Analiza techniczno-ekonomiczna szalunków traconych EPS i ... · W związku ze stosunkowo wysoką...

Politechnika Warszawska

Wydział Inżynierii Lądowej

Instytut Inżynierii Budowlanej

Zakład Konstrukcji Betonowych

Imię i nazwisko dyplomanta: Tomasz Kułakowski

Rodzaj studiów: stacjonarne II stopnia

Specjalność: KBI

TEMAT PRACY DYPLOMOWEJ MAGISTERSKIEJ:

Analiza techniczno-ekonomiczna szalunków traconych

EPS i XPS dla płyt fundamentowych

Promotor: dr inż. Piotr Knyziak

Data przyjęcia pracy dyplomowej:

Ocena pracy dyplomowej:

..................................................... ..................................................... (podpis promotora) (podpis kierownika jednostki)

Warszawa, 05.2016 r.

Streszczenie

Temat pracy magisterskiej:

Analiza techniczno-ekonomiczna szalunków traconych

EPS i XPS dla płyt fundamentowych

Słowa kluczowe: Budownictwo energooszczędne, Budynki pasywne, Fundamenty, Eurokod

Przedmiotem pracy magisterskiej jest analiza możliwości wykorzystania styropianów

EPS i XPS jako szalunków traconych dla płyt fundamentowych w domach

energooszczędnych wraz z oceną ekonomiczną omawianego rozwiązania.

Do celów analizy technicznej wykorzystano trzy projekty budynków

energooszczędnych udostępnione przez firmę i-domy pasywne – wiodącego wykonawcę

budynków pasywnych w Polsce. Obliczenia wykonano na podstawie publikacji naukowych

oraz parametrów technicznych styropianów EPS i XPS udostępnianych przez producentów.

Zakres opracowania obejmuje: charakterystykę problemu, opis analizowanych

projektów, zebranie obciążeń, obliczenia statyczne, uproszczony efekt ekonomiczny na

podstawie kosztorysów i obliczeń kosztów eksploatacyjnych.

Projekt został opracowany na podstawie Eurokodów – konstrukcyjnych oraz

związanych ze stratami ciepła. W pracy znajduje się bibliografia wskazująca źródła na

których bazował autor.

_____________________ _______________________

Promotor Dyplomant

dr inż. Piotr Knyziak inż. Tomasz Kułakowski

Summary

The subject of the diploma project:

Technical and economic analysis of EPS/XPS lost formwork for

slab foundations

Key words: Sustainable civil engineering, Passive buildings, Foundations, Eurocode

The subject of the thesis is analysis of possibilities of using EPS/XPS Styrofoam for

lost formwork for slab foundations in sustainable buildings including economic analysis of

capital expenditure and operating expenses.

In purpose of analysis, company i-domy pasywne. – leader of “Passive house”

development in Poland, shared three projects of sustainable buildings. Calculations were

performed basing on scientific publications and parameters of EPS/XPS styrofoams provided

by manufacturers.

The thesis consists of: description of problem and analyzed projects, loads

specification, static analysis and calculation of simplified economic effect.

Thesis is worked out on basis of Eurocodes – constructions and heat losses. Thesis

includes references listing publications that author was basing on.

_____________________ _______________________

Supervisor Student

dr inż. Piotr Knyziak inż. Tomasz Kułakowski

1 Spis treści

1 Spis treści ........................................................................................................................... 4

2 Cel pracy ............................................................................................................................ 7

3 Zakres pracy ....................................................................................................................... 7

4 Przegląd literatury .............................................................................................................. 8

4.1 Polistyren ekspandowany (EPS) .................................................................................. 8

4.1.1 Parametry wytrzymałościowe polistyrenu ekspandowanego ............................... 8

4.1.2 Model pracy fundamentu posadowionego na warstwie styropianu EPS ............. 9

4.1.3 Współczynnik sprężystości podłoża K ............................................................... 10

4.2 Termoizolacja jako szalunek tracony ........................................................................ 11

5 Analiza MES .................................................................................................................... 12

5.1 Przedmiot analizy ...................................................................................................... 12

5.2 Obciążenia stałe ......................................................................................................... 14

5.2.1 Więźba dachowa ................................................................................................ 14

5.2.2 Obciążenia pokrycia dachowego ........................................................................ 14

5.2.3 Stropy i stropodachy ........................................................................................... 15

5.2.4 Ściany zewnętrzne i wewnętrzne ....................................................................... 16

5.2.5 Okna ................................................................................................................... 17

5.2.6 Płyta fundamentowa ........................................................................................... 18

5.2.7 Dyskusja – otulenie zbrojenia w płytach fundamentowych wykonanych w

technologii ciepłych szalunków traconych ...................................................................... 19

5.3 Obciążenia użytkowe ................................................................................................. 21

5.4 Kombinacje obciążeń ................................................................................................ 22

5.4.1 Wymiarowanie płyt fundamentowych ............................................................... 22

5.4.2 Sprawdzanie nośności podłoża ........................................................................... 22

5.5 Stan Graniczny Użytkowalności ............................................................................... 24

5.6 Model numeryczny .................................................................................................... 24

5.6.1 Siatkowanie paneli płyty fundamentowej .......................................................... 25

5.6.2 Siatkowanie elementów przekazujących obciążenia na płytę fundamentową ... 26

5.7 Dyskusja - nośność warstw szalunku traconego ........................................................ 26

5.7.1 Styropian EPS .................................................................................................... 26

5.7.2 Styropian XPS .................................................................................................... 27

5.8 Obliczeniowa nośność na zginanie płyty żelbetowej ................................................ 27

5.9 Warunki SGU ............................................................................................................ 29

6 Wyniki dla projektu Śródziemnomorska .......................................................................... 30

6.1 Płyta EPS – Model 1 .................................................................................................. 32

6.2 Płyta EPS – Model 2 .................................................................................................. 34

6.3 Płyta EPS120+XPS – Model 1 .................................................................................. 36

6.4 Płyta EPS120+XPS – Model 2 .................................................................................. 38

6.5 Płyta XPS – Model 1 ................................................................................................. 40

6.6 Płyta XPS – Model 2 ................................................................................................. 42

6.7 Podsumowanie wyników analizy dla projektu „Śródziemnomorska” ...................... 44

6.7.1 Nośność warstw izolacji ..................................................................................... 46

6.7.2 Dyskusja – poprawność modelu numerycznego ................................................ 47

6.7.3 Zbrojenie płyty ................................................................................................... 47

6.7.4 Analiza wyników SGU ....................................................................................... 48

7 Projekt Michałów ............................................................................................................. 49

7.1 Momenty zginające na przykładzie wariantu EPS120 .............................................. 50

7.2 Wykresy odporu gruntu dla wszystkich trzech wariantów posadowienia ................. 51

7.2.1 Płyta EPS120 ...................................................................................................... 51

7.2.2 Płyta EPS120 + XPS .......................................................................................... 52

7.2.3 Płyta XPS ........................................................................................................... 53

7.3 Podsumowanie projektu Michałów ........................................................................... 54


7.3.2 Zbrojenie płyty ................................................................................................... 56


8 Projekt Kutnowska ........................................................................................................... 58

8.1 Momenty zginające na przykładzie wariantu XPS .................................................... 59

8.2 Wykresy odporu gruntu dla wszystkich trzech wariantów posadowienia ................. 60

8.2.1 Płyta EPS ............................................................................................................ 60

8.2.2 Płyta EPS + XPS 36 cm ..................................................................................... 61

8.2.3 Płyta EPS + XPS 48 cm ..................................................................................... 62

8.2.4 Płyta XPS ........................................................................................................... 63

8.3 Podsumowanie projektu Kutnowska ......................................................................... 64


8.3.2 Zbrojenie płyty ................................................................................................... 67


9 Wnioski z analizy technicznej .......................................................................................... 69

10 Analiza ekonomiczna ....................................................................................................... 71

10.1 Kosztorys ............................................................................................................... 72

10.2 Koszty eksploatacyjne ........................................................................................... 74

10.2.1 Współczynniki przenikania ciepła podłóg na gruncie ........................................ 74

10.2.2 Współczynniki liniowych mostków termicznych .............................................. 76

10.2.3 Obliczenie rocznych strat ciepła do gruntu zgodnie z normą

PN-EN 13370:2008 .......................................................................................................... 82

10.2.4 Roczne koszty związane ze stratami ciepła do gruntu ....................................... 84

10.3 Wyniki analizy ekonomicznej ................................................................................ 87

11 Wnioski z analizy ekonomicznej ...................................................................................... 89

12 Podsumowanie ................................................................................................................. 90

13 Załączniki ......................................................................................................................... 91

13.1 Załącznik 1 – Wybrane rysunki z dokumentacji projektowej budynków

„Śródziemnomorska”, „Michałów” i „Kutnowska” ............................................................. 91

14 Bibliografia ....................................................................................................................... 92

Strona 7 z 93

2 Cel pracy

Celem niniejszej pracy jest analiza techniczna możliwości wykorzystania izolacji

termicznej EPS i XPS jako szalunku traconego płyt fundamentowych oraz porównanie

kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych rozwiązania omawianego i klasycznego

fundamentu na ławach.

3 Zakres pracy

Pierwszym etapem pracy było znalezienie materiałów naukowych dostarczających

niezbędnych informacji na temat parametrów wytrzymałościowych polistyrenu

ekspandowanego. Mimo, iż posadowienia budynków na warstwie izolacji termicznej

wykonanej ze styropianu EPS są spotykane coraz częściej, a wykonawcy i producenci

materiałów budowlanych prześcigają się w dostarczaniu coraz nowszych i bardziej

udoskonalonych technologii, to wiele pytań dotyczących obliczeń statycznych i nośności tego

typu rozwiązań pozostaje bez odpowiedzi.

Kolejny etap to modelowanie przykładowych budynków wykonanych w technologii

„ciepłych” szalunków traconych i porównanie wyników w zależności od przyjętych założeń.

Wszystkie obliczenia wykonane zostały w programie Autodesk Robot Structural Analysis

2016 (dalej zwany ARSA). Wykorzystane projekty zostały udostępnione przez firmę i-domy

pasywne.

Ostatnim etapem była analiza ekonomiczna opłacalności stosowania „ciepłych”

szalunków traconych. Przeprowadzono kosztorysy „ciepłej płyty” i klasycznych ław

fundamentowych oraz przeanalizowano koszty eksploatacyjne związane ze stratami ciepła

przez oba detale. W tym celu wykonano obliczenia MES współczynnika liniowego mostka

termicznego dla płyty na warstwie izolacji i ławy, a następnie porównano efekty ekonomiczne

poszczególnych rozwiązań.

Strona 8 z 93

4 Przegląd literatury

4.1 Polistyren ekspandowany (EPS)

Polistyren ekspandowany, zwany popularnie styropianem, czy EPS-em to produkt

wieloetapowej obróbki ropy naftowej - pod wpływem wysokiej temperatury powstaje

spieniony granulat o bardzo wysokich parametrach izolacyjności termicznej (współczynnik

przewodzenia ciepła wynosi =0,025-0,04 W/m∙K). Dzięki niskim kosztom jest to

najpopularniejszy materiał „dociepleniowy” spotykany w naszym kraju. Warto nadmienić, że

EPS nie jest wykorzystywany jedynie w budownictwie, ale również min. w przemyśle

spożywczym i farmaceutycznym przez co jest on jednym z najdokładniej zbadanych

materiałów budowlanych. Co ciekawe ekspertyzy prowadzone na obiektach izolowanych

styropianem ponad 40 lat temu wykazały, że EPS zabezpieczony przed czynnikami

agresywnymi (promieniowanie słoneczne, materiały bitumiczne) nie traci swoich parametrów

technicznych na przestrzeni czasu 1.

4.1.1 Parametry wytrzymałościowe polistyrenu ekspandowanego

Parametry wytrzymałościowe polistyrenu ekspandowanego zależne są od

przeznaczenia, składu chemicznego i technologii produkcji. Zwykle w kartach katalogowych

producentów materiałów izolacyjnych można znaleźć produkty o parametrach dobranych w

zależności od przeznaczenia, min.:

EPS fasada

EPS dach

EPS podłoga

EPS akustyczny

EPS fundament

EPS parking

W ramach posadowienia zwykle stosuje się styropian EPS parking, z uwagi na jego

najwyższe parametry wytrzymałościowe.

EPS wykorzystywany jest od wielu lat w realizacjach narażonych na bardzo duże

obciążenia, takich jak parkingi samochodowe, hale przemysłowe, czy hangary lotnicze, co

Strona 9 z 93

świadczy, że oprócz niskiej ceny i dobrej izolacyjności termicznej styropian posiada wysokie

parametry wytrzymałościowe.

Zgodnie z normą PN-EN 13163 2 wytrzymałość styropianów EPS stosowanych w

budownictwie mierzona jest naprężeniem ściskającym przy 10% odkształceniu. W normie nie

można znaleźć więcej informacji dotyczących tego jak styropiany zachowują się przed i po

przekroczeniu ustalonej granicy, a sama metoda sugeruje, że przy tak znaczących

odkształceniach styropian nie ulega zniszczeniu.

