COLLATION OF QUALITATIVE RESEARCH WITH QUANTITIVE FEM RESEARCH IN TERMS OF TWO DIMENSIONAL HEAT FLOW

Podobne dokumenty
ANALIZA NUMERYCZNA PARAMETRÓW CIEPLNO-WILGOTNOŚCIOWYCH ZŁĄCZY ŚCIAN ZEWNĘTRZNYCH Z PŁYTĄ BALKONOWĄ W ŚWIETLE NOWYCH WYMAGAŃ CIEPLNYCH

KSZTAŁTOWANIE PARAMETRÓW FIZYKALNYCH ZŁĄCZY STROPODACHÓW W ŚWIETLE NOWYCH WYMAGAŃ CIEPLNYCH

ROZPRAWA DOKTORSKA. Model obliczeniowy ogrzewań mikroprzewodowych

A BUILDING MADE OF POLYSTYRENE PREFABRICATES FROM THE PERSPECTIVE OF NEW TECHNICAL CONDITIONS AND STANDARDS OF NF15 AND NF40

SZKŁO PIANKOWE JAKO TERMOIZOLACJA PODŁOGI NA GRUNCIE USE OF FOAM GLASS AS A SLAB ON GRADE THERMAL INSULATION

PROCEEDINGS OF THE INSTITUTE OF VEHICLES 2(106)/2016 (12 pt)

Proposal of thesis topic for mgr in. (MSE) programme in Telecommunications and Computer Science

NUMERYCZNA ANALIZA ZŁĄCZA PRZEGRODY ZEWNĘTRZNEJ WYKONANEJ W TECHNOLOGII SZKIELETOWEJ DREWNIANEJ I STALOWEJ

TECHNICAL CATALOGUE WHITEHEART MALLEABLE CAST IRON FITTINGS EE

DM-ML, DM-FL. Auxiliary Equipment and Accessories. Damper Drives. Dimensions. Descritpion

POLITECHNIKA WARSZAWSKA. Wydział Zarządzania ROZPRAWA DOKTORSKA. mgr Marcin Chrząścik

EXAMPLES OF CABRI GEOMETRE II APPLICATION IN GEOMETRIC SCIENTIFIC RESEARCH

WYKORZYSTANIE METODY ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH W MODELOWANIU WYMIANY CIEPŁA W PRZEGRODZIE BUDOWLANEJ WYKONANEJ Z PUSTAKÓW STYROPIANOWYCH

Metody obliczania izolacyjności akustycznej między pomieszczeniami w budynku według PN-EN :2002 i PN-EN :2002

Domy inaczej pomyślane A different type of housing CEZARY SANKOWSKI

MOSTKI TERMICZNE W BUDYNKACH WIELKOPŁYTOWYCH PRZED I PO DOCIEPLENIU

The analysis of the energy demand for heating and cooling of the house built on the basis of the traditional Canadian wood-frame construction

WPŁYW PRZESTRZENNYCH MOSTKÓW TERMICZNYCH NA PODSTAWOWE PARAMETRY FIZYKALNE JEDNOWARSTWOWYCH ZEWNĘTRZNYCH PRZEGRÓD BUDOWLANYCH

Modelowanie zagadnień cieplnych: analiza porównawcza wyników programów ZSoil i AnsysFluent

DUAL SIMILARITY OF VOLTAGE TO CURRENT AND CURRENT TO VOLTAGE TRANSFER FUNCTION OF HYBRID ACTIVE TWO- PORTS WITH CONVERSION

Krytyczne czynniki sukcesu w zarządzaniu projektami

INSPECTION METHODS FOR QUALITY CONTROL OF FIBRE METAL LAMINATES IN AEROSPACE COMPONENTS

Numeryczne modelowanie mostków cieplnych a projektowe zapotrzebowanie na ciepło w lokalu mieszkalnym

Zarządzanie sieciami telekomunikacyjnymi


Machine Learning for Data Science (CS4786) Lecture11. Random Projections & Canonical Correlation Analysis

