Termiskā komforta apstākļu telpās un būvkonstrukciju ...eem.lv/docs/2015/2015FINAL/Fails6.pdfTermiskā komforta apstākļu telpās un būvkonstrukciju temperatūras/mitruma dinamika

Termiskā komforta apstākļu telpās un būvkonstrukciju temperatūras/mitruma dinamika

projekta periodā no 2013. - 2015. g.

Šajā sadaļā atspoguļoti ilgtermiņa monitoringa LU Botāniskajā dārzā izveidotajos testēšanas

stendos divu gadu laikā (no 2013.g. maija līdz 2015.g. aprīlim) iegūtie rezultāti par telpu termisko

komfortu un būvkonstrukciju mitruma stāvokli un tā izmaiņām pētāmajās būvkonstrukcijās – tiek

apskatītas 5 dažādas ārsienu un arī 2 dažādas pārsegumu konstrukcijas.

Attēls 1 atspoguļo situāciju, ka 2013./14.g. ziemas mēnešos visos stendos pie zemām āra

temperatūrām ir nedaudz pazemināta arī telpu temperatūra. Tā kā 2014./15.g. ziema bija siltāka,

tad šajā periodā tāds temperatūru pazeminājums nebija vērojams. Automātiska Daikin gaiss –

gaiss siltumsūknī iebūvētā regulēšana nenodrošina uzstādīto temperatūras vērtību (19°C) visā

telpā – temperatūra telpā pazeminās pieaugot zudumiem caur būvkonstrukcijām. Lai regulācijas

precizitāti uzlabotu šīs iekārtas temperatūras devējs būtu jāiznes ārpus iekārtas iekšējā bloka, vai

jāpilnveido temperatūras regulēšanas shēma. Periodā no 2014.g. oktobrī līdz 2015.g. martam

uzstādītā telpu temperatūra (20°C) tiek nodrošināta labi, bet jānorāda, ka te tikai LOG un AER

stendos to nodrošina gaiss – gaiss siltumsūknis. CER stendā tiek izmantots elektriskais

konvektors, bet PLY un EXP stendos divi dažādi gaiss – ūdens siltumsūkņi. Savukārt 2015.g.

marta vidū apsildei visos stendos tiek uzstādīti elektriskie sildītāji. Tā mērķis ir salīdzināt

energopatēriņu dažādajos stendos apstākļos, kad nav jāņem vērā dažādo siltumsūkņu faktiskās

efektivitātes atšķirības – elektrisko sildītāju efektivitāte ir vienāda ar viens, jo visa tiem pievadītā

elektriskā enerģija izdalās telpā siltuma veidā. Šī eksperimenta rezultāti atspoguļoti nākamajā

atskaites nodaļā. Temperatūras pieaugumu martā/aprīlī nosaka tas, ka šajā periodā telpās tika

uzstādīta paaugstināta temperatūras vērtība (25°C), lai pieaugošas āra temperatūras apstākļos

iegūtu lielāku siltuma zudumu plūsmu caur būvkonstrukcijām. Savukārt paaugstinātas telpu

temperatūras vasaras periodos nosaka tas, ka telpas lielāko laika daļu (izņemot īpašu eksperimentu

periodus) netika kondicionātas (dzesētas).

2

„Latvijas klimatam un kvalitatīvas dzīves vides nodrošināšanai piemērotu ilgtspējīgu un sistēmisku

risinājumu izstrāde gandrīz nulles patēriņa ēkām”

Projekts (vienošanās Nr. 2013/0027/1DP/1.1.1.2.0/13/APIA/VIAA/007)

Aktivitāte 2.9. Izvēlētu būtisko izstrādāto risinājumu (aktivitāte 2.6) elementu pārbaude esošajos testēšanas stendos Latvijas klimatiskajos apstākļos.

Attēls 1. Mēnešu vidējās temperatūras stendu gaisā 1,2 m augstumā un ārā.

Kā jau bija sagaidāms, gaisa relatīvais mitrums telpas apkures sezonā (aukstajā gadalaikā) ir

būtiski mazāks nekā siltajā sezonā, kad ārā ir liels absolūtais ūdens daudzums gaisā (attēls 2). Tā

kā stendos nav mitruma avotu (ūdens iztvaikošanas), tad raksturīgais gaisa mitrums aukstajā

gadalaikā CER, EXP un PLY stendos 2013./14.g. ziemā svārstās starp 30 un 40%. Koka

konstrukciju stendā mitruma līmenis ir vēl zemāks un nokrīt pat līdz 25%. Kaut arī šajos

eksperimentos nav cilvēka klātbūtnes telpā un tādējādi netiek ņemts vērā tā izdalītais mitrums,

tomēr pie esošās apsildes sistēmas tajās aukstajā gadalaikā varētu būt nepieciešama mitrināšana.