Badania przeprowadzone pod kierownictwem Ivana Gnipa w Instytucie Izolacji

Termicznych Uniwersytetu Technicznego im. Giedymina w Wilnie 3 wykazały, że nie jest to

optymalne podejście do badania tego typu materiałów, gdyż normowe założenia są spełnione

tylko dla styropianów o niewielkich gęstościach (do 20 kg/m3). Autorzy sugerują, aby dla

styropianów o wyższych gęstościach stosować zależność σcr = 0,6 ∙ σ10 (σcr – naprężenia

graniczne, σ10 – naprężenia przy odkształceniu 10%). Co ciekawe, badania litewskich

naukowców wykazały, że styropian nie ulegał zniszczeniu przy znacznie większych

naprężeniach, jednak wykres σ-ε wskazywał pewnego rodzaju uplastycznienie (znaczny

przyrost odkształceń przy nieznacznym przyroście obciążeń) po przekroczeniu σcr, dlatego

autorzy badań przyjęli zależność σcr = σA (Wykres 1).

Wykres 4.1. Zależność σ-ε styropianów EPS (Stress – σ naprężenia, Strain – ε odkształcenia)

4.1.2 Model pracy fundamentu posadowionego na warstwie styropianu EPS

W celu zamodelowania posadowienia będącego przedmiotem niniejszej pracy

posłużono się modelem Winklera – wykorzystującym współczynnik sprężystości podłoża

K [kN/m3].

Strona 10 z 93

Podłoże winklerowskie jest najczęściej stosowanym przez programy komputerowe

modelem gruntowym, mimo tego że w większości przypadków jest odległy od

rzeczywistości. Polega na odwzorowaniu gruntu zestawem niezależnych sprężynek o

charakterystyce liniowej. Dużą zaletą tego odwzorowania pracy gruntu jest to, że daje wyniki

już przy pierwszym rozwiązaniu modelu 12

.

Jak widać na wykresie 1 do momentu osiągnięcia naprężeń σA (gdzie σA = σcr ) płyty

styropianowe wykazują niemal liniową zależność σ-ε, tak więc sprężysta struktura EPS’u,

związana z dużą zawartością gazów powoduje, że jest to materiał bardzo bliski założeniom

Winklera.

4.1.3 Współczynnik sprężystości podłoża K

Na potrzeby modelu płyty fundamentowej w programie ARSA policzono

współczynnik sprężystości podłoża K według poniższego algorytmu:

σ10 – naprężenia ściskające przy odkształceniu 10%

K – współczynnik sprężystości podłoża

x – odkształcenia płyty

d – grubość płyty

Grubość płyty (d) dobieramy ze względu na wymagania izolacyjności termicznej w

budynkach energooszczędnych. Na potrzeby niniejszej pracy przyjęto grubość płyty

styropianowej pod płytą fundamentową d=30 cm – jest to standardowa grubość warstwy

izolacji stosowana przy realizacjach budynków w standardach NF15 i Pasywnym.

Strona 11 z 93

Wartość naprężeń σ10 odczytujemy z karty katalogowej producenta styropianu - przyjmuję

wartości σ10.EPS120 = 120 kPa, σ10.EPS150 = 150 kPa, jest to standardowa wartość dla

styropianów EPS Parking i σ10 = 300 kPa dla płyt z polistyrenu ekstrudowanego XPS.

4.2 Termoizolacja jako szalunek tracony

Rosnące zainteresowanie budownictwem niemal zero-energetycznym w Europie

zaowocowało wieloma realizacjami wykorzystującymi omawiane rozwiązania na terenie

naszego kraju. Wartym podkreślenia jest fakt, iż Polska firma – izodom2000, jako pierwsza

na świecie opracowała rewolucyjną technologię budowy domów energooszczędnych w

całości opartą na technologii szalunków traconych będących izolacją termiczną. Niniejsza

praca nie skupia się na rozwiązaniach proponowanych przez tegoż producenta, jednak w

związku z ofertą elementów dedykowanych do energooszczędnych płyt fundamentowych,

producent stworzył poradnik projektanta4, który stanowi niezwykle ciekawe źródło wiedzy.

Według autorów ww. publikacji, wykorzystując rozwiązanie systemowe firmy

izodom2000 (parametry materiału izolacyjnego: naprężenia ściskające przy odkształceniu

10% σ10 = 300 kPa), można pominąć obliczenia konstrukcyjne płyty fundamentowej

wykonanej w tej technologii dla budynków mieszkalnych o wysokości do dwóch

kondygnacji, nawet przy zastosowaniu płyt niezbrojonych.

W związku ze stosunkowo wysoką ceną omawianego produktu wielu wykonawców

decyduje się na stosowanie typowych materiałów izolacyjnych, które posiadają zbliżone

parametry wytrzymałościowe. Popularnym rozwiązaniem jest wzmocnienie szalunku w

okolicach ścian nośnych, słupów, czy oparć biegów schodowych, styropianem XPS

(polistyren ekstrudowany, popularnie zwany styrodurem) o wytrzymałości znacznie wyższej

niż w przypadku klasycznego EPSu (Rozdział 4.1.3).

Strona 12 z 93

Zdjęcie 1. Prace budowlane przy wykonywaniu szalunku traconego EPS 5

5 Analiza MES

5.1 Przedmiot analizy

Na podstawie projektów przekazanych przez firmę i-domy pasywne przeprowadzono

analizę dla trzech budynków - poniżej krótki opis techniczny poszczególnych obiektów:

„Śródziemnomorska”

adres: Łódź ul. Śródziemnomorska

liczba kondygnacji: 1 (+ antresola użytkowa nad kuchnią i kotłownią)

rok budowy: 2014-2015

konstrukcja: murowana, tradycyjna

Budynek zlokalizowany w Łodzi przy ulicy Śródziemnomorskiej zaprojektowany do

spełnienia standardów Passivhaus Institut oraz NF 15. Budynek posadowiony jest na

płycie fundamentowej na warstwie izolacji termicznej z instalacją grzewczą pogrążoną w

warstwie konstrukcyjnej. Ściany nośne wykonane są z cegły silikatowej drążonej. Z

uwagi na duże rozpiętości stropów zastosowano stropy gęstożebrowe na belkach

sprężonych. Dach częściowo płaski, częściowo o niewielkim spadku pokryty warstwą

membrany PCV.

.

„Michałów”

adres: Michałów-Reginów, ul. Spacerowa

liczba kondygnacji: 1

rok budowy: 2015-trwa


Strona 13 z 93

Budynek parterowy zlokalizowany w Michałowie-Reginowie przy ulicy Spacerowej

zaprojektowany jako energooszczędny. Budynek posadowiony jest na płycie

fundamentowej na warstwie izolacji termicznej z instalacją grzewczą pogrążoną w

warstwie konstrukcyjnej. Ściany nośne wykonane są z cegły silikatowej drążonej. Dach

wielospadzisty zbudowany na więźbie drewnianej pokryty jest dachówką ceramiczną.

„Kutnowska”

adres: Łódź, ul. Kutnowska

liczba kondygnacji: 2

rok budowy: trwa


Budynek dwukondygnacyjny zlokalizowany w Łodzi przy ulicy Kutnowskiej

zaprojektowany jako energooszczędny. Budynek posadowiony jest na płycie

fundamentowej na warstwie izolacji termicznej z instalacją grzewczą pogrążoną w

warstwie konstrukcyjnej. Ściany nośne wykonane są z cegły silikatowej drążonej. Dach

wielospadzisty zbudowany na więźbie drewnianej pokryty jest dachówką ceramiczną.

W celu uzyskania możliwie dokładnych wyników symulacji, autor niniejszej pracy

zdecydował się na zamodelowanie wszystkich trzech budynków w całości w programie

ARSA z uwzględnieniem następujących założeń:

Element

budynku ARSA Komentarz

Więźba

dachowa

Elementy

prętowe

Krokwie, płatwie słupki zamodelowano jako elementy prętowe,

płatwie i słupki wyłączono z rozkładu kopertowego,

Pokrycie

dachowe

Elementy

okładzinowe

Obciążenia elementów okładzinowych opisano w rozdziale

Obciążenia

Stropy i

stropodachy

Elementy

okładzinowe

Elementy okładzinowe zostały obciążone zgodnie z

wytycznymi producenta stropów systemowych

(Teriva/Granord) – szczegóły w rozdziale 5.2.3.

Ściany

wew./zew. Ściana

W celu zamodelowania ścian z elementów silikatowych

stworzono materiał o nazwie „SILKA” o następujących

parametrach:

-moduł Younga E -15000 [MPa]

-współczynnik Poissona - 0,2

Strona 14 z 93

-ciężar objętościowy -16 [kN/m3]

Płyta

fundamentowa Panel

Płyty fundamentowe zostały zamodelowane zgodnie z

projektami (grubość). Dla każdego budynku wykorzystano dwa

rodzaje paneli:

-XPS

-EPS

które odpowiadają materiałom wykorzystanym do izolacji

danych stref fundamentu.

Tabela 5.1.1. Elementy modelu MES

5.2 Obciążenia stałe

Wszystkie obciążenia wyliczano przy założeniu przyśpieszenia grawitacyjnego g=9,81 m/s2.

5.2.1 Więźba dachowa

Więźba dachowa zamodelowana została zgodnie z projektami przekazanymi przez

firmę i-domy pasywne, a pochodzące od niej obciążenia stałe zostały w obliczeniach

uwzględnione z wykorzystaniem wbudowanej opcji programu ARSA – „ciężar własny”.

5.2.2 Obciążenia pokrycia dachowego

Dachówka ceramiczna:

Według danych producenta obciążenia wynoszą G=50 [kg/m2]

Gdachówka = 50 ∙ 9,81 / 1000 = 0,5 [kN/m2]

Membrana PCV o gr. 1,8 mm:

Materiał Grubość [m] Ciężar objętościowy [kg/m3]

PCV 0,0018 1500

GPCV = 0,0018 ∙ 1500 ∙ 9,81 / 1000 = 0,03 [kN/ m2]

Łaty kontrłaty, przyjęto:

Głaty/kontrłaty = 0,04 [kN/m2]

Wiatroizolacja, przyjęto:

Głaty/kontrłaty = 0,02 [kN/m2]

Strona 15 z 93

Obciążenia od warstw pokrycia dachowego – dachówka ceramiczna:

Obciążenia Wartość

[kN/m2]

Dachówka ceramiczna 0,49

Łaty, kontrłaty 0,04

Wiatroizolacja 0,02

SUMA 0,6

Obciążenia od warstw pokrycia dachowego – membrana PCV:

Obciążenia Wartość

[kN/m2]

PCV 0,03

Wiatroizolacja 0,02

SUMA 0,05

5.2.3 Stropy i stropodachy

Wszystkie stropy i stropodachy zamodelowano z wykorzystaniem elementów

okładzinowych, które obciążono zgodnie z danymi podanymi przez producenta.

Strop Teriva 4,0/1

Na podstawie danych producenta – firmy Stropex6 przyjęto:

GTeriva 4,0/1 = 2,68 [kN/m2]

Strop GRANORD

Na podstawie danych producenta – firmy GRANORD7 przyjęto parametry dla

technologii 25+5 cm, przy założeniu montażu 1/5 – podwójny i 4/5 pojedynczy:

GGRANORD = 1/5 ∙ 4,63 + 4/5 ∙ 4,21 = 4,55 [kN/m2]

Strona 16 z 93

5.2.4 Ściany zewnętrzne i wewnętrzne

Zgodnie z poradnikiem projektanta wydanym przez firmę Izodom 2000 płytę

fundamentową należy wymiarować przy założeniu, że ściany nośne pełnią rolę przegubowych

podpór liniowych 4.

Ponieważ połączenia ściany z płytą/wieńcem nie w pełni spełniają założenia podpory

liniowej dodano liniowe zwolnienia przemieszczeń z założeniem braku wzajemności

przemieszczeń pionowych między płytą i ścianą i brakiem wzajemności obrotów:

- przemieszczeń pionowych (Uz),

- obrotu wokół osi zwolnienia (Rx).

Wykończenie ścian wewnętrznych uwzględniono w następujący sposób:

Materiał Grubość [m]

Ciężar

objętościowy

[kg/m3]

G [kN/m2]

tynk 0,015 1800 0,26

tynk 0,015 1800 0,26

RAZEM [kN/m2]

0,53

Wykończenie ścian zewnętrznych uwzględniono w następujący sposób:

Materiał Grubość [m]

Ciężar

objętościowy

[kg/m3]

G [kN/m2]

tynk 0,015 1800 0,26

styropian 0,36 30 0,11

tynk 0,015 1800 0,26

RAZEM [kN/m2] 0,64

Ciężar własny został uwzględniony za pomocą wbudowanej opcji programu ARSA.