ANALIZA PARAMETRÓW FIZYKALNYCH W OCENIE JAKOŚCI CIEPLNEJ ELEMENTÓW BUDYNKÓW NISKOENERGETYCZNYCH

Rozpoznawanie twarzy metodą PCA Michał Bereta 1. Testowanie statystycznej istotności różnic między jakością klasyfikatorów

OPÓR PRZEJMOWANIA CIEPŁA NA WEWNĘTRZNEJ POWIERZCHNI OBUDOWY W OBSZARZE TRÓJWYMIAROWYCH MOSTKÓW CIEPLNYCH WEDŁUG PN-EN ISO

Helena Boguta, klasa 8W, rok szkolny 2018/2019

Knovel Math: Jakość produktu

Cracow University of Economics Poland

BADANIE CHARAKTERYSTYK PRZEPŁYWOWYCH HIGROSTEROWALNYCH NAWIEWNIKÓW POWIETRZA MONTOWANYCH W PRZEGRODACH ZEWNĘTRZNYCH

Systemy bierne w podnoszeniu efektywności energetycznej budynków użyteczności publicznej symulacje działania.

SWPS Uniwersytet Humanistycznospołeczny. Wydział Zamiejscowy we Wrocławiu. Karolina Horodyska

MODELOWANIE POLA TEMPERATURY MOSTKÓW CIEPLNYCH PRZY WYKORZYSTANIU METODY ELEMENTÓW BRZEGOWYCH. Piotr RYNKOWSKI, Tomasz Janusz TELESZEWSKI

MODELOWANIE ROZKŁADU TEMPERATUR W PRZEGRODACH ZEWNĘTRZNYCH WYKONANYCH Z UŻYCIEM LEKKICH KONSTRUKCJI SZKIELETOWYCH

Akademia Morska w Szczecinie. Wydział Mechaniczny

WYKAZ PRÓB / SUMMARY OF TESTS. mgr ing. Janusz Bandel

WPŁYW TEMPERATURY W POMIESZCZENIACH POMOCNICZYCH NA BILANS CIEPŁA W BUDYNKACH DLA BYDŁA


Zakopane, plan miasta: Skala ok. 1: = City map (Polish Edition)

PORÓWNANIE METOD STOSOWANYCH DO OKREŚLANIA DŁUGOŚCI OKRESU OGRZEWCZEGO

ABOUT NEW EASTERN EUROPE BESTmQUARTERLYmJOURNAL

NIESTACJONARNY PRZEPŁYW CIEPŁA W TŁOKU DOŁADOWANEGO SILNIKA Z ZAPŁONEM SAMOCZYNNYM

Revenue Maximization. Sept. 25, 2018

NAPRĘŻENIA ŚCISKAJĄCE PRZY 10% ODKSZTAŁCENIU WZGLĘDNYM PRÓBEK NORMOWYCH POBRANYCH Z PŁYT EPS O RÓŻNEJ GRUBOŚCI

Sargent Opens Sonairte Farmers' Market

Materiałowe i technologiczne uwarunkowania stanu naprężeń własnych i anizotropii wtórnej powłok cylindrycznych wytłaczanych z polietylenu

ANALIZA PORÓWNAWCZA ZUŻYCIA I KOSZTÓW ENERGII DLA BUDYNKU JEDNORODZINNEGO W SŁUBICACH I FRANKFURCIE NAD ODRĄ

Cracow University of Economics Poland. Overview. Sources of Real GDP per Capita Growth: Polish Regional-Macroeconomic Dimensions

PARAMETRY TECHNICZNE DEKLAROWANE PRZEZ PRODUCENTA POTWIERDZONE BADANIAMI / RATINGS ASSIGNED BY THE MANUFACTURER AND PROVED BY TESTS

Auditorium classes. Lectures

WPŁYW DOCIEPLENIA ŚCIAN WIELKOPŁYTOWYCH NA MOŻLIWOŚĆ OGRANICZENIA MOSTKÓW CIEPLNYCH

DELTIM Sp. z o.o. S.K.A ul. Rząsawska 30/38; Częstochowa. Bumper bar X-Lander X-Move

AN EFFECT OF FLOW NON-UNIFORMITY IN EARTH-TO-AIR MULTI-PIPE HEAT EXCHANGERS (EAHEs) ON THEIR THERMAL PERFORMANCE

SPIS TREŚCI SPIS WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ WSTĘP KRÓTKA CHARAKTERYSTYKA SEKTORA ENERGETYCZNEGO W POLSCE... 14

Ocena Projektu Budowlanego Szkoły Pasywnej w Siechnicach.