To apstiprina arī mērījumi 2014./15.g. ziemas sezonā, kas visos stendos (izņemot AER) relatīvā

mitruma līmenis nokrīt līdz 25% un tā izkliede ir maza, t.i., sākotnējā mitruma mūrētajās

būvkonstrukcijās ietekme uz telpu gaisa mitrumu pamazām izzūd. AER stendā, kas būvēts no

gāzbetona, gaisa mitrums arī būtiski samazinās. Ja pirmajā rudenī pēc izbūves mitrums vēl

pārsniedza 80%, tad otrajā rudenī tas maksimāli sasniedza tikai 75%. Savukārt, ja 2014.g. martā

mitrums bija aptuveni 45%, tad 2015.g. martā tikai nedaudz pārsniedza 30%. Gāzbetona stenda

gadījumā izteikti kombinējas divi efekti – āra gaisa absolūtā mitruma svārstību ietekme un mitro

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

VI2013

VII2013

VIII2013

IX2013

X2013

XI2013

XII2013

I2014

II2014

III2014

IV2014

V2014

VI2014

VII2014

VIII2014

IX2014

X2014

XI2014

XII2014

I2015

II2015

III2015

IV2015

T, °C

CER-T-AIR.ROOM-3

EXP-T-AIR.ROOM-3

AER-T-AIR.ROOM-3

LOG-T-AIR.ROOM-3

PLY-T-AIR.ROOM-3

MET-T-AIR.OUT

3





būvkonstrukciju žūšana, it īpaši aukstajā laikā, kad āra gaisa absolūtais mitrums ir mazs. Redzams,

ka no sākotnēji slapjā gāzbetona lēni turpina difundēt un iztvaikot ūdens, kaut arī no izbūves

2014.g. pavasarī jau pagājuši 2 gadi Dati 2015.g. aprīlī (attēls 8.2.) rāda ka mitruma līmenis AER

stendā būtiski pietuvojies pārējo stendu mitruma līmenim. Jānorāda, ka visu laiku stendos tiek

nodrošināta normāla ventilācija ar gaisa apmaiņas intensitāti vismaz 0,45 1/h. Paaugstināto

būvkonstrukciju mitrumu AER stenda gadījumā apstiprina arī gaisa mitruma būvkonstrukciju

iekšienē un to siltuma caurlaidības mērījumi (skat. turpinājumā).

Attēls 2. Mēnešu vidējais stendu gaisa un āra gaisa relatīvais mitrums.

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

VI2013

VII2013

VIII2013

IX2013

X2013

XI2013

XII2013

I2014

II2014

III2014

IV2014

V2014

VI2014

VII2014

VIII2014

IX2014

X2014

XI2014

XII2014

I2015

II2015

III2015

IV2015

Gaisa relatīvais mitrums, %

CER-H-AIR.ROOM-3 (%)

EXP-H-AIR.ROOM-3 (%)

AER-H-AIR.ROOM-3 (%)

LOG-H-AIR.ROOM-3 (%)

PLY-H-AIR.ROOM-3 (%)

MET-H-AIR.OUT.: (%)

4





Attēls 3. Mēnešu vidējās temperatūru starpības stendos 1,7 m augstumā un 0,1 m augstumā no

grīdas.

Darbojoties gaiss – gaiss siltumsūknim (piem., LOG) temperatūru starpība apkures

situācijā starp cilvēka galvas un kāju līmeni ir relatīvi liela un 2014.g. rudenī sasniedz 2°C (skat.

novembra datus attēlā 3.). Inversa temperatūras sadalījuma (temperatūra galvas augstumā zemāka

nekā pie grīdas) veidojas lietojot gaiss – ūdens siltumsūkni un kapilāro paklāja tipa siltumsūkni,

kas nostiprināts pie griestiem, bet šajā situācijā temperatūru starpība nepārsniedz 1°C.

Attēls 4. Relatīvā mitruma izmaiņas būvkonstrukcijās pie durvju aplodas.