Strona 17 z 93

5.2.5 Okna

Pierwszym standardem obiektów niemal zero-energetycznych jest standard stworzony

przez grupę naukowców z Niemiec i Szwecji skupionych wokół Uniwersytetu Technicznego

w Darmstadt. Warunki klimatyczne w Niemczech pozwalały na projektowanie budynków,

które wykorzystywały zyski cieplne - bytowe oraz od nasłonecznienia, na tyle sprawnie, że

nie wymagały dodatkowych źródeł ciepła (kotłów, piecy, itp.), jednocześnie zapewniając

najwyższe standardy komfortu cieplnego. Taka „pasywna” postawa wobec warunków

zewnętrznych zaowocowała nazwą – budynków pasywnych. W tego typu realizacjach

gospodarowanie energią słoneczną wymaga bardzo dużych przeszkleń skupionych przede

wszystkim na fasadzie południowej co stwarza bardzo ciekawe problemy już na etapie

koncepcji architektonicznej.

Przy analizie posadowień jest to o tyle istotne, że punkty oparcia glifów przenoszą

znacznie większe obciążenia niż przekroje pod samymi oknami.

W celu odwzorowania okien, w elementach ścian stworzono otwory rozmieszczone

zgodnie z projektami, a okna zamodelowano jako nieważkie okładziny obciążone pionowo:

Gokna = 0,5 [kN/ m2]

Jest to wartość odpowiadająca górnym zakresom ciężarów tego typu elementów (ok.

50 kg./m2) jednak energooszczędne okna o bardzo niskich współczynnikach przenikania

ciepła U zazwyczaj wyposażone są w bardzo ciężkie pakiety trzyszybowe, stąd stosownie tak

dużych obciążeń jest uzasadnione.

Uwzględniono jedynie okna oparte na płycie fundamentowej.

Strona 18 z 93

5.2.6 Płyta fundamentowa

Fundament zamodelowany został jako „panel” z betonu C30/37 o grubości zgodnej z

projektem, posadowiony na podłożu sprężystym o współczynniku sprężystości gruntu Kz

(Rozdział 2.1). Ciężar własny został uwzględniony za pomocą wbudowanej opcji programu

ARSA.

Parametry paneli dobrano w następujący sposób:

Parametry sprężystości podłoża dla paneli EPS120

Parametry sprężystości podłoża dla paneli XPS

Strona 19 z 93

5.2.7 Dyskusja – otulenie zbrojenia w płytach fundamentowych wykonanych w

technologii ciepłych szalunków traconych

Do zagadnienia otulenia zbrojenia dolnego płyty fundamentowej opartej na warstwie

izolacji termicznej można podejść na trzy sposoby 8:

1. Dla klas ekspozycji XC2 i XC3 i elementów mających kształt płyty przy doborze

minimalnego otulenia cmin.dur klasę konstrukcji można zmniejszyć o 1 (z S4 do

S3), wówczas cmin.dur=20 mm.

2. Jeżeli beton układa się na wcześniej przygotowanym podłożu to nominalne

otulenie cmin.dur powinno wynosić co najmniej cmin.dur=40 mm.

3. Jeżeli beton układany jest na podłożu gruntowym nominalne otulenie cmin.dur

powinno wynosić co najmniej cmin.dur=75 mm.

Podejście trzecie zdaje się być niezasadne w przypadku podłoża sprężystego w postaci

styropianu, które nie wprowadza zagrożenia mieszania się podłoża z układanym betonem.

Podejście pierwsze jest najmniej zachowawcze i przy braku konieczności

optymalizacji zbrojenia w płycie jego stosowanie nie jest konieczne.

Zdaniem autora, w sytuacji gdy płyta fundamentowa leży na warstwie sprężystej

izolacji termicznej najrozsądniejszym podejściem jest podejście 2 – zakładające, że warstwa

szalunku nie jest tak równa jak w przypadku klasycznego szalunku, ale nie stwarza ryzyka

mieszania się kulek styropianu z rozkładaną mieszanką, jednocześnie zachowując bezpieczną

wartość otuliny minimalnej.

Strona 20 z 93

Typ zbrojenia płyty dobrano dla następujących parametrów:

Strona 21 z 93

W ramach niniejszej pracy przeprowadzono analizę dla kilku wariantów

posadowienia:

Wariant 1 – płyta na warstwie EPS

Wariant 2 – płyta na warstwie EPS, obwodowo

warstwa XPS

Wariant 3 – płyta na warstwie XPS

5.3 Obciążenia użytkowe

Obciążenia użytkowe przyjęto zgodnie z PN-EN 1991-1-1:2002 Oddziaływania ogólne

– ciężar objętościowy, ciężar własny, obciążenia użytkowe 9:

- Kategoria budynku: A – budynki mieszkalne

- Obciążenia użytkowe: stropy - qk = 2,0 kN/m2

schody - qk = 2,0 kN/m2

Obciążenia śniegiem uwzględniono zgodnie z PN-EN 1991-1-3:2005 Oddziaływania

na konstrukcje – oddziaływania ogólne – obciążenie śniegiem 10

w następujący sposób (na

przykładzie projektu Śródziemnomorska, gdzie dach opada pod dwoma różnymi kątami):

Strona 22 z 93

Kąt pochylenia

dachu α 5 13

współczynnik

kształtu dachu μ 1,47 1,25

obciążenie gruntu

śniegiem sk [kN/m2] 0,90 0,90

współczynnik

termiczny ct 1,00 1,00

współczynnik

ekspozycji ce 1,00 1,00

s [kN/m2] 1,32 1,13

Obciążenia wiatrem nie uwzględniono. Założono, że ściany nośne je przeniosą, a ich

wpływ na posadowienie będzie niewielki.

5.4 Kombinacje obciążeń

5.4.1 Wymiarowanie płyt fundamentowych

W celu zwymiarowania płyt fundamentowych zastosowano kombinacje obciążeń 11

:

- kombinacja 6.10:

przy czym:

- dla oddziaływań niekorzystnych:

- dla oddziaływań korzystnych:

5.4.2 Sprawdzanie nośności podłoża

Analizowane posadowienie jest specyficzne, ponieważ jako podłoże nośne należy

rozumieć zarówno grunt pod warstwą chudego betonu jak i warstwę podłoża sprężystego

(izolacji termicznej) bezpośrednio pod płytą fundamentową.

Dla rozpatrzenia stanu granicznego zniszczenia albo nadmiernego odkształcenia podłoża

wymaga się sprawdzenie warunku 12

:

Strona 23 z 93

gdzie: Ed – wartość obliczeniowa efektu oddziaływań (obciążeń)

Rd – wartość obliczeniowa oporu przeciw oddziaływaniu

W celu określenia obliczeniowych efektów oddziaływań Ed stosuje się współczynniki

częściowe. Obecnie funkcjonują trzy sposoby zastosowania ww. współczynników:

- podejście projektowe 1



Współczynniki częściowe podzielono na:

A – dotyczące oddziaływań lub efektów oddziaływań

B – dotyczące parametrów gruntowych

R – dotyczące oporów, lub nośności

przy czym:

Zestaw

Obciążenie

stałe γG zmienne γQ

korzystne niekorzystne korzystne niekorzystne

A1 1,35 1,00 1,50 0,00

A2 1,00 1,00 1,30 0,00

Tabela 3.1 Współczynniki częściowe stosowane do oddziaływań, lub efektów oddziaływań 4

Zestaw

Tangens kąta

tarcia

wewnętrznego

Spójność

efektywna

Wytrzymałość

na ścinanie

bez odpływu

Wytrzymałość

na ściskanie

jednoosiowe

Ciężar

objętościowy

γφ’ γc’ γcu γqu γγ

M1 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

M2 1,25 1,25 1,40 1,40 1,00

Tabela 3.2 Współczynniki częściowe stosowane do wymienionych parametrów geotechnicznych 4

Zestaw Dotyczące nośności podłoża Dotyczące oporu na przesunięcie

γR;v γR;h

R1 1,00 1,00

R2 1,40 1,10

R3 1,00 1,00

Tabela 3.3 Współczynniki częściowe stosowane do określenia oporu nośności 4

Podejście projektowe 1

Strona 24 z 93

Kombinacja 1: A1 „+” M1 „+” R1

Kombinacja 2: A2 „+” M2 „+” R1


Kombinacja : A1 „+” M1 „+” R2


Kombinacja : (A1 lub A2)* „+” M1 „+” R2

* A1 do oddziaływań konstrukcji, A2 do oddziaływań geotechnicznych

Komitet Techniczny 254 ds. geotechniki zarekomendował stosowanie w Polsce

podejścia 2 (z wyjątkiem sprawdzania stateczności ogólnej, gdzie zarekomendowano

podejście 3). Norma w jednoznaczny sposób nie odnosi do stosowania współczynników

jednoczesności , dlatego w niniejszej pracy dla kombinacji wg. podejścia drugiego nie są

one stosowane.

Ponieważ powszechną praktyką przy realizacjach obiektów posadowionych na płycie

fundamentowej jest wymiana i zagęszczenie gruntu na głębokości 25-35 cm pod płytą na

pospółki o odpowiednim zakresie uziarnienia, autor niniejszej pracy nie analizuje nośności

warstw gruntu pod płytą z betonu chudego, a jedynie warstwę podłoża sprężystego.

5.5 Stan Graniczny Użytkowalności

W celu sprawdzenia SGU wykorzystano kombinację quasi-stałą:

5.6 Model numeryczny

W celu przeprowadzenia obliczeń model podzielono na elementy skończone. Z uwagi na

to, że niniejsza praca skupia się na posadowieniu, zagęszczenie siatkowania w panelach płyty

fundamentowej jest dużo większe niż w pozostałych elementach, których głównym celem jest

odwzorowanie i przekazanie obciążeń.

Strona 25 z 93

5.6.1 Siatkowanie paneli płyty fundamentowej

Aby model MES jak najwierniej odwzorował przedmiot badań zagęszczenie siatkowania

i wymiary elementów konstrukcji dopasowano do siebie – panelom pod ścianami nośnymi

nadano szerokość 48 cm (w rzeczywistości stosuje się płyty o szerokości 50 cm) aby

siatkowanie elementami o rozmiarze 12 cm wypełniało poszczególne elementy, jednocześnie

korelując z grubością ścian nośnych – 24 cm. Jest to szczególnie ważne w przypadku modelu

z obwodowym wykorzystaniem płyt XPS gdzie dla błędnie dobranej siatki pojawiał się

znaczny wzrost naprężeń na styku paneli XPS i EPS.

Poniżej zamieszczono opcje zaawansowane siatkowania wykorzystanego w panelach

płyty fundamentowej:

Strona 26 z 93

5.6.2 Siatkowanie elementów przekazujących obciążenia na płytę fundamentową

Ponieważ elementy ścian, prętów, belek i okładzin zostały zamodelowane po to by jak

najwierniej zasymulować przekazywanie obciążeń na płytę fundamentową, podzielono je na

elementy skończone o większych rozmiarach.

Poniżej zamieszczono opcje zaawansowane siatkowania wykorzystanego we wszystkich

elementach konstrukcyjnych powyżej płyty fundamentowej.

5.7 Dyskusja - nośność warstw szalunku traconego

5.7.1 Styropian EPS

Zgodnie z omówionymi w rozdziale „Parametry wytrzymałościowe materiałów

termoizolacyjnych” badaniami przeprowadzonymi pod kierownictwem Ivana Gnipa3

styropiany EPS dostępne na rynku nie osiągają parametrów gwarantujących pracę sprężystą

aż do granicy odkształceń 10% i dlatego autorzy badań sugerują stosowanie zależności

Strona 27 z 93

σcr = 0,6 ∙ σ10 (σcr – naprężenia graniczne, σ10 – naprężenia przy odkształcenu 10%). Tak

rygorystyczne współczynniki bezpieczeństwa znacznie ograniczają możliwości posadawiania

budynków na warstwie styropianów EPS. Dodatkowo zgodnie z Podejściem obliczeniowym 2

do wartości obliczeniowej nośności podłoża należy stosować współczynnik częściowy γR =

1,4 (tabela 3.3), wówczas:

5.7.2 Styropian XPS

Na rynku materiałów izolacyjnych powszechnym zjawiskiem jest, niezgodne z

wymogami normowymi, skracanie procesu technologicznego o proces sezonowania

styropianu EPS, co może mieć negatywny wpływ na jego parametry wytrzymałościowe.

Mimo iż autorzy wyżej przytoczonych badań (które nie obejmowały XPS-u) załączyli listę

producentów, których wyroby były wykorzystane, to nie opisali, czy badane próbki

odpowiadały dostępnym na rynku, czy były przygotowane w sposób szczególnie staranny.