ANALIZA PARAMETRÓW LINIOWEGO MOSTKA CIEPLNEGO W WYBRANYM WĘŹLE BUDOWLANYM

PROPOZYCJA METODY OKREŚLANIA IZOLACYJNOŚCI CIEPLNEJ OKNA PODWÓJNEGO. 1. Wprowadzenie

European Crime Prevention Award (ECPA) Annex I - new version 2014

UPROSZCZONE OBLICZANIE STRAT CIEPŁA Z BUDYNKU PRZEZ GRUNT O WYNIKACH ZGODNYCH Z PN-EN ISO 11370:2001

WYKAZ PRÓB / SUMMARY OF TESTS

DOI: / /32/37

Przewody do linii napowietrznych Przewody z drutów okrągłych skręconych współosiowo

Systemy wbudowane. Poziomy abstrakcji projektowania systemów HW/SW. Wykład 9: SystemC modelowanie na różnych poziomach abstrakcji

WSPÓŁCZYNNIK REDUKCJI TEMPERATURY W OBLICZENIACH STRAT CIEPŁA DO PRZESTRZENI NIEOGRZEWANYCH PIWNIC

ZMIANY W NORMALIZACJI KT 179


Fig 5 Spectrograms of the original signal (top) extracted shaft-related GAD components (middle) and

Wprowadzenie. Krzysztof PAWŁOWSKI

SYMULACJA NUMERYCZNA KRZEPNIĘCIA KIEROWANEGO OCHŁADZALNIKAMI ZEWNĘTRZNYMI I WEWNĘTRZNYMI

ANALIZA BELKI DREWNIANEJ W POŻARZE

Towards Stability Analysis of Data Transport Mechanisms: a Fluid Model and an Application

photo graphic Jan Witkowski Project for exhibition compositions typography colors : : janwi@janwi.com

IDENTYFIKACJA I ANALIZA PARAMETRÓW GEOMETRYCZNYCH I MECHANICZNYCH KOŚCI MIEDNICZNEJ CZŁOWIEKA

Hard-Margin Support Vector Machines

Analysis of Movie Profitability STAT 469 IN CLASS ANALYSIS #2

OCENA PORÓWNAWCZA WYNIKÓW OBLICZEŃ I BADAŃ WSPÓŁCZYNNIKA PRZENIKANIA CIEPŁA OKIEN

4. EKSPLOATACJA UKŁADU NAPĘD ZWROTNICOWY ROZJAZD. DEFINICJA SIŁ W UKŁADZIE Siła nastawcza Siła trzymania

WYMAGANIA DOTYCZĄCE ZAPOBIEGANIA KONDENSACJI PARY WODNEJ I PROPOZYCJE ICH ZMIAN

WYDZIAŁ BIOLOGII I OCHRONY ŚRODOWISKA

CHARAKTERYSTYKA CIEPLNO-WILGOTNOŚCIOWA TERMOMODERNIZOWANYCH PRZEGRÓD W BUDYNKACH MIESZKALNYCH NA WYBRANYM PRZYKŁADZIE

IDENTYFIKACJA PARAMETRÓW CHARAKTERYZUJĄCYCH OBCIĄŻENIE SEKCJI OBUDOWY ZMECHANIZOWANEJ SPOWODOWANE DYNAMICZNYM ODDZIAŁYWANIEM GÓROTWORU

Network Services for Spatial Data in European Geo-Portals and their Compliance with ISO and OGC Standards

Selection of controller parameters Strojenie regulatorów

Machine Learning for Data Science (CS4786) Lecture 11. Spectral Embedding + Clustering