-1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

X 2014 XI 2014 XII 2014 I 2015 II 2015 III 2015 IV 2015

∆T, °CCER-delT(1,7-0,1)(degC)

EXP-delT(1,7-0,1)(degC)

AER-delT(1,7-0,1)(degC)

LOG-delT(1,7-0,1)(degC)

PLY-delT(1,7-0,1)(degC)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

AER-H-DOOR (%) CER-H-DOOR (%) EXP-H-DOOR (%)

LOG-H-DOOR (%) PLY-H-DOOR (%)

5





Attēlā 4. parādītais relatīvais mitrums būvkonstrukcijās pie durvju aplodas apstiprina, ka

relatīvais mitrums CER, LOG un PLY stendos ir pieļaujamās robežās un lielāko tiesu (izņemot

dažus vasaras mēnešus CER stendā) nepārsniedz 70% robežu, virs kuras būtu jāsāk detalizētāk

analizēt mikroorganismu augšanas riski. Uzskatāmi redzams, ka EXP stendā notiek

būvkonstrukciju žūšanas procesi – ja 2013.g. maijā mitrums tur bija tuvs 100%, tad 2015.g. aprīlī

tas bija samazinājies līdz 55%, pietuvojoties mitruma līmenim citu stendu (izņemot AER)

attiecīgajā zonā. Mitruma samazināšanās līknē EXP vērojams tikai neliels sezonāls (vasaras)

pieaugums. PLY un LOG stendos pēdējā gada laikā praktiski vērojamas tikai sezonālas svārstības.

Savukārt AER stenda durvju aplodas zonā mitruma līmenis no sākotnējā piesātinātā stāvokļa 2

gadu laikā samazinājies līdz 75%, bet joprojām ir būtiski augstāks nekā citos stendos, kur tas

2015.g. pavasarī ir aptuveni 60%. Tomēr jānorāda, ka daļēji šo atšķirību nosaka arī tas, ka

temperatūra AER stenda atbilstošajā zonā (attēls 5.) ir nedaudz zemāka nekā citos stendos

atbilstošajā vietā, kur temperatūras savā starpā praktiski sakrīt. Tā iemesli vēl jāanalizē.

Attēls 5. Temperatūras izmaiņas būvkonstrukcijās pie durvju aplodas.

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

AER-T-DOOR (degC)

CER-T-DOOR (degC)

EXP-T-DOOR (degC)

LOG-T-DOOR (degC)

PLY-T-DOOR (degC)

6





Attēls 6. Relatīvā mitruma izmaiņas būvkonstrukcijās zem loga palodzes.

Līdzīgas tendences kā pie durvju aplodas stendos vērojamas arī zem loga palodzes (attēls

6). Sākotnējais 90-100% mitruma līmenis AER un EXP stendos pakāpeniski samazinās, bet daudz

straujāk tas notiek EXP stendā, 2015.g. pavasarī būtiski pietuvojoties visu pārējo stendu (izņemot

AER) mitruma līmenim (aptuveni 50%). Arī CER un PLY stendu konstrukcijā tieši pēc izbūves

bija augsts mitruma līmenis, jo abos gadījumos ir lietota java apmetumam, bet, ievērojot to, ka

visos pārējos materiālos mitruma līmenis ir zems (keramiskie bloki, saplāksnis, minerālvate), šis

sākotnējais mitrums ātri samazinās un pēc 6 mēnešiem vairs nav manāmu atšķirību ar LOG stendu

(attēls 8.6.). Pēc tam šajā zonā PLY, CER un LOG stendos mitrums vairs tikai nedaudz mainās

sezonāli. Savukārt LOG stendā mitrumam zem palodzes līdztekus sezonālām svārstībām ir

tendence pat nedaudz pieaugt, jo konstrukcija sākotnēji bija labi izžāvēta un tajā nav apmetuma.

Temperatūru atšķirības dažādos stendos mērījumu vietās zem palodzes ir nelielas (attēls 7).

Izņēmums ir AER stends, kur temperatūra mērījumu vietā sākuma periodā 2013.g, bija pat par

5°C zemāka nekā citos stendos, kas pie vienāda absolūtā gaisa mitruma nosaka augstāku relatīvā

mitruma vērtību.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

EXP-H-WINDOW (%) AER-H-WINDOW (%)

LOG-H-WINDOW (%) PLY-H-WINDOW (%)

CER-H-WINDOW (%)

7





Attēls 7. Temperatūras izmaiņas būvkonstrukcijās zem loga palodzes.

Mitrums dažādās norobežojošo konstrukciju vietās atspoguļots attēlā 8, bet atbilstošās

temperatūras attēlā 8.9. AER ārsienā gāzbetona bloka vidusdaļā, nelielā īpaši izveidotā dobumā

vēl 18 mēnešus pēc izbūves saglabājās piesātināts ūdens tvaiku stāvoklis - 100% mitruma līmenis,

tikai pēc tam 2014./15.g. ziemā mitruma līmenis sāka strauji samazināties, kas norāda uz sākotnēji

ļoti mitro bloku žūšanu. EXP stenda atbilstošajā zonā (ar putu polistirola lodītēm pildītajos bloku

dobumos) mitrums pirmā gada laikā svārstās starp 90 un 100% un tikai pēc tam vērojama strauja

mitruma samazināšanās, sasniedzot tādu pašu līmeni (55%) kā CER bloku dobumos.