Styropian XPS stosowany jest zdecydowanie rzadziej i jego produkcja nie jest tak masowa,

dlatego zdaniem autora stosowanie zależności σcr = 0,6 ∙ σ10 nie jest konieczne i na potrzeby

niniejszej pracy przyjęto, że σcr = σ10, wówczas:

5.8 Obliczeniowa nośność na zginanie płyty żelbetowej

Przy analizowanym sposobie posadawiania budynków stosowane są trzy podstawowe

rodzaje płyt fundamentowych:

- płyty niezbrojone

- płyty ze zbrojeniem rozproszonym

- płyty zbrojone

Strona 28 z 93

Ponieważ we wszystkich analizowanych projektach w warstwie konstrukcyjnej

pogrążona jest instalacja ogrzewania rozpatrywane są jedynie płyty zbrojone, gdyż ta

technologia pomaga optymalizować rozlokowanie pętli grzewczych.

W celu sprawdzenia jakie zbrojenie byłoby wymagane ze względu na nośność

policzono nośność pasma płytowego według podanego poniżej algorytmu:

Strona 29 z 93

;

Według powyższego algorytmu obliczono nośność pasma płytowego dla prętów #10 i

#12 dla podanych poniżej rozstawów:

średnica pręta [mm] #10 Amin [cm2]

rozstaw [cm] 5 10 15 20 25

pole zbrojenia [cm2/m

2] 15,71 7,85 5,24 3,93 poniżej

zbrojenia

minimalnego

3,69 xeff [cm] 3,19 1,59 1,06 0,80

MRd [kNm/m] 126,9 65,2 43,8 33,0

Tabela 4.8.1 Nośność na zginanie pasma płytowego przy zbrojeniu #10

średnica pręta [mm] #12 A min

[cm2]

rozstaw [cm] 3 5 10 15 20 25

pole zbrojenia [cm2/m

2] 37,70 22,62 11,31 7,54 5,65 4,52

3,68 xeff [cm] 7,65 4,59 2,29 1,53 1,15 0,92

MRd [kNm/m] 277,2 176,0 91,6 61,9 46,7 37,5

Tabela 4.8.1 Nośność na zginanie pasma płytowego przy zbrojeniu #12

5.9 Warunki SGU

W rozdziale „14.2.2.6. Graniczne wartości przemieszczeń fundamentów” książki pt.

Konstrukcje żelbetowe według Eurokodu 2 i norm związanych część 3 wydanie V

Włodzimierza Starosolskiego, czytamy:

„W projekcie posadowienia należy ustalić wartości graniczne przemieszczeń fundamentu,

przy czym nierównomierne przemieszczenia fundamentów wywołujące odkształcenia

posadawianej konstrukcji należy ograniczy tak, aby w konstrukcji nie wystąpił stan

graniczny” 12

.

Z punktu widzenia szalunku traconego ograniczenie przemieszczeń polega na

niedopuszczeniu do zniszczenia wykorzystanej izolacji. Ponieważ według deklaracji

Strona 30 z 93

producentów parametry wytrzymałościowe są mierzone przy odkształceniu 10% do obliczeń

przyjęto, że odkształcenia izolacji nie powinny przekroczyć tej wartości.

Przy projektowaniu płyt przyjmuje się warunek SGU:

u – przemieszczenie pionowe

L – mniejszy wymiar płyty

W ramach niniejszej pracy sprawdzono obywa warunki.

6 Wyniki dla projektu Śródziemnomorska

Obliczenia przeprowadzono dla kilku wariantów rozwiązań konstrukcyjnych (Rozdział

3.1.6), jak również kilku wariantów modelowania posadowienia w programie ARSA:

- Model 1: elementy konstrukcyjne odwzorowane są przez płaszczyzny środkowe

płyty fundamentowej ograniczone osiami konstrukcyjnymi ścian nośnych

Rysunek 6.1 Model 1

- Model 2: płyta fundamentowa zamodelowana z uwzględnieniem wspornika na

połączeniu ściana-płyta

Strona 31 z 93

Rysunek 6.2 Model 2

Z uwagi na różnorodność projektów wszystkie detale omówiono na podstawie obiektu

„Śródziemnomorska”. Poniżej zamieszczono przykładowe wykresy momentów zginających

XX, YY z redukcją pod ścianami nośnymi i słupami, odporu gruntu w płycie fundamentowej

oraz przemieszczeń po weryfikacji z aktualizacją sztywności.

Wszystkie poniżej zaprezentowane wykresy momentów zginających zostały

sporządzone z uwzględnieniem redukcji sił pod ścianami.

Rysunek 6.3 Widok modelu MES - Śródziemnomorska

Z uwagi na duże obciążenia w wariancie EPS zastosowano styropian EPS 150. Dla

wariantu EPS+XPS zastosowano styropian EPS 120.

Strona 32 z 93

6.1 Płyta EPS – Model 1

Wykres 6.1.1 Momenty zginające Mxx – Płyta EPS Model

1

Wykres 6.1.2. Momenty zginające Myy – Płyta EPS

Model 1

Wykres 6.1.3. Przykładowy wykres momentów Mxx– Płyta EPS Model 1

Wykres 6.1.4. Przemieszczenia dla kombinacji quasi-stałej

– Płyta EPS Model 1

Strona 33 z 93

Wykres 6.1.5. Odpór gruntu – Płyta EPS Model 1

Wykres 6.1.6. Przykładowy wykres odporu gruntu – Płyta EPS Model 1

Strona 34 z 93

6.2 Płyta EPS – Model 2

Wykres 6.2.1 Momenty zginające Mxx – Płyta EPS

Model 2


Model 2



Strona 35 z 93


Wykres 6.2.5. Odpór gruntu – Płyta EPS Model 2

Wykres 6.2.6. Przykładowy wykres odporu gruntu – Płyta EPS Model 2

Strona 36 z 93

6.3 Płyta EPS+XPS – Model 1

Wykres 6.3.1 Momenty zginające Mxx

– Płyta EPS+XPS Model 1

Wykres 6.3.2. Momenty zginające Myy


Wykres 6.3.3. Przykładowy wykres momentów Mxx – Płyta EPS+XPS Model 1



Strona 37 z 93

Ponieważ w przypadku stosowania styropianu XPS obwodowo pod ścianami

konstrukcyjnymi należy osobno rozpatrywać nośność warstw EPS i XPS, wyniki zostały

przedstawione na dwóch wykresach:

Wykres 6.3.5. Odpór gruntu – strefa pod ścianami – płyta XPS Model 1

Wykres 6.3.6. Odpór gruntu – strefa między ścianami – płyta EPS Model 1

Wykres 6.3.7. Przykładowy wykres odporu gruntu – Płyta EPS+XPS Model 1

Strona 38 z 93

6.4 Płyta EPS+XPS – Model 2








Strona 39 z 93

Ponieważ w przypadku stosowania styropianu XPS obwodowo pod ścianami

konstrukcyjnymi należy osobno ropatrywać nośność warstwy EPS i XPS to wyniki zostały

przedstawione na dwóch wykresach:

Wykres 6.4.5. Odpór gruntu – strefa pod ścianami – płyta XPS Model 2

Wykres 6.4.6. Odpór gruntu – strefa między ścianami – płyta EPS Model 2

Wykres 6.4.7. Przykładowy wykres odporu gruntu – Płyta EPS+XPS Model 2

Strona 40 z 93

6.5 Płyta XPS – Model 1


– Płyta XPS Model 1



Wykres 6.5.3. Przykładowy wykres momentów Mxx - obwiednia górna




Strona 41 z 93

Wykres 6.5.5. Odpór gruntu – Płyta XPS Model 1

Wykres 6.5.7. Przykładowy wykres odporu gruntu – Płyta XPS Model 1

Strona 42 z 93

6.6 Płyta XPS – Model 2

Wykres 6.6.1 Momenty zginające Mxx – Płyta XPS

Wykres 6.6.2. Momenty zginające Myy – Płyta XPS

Wykres 6.6.3. Przykładowy wykres momentów Mxx – Płyta XPS


– Płyta XPS

Strona 43 z 93

Wykres 6.6.5. Odpór gruntu – Płyta XPS

Wykres 6.6.7. Przykładowy wykres odporu gruntu – Płyta XPS

Strona 44 z 93

6.7 Podsumowanie wyników analizy dla projektu „Śródziemnomorska”

Poniżej podsumowano wyniki momentów zginających Mxx i Myy oraz odporu gruntu

Kz dla wszystkich wariantów modelowania. Ponieważ zgodnie z publikacją „Płyty

fundamentowe w systemie „Izodom 2000 Polska” – poradnik dla projektantów” 4 przekroje

pod murowanymi ścianami konstrukcyjnymi należy niezależnie od wartości momentów

zginających wzmocnić wieńcem o zbrojeniu 4 ϕ10 mm ze strzemionami ϕ10 co 200 mm przy

opracowaniu wyników podano wartości maksymalne i minimalne momentów zginających

osobno dla stref pod (w obrysie o szerokości 48 cm – dla Modelu 2 i 36 cm dla Modelu 1) i

między ścianami nośnymi. W tabeli na szaro zaznaczono wartości maksymalne, co do

wartości bezwzględnej, poszczególnych sił w danych wariantach modelu.

Wariant max. Mxx

[kNm/m]

min. Mxx

[kNm/m]

max. Myy

[kNm/m]

min. Myy

[kNm/m]

Kz odpór

gruntu

[kN/m2]

EPS150 - Model 1

strefa pod ścianami 52,15 -109,07 28,57 -32,59 54,94

strefa między ścianami 53,85 -65,14 30,63 -21,98 53,91

EPS150 - Model 2



EPS120+XPS - Model 1






XPS - Model 1



XPS - Model 2



Tabela 6.1 Podsumowanie wyników analizy dla projektu „Śródziemnomorska”

Strona 45 z 93

Dane z tabeli przedstawiono w formie wykresów:

Wykres 6.1. Maksymalne momenty Mxx

Wykres 6.2. Minimalne momenty Mxx

Wykres 6.3. Maksymalne momenty Myy

Wykres 6.4. Minimalne momenty Mxx

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

max. Mxx [kNm/m]

Mxx pod ścianami

Mxx między ścianami

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

EPS

- M

od

el 1

EPS

- M

od

el 2

EPS+

XP

S -

Mo

del

1

EPS+

XP

S -

Mo

del

2

XP

S -

Mo

del

1

XP

S -

Mo

del

2

min. Mxx [kNm/m]

Mxx pod ścianami


0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

max. Myy [kNm/m]

Mxx pod ścianami


-35,00

-30,00

-25,00

-20,00

-15,00

-10,00

-5,00

0,00

EPS

- M

od

el 1

EPS

- M

od

el 2

EPS+

XP

S -

Mo

del

1

EPS+

XP

S -

Mo

del

2

XP

S -

Mo

del

1

XP

S -

Mo

del

2

min. Myy [kNm/m]

Mxx pod ścianami


Strona 46 z 93

Wykres 6.5. Odpór gruntu Kz

Uzyskane wyniki potwierdzają fakt, iż wzmacnianie płyty obwodowo styropianem

XPS jest pomysłem uzasadnionym nie tylko ekonomicznie, ale również konstrukcyjnie. Jest

to rozwiązanie zmniejszające momenty zginające zarówno w strefach pod ścianami

konstrukcyjnymi jak i w strefach między nimi, dając wprawdzie znacznie większe odpory

gruntu pod ścianami nośnymi, ale obniżające reakcje gruntu w mniej nośnych warstwach EPS

między ścianami.

6.7.1 Nośność warstw izolacji

Dla poszczególnych wariantów posadowienia wybrano wartości maksymalne odporu

gruntu dla każdego wariantu i porównano je z nośnością graniczną warstw EPS i XPS:

Odpór Kz

[kN/m2]

Nośność

[kN/m2] wykorzystanie

EPS150 - Model 1

EPS150 54,9 64,3 0,85

EPS150 - Model 2

EPS150 52,3 64,3 0,81


XPS 97,3 214,3 0,45

EPS120 38,4 51,4 0,75


XPS 88,5 214,3 0,41

EPS120 34,8 51,4 0,68

XPS - Model 1

XPS 62,6 214,3 0,29

XPS - Model 2

0

20

40

60

80

100

120

EPS

- M

od

el 1

EPS

- M

od

el 2

EPS+

XP

S -

Mo

del

1

EPS+

XP

S -

Mo

del

2

XP

S -

Mo

del

1

XP

S -

Mo

del

2

Odpór gruntu Kz [kN/m2]

Kz pod ścianami

Kz między ścianami

Strona 47 z 93

XPS 58,7 214,3 0,27

Tabela 6.1.1.1 Sprawdzenie SGN warstwy izolacji termicznej

Wyniki odporu gruntu potwierdzają, że stosowanie styropianu EPS jest rozwiązaniem

wystarczającym z punktu widzenia nośności.

Jak wynika z powyższej tabeli, obwodowe stosowanie styropianu XPS zapewnia

wystarczającą nośność w zakresie sprężystej pracy zarówno warstwy EPS jak

i XPS.

Stosowanie styropianu XPS pod całą powierzchnią fundamentu wpływa pozytywnie

nie tylko na pracę płyty (momenty zginające), ale również pozostawia bardzo duży zapas

bezpieczeństwa w nośności warstwy izolacji.