Camspot 4.4 Camspot 4.5

Streszczenie rozprawy doktorskiej

SYMULACJA TŁOCZENIA ZAKRYWEK KORONKOWYCH SIMULATION OF CROWN CLOSURES FORMING

Ekonomiczne i społeczno-demograficzne czynniki zgonów osób w wieku produkcyjnym w Polsce w latach

Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu

UPROSZCZONE OBLICZANIE STRAT CIEPŁA Z BUDYNKU PRZEZ GRUNT ZGODNE Z PN-EN ISO 13370


TEMATY PRAC DYPLOMOWYCH na kierunku Budownictwo WBiA ZUT w Szczecinie zgłoszone na semestr letni w roku akademickim 2018/2019 (lista uzupełniająca)

TTIC 31210: Advanced Natural Language Processing. Kevin Gimpel Spring Lecture 8: Structured PredicCon 2

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2014/2015

Termomodernizacja a mostki cieplne w budownictwie

ŚCIANY NIE ODDYCHAJĄ!

Tytuł pracy w języku angielskim: Microstructural characterization of Ag/X/Ag (X = Sn, In) joints obtained as the effect of diffusion soledering.

Transkrypt:

TECHNICAL TRANSACTIONS CIVIL ENGINEERING CZASOPISMO TECHNICZNE BUDOWNICTWO 5-B/2014 MICHAŁ TOPOLSKI, JAKUB ŻUREK, JOLANTA GINTOWT COLLATION OF QUALITATIVE RESEARCH WITH QUANTITIVE FEM RESEARCH IN TERMS OF TWO DIMENSIONAL HEAT FLOW PRÓBA KORELACJI BADANIA JAKOŚCIOWEGO IN SITU Z ANALIZĄ ILOŚCIOWĄ MES W ASPEKCIE DWUWYMIAROWEGO PRZEPŁYWU CIEPŁA Abstract The paper concerns an attempt to collate qualitative research with quantitative FEM research in terms of two dimensional heat flow. It shows the accuracy of both methods, according to in situ researches with a thermal camera and models done with software Therm 5, Therm. Keywords: simulations, heat transfer, thermal bridge, in situ, modeling Streszczenie Artykuł dotyczy próby zestawienia badań jakościowych z badaniami ilościowymi w zakresie MES dwuwymiarowego przepływu ciepła. Próba korelacji obu metod, według badań in situ przy użyciu kamery termowizyjnej i modeli wykonane z oprogramowaniem Therm 5, Therm. Słowa kluczowe: symulacje, przepływ ciepła, mostek termiczny, badania in situ, modelowanie * Michał Topolski, student, Jakub Żurek, student, M.Sc. Eng. Jolanta Gintowt, Institute of Building Materials and Structures, Faculty of Civil Engineering, Cracow University of Technology.

278 1. Introduction Due to the existing legal and formal rules, regulations resulting from the NFOŚ programs relating to subsidies to the newly-erected buildings nearly zero energy, the problem of verification and modeling of thermal bridges has become an important issue from the point of view of both the investor the verifier of projects. From the scientific point of view, the matter could seem simple. On the other hand, the task sounded like an easy way to correlate the design assumptions with their verification on a real object. Typically, verification of the numerical model is associated with laboratory testing or an in situ examination. In general, the measurement (whether in the laboratory or in the experimental object or an existing object) is treated like a check on the theoretical results. In addition, verification and accuracy of measurement of heat flow through the building s envelope is important, both for determining the energy balance of the building, as well as diagnosing the causes of the destruction of construction joints. The subject of the paper focuses on the combination of the two methods of testing and analysis of two-dimensional heat flow a qualitative in situ research executed using an infrared camera and a quantitative research performed with FEM software. Its aim is to attempt to correlate the results, assess the accuracy and to show the advantages and disadvantages of p/m methods. 2. Subject of analysis The subject of analysis were buildings located in south part of Poland, Małopolska, in the fourth climatic zone. Buildings, taken into account, are located in Wieliczka, Brzesko, Tarnów, Radłów (as it is showed in Fig. 1). A qualitative study was performed in February and March of 2013. The construction of outer walls is described in Table 1. Fig. 1. Brzesko, Radłów i Wieliczka houses subjected to research 3. Methods of analysis A comparative analysis of in situ measurements of real objects is described above (computer modeling using MES). Measurement of in-situ (in-) was used as a verification

