilele noastre, alegerea acestui material este determinată de performanțele specifice pe care le oferă, cum ar fi producția ecologică și ecologică, disponibilitatea largă și opțiunile de fabricație ușoare fără consum de energie din angajarea combustibililor fosili. Raportul valoros între greutate și rezistență, spectrul larg de valori de densitate și rezistență, rezistență termică ridicată combinată cu proprietăți ridicate de izolare termică, caracteristici estetice diferite, fac din lemn un material deosebit. Impactul asupra mediului al clădirilor, prin urmare, poate fi redus semnificativ prin utilizarea materialelor naturale și eco-compatibile, mai degrabă, decât a celor tradiționale, cum ar fi betonul, oțelul și izolațiile termice sintetice. Aceste materiale pot fi folosite, atât pentru termoizolația care urmează a fi aplicată pe anvelopa clădirii, cât și pentru elementele învelișului propriu-zis, ca și în cazul structurilor din lemn. Utilizarea sistemelor de construcție din lemn combinate cu alte materiale naturale ca izolație termică reprezintă o strategie eficientă pentru reducerea atât a consumului de energie primară produsă din surse fosile, cât și a emisiilor de poluanți. O soluție ecologică În prezent, sistemele de cadru de platformă sunt produse folosind ca materiale de umplutură izolatoare produse de origine industrială și sintetică precum polistiren sau vată de sticlă și rocă. O soluție ecologică ar putea fi înlocuirea acestor materiale izolatoare cu produse de origine naturală derivate din prelucrarea deșeurilor agricole. Această soluție este realizabilă, deoarece straturile izolatoare au fost realizate cu materiale naturale în studiile deja citate. Un cadru din lemn trebuie să fie individual, pentru a găzdui izolația din paie comprimată în interior. Sistemul de cadru-platformă propus, este format din stâlpi verticali de 80 x 80 mm din lemn de conifere, împodobiți pe ambele părți cu scânduri de 10 mm din OSB/3. Distanța dintre un stâlp vertical de lemn și celălalt este de 625 mm. Această predimensionare este utilă pentru prefabricarea panourilor utile pentru construcția de clădiri cu o dezvoltare modestă în înălțime. Această structură nu poate depăși două etaje deasupra solului. În sistemul de cadru-platformă, golul dintre stâlpii verticali este umplut în întregime cu paie comprimată. Aceasta combină avantajele derivate din utilizarea unui sistem de construcție în cadru din lemn ușor cu utilizarea materialelor izolante naturale ieftine, provenite din deșeuri agricole, cu energie incorporată foarte scăzută. Panourile sistemului cadru platformei sunt acoperite intern cu plăci de gips-carton de 10 mm, pentru a obține finisaje interioare rezistente la flacără și o suprafață interioară curată și plană. Panourile de ipsos sunt legate prin mici suporturi verticale din lemn. În plus, există posibilitatea de a ascunde sistemele în spatele panoului de ipsos. Un singur loc de producție Pentru a asigura, atât un nivel ridicat de control al calității în timpul etapei de asamblare a închiderii verticale, cât și un proces de asamblare rapid la fața locului, aceste panouri pot fi preasamblate în prealabil în atelierul în care se creează cadrul și golul interior este umplut cu paie comprimată. Sistemul de cadru cu platformă cu paie comprimată nu conține bariere anti-abur și, prin urmare, garantează permeabilitatea la vaporii de apă. Mai mult, materialul izolator folosit pentru sporirea izolației termice este realizat din fibre de lemn, care sunt mai permeabile la abur decât materialele izolante din EPS utilizate în mod obișnuit în Europa. După cum se specifică într-o serie de studii, straturile izolatoare realizate din materiale nesintetice și respirabile joacă un rol important în îmbunătățirea caracteristicilor higrometrice ale anvelopelor clădirilor. Ca argument, R. McClung şi colab. susțin că materialele cu un nivel scăzut de permeabilitate, cum ar fi polietilena și barierele rezistente la abur, pot duce la o uscarea lentă a materialului lemnos care constituie sistemul de placare verticală și, prin urmare, trebuie utilizat cu atenție. În special, atunci când o sursă de vapori este prezentă în interior, barierele rezistente la abur pot încetini procesul de eliminare, rezultând un fenomen de degradare a fibrelor lemnoase și, în consecință, o reducere atât a performanței termofizice, cât și a durabilității. Considerații termo-higrometrice O capacitate inadecvată de umiditate a încăperilor duce, de asemenea, la o deteriorare marcată a condițiilor de confort ambiental interior. Este deci necesara o proiectare atenta a stratigrafiei in functie de factorii higrometrici ai plicului de lemn. În cadrul sistemului de cadru-platformă proiectat, s-a introdus un strat de 8 cm de paie comprimate. După cum se știe, acest material se teme puternic de umiditate și contactul cu apa în condiții de saturație, ceea ce înseamnă că utilizarea lui ca material de construcție trebuie efectuată ținând sub control, și mai strict, parametrii legați de migrarea vaporilor. Dacă în interiorul stratigrafiei ar apărea chiar o condens minim, eficiența termică a peretelui ar fi complet compromisă, cu riscul