6.7.2 Dyskusja – poprawność modelu numerycznego

W zdecydowanej większości przypadków, zgodnie z oczekiwaniami, większe wyniki

daje Model 1 nie uwzględniający „wsporników” pod ścianami nośnymi. Ponieważ w

pozostałych przypadkach różnice w wynikach są niewielkie autor uznaje, że odwzorowanie

geometrii konstrukcji za pomocą płaszczyzn środkowych ograniczonych osiami ścian

nośnych jest wystarczającym przybliżeniem które stawia konstruktora „po bezpiecznej

stronie”.

6.7.3 Zbrojenie płyty

Na podstawie tabel 4.8.1 i 4.8.2 dobrano zbrojenie dla najmniej korzystnego

przypadku w poszczególnych wariantach:

Wariant max. Mxx

[kNm/m]

min. Mxx

[kNm/m]

max. Myy

[kNm/m]

min. Myy

[kNm/m]

EPS 150

strefa pod ścianami #12/150 #10/50 #10/200 #10/200

strefa między ścianami #12/150 #10/100 #10/200 #10/200

EPS120+XPS



XPS



Tabela 6.1.1.1 Proponowane zbrojenie w rozpatrywanych przypadkach

Strona 48 z 93

Powyższa tabela pokazuje, że dobór zbrojenia nie stanowi problemu i oprócz

dodatkowych wzmocnień typowych dla każdej płyty jak np. wzmacnianie narożników, stref

pod otworami drzwiowymi/okiennymi, wzmacnianie stref oparcia słupów, pilastrów itp. płyty

posadowione na warstwie izolacji termicznej nie stawiają dodatkowych wyzwań. Jest to

szczególnie istotne w przypadku EPS+XPS, gdzie wbrew oczekiwaniom nie zauważono

znaczących skoków momentów zginających na styku warstw EPS i XPS.

Posadowienie na warstwie EPS+XPS i XPS powoduje zmniejszenie momentów

zginających w porównaniu do wariantu EPS co przekłada się na mniejsze zbrojenie w płycie.

6.7.4 Analiza wyników SGU

Poniżej zestawiono warunki SGU omówione w rozdziale 5.9:

Wariant L/250

[cm]

10% d

[cm] u [cm] wykorzystanie

EPS150 - Model 1

4,56 3,00

0,8 0,27

EPS150 - Model 2 0,8 0,27

EPS120+XPS - Model 1 0,7 0,23

EPS120+XPS - Model 2 0,6 0,20

XPS - Model 1 0,5 0,17

XPS - Model 2 0,6 0,20

Tabela 6.2. sprawdzenie SGU (L=11,4 m , d=0,3 m)

Zgodnie z oczekiwaniami nieznacznie większe wykorzystanie daje model 1 nie

uwzględniający wspornika pod ścianą, jednak niezależnie od sposobu modelowania i wariantu

posadowienia przemieszczenia nie zbliżają się do Stanu Granicznego Użytkowalności.

Strona 49 z 93

7 Projekt Michałów

Rysunek 7.1 Widok modelu MES - Michałów

Analizowany budynek jest parterowym budynkiem mieszkalnym ze stropem

gęstożebrowym i więźbą dachową.

Z uwagi na wyniki uzyskane dla projektu „Śródziemnomorska”, stawiając wyniki „po

bezpiecznej stronie”, nie uwzględniano wsporników po ścianami nośnymi – ściany nośne

i płytę fundamentową odwzorowano przez płaszczyzny środkowe.

Dla projektu „Michałów” podobnie jak dla projektu „Śródziemnomorska” porównano

trzy warianty posadowienia EPS, EPS+XPS oraz XPS (z uwagi na stosunkowo niewielkie

obciążenia, w wariantach EPS i EPS+XPS wystarczający był styropian EPS120). Ponieważ

nośność warstwy szalunku traconego nie została przekroczona dla wariantu EPS poniżej

przedstawiono wykresy momentów zginających jedynie dla tego wariantu oraz wykresy

odporu gruntu dla wszystkich wariantów, a pozostałe wyniki zestawiono w tabeli.

Strona 50 z 93

7.1 Momenty zginające na przykładzie wariantu EPS120

Wykres 7.1.1 Momenty zginające Mxx – Płyta EPS


Wykres 7.1.3. Przykładowy wykres momentów Mxx - obwiednia górna – Płyta EPS

Strona 51 z 93

7.2 Wykresy odporu gruntu dla wszystkich trzech wariantów posadowienia

7.2.1 Płyta EPS120

Wykres 7.2.1. Wykres odporu gruntu – Płyta EPS


Strona 52 z 93

7.2.2 Płyta EPS120 + XPS

Wykres 7.3.1. Wykres odporu gruntu – Płyta XPS


Wykres 7.3.3. Przykładowy wykres odporu gruntu – Płyta EPS+XPS

Strona 53 z 93

7.2.3 Płyta XPS


Wykres 7.4.2. Przykładowy wykres momentów Mxx - obwiednia górna – Płyta XPS

Strona 54 z 93

7.3 Podsumowanie projektu Michałów


Kz dla wszystkich wariantów modelowania oddzielnie dla stref pod ścianami nośnymi oraz

stref przęsłowych:

Wariant max. Mxx

[kNm/m]

min. Mxx

[kNm/m]

max. Myy

[kNm/m]

min. Myy

[kNm/m]

Kz odpór

gruntu

[kN/m2]

EPS



EPS + XPS



XPS



Tabela 7.1 Podsumowanie wyników analizy dla projektu „Michałów”


Wykres 7.3.1. Maksymalne momenty Mxx

Wykres 7.3.2. Minimalne momenty Mxx

0

10

20

30

40

50

60

max. Mxx [kNm/m]

Mxx pod ścianami


-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

EPS

EPS+

XP

S

XP

S

min. Mxx [kNm/m]

Mxx pod ścianami


Strona 55 z 93

Wykres 7.3.3. Maksymalne momenty Myy


Wykres 7.3.5. Odpór gruntu Kz

Uzyskane wyniki, również i w tym projekcie pokazują, że stosowanie płyt EPS+XPS,

lub samych XPS, wpływa pozytywnie na pracę płyty fundamentowej zmniejszając momenty

zginające. Wyjątek stanowią momenty Myy rozciągające włókna górne, w przypadku których

usztywnianie podłoża powodowało nieznaczny wzrost.

0

20

40

60

80

100

120

max. Myy [kNm/m]

Myy pod ścianami

Myy między ścianami

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

EPS

EPS+

XP

S

XP

S

min. Myy [kNm/m]

Myy pod ścianami

Myy między ścianami

0

20

40

60

80

100

EPS EPS+XPS XPS

Odpór gruntu Kz [kN/m2]

Kz pod ścianami


Strona 56 z 93



gruntu i porównano je z nośnością graniczną warstw EPS i XPS:

Wariant Odpór Kz [kN/m2] Nośność [kN/m2] wykorzystanie

EPS

EPS120 44,8 51,4 0,87

EPS + XPS

XPS 86,17 214,3 0,40

EPS120 33,9 51,4 0,66

XPS

XPS 53,3 214,3 0,25


Powyższa tabela pokazuje, że nośność warstw izolacji dla wariantu EPS nie została

przekroczona, dlatego każde inne rozwiązanie podnoszące koszty posadowienia nie jest

zasadne.


Na podstawie tabel 4.8.1 i 4.8.2 dobrano zbrojenie dla najmniej korzystnego

przypadku w poszczególnych wariantach:

Wariant max. Mxx

[kNm/m]

min. Mxx

[kNm/m]

max. Myy

[kNm/m]

min. Myy

[kNm/m]

EPS



EPS + XPS



XPS




Powyższa tabela pokazuje, że dobór zbrojenia nie stanowi, żadnego problemu i oprócz


Strona 57 z 93

pod otworami drzwiowymi/okiennymi itp. płyty posadowione na warstwie izolacji termicznej

nie stawiają dodatkowych wyzwań.




Wykres 7.3.3.1. Przemieszczenia – Płyta EPS

Wykres 7.3.6. Przemieszczenia – Płyta EPS+XPS

Wykres 7.3.6. Przemieszczenia – Płyta XPS

W tabeli poniżej sprawdzono dwa warunki SGU omówione w rozdziale 4.9:

Wariant L/250 [cm] 10% d [cm] u [cm] wykorzystanie

EPS

4,70 3,00

0,8 0,27

ESP + XPS 0,6 0,20

XPS 0,4 0,13

Tabela 7.3.3.1. sprawdzenie SGU (L=11,74 m , d=0,3 m)

Zgodnie z oczekiwaniami niezależnie od sposobu modelowania i wariantu posadowienia

przemieszczenia nie zbliżają się do Stanu Granicznego Użytkowalności.

Strona 58 z 93

8 Projekt Kutnowska

Rysunek 8.1 Widok modelu MES - Kutnowska

Analizowany budynek jest piętrowym budynkiem mieszkalnym z dwoma stropami

gęstożebrowymi i więźbą dachową. Jest to projekt szczególny dla pracy, nie tylko z uwagi na

liczbę kondygnacji, ale również z uwagi na największą złożoność geometrii płyty.

Z uwagi na wyniki uzyskane dla projektu „Śródziemnomorska”, stawiając wyniki „po

bezpiecznej stronie”, nie uwzględniano wsporników pod ścianami nośnymi – ściany nośne i

płytę fundamentową odwzorowano przez płaszczyzny środkowe ograniczone osiami ścian

konstrukcyjnych.

Dla projektu „Kutnowska” porównano trzy warianty posadowienia EPS (dla

styropianu EPS120), EPS+XPS (styropian EPS150) oraz XPS. Ponieważ nośność warstwy

szalunku traconego została przekroczona dla wariantu EPS poniżej przedstawiono wykresy

momentów zginających jedynie dla wariantu XPS oraz wykresy odporu gruntu dla wszystkich

wariantów, a pozostałe wyniki zestawiono w tabeli.

Dla modelu EPS+XPS odpór gruntu został przekroczony w warstwie EPS, dlatego

przeanalizowano dwa warianty tego posadowienia:

- EPS+XPS 36 cm - szerokość panela XPS 36 cm – wynika to z założenia

przyjętego dla Modelu 1 (Rozdział 6 Rysunek 6.1)

- EPS+XPS 48 cm - w praktyce zwykle stosuje się panele o szerokości 50 cm

(zamodelowano jako 48 cm z uwagi na grubość ściany i

wielkość elementów skończonych – Rozdział 5.6.1) i w

przypadku stosowania jedynie Modelu 1 wydaje się

Strona 59 z 93

zasadne uwzględnienie całej szerokości panela niezależnie

od tego, że w rzeczywistości jego część będzie znajdowała

się poza obszarem modelu numerycznego.

8.1 Momenty zginające na przykładzie wariantu XPS


– Płyta XPS


– Płyta XPS

Wykres 8.1.3. Przykładowy wykres momentów Myy – Płyta XPS

Strona 60 z 93

8.2 Wykresy odporu gruntu dla wszystkich trzech wariantów posadowienia

8.2.1 Płyta EPS



Strona 61 z 93

8.2.2 Płyta EPS + XPS 36 cm




Strona 62 z 93

8.2.3 Płyta EPS + XPS 48 cm




Strona 63 z 93

8.2.4 Płyta XPS


Wykres 8.4.2. Przykładowy wykres momentów Mxx - obwiednia górna – Płyta XPS

Strona 64 z 93

8.3 Podsumowanie projektu Kutnowska


Kz dla wszystkich wariantów modelowania oddzielnie dla stref pod ścianami

konstrukcyjnymi oraz dla stref przęsłowych:

Wariant max. Mxx

[kNm/m]

min. Mxx

[kNm/m]

max. Myy

[kNm/m]

min. Myy

[kNm/m]

Kz odpór

gruntu

[kN/m2]

EPS



EPS+XPS 36cm



EPS+XPS 48cm



XPS



Tabela 8.1 Podsumowanie wyników analizy dla projektu „Michałów”


Wykres 8.3.1. Maksymalne momenty Mxx

Wykres 8.3.2. Minimalne momenty Mxx

0

20

40

60

80

100

120

max. Mxx [kNm/m]

Mxx pod ścianami


-250

-200

-150

-100

-50

0

EPS

EPS1

50

+XP

S 3

6cm

EPS1

50

+XP

S 4

8cm

XP

S

min. Mxx [kNm/m]

Mxx pod ścianami


Strona 65 z 93



Wykres 8.3.5. Odpór gruntu Kz

Przy większych niż w poprzednich projektach obciążeniach, wyniki momentów

zginających wykazują ciekawą tendencję – osiągają większe wartości, zarówno w strefie pod

ścianami jak i w przęsłach, w wariancie XPS, niż w wariancie EPS+XPS. Zjawisko to

sugeruje, że przy większych obiektach, jak budynki wielorodzinne, czy użyteczności

publicznej, zastosowanie płyt fundamentowych posadowionych wyłącznie na warstwie

styropianu XPS nie powinno być z góry traktowane jako rozwiązanie optymalne.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

max. Myy [kNm/m]

Myy pod ścianami


-250

-200

-150

-100

-50

0

EPS

EPS1

50

+XP

S 3

6cm

EPS1

50

+XP

S 4

8cm

XP

S

min. Myy [kNm/m]

Myy pod ścianami


0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

Odpór gruntu

Kz pod ścianami


Strona 66 z 93



gruntu i porównano je z nośnością graniczną warstw EPS i XPS:

Wariant/warstwa Odpór Kz [kN/m2] Nośność

[kN/m2] wykorzystanie

EPS

EPS120 87,1 51,4 1,69

EPS+XPS 36cm

XPS 154,40 214,3 0,72

EPS150 75,2 64,3 1,17

EPS+XPS 48 cm

XPS 124,97 214,3 0,58

EPS150 59,9 64,3 0,93

XPS

XPS 110,1 214,3 0,51


Przy tak dużych obciążeniach stosowanie jedynie warstwy EPS nie jest możliwe.