of both models and the temperature distribution and the boundary conditions such as the temperature at the surface of the partition. Table 1 External partitions, thermal characteristics of the examined objects 279 The analysis of p/m buildings in terms of two-dimensional heat flow were done using: situ measurement and a computer modeling method of MES. For the measurement, the following measuring equipment was used: for qualitative research, an infrared camera VIGOcam v50 bolometer detector with resolution of 384 288, the measured wavelength ranging from 8 to 14 mm, and the detector sensitivity of two 2 degrees Celsius; for the quantitative study software integrated with VIGOcam: Therm, and to model the selected calls Therm 5 a program that uses finite element method algorithm; Hygrometer VOLTCRAFT PL-100TRH probe Type K, Temperature range: 0 to + 60 C; Type K: from 200 to 1372 C. Temperature measurement accuracy: ±1 C, Humidity measuring range: 0 100% RH, Humidity accuracy: ± 2.5%, VIDEO THERMOMETER IR-pyrometer model: 7550, Range: 50... + 1600 C, Optics: 50: 1, 1% accuracy +/, Adjustable emissivity: 0.10 1.00. For the modeling models done with software Therm 5, Therm. For comparison, critical, the most neglected, points, where there have been the most intense heat transmission were selected. These include (listed by type of node design) a combination of the cantilever with the outer wall, ring beams, window frames, door (lintels, sills, sides), a connection of foundation walls to the ground, corners of external walls, reinforced concrete columns placed in the exterior walls, such as building ceramics, identified and defined bridges internal resulting from the discontinuity of insulation and its misalignment. For modeling the finite element method [1 3, 11, 12] was used. The verification of the thermal resistance partitions calculations was also carried out in accordance with [20]. Still, in some studies, eg.: [7, 8, 0, 13], one can find references to the simple ways of determining the estimated thermal bridges [4 6] and the applicable provisions of [15, 16, 18, 19] consistent with the Regulation of the Ministry of April 7, 2004 [21 as amended]. To simulate and analyze the flow of heat through building components in orderto be credible into the modeling data external and internal environment in accordance with [19, 20, 21] was not accepted, but according to the measurement data in situ.

280 4. Results The first case being discussed is the combination of cantilever with the outer wall. A faulty arrangement of the insulating layer for the support results in excessive heat transfer to the outside. Measurement data in situ: temperature 0.7 C, humidity 90.3%, pressure 980 hpa, dew point 0.5 C. According to the infrared camera survey (Fig. 2), the temperature on the surface is 7.3 degree Celsius. FEM model of the same place, with set earlier environmental values indicates the temperature of 7.25 degrees Celsius. The difference 0.05 Kelvin corresponds to the expected correlation between the results of both methods, it`s 0.68% less then 1% acceptance for statistical error. Fig. 2. Temperature distribution on the surface of constructional cantilever In the latter case, the verification of the results of numerical simulation by comparison to the results of measurements on a real object, showed a difference of 14 Kelvin, which constitutes a significant mistake and is, of course, unacceptable. In this case, for the analysis, the gap between floor and construction wall was chosen (Fig. 3). The gap results from the lack of continuity of thermal insulation. Measurement data in situ: temperature 7.6 C, humidity 43.3%, pressure 980 hpa, dew point 3.4 C. According to the infrared camera survey, the temperature fluctuates in the slot limit 8.16 C. After that, the FEM model observed the score of 6.8 C (Fig. 3). The difference of 14 Kelvins, does not coincide with the expected correlation between the results of both methods. The reason for this large difference is an error in specific environmental conditions during the thermal imaging inspection. The ambient temperature (accepted) was 22.5 C, the ambient temperature (measured by