descompunerii paielor. Prin urmare, formarea condensului interstițial este un risc care nu poate fi minimizat prin utilizarea unei umpluturi de paie presate. Verificarea condensului urmează standardele în construcții. Conform regulilor, riscul formării mucegaiului trebuie prevenit. Legiuitorul impune așadar absența totală a riscului de formare a mucegaiului, cu o atenție deosebită asupra podurilor termice. Puncte sensibile: punțile termice În special în punțile termice, unde există o conductivitate termică mai mare, se întâmplă adesea ca suprafața interioară să fie mai rece și să favorizeze condensarea vaporilor cu dezvoltarea în consecință a patologiilor clădirii. Cu acest standard mai sus menționat se face referire la prevederile Standardului European UNI EN ISO 13788: 2013, care in anexa sa definește o metodă cunoscută sub numele de clase de umiditate, utilă pentru determinarea condițiilor interne ale mediului pentru realizarea acestor verificări. Condițiile interne nu mai sunt setate la 20 C și 65% umiditate relativă, așa cum se făcea în trecut, dar pentru fiecare locație se definește un tabel cu valorile temperaturii medii lunare și umidității relative externe medii lunare. Pe baza datelor medii, acest calcul este de natură staționară. Una dintre cele mai comune metode de evaluare a comportamentului interfețelor în interiorul peretelui este diagrama Glaser, care intenționează să deseneze trei grafice de-a lungul grosimii elementului și în special: - Graficul care arată variația temperaturii de la exterior la interior - Graficul care arată variația presiunii de saturație a vaporilor de apă - Graficul care arată variația presiunii parțiale a vaporilor de apă Când cele două grafice referitoare la presiunea aburului se ating, se produce condens și stagnarea apei, rezultând formarea patologiilor clădirii. in punctul in care se ating curbele se poate afirma ca umiditatea relativa este de 100% si este in conditii de saturatie. După ce cunoaștem proprietățile termo-fizice ale diferitelor straturi și permeabilitatea la vapori a acestora, putem folosi un software care efectuează calculele conform celor prescrise de standardul UNI EN ISO 13788: 2013 și prezintă diagramele Glaser. Pentru a obține aceste grafice, au fost stabilite condițiile de limită pentru clima mediteraneană, evaluând nivelul extrem de umiditate a mediului interior care poate fi tolerat de sistemele de construcție la o temperatură de 20 C. Numai dincolo de această condiție particulară poate apărea fenomenul de condensare interstițială. Tehnologii lipsite de riscuri Cu toate acestea, verificarea efectuată prin standard pe o bază anuală confirmă că ambele tehnologii sunt lipsite de riscuri de condensare interstițială pe tot parcursul anului. Aceasta înseamnă că în climatul mediteranean nu este necesar să se ia măsuri speciale de protecție pentru a păstra stratul interior de paie comprimată de condensarea interstițială și descompunerea acestuia. În cazul climatelor mult mai rigide, sistemul cu paie comprimate ar putea prezenta apariția condensului interstițial, ceea ce face necesară aplicarea de bariere împotriva migrării vaporilor de apă. Aceste bariere trebuie introduse în partea interioară a elementului vertical, astfel încât respirabilitatea naturală a sistemului de construcție este zero. Mai mult, studiile experimentale anterioare au demonstrat că există o îmbunătățire cu aproximativ 12% a transmitanței termice periodice YIE și de aproximativ o jumătate de oră de decalaj termic al sistemului Platform frame, comparativ cu XLAM. În plus, sistemul de cadru-platformă cu paie presate prezintă avantajul de a consuma mai puțină materie primă, fiind folosit aproximativ 1/5 din lemn, comparativ cu o stratigrafie echivalentă din CLT. Aceasta înseamnă că energia încorporată a unui sistem de cadru de platformă este cu 38% mai mică decât cea a unui sistem CLT. Un produs mai bun Această lucrare a combinat utilizarea lemnului cu materiale durabile provenite din deșeurile agricole pentru materiale termoizolante. Combinația unui strat interior din paie comprimată de înaltă densitate, plasat în interiorul unui cadru de lemn, a fost studiată realizând analize termice și higrometrice. Sistemul de construcție inovator propus a fost comparat cu cheresteaua stratificată în cruce. Rezultatele arată că pot fi observate performanțe mai bune în sistemul de cadru-platformă cu paie comprimate. În special, există o îmbunătățire de aproximativ 12% a transmisiei termice periodice YIE și de aproximativ o jumătate de oră de întârziere termică în comparație cu XLAM. Analizele higrometrice efectuate au demonstrat absenţa totală a fenomenelor de condensare interstiţială. Mai mult, nu are loc condens pe tot parcursul anului, chiar și în cele mai dure condiții de iarnă. Cadrul platformei cu paie comprimat prezinta avantajul de a consuma mai putina materie prima. Finalmente, este folosit aproximativ 1/5 din lemn, comparativ cu o stratigrafie echivalentă din CLT. Aceasta înseamnă că energia încorporată a unui sistem de cadru de platformă este cu 38% mai mică decât cea a unui sistem CLT.

aflat

anterior
urmator

read

newsletter1

newsletter2