Uzyskane dla wariantów EPS+XPS wyniki pokazują, że projektant powinien podjąć

decyzję, czy modelowanie płyty ma się odbyć z uwzględnieniem „wsporników” pod ścianami

oraz czy uwzględniać pełną szerokość pasma XPS, ponieważ oba rozwiązania pozwalają

wygenerować pewne zapasy w nośności warstwy izolacji i uniknąć stosowania droższych

materiałów (styropianu EPS o wyższych wytrzymałościach, lub styropianu XPS). Wyniki

uzyskane dla modelu EPS+XPS 48 cm dowodzą, że nawet dla budynków

dwukondygnacyjnych przy ścianach wykonanych z bardzo ciężkiego materiału - cegły

silikatowej i górnych zakresach obciążeń normowych (obciążenia użytkowe q=2,0 kN/m2)

stosowanie rozwiązania EPS+XPS jest możliwe.

Najmniejsze wykorzystanie pojawia się w wariancie XPS, co pokazuje, że zapas

nośności w rozwiązaniu tego typu jest bardzo duży i można analizować jego przydatność w

budynkach większych jak np. budynki użyteczności publicznej, czy obiekty przemysłowe.

Strona 67 z 93


Na podstawie tabel 4.8.1 i 4.8.2 dobrano zbrojenie:

Wariant max. Mxx

[kNm/m]

min. Mxx

[kNm/m]

max. Myy

[kNm/m]

min. Myy

[kNm/m]

EPS120



EPS150+XPS 36cm



EPS150+XPS 48cm



XPS




Powyższa tabela pokazuje, że dobór zbrojenia nie stanowi, żadnego problemu i oprócz


pod otworami drzwiowymi/okiennymi itp. płyty posadowione na warstwie izolacji termicznej

nie stawiają dodatkowych wyzwań.

Należy zauważyć, że największe momenty zginające pojawiają się w związku ze

złożoną geometrią płyty fundamentowej – w okolicy wykusza. Przekłada się to na większe

zbrojenie w strefie pod ścianami, jednak zbrojenie w przekrojach przęsłowych nie odbiega

znacznie od zaproponowanego w projektach „Śródziemnomorska” i „Michałów”.



Strona 68 z 93


Wykres 8.3.3.1. Przemieszczenia – Płyta EPS

Wykres 8.3.3.2. Przemieszczenia

– Płyta EPS+XPS 36cm

Wykres 8.3.3.3. Przemieszczenia

– Płyta EPS+XPS 48 cm

Wykres 8.3.3.4. Przemieszczenia – Płyta XPS

W tabeli poniżej sprawdzono dwa warunki SGU omówione w rozdziale 4.9:

Wariant L/250 [cm] 10% d [cm] u [cm] wykorzystanie

EPS

4,70 3,00

2,0 0,67

ESP+XPS 36 cm 1,3 0,43

ESP+XPS 48 cm 1,2 0,40

XPS 1,1 0,37

Tabela 8.3.3.1. sprawdzenie SGU (L=11,74 m , d=0,3 m)

Strona 69 z 93

Zgodnie z oczekiwaniami niezależnie od sposobu modelowania i wariantu

posadowienia przemieszczenia nie zbliżają się do Stanu Granicznego Użytkowalności.

9 Wnioski z analizy technicznej

Powyższe wyniki skłaniają do następujących wniosków:

Stosowanie warstw styropianów EPS i XPS jako szalunku traconego jest technicznie

możliwie.

Przy analizie nośności należy zadbać o sprężystą pracę warstwy szalunku traconego.

W tym celu zgodnie z przytoczonymi wyżej badaniami należy stosować zależność

σcr=0,6∙σ10. Autorzy badań podkreślają, że styropiany wytrzymują znacznie większe

naprężenia, ale po przekroczeniu granicy pracy sprężystej pojawia się ryzyko

nierównomiernych odkształceń fundamentu powodujących momenty zginające

drugiego rzędu.

Dla niewielkich obiektów („Śródziemnomorska” i „Michałów”) wystarczające z

punktu widzenia konstrukcji jest zastosowanie warstwy EPS (dla projektu

„Śródziemnomorska” - EPS150, dla projektu „Michałów” – EPS120).

Dla obiektów dwukondygnacyjnych i wyższych („Kutnowska”) zastosowanie

wyłącznie styropianu EPS nie jest możliwe i należy zastosować płytę EPS150

z obwodowym wzmocnieniem XPS pod ścianami konstrukcyjnymi, słupami,

oparciami schodów, lub płytę XPS pod całą powierzchnią fundamentów.

Obwodowe stosowanie styropianu XPS wykazuje pozytywny wpływ na pracę

fundamentu, tym większy im większe są obciążenia (w projekcie „Kutnowska”

momenty zginające były mniejsze dla wariantu EPS+XPS niż XPS).

Przy modelowaniu obciążeń należy zadbać o poprawność modelu numerycznego

poprzez:

uwzględnienie zwolnień liniowych przy połączeniu ściana-płyta,

uwzględnienie otworów okiennych, szczególnie przy dużych

rozpiętościach okien, gdyż oparcie glifów powoduje znaczny lokalny

wzrost momentów zginających,

Uwzględnienie pełnej powierzchni płyty („wsporników” pod ścianami szczytowymi)

pozwala wygenerować dodatkowe oszczędności z uwagi na mniejsze momenty

zginające.

Strona 70 z 93

Przy modelu nie uwzględniającym pełnej powierzchni płyty, uwzględnienie pełnej

szerokości paneli XPS pozwala wygenerować dodatkowe oszczędności z uwagi na

zmniejszenie odporu gruntu na styku paneli EPS i XPS.

Konstrukcja fundamentu powinna być wykonana w taki sposób, aby zabezpieczyć

warstwę izolacji przed korozją związaną przede wszystkim z penetrowaniem gryzoni,

gdyż ich destrukcyjna działalność polegająca na zjadaniu warstwy izolacji i tworzeniu

w niej legowisk mogłaby doprowadzić do katastrofy budowlanej. W tym celu

rekomenduje się stosowanie warstwy chudego betonu pod warstwą izolacji oraz

warstwę kleju z siatką na powierzchni obwodowej izolacji płyty fundamentowej.

40 letnie doświadczenie stosowania styropianów w budownictwie nie nakazuje

ograniczania tego typu rozwiązań z uwagi na starzenie się materiału. Materiał po 40

latach nie wykazywał żadnych niepokojących zmian, ani utraty parametrów

technicznych 1.

„Ciepłe” szalunki tracone wymagają dalszych analiz w zakresie zarówno

konstrukcyjnym - wykorzystania tego typu technologii w budynkach użyteczności

publicznej, wielorodzinnych oraz przemysłowych, jak również w zakresie

materiałowym - doprecyzowania parametrów wytrzymałościowych styropianów EPS i

XPS (precyzyjne określenie zakresu pracy sprężystej).

Strona 71 z 93

10 Analiza ekonomiczna

W celu wykonania analizy ekonomicznej zestawiono materiały i prace budowlane

związane z dwoma wariantami posadowienia budynków – płytą fundamentową na warstwie

izolacji termicznej (EPS150, EPS+XPS i XPS) oraz ławami fundamentowymi na przykładzie

projektu Śródziemnomorska i na ich podstawie stworzono kosztorys.

Poniżej zamieszczono przykładowe detale konstrukcyjne analizowanych rozwiązań:

Rysunek 10.1 Detal płyty na warstwie izolacji

Rysunek 10.2 Detal posadowienia na ławie

Ceny robót i materiałów budowlanych przyjęto na podstawie konsultacji z branżystami.

Koszty eksploatacyjne wynikają ze strat ciepła przez podłogę na gruncie. W celu ich

wyznaczenia obliczono współczynniki przenikania ciepła podłóg na podstawie normy PN-EN

13370:2008 Cieplne właściwości budynków - wymiana ciepła przez grunt – metody

obliczania 13

oraz współczynniki liniowych mostków termicznych na podstawie normy PN-

EN 10211:2008 Mostki cieplne – strumienie cieplne i temperatury powierzchni - obliczenia

szczegółowe 14

dla obu wariantów.

Strona 72 z 93

10.1 Kosztorys

Poniżej zamieszczono kosztorysy poszczególnych rozwiązań (ceny z uwzględnieniem

kosztów robocizny, ceny brutto obliczono dla stawki VAT 8%):

POSADOWIENIE NA ŁAWACH FUNDAMENTOWYCH

Pozycja wielkość jednostka cena

BRUTTO jednostka

cena

RAZEM Komentarze

Wykop

Objętość ziemi do

wkopu 178,4 V [m3] 14,7 zł/m3 2 629,62

Uzupełnienie

wykopu 148,5 V [m3] 34,0 zł/m3 5 051,48

Pospółka z

zagęszczeniem.

Ławy

Ławy fundamentowe

żelbetowe 9,7 V [m3] 680,4 zł/m3 6 590,95

zbrojenie 100

kg/m3

hydroizolacja ławy 48,7 A [m2] 17,0 zł/m2 828,73 dysperbit 2x

Ściany

Ściany

fundamentowe 124,5 A [m2] 102,1 zł/m2 12 711,12

bloczki

betonowe na

zaprawie

cementowej

docieplenie EPS

Fundament 10cm 124,5 A [m2] 22,7 zł/m2 2 824,69

siatka+klej+

hydroizolacja

(dysperbit) 124,5 A [m2] 31,8 zł/m2 3 954,57

Płyta

Płyta betonowa 10

cm C16/20 164,6 A [m2] 39,7 zł/m2 6 534,56

docieplenie 15 cm

EPS Fundament 164,6 A [m2] 74,8 zł/m2 12 322,32

wylewka podłogowa 164,6 A [m2] 30,0 zł/m2 4 939,20

CENA ŁĄCZNA KOMPONENTÓW BUDOWLANYCH [zł] 43 240,24

CENA ŁĄCZNA IZOLACJI TERMICZNEJ [zł] 15 147,01

CENA ŁĄCZNA [zł] 58 387,25

Strona 73 z 93

POSADOWIENIE NA PŁYCIE FUNDAMENTOWEJ

Pozycja wielkość jednostka cena jednostka cena

RAZEM Komentarze

Wykop

Objętość ziemi do wkopu 199,4 V [m3] 14,7 zł/m3 2 939,40

Uzupełnienie wykopu 73,8 V [m3] 54,4 zł/m3 4 017,86 Pospółka z

zagęszczeniem.

Płyta - chudy beton

Płyta - chudy beton 10 cm 208,6 A [m2] 38,6 zł/m2 8 041,55

hydroizolacja na chudy

beton (dysperbitx2) 208,6 A [m2] 17,0 zł/m2 3 547,74

Płyta

Płyta żelbetowa 30 cm

C30/37 57,7 A [m2] 249,5 zł/m3 14 393,76

zbrojenie 85

kg/m3

Szalunek tracony - wariant EPS

Izolacja EPS Parking 150

grubość 30 cm 74,8 V [m3] 252,2 zł/m3 18 855,04

Obwodowo

siatka+klej+hydroizolacja

szalunku (dysperbit)

34,2 A [m2] 31,8 zł/m2 1 084,39

Szalunek tracony - wariant EPS+XPS

Izolacja EPS Parking 120

grubość 30 cm 63,9 V [m3] 229,5 zł/m3 14 653,89

Izolacja XPS grubość 30

cm 10,9 V [m3] 396,9 zł/m3 4 332,96

Obwodowo

Siatka+klej+hydroizolacja


34,2 A [m2] 31,8 zł/m2 1 085,92

Szalunek tracony - wariant XPS

Izolacja XPS grubość 30

cm 74,8 V [m3] 422,3 zł/m3 31 573,59

Obwodowo

siatka+klej+hydroizolacja


34,2 A [m2] 31,8 zł/m2 1 084,39

CENA ŁĄCZNA KOMPONENTÓW BUDOWLANYCH [zł] 32 940,31

CENA ŁĄCZNA IZOLACJI TERMICZNEJ -

PŁYTA EPS 150 [zł] 19 939,43

CENA ŁĄCZNA - PŁYTA EPS [zł] 52 879,74


PŁYTA EPS 120+XPS [zł] 20 072,76

CENA ŁĄCZNA - PŁYTA EPS+XPS [zł] 53 013,07


PŁYTA XPS [zł] 32 657,99

CENA ŁĄCZNA - PŁYTA XPS [zł] 65 598,30

Strona 74 z 93

10.2 Koszty eksploatacyjne

10.2.1 Współczynniki przenikania ciepła podłóg na gruncie

10.2.1.1 Współczynnik przenikania ciepła płyty fundamentowej

W celu oceny kosztów eksploatacyjnych związanych ze stratami ciepła dla płyty

fundamentowej na warstwie izolacji termicznej przeanalizowano wariant zgodny z

wymaganiami programu dopłat do budynków energooszczędnych NFOŚiGW – standardem

NF15, w którym Umax=0,12 W/m2K.