AER stenda ārsienā starp bloku apmetumu un ārējo siltuma izolācijas slāni visā pētījumu

periodā turpinās mitruma līmeņa samazināšanās no sākotnējiem 95% līdz 70% 2015.g. pavasarī

bez izteiktām sezonālām svārstībām. To nosaka lielais ūdens daudzums bloku tilpumā, kas turpina

difundēt gan uz āru, gan uz telpas pusi. Mitrumam LOG un PLY stendos vērojamas tikai

sezonālās svārstības, bet nav ilgtermiņa izmaiņu tendenču. Augstāks maksimālais relatīvais

mitrums (līdz 90%) PLY konstrukcijā ir saistīts ar to, ka sensors novietots pie ārēja saplākšņa

virsmas, kur temperatūra zemāka nekā LOG konstrukcijās mērījumu vietā pie frēzbaļķa iekšējās

virsmas (skat. arī attēlu 9). Pozitīvi vērtējams, ka šajās relatīvi vieglajās konstrukcijās nav

vērojami kondensāta veidošanās riski un mitruma līmeņa ilgtermiņa pieaugums, t.i., tvaiku

difūzija caur konstrukciju ir apmierinoša.

0

5

10

15

20

25

30

35

AER-T-WINDOW (degC)CER-T-WINDOW (degC)EXP-T-WINDOW (degC)LOG-T-WINDOW (degC)PLY-T-WINDOW (degC)

8





Attēls 8. Relatīvā mitruma izmaiņas dažādās būvkonstrukciju vietās.

Attēls 9. Temperatūras izmaiņas būvkonstrukciju vietās, kur attēlā 8.8. parādīts relatīvais

mitrums.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

AER-H-WALL.CONSTR (%) AER-H-WALL.WOOL (%) CER-H-WALL.CONSTR (%)

EXP-H-WALL.CONSTR (%) LOG-H-WALL.WOOL (%) PLY-H-WALL.WOOL (%)

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

AER-T-WALL.CONSTR (degC) AER-T-WALL.WOOL (degC)

CER-T-WALL.CONSTR (degC) EXP-T-WALL.CONSTR (degC)

LOG-T-WALL.WOOL (degC) PLY-T-WALL.WOOL (degC)

9





Attēls 10. Telpu dienas vidējās gaisa temperatūras izmaiņa.

Attēlā 10., parādītas dienas vidējās temperatūras telpu gaisā no 2013.g. rudens. Jānorāda,

ka šajā laikā tika veikti arī vairāki apkures iekārtu regulēšanas darbi, kas atspoguļojās telpu

temperatūras novirzēs. Šāda veida attēlojumi ļauj uzskatāmi identificēt arī kļūdas mērsistēmas

darbībā un novirzes no uzstādītā režīma. Tomēr jānorāda, ka kopumā mērķa temperatūras apkures

periodos (attiecīgi 19 un 20°C) tiek sasniegta pietiekami precīzi un tādēļ mērījumu rezultāti var

tikt izmantoti stendu energoefektivitātes novērtēšanai un siltumsūkņu faktiskas efektivitātes

salīdzināšanai (skat. nākamo nodaļu). 2014.g. vasaras periodā un septembrī tika veikti

eksperimenti ar fāzu maiņas materiāliem un telpas netika kondicionētas, tādēļ tur vērojamas lielas

temperatūras svārstības. Savukārt 2015.g. martā notika pāreja uz elektrisko apkuri visos stendos,

kas regulēšanas periodā izsauca lielas temperatūras svārstības. Pēc tam tika veikti dažādo apsildes

sistēmu energopatēriņa mērījumi pie uzstādītās telpu temperatūras 24°C.

10

15

20

25

30

35 AVERAGE_ AER-T-AIR.ROOM(1-6) (degC)

AVERAGE_ CER-T-AIR.ROOM(1-6) (degC)

AVERAGE_ EXP-T-AIR.ROOM(1-6) (degC)

AVERAGE_ LOG-T-AIR.ROOM(1-6) (degC)

AVERAGE_ PLY-T-AIR.ROOM(1-6) (degC)

Documents

Termiskā komforta apstākļu telpās un būvkonstrukciju ...eem.lv/docs/2015/2015FINAL/Fails6.pdfTermiskā komforta apstākļu telpās un būvkonstrukciju temperatūras/mitruma dinamika