a VOLTCRAFT PL-100TRH) was 7.6 C, which translates into a more accurate quantitative method in the test case. 281 Fig. 3. Distribution of temperature, the gap between floor and construction wall 5. Conclusions After an analysis of the extreme and most defective cases, conclusions have been drawn below. Thermal bridges were analyzed from a point of view of a cause-and-effect relationship. The two main reasons for the occurrence of weak spots, when it comes to thermal comfort is: design errors, mistakes in regulations resulting in air gaps, poor ventilation, increased heat loss, condensation-distance, fungus and mold, old-fashioned methods of the trade -increased heat loss, gaps in the insulation coating. The correct analysis of thermal images is possible only with a report of environmental conditions such as temperature, humidity and the characteristics of the material such as a emissivity surface, the surface temperature. Sensitivity analysis should be carried out due to the performance of elements aspects particularly crucial in view of the thermal conductivity coefficient. It seems legitimate to accept an assumption that the analysis should be carried out in two ways, at the same time the verification of the results return ie., In exceptional cases, modeling can be a tool for the verification of measuring methods.

282 References [1] Rynowski P., Teleszewski T.J., Modelowanie pola temperatury mostków cieplnych przy wykorzystaniu metody elementów skończonych, Civil and Environmental Engineering. Budownictwo i Inżynieria Środowiska, 2, 2011, 85-90. [2] Press W.H., Teukolsky S.A., VetterlIng W.T., Flannery B.P., Numerical Recipes, Cambridge University Press, Third ed., 2007. [3] Heim D., Clarke J.A., Numerical modeling and thermal simulation of PCM gypsum composites with ESP-r, wyd. ELSEWIER, Energy and Buildings 36, 2004, 795-805. [4] Pogorzelski J.A., Awksientjuk J., Katalog mostków cieplnych. Budownictwo tradycyjne, Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 2003. [5] Zbijowski K., Świadectwo charakterystyki energetycznej budynku, Studio Sto, 2009. [6] Kowalczuk Z., Charakterystyka Energetyczna Budynków 2, Polskie Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, 2010. [7] Brzezińska S., Obliczanie zapotrzebowania na ciepło, Dashofer 2011. [8] Dylla A., Pawłowski K., Wady w procedurze obliczania współczynnika przenikania ciepła, Czasopismo Techniczne 1-B/2007. [9] Hołownia P., Wpływ przestrzennych mostków termicznych na podstawowe parametry fizykalne jednowarstwowych zewnętrznych przegród budowlanych, Czasopismo Techniczne 1-B/2007, 83-90. [10] Wouters P., Schietecata J., Standaert P., Kasperkiewicz K., Cieplno-wilgotnościowa ocena mostków cieplnych, Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 2004. [11] Rożek P., Nowoczesne metody numeryczne w budowaniu katalogu mostków cieplnych w ścianach dwuwarstwowych, praca dyplomowa nr 6855, UTP, Bydgoszcz 2007. [12] Instrukcja programu komputerowego TRISCO. [13] Pawłowski K, Efektywność zewnętrznych przegród budowlanych i ich złączy w aspekcie cieplno-wilgotnościowym, rozprawa doktorska, UTP, Bydgoszcz 2008. [14] PN-EN ISO 6946:2008 Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania. [15] PN-EN ISO 10211-1 Mostki cieplne w budynkach. Strumień cieplny i temperatura powierzchni. Ogólne metody obliczania. [16] PN-EN ISO 10211-2 Mostki cieplne w budynkach. Obliczanie strumieni cieplnych i temperatury powierzchni. Liniowe mostki cieplne. [17] PN-EN ISO 13788:2003 Cieplno-wilgotnościowe właściwości komponentów budowlanych i elementów budynku. Temperatura powierzchni wewnętrznej umożliwiająca uniknięcie krytycznej wilgotności powierzchni wewnętrznej kondensacji. Metody obliczania. [18] PN-EN 12524:2003 Materiały i wyroby budowlane. Właściwości cieplno-wilgotnościowe. Tabelaryczne wartości obliczeniowe. [19] PN-EN 12831:2006 Instalacje grzewcze w budynkach. Metoda obliczania obciążenia cieplnego. [20] PN-82/B-02403 Ogrzewnictwo. Temperatury obliczeniowe zewnętrzne. [21] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 7 kwietnia 2004 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2004 r. nr 109, poz. 1156).