Współczynnik przenikania ciepła płyty fundamentowej policzono zgodnie z

poniższym algorytmem:

Wymiary fundamentów:

Strona 75 z 93

Ponieważ dt > B’:

10.2.1.2 Współczynnik przenikania ciepła płyty dla wariantu posadowienia na ławach

fundamentowych

W celu oceny kosztów eksploatacyjnych związanych ze stratami ciepła dla

fundamentów na ławach przeanalizowano wariant zgodny z obecnie obowiązującymi

Warunkami Technicznymi, czyli Umax=0,30 W/m2K (współczynnik Umax tyczy się

komponentów budowlanych bez uwzględnienia gruntu).

Współczynnik przenikania ciepła płyty policzono zgodnie z poniższym algorytmem:

Wymiary fundamentów:

Ponieważ dt > B’:

Strona 76 z 93

10.2.2 Współczynniki liniowych mostków termicznych

W celu obliczenia liniowych mostków termicznych wykonano modele numeryczne

detali konstrukcyjnych zgodnie z normą PN-EN 10211:2008 Mostki cieplne – strumienie

cieplne i temperatury powierzchni - obliczenia szczegółowe14

.

Zgodnie z normą w celu obliczenia liniowego mostka termicznego przy posadowieniu

należy uwzględnić udział gruntu:

Rysunek 10.2.2.1 z normy PN-EN 10211:2008 wymiary detalu numerycznego do celów wyznaczenia liniowego

współczynnika mostka termicznego

Rysunek 10.2.2.2 przykładowy model numeryczny zgodny z wymaganiami normowymi

– Płyta Fundamentowa EPS

Zgodnie z normą wymiar 0,5b jest równy:

0,5∙b = min (0,5∙wymiar płyty;4m)

Strona 77 z 93

W przypadku projektu Śródziemnomorska:

0,5∙b = min (0,5∙11,4=5,7 [m];4m)=4m

Wartość współczynnika G wyliczono zgodnie ze wzorem normowym dla wymiarów

zewnętrznych:

G = L2D – (hW + hf) ∙ UW - 0,5 ∙ (B’ + w) ∙ Ug

Rysunek 10.2.2.3 z normy PN-EN 10211:2008 wymiary detalu numerycznego do celów wyznaczenia liniowego

współczynnika mostka termicznego - 2

Obliczenia przeprowadzono dla zadanych warunków brzegowych:

Ti = 20 C – temperatura powietrza wewnętrznego

Te = -20 C – temperatura powietrza zewnętrznego

Tg = 10C – temperatura na dolnym warunku brzegowym detalu (zgodnie z

katalogiem mostków termicznych KOBRA firmy Physibel)

Rse.grunt = 0,0 [m2∙K/W] – opór przejmowania ciepła z powierzchni gruntu

15

10.2.2.1 Współczynnik liniowego mostka termicznego – płyta fundamentowa EPS

Ponieważ współczynnik liniowego mostka termicznego w wariancie płyty

fundamentowej wykazywał pomijalne różnice dla wariantu EPS i EPS+XPS,

przeanalizowano jedynie wariant EPS zgodnie z poniższym detalem:

Strona 78 z 93

Rysunek 10.2.2.1.1 wymiary detalu numerycznego do celów wyznaczenia liniowego współczynnika mostka

termicznego – płyta fundamentowa

Rysunek 10.2.2.1.2 model numeryczny analizowanego detalu

Rysunek 10.2.2.1.3 wykres rozkładu temperatur – wariant Płyta EPS

Strona 79 z 93

Należy dodać, że narzucona przez normę metoda nie daje wyników rozkładu

temperatur w gruncie zależnych od rozpatrywanej lokalizacji i nie może być podstawą do

prognozowania głębokości przemarzania, jednak zgodnie z dobrą praktyką stosowaną przy

budowie obiektów pasywnych posadowionych na płycie fundamentowej i technologią

rekomendowaną przez Passivhaus Institut w obliczeniach mostka termicznego uwzględniono

izolację obwodową. Jest ona bardzo istotna z punktu widzenia przemarzania gruntu pod

fundamentem, gdyż w przypadku kiedy rodzime grunty są wysadzinowe (np. gliny) projektant

musi zadbać o to by ich temperatura nie spadła poniżej 0C. Zasadność stosowania tego typu

rozwiązania pokazano na poniższych rysunkach:

Rysunek 10.2.2.1.4 Wektory przepływu ciepła – Wariant bez izolacji obwodowej

Rysunek 10.2.2.1.5 Wektory przepływu ciepła – Wariant z izolacją obwodową

W wariancie z izolacją obwodową droga jaką ciepło musi przebyć od wnętrza

budynku do środowiska zewnętrznego jest znacznie dłuższa co wpływa na wyższą

temperaturę w warstwach gruntu położonych powyżej poziomu przemarzania gruntu.

Poniżej zamieszczono obliczenia współczynnika liniowego mostka termicznego:

G = L2D – (hW + hf) ∙ UW - 0,5 ∙ (B’ + w) ∙ Ug

Strona 80 z 93

L2D.EPS = Utot.EPS ∙ Ltot.EPS = 0,0857 ∙ 6,37 = 0,546 [W/m∙K]

Gdzie:

Utot – sumaryczny współczynnik przenikania ciepła uzyskany w programie THERM

Ltot – długość detalu mostka termicznego po obrysie zewnętrznym

hw = 1,77 [m] - wysokość ściany w modelu numerycznym - przyjęta zgodnie z

normą PN-EN 10211:2008 jako trzykrotność grubości ściany

hf = 0,00 [m] - wymiar pionowy płyty wraz z izolacją – przyjmujemy punkt

odniesienia na poziomie styku płyty ze ścianą

G.EPS = 0,546 – (1,77 + 0) ∙ 0,11 - 0,5 ∙ (6,9 + 0,59) ∙ 0,10 = -0,03 [W/m∙K]

10.2.2.2 Współczynnik liniowego mostka termicznego – płyta fundamentowa XPS

Geometria wariantu posadowienia na warstwie styropianu XPS jest identyczna jak w

przypadku EPS, zmieniają się jedynie parametry izolacyjności termicznej co ma niewielki

wpływ na rozkład temperatur.


G = L2D – (hW + hf) ∙ UW - 0,5 ∙ (B’ + w) ∙ Ug

L2D.XPS = Utot.XPS ∙ Ltot.XPS = 0,0806 ∙ 6,37 = 0,513 [W/m∙K]

Gdzie:







G.XPS = 0,513 – (1,77 + 0) ∙ 0,11 - 0,5 ∙ (6,9 + 0,59) ∙ 0,09 = -0,07 [W/m∙K]

Strona 81 z 93

10.2.2.3 Współczynnik liniowego mostka termicznego – ława fundamentowa

Rysunek 10.2.2.3.1 wymiary detalu numerycznego do celów wyznaczenia liniowego współczynnika mostka

termicznego – ława fundamentowa

Rysunek 10.2.2.3.2 wykres rozkładu temperatur – wariant ława fundamentowa


G = L2D – (hW + hf) ∙ UW - 0,5 ∙ (B’ + w) ∙ Ug

L2D.Ława = Utot.Ława ∙ Ltot.Ława = 0,2040 ∙ 5,68 = 1,1586 [W/m∙K]

Gdzie:

Strona 82 z 93







Uw = 0,25 [W/m2∙K] – zgodnie z wymaganiami WT2014

G.ława = 1,1586 – (1,29 + 0) ∙ 0,25 - 0,5 ∙ (6,7 + 0,39) ∙ 0,20 = 0,13 [W/m∙K]

10.2.3 Obliczenie rocznych strat ciepła do gruntu zgodnie z normą

PN-EN 13370:2008

W celu wyznaczenia rocznych kosztów eksploatacyjnych związanych ze stratami

ciepła do gruntu przeprowadzono obliczenia zgodnie z normą PN-EN 13370:2008 Cieplne

Właściwości użytkowe budynków – Wymiana ciepła przez grunt – Metody obliczania 13

.

Wykorzystano metodę bazującą na średnich miesięcznych temperaturach powietrza, za

które przyjęto temperatury udostępnione przez Ministerstwo Infrastruktury i Budownictwa z

lat 1971-200116

.

Poniżej opisano wzór A.3 do obliczenia strumień ciepła strat do gruntu w miesiącu m

Gdzie:

Hg – współczynnik strat ciepła do gruntu [W/m∙K]

– średnia roczna temperatura powietrza wewnętrznego [C] (przyjęto, że

temperatura wewnętrzna jest stała i równa 20C)

– średnia roczna temperatura powietrza zewnętrznego [C]

Hpi – współczynnik okresowy wewnętrznej wymiany ciepła [W/m∙K] (ponieważ

zakładamy, że temperatura wewnętrzna nie podlega wahaniom, nie będzie

uwzględniany)

θi.m – średnia miesięczna temperatura powietrza wewnętrznego [C] (przyjęto, że

temperatura wewnętrzna jest stała i równa 20C)

Strona 83 z 93

Hpe – współczynnik okresowy zewnętrznej wymiany ciepła[W/m∙K]

Θe.m – średnia miesięczna temperatura powietrza zewnętrznego [C]

Hg = AU + P g [W/K] (1) 13

Gdzie:

A – powierzchnia podłogi na gruncie

U – współczynnik przenikania ciepła podłogi na gruncie

P – obwód podłogi

g – liniowy współczynnik mostka termicznego

Hpe ln(δ/dt+1) [W/K] (F.5) 13

Gdzie:

- współczynnik przewodzenia ciepła gruntu [W/m∙K]

dt – równoważna grubość warstwy gruntu

δ – okresowa głębokość penetracji (dla piasków przyjmuje się δ=3,2 m)

Dla wyżej opisanych wzorów obliczono Hg oraz Hpe dla płyty fundamentowej

i fundamentu na ławach:

Hg.płyta.EPS = A U + P g (-0,03) = 18,83 [W/K]

Hpe S δ/dt+1) = 0,37 [W/K]

Hg.płyta.XPS = A U + P g 0,09 (-0,07) = 13,57 [W/K]

Hpe X S δ/dt+1) = 0,37

Hg.ława = A U + P g = 190,6 0,09+56,7 0,13 = 45,53 [W/K]

Hpe. δ/dt+1) = 0,37

Aby obliczyć straty ciepła należy skorzystać ze wzoru A.12 13

przeliczającego

uśredniony miesięczny strumień ciepła na ciepło stracone do gruntu w miesiącu m:

Strona 84 z 93

Gdzie:

Nm – liczba dni grzewczych w sezonie grzewczym (liczbę dni grzewczych przyjęto

zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 17 marca 2009 r. w

sprawie szczegółowego zakresu i form audytu energetycznego oraz części

audytu remontowego, wzorów kart audytów, a także algorytmu oceny

opłacalności przedsięwzięcia termomodernizacyjnego 17

dla lokalizacji Łódź)

10.2.4 Roczne koszty związane ze stratami ciepła do gruntu

Roczne straty ciepła (wzór A.11 13

):

Q =

Na potrzeby niniejszej pracy, w celu obliczenia rocznych kosztów dokonano założeń,

które są najbardziej zbliżone do rozwiązań stosowanych przy analizowanych technologiach:

- w budynku energooszczędnym z płytą fundamentową wykonaną w technologii

szalunków traconych centralne ogrzewanie zasilane jest elektryczną pompą

ciepła,

- koszty energii elektrycznej – 150 zł/GJ,

- w wariancie z posadowieniem na ławach fundamentowych centralne

ogrzewanie zasilane jest przez gazowy kocioł kondensacyjny,

- koszty energii z gazu ziemnego – 50 zł/GJ,

- centralne ogrzewanie pokrywa 34 % sezonowego zapotrzebowania na energię

cieplną (na podstawie bilansu ciepła w przykładowym budynku pasywnym 18

,

pozostałe zapotrzebowanie pokryte jest przez zyski wewnętrzne – bytowe oraz

od nasłonecznienia),

- w obu wariantach zastosowano ogrzewanie podłogowe,

Przyjęte założenia wynikają z tego, iż w przypadku budynków energooszczędnych

zwykle nie opłaca się ogrzewanie energią z gazu ziemnego, dla której koszty stałe związane z

dystrybucją paliwa mogą przewyższyć roczne koszty energii potrzebnej do ogrzania budynku.

Z drugiej strony w budynkach konwencjonalnych ogrzewanie pompami ciepła jest

nieopłacalne z uwagi na bardzo wysokie ceny jednostek grzewczych o mocach niezbędnych

do ogrzania obiektów o wyższych obciążeniach cieplnym (takich jak wymagane przez

Warunki techniczne 2014).

Strona 85 z 93

Aby poprawnie uwzględnić koszty eksploatacyjne należy wziąć pod uwagę

sprawności systemu grzewczego, które przyjęto zgodnie z Rozporządzeniem Ministra

Infrastruktury i Rozwoju z dnia 27 lutego 2016r. w sprawie metodologii wyznaczania

charakterystyki energetycznej budynku, lub części budynku oraz świadectw charakterystyki

energetycznej 19

:

Dla pomp ciepła:

Opis Sprawność

wytwarzanie Pompa ciepła glikol/woda, sprężarkowe napędzane

elektrycznie; 35/28C 4,00

regulacja Ogrzewanie podłogowe w przypadku regulacji centralnej i

miejscowej z regulatorem dwunastawnym 0,89

przesył

Ogrzewanie centralne wodne z lokalnego źródła ciepła

usytuowanego w ogrzewanym budynku z zaizolowanymi

przewodami, armaturą i urządzeniami, które są

zainstalowane w przestrzeni ogrzewanej

0,96

akumulacja - 1,00

SUMARYCZNA 3,42

Dla kotła kondensacyjnego:

Opis Sprawność

wytwarzanie Kocioł gazowy kondensacyjny niskotemperaturowy

(55/45C) o mocy nominalnej do 50 kW 0,94

regulacja Ogrzewanie podłogowe w przypadku regulacji centralnej i

miejscowej z regulatorem dwunastawnym 0,89

przesył

Ogrzewanie centralne wodne z lokalnego źródła ciepła

usytuowanego w ogrzewanym budynku z zaizolowanymi

przewodami, armaturą i urządzeniami, które są

zainstalowane w przestrzeni ogrzewanej

0,96

akumulacja - 1,00

SUMARYCZNA 0,80

Strona 86 z 93

Poniżej przedstawiono obliczenia rocznych strat ciepła dla omawianych wariantów

posadowienia:

Wariant – Płyta EPS

Wariant Płyta EPS

miesiąc 1 2 3 4 5 9 10 11 12

[st.C] -1 -1 3,3 7,6 13,5 12,9 6,6 3,8 0,7

l. dni

grzewczych 31 28 31 30 5 5 31 30 31

[W] 327,1 327,1 293,8 260,5 214,8 219,5 268,3 290,0 314,0

Qm [GJ] 0,88 0,79 0,79 0,68 0,09 0,09 0,72 0,75 0,84

Łączne straty ciepła: 5,63 [GJ/rok]

Z uwzględnieniem sprawności: 1,65 [GJ/rok]

Udział ogrzewania w sezonowym zapotrzebowaniu na ciepło: 34 [%]

Koszty energii: 150 [zł/GJ]

Łączne koszty eksploatacyjne: 84 [zł/rok]

Wariant – Płyta XPS

Wariant Płyta XPS

miesiąc 1 2 3 4 5 9 10 11 12

[st.C] -1 -1 3,3 7,6 13,5 12,9 6,6 3,8 0,7

l. dni

grzewczych 31 28 31 30 5 5 31 30 31

[W] 240,8 240,8 213,3 185,8 148,0 151,9 192,2 210,1 229,9

Qm [GJ] 0,64 0,58 0,57 0,48 0,06 0,07 0,51 0,54 0,62






Strona 87 z 93

Wariant – Ława fundamentowa

Wariant Ława Fundamentowa

miesiąc 1 2 3 4 5 9 10 11 12

[st.C] -1 -1 3,3 7,6 13,5 12,9 6,6 3,8 0,7

l. dni

grzewczych 31 28 31 30 5 5 31 30 31

[W] 773,5 773,5 705,3 637,1 543,6 553,1 653,0 697,4 746,5

Qm [GJ] 2,07 1,87 1,89 1,65 0,23 0,24 1,75 1,81 2,00






10.3 Wyniki analizy ekonomicznej

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 27 lutego 2016r.

w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku, lub części

budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej 19

opłacalność inwestycji określa się

na podstawie prostego okresu zwrotu - SPBT (Simple Payback Time).

S

Gdzie:

Nu – koszty inwestycyjne [zł]

Or – roczne oszczędności [zł/rok]

Mimo, iż poniższa analiza nie jest audytem energetycznym autor zdecydował się

skorzystać z wyżej opisanego kryterium statystycznego w celu porównania opłacalności

wariantu XPS z wariantem bazowym, za który przyjmuje się posadowienie na ławach

fundamentowych (pozostałe warianty wiążą się z niższymi kosztami inwestycyjnymi przez co

Strona 88 z 93

nie występują oszczędności). Dodatkowo dla wariantów EPS i EPS+XPS obliczono

prognozowane oszczędności po okresie 25 lat (po mniej więcej tylu latach budynki

mieszkalne przechodzą generalny remont, dla wariantu XPS SPBT przekracza 25 lat, więc po

tym okresie nie prognozuje się żadnych oszczędności w stosunku do wariantu bazowego):

Wariant Koszt Roczne

oszczędności SPBT

oszczędności

po 25 latach

Ławy fundamentowe 58 707,25 - - -

Płyta EPS 52 879,74 202,04 - 5050,937

Płyta EPS+XPS 53 013,07 202,04 - 5050,937

Płyta XPS 65 598,30 225,08 30,6 -

Uzyskane wyniki pokazują, że rozwiązanie wykorzystujące izolację termiczną w

wariantach EPS i EPS+XPS jako szalunek tracony – rekomendowanych przez autora jako

najkorzystniejsze również z punktu widzenia konstrukcyjnego, są bardziej uzasadnione

ekonomicznie niż posadawianie budynków mieszkalnych na ławach fundamentowych.

„Ciepłe płyty” są rozwiązaniem przynoszącym oszczędności związane nie tylko ze

zmniejszeniem sezonowego zapotrzebowania na energię na cele ogrzewania, ale są one tańsze

od rozwiązań klasycznych. Oszczędności z tytułu ich zastosowania po 25 latach sięgają

ok. 5 000 zł (przy kosztach inwestycyjnych na poziomie ok. 52 000 zł) co stanowi ok. 10%

zwrotu kapitału.

Rozwiązaniem najdroższym jest posadowienie budynku na warstwie styropianu XPS,

które powinno być stosowane jedynie w skrajnych przypadkach kiedy inne rozwiązania są

niemożliwe z powodów konstrukcyjnych.

Najgorzej wypadają klasyczne fundamenty oparte na ławach, które nie tylko są

droższe od płyt fundamentowych, ale również najmniej efektywne energetycznie.

Strona 89 z 93

11 Wnioski z analizy ekonomicznej

Powyższa analiza ekonomiczna skłania do następujących wniosków:

Stosowanie fundamentów w postaci płyt fundamentowych wykonanych w technologii

„ciepłych” szalunków traconych jest uzasadnione ekonomicznie, gdyż dla projektu

„Śródziemnomorska” okazało się rozwiązaniem tańszym niż rozwiązanie tradycyjne,

dodatkowo przynoszącym oszczędności finansowe związane ze zmniejszeniem

sezonowego zużycia energii na ogrzewanie.

Wariant posadowienia wykorzystujący obwodowo styropian XPS finansowo nie

odbiega znacznie od wariantu EPS, a jego pozytywny wpływ na pracę fundamentu

(mniejsze momenty zginające) może przynieść dodatkowe oszczędności związane ze

zmniejszeniem zużycia stali zbrojeniowej w płycie fundamentowej.

Zgodnie z oczekiwaniami, stosowanie styropianu XPS jako szalunku traconego jest

rozwiązaniem bardzo drogim, ale zwracającym się w okresie użytkowania budynku

(okres na jaki projektuje się budynki mieszkalne to 50 lat), jednocześnie będącym

najkorzystniejszym wariantem pod względem wysokości rocznych oszczędności i

mającym pozytywny wpływ na pracę fundamentu (najmniejsze momenty zginające

spośród wszystkich analizowanych wariantów) co może przynieść dodatkowe

oszczędności związane ze zmniejszeniem zużycia stali zbrojeniowej w płycie

fundamentowej.

Atrakcyjność omawianych rozwiązań jest tym większa, że rynek energetyczny, mimo

chwilowej tendencji odwrotnej, prognozuje ciągły wzrost cen energii zarówno

elektrycznej jak i pochodzącej z gazu ziemnego. Każdy wzrost cen energii dodatkowo

uatrakcyjnia rozwiązania energooszczędne.

Nowoczesne rozwiązanie jakim są płyty fundamentowe na warstwie izolacji jest nie

tylko uzasadnione konstrukcyjnie, ale również potwierdza opłacalność

energoefektywnych technologii.

Strona 90 z 93

12 Podsumowanie

Wyniki analizy skłaniają do postawienia wniosku, iż poprawnie wykonane płyty

fundamentowe oparte na szalunkach traconych EPS/XPS są rozwiązaniem pod każdym kątem

lepszym od klasycznych ław fundamentowych. Należy promować je jako rozwiązanie

umotywowane nie tylko konstrukcyjnie ale również ekonomicznie. Szczegółowe wnioski z

analizy technicznej przedstawiono w rozdziale 9, a z analizy ekonomicznej w rozdziale 11.

Dynamiczny rozwój budownictwa energooszczędnego niewątpliwie będzie się wiązał z

coraz większą liczbą realizacji wykorzystujących omawiane rozwiązania, dlatego należy

dołożyć wszelkich starań by nowa technologia otrzymała odpowiednie wsparcie ze strony

środowisk akademickich w postaci podręczników, poradników i katalogów dobrych praktyk.

Strona 91 z 93

13 Załączniki

13.1 Załącznik 1 – Wybrane rysunki z dokumentacji projektowej budynków

„Śródziemnomorska”, „Michałów” i „Kutnowska”

Z uwagi na formaty rysunków zamieszczono je w oddzielnym skoroszycie załączonym

do pracy dyplomowej.

Strona 92 z 93

14 Bibliografia

1 http://plytyfundamentowemegatherm.blogspot.com/search/label/STYROPIAN

2 PN-EN 13163:2009 Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie – Wyroby ze styropianu

(EPS) produkowane fabrycznie – Specyfikacja

3 Assesment of strength under compression of Expanded Polystyrene (EPS) Slabs - Ivan Gnip,

Vladislovas Kersulis, Sailus Vaitkus, Sigitas Vejelis – Institute of Thermal Insulation,

Vilinius Gediminas Technical University

4 Płyty fundamentowe w systemie „Izodom 2000 Polska” - poradnik projektanta

5 http://www.viking-house.ie/images/passive-house-6.jpg

6 http://stropex.pl/oferta/stropy-teriva

7 http://www.granord.pl/PDF/parametry.pdf

8 Michał Knauff, Agnieszka Golubińska, Piotr Knyziak - Tablice i wzory do projektowania

konstrukcji żelbetowych z przykładami obliczeń, Wydawnicwo Naukowe PWN,

Warszawa 2013

9 PN-EN 1991-1-1:2004 Oddziaływania ogólne Ciężar objętościowy, ciężar własny,

obciążenia uzytkowe w budynkach

10 PN-EN 1991-1-3:2005 Oddziaływania na konstrukcje – Oddziaływania ogólne – obciążenie

śniegiem

11 PN – EN 1990:2004 Podstawy projektowania konstrukcji

12 Włodzimierz Starosolski „Konstrukcje żelbetowe według Eurokodu 2 i norm związanych”,

Wydawnictwo Naukowe PWN 2013

13 PN-EN 13370:2008 Cieplne Właściwości użytkowe budynków – Wymiana ciepła przez

grunt – Metody obliczania

14 PN-EN 10211:2008 Mostki cieplne – obliczenia szczegółowe

15 Thermal Bridges At Foundations – Master’s thesis in the Master’s Programme Structural

Engineering and Building Performance Design, Hannes Nyberg

16 http://mib.gov.pl/2-Wskazniki_emisji_wartosci_opalowe_paliwa.htm

17 Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 17 marca 2009 r. w sprawie

szczegółowego zakresu i form audytu energetycznego oraz części audytu remontowego,

wzorów kart audytów, a także algorytmu oceny opłacalności przedsięwzięcia

termomodernizacyjnego

Strona 93 z 93

18

http://www.nape.pl/upload/File/biblioteka_ibp/Okna_w_budynkach_pasywnych.pdf

19 Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 27 lutego 2016r. w sprawie

metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku, lub części budynku oraz

świadectw charakterystyki energetycznej

Analiza techniczno-ekonomiczna szalunków traconych EPS i ... · W związku ze stosunkowo wysoką...

Documents

Transcript of Analiza techniczno-ekonomiczna szalunków traconych EPS i ... · W związku ze stosunkowo wysoką...