Βιοκλιματικά σπίτια



Πλεονεκτήματα των σπιτιών που κατασκευάζονται με τα
σύστηματα δόμησης της Build it Green
1. Περιβάλλον
 
- ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ: 100% ανακυκλώσιμα
- CFC: δεν χρησιμοποιούνται CFC
- ΜΗ ΤΟΞΙΚΑ:
τα προφίλ είναι από μη τοξικά και αδρανή υλικά
- ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΑ: προστασία του περιβάλλοντος λόγω αντικατάσταση προϊόντων που επιβαρύνουν το περιβάλλον
- ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ: εξοικονόμηση ενέργειας και νερού κατά την κατασκευή σε σύγκριση με τα ξύλα και το κοντραπλακέ
-ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΑ: λιγότερα απορρίμματα σε σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους πλαισίωσης και καλουπώματος












Σχεδιασμός και Ανάλυση Ολόσωμων Κτιρίων από Τοιχώματα
Γενικά
 
Η διπλωματική εργασία εκπονήθηκε το ακαδημαϊκό έτος 1998-1999 με επιβλέποντα τον κ. Βλάση Κουμούση, Αναπλ. Καθ. Ε.Μ.Π. και έχει τίτλο «Σχεδιασμός και Ανάλυση Ολόσωμων Κτιρίων από Σκυρόδεμα».  
 
Αντικείμενο της διπλωματικής εργασίας
  
Το αντικείμενο της διπλωματικής εργασίας είναι ολόσωμα κτίρια από τοιχώματα, δηλαδή κτίρια στα οποία οι διαχωριστικοί τοίχοι αποτελούν και τον φέροντα οργανισμό της κατασκευής. Τα κτίρια αυτά είναι εξ’ ολοκλήρου «χυτά» σε αντίθεση με τα συνηθισμένα κτίρια μεικτού τύπου. Οι πλάκες, οι οποίες σκυροδετούνται εκ των υστέρων και είναι συνήθως σύμμικτες, μεταφέρουν τα φορτία τους στα φέροντα τοιχώματα της κατασκευής.
Από στατικής άποψης, μια τέτοια κατασκευή αποτελεί έναν εξαιρετικά άκαμπτο φορέα, ο οποίος μπορεί να παραλάβει άνετα μεγάλες κατακόρυφες και οριζόντιες φορτίσεις. Αυτό αποτελεί ένα σημαντικό πλεονέκτημα για τον ελληνικό χώρο όπου η σεισμικότητα είναι μεγάλη.
 
Συστήματα δόμησης
  
Για την κατασκευή τέτοιων κτιρίων έχουν αναπτυχθεί αρκετά συστήματα δόμησης, τα οποία χωρίζονται γενικά σε δύο κατηγορίες:
  • αυτά που χρησιμοποιούν συνδεόμενα καλούπια από χάλυβα ή αλουμίνιο τα οποία μπορούν να ξαναχρησιμοποιηθούν, (αριστερή φωτογραφία)
  • αυτά που χρησιμοποιούν παραμένοντα «ξυλότυπο» από ενισχυμένα φύλλα ηχοθερμομονωτικού υλικού (δεξιά φωτογραφία) 
Τα συστήματα αυτά προτάσσουν την ταχύτητα κατασκευής και το ελάχιστο απαιτούμενο δυναμικό για την μείωση του ούτως ή άλλως αυξημένου κόστους των κατασκευών αυτών.
Γίνεται αναφορά στα συστήματα δόμησης και τις υποκατηγορίες τους καθώς επίσης γίνεται περιγραφή της πορείας κατασκευής ενός τυπικού τέτοιου κτιρίου. Επιπλέον υπάρχει παράρτημα με υλικό κυρίως από το πάνω σε αυτά τα συστήματα δόμησης. Το κύριο μέρος, όμως, της διπλωματικής εργασίας αναφέρεται στην στατική αντιμετώπιση αυτών των κατασκευών.
 
Στατικό προσομοίωμα
  
Η προσομοίωση μιας τέτοιας κατασκευής μπορεί να γίνει είτε με πεπερασμένα στοιχεία είτε με ισοδύναμο χωρικό πλαίσιο. Στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας η προσομοίωση γίνεται με ισοδύναμο χωρικό πλαίσιο από ραβδωτά στοιχεία το οποίο παράγεται με την μέθοδο "Wide Column Analogy". Σύμφωνα με την μέθοδο αυτή, τα φέροντα τοιχώματα προσομοιάζονται με «υποστυλώματα» και «δοκούς». Η θέσεις και οι διαστάσεις των υποστυλωμάτων προκύπτουν από τα ανοίγματα των τοίχων (πόρτες, παράθυρα). Ανάλογα προκύπτουν οι θέσεις και οι διαστάσεις των δοκών. Για την καλύτερη προσομοίωση του φυσικού μοντέλου, εισάγονται κατάλληλα άκαμπτα τμήματα τόσο στα υποστυλώματα όσο και στις δοκούς. Τέλος γίνεται η παραδοχή της διαφραγματικής λειτουργίας της πλάκας.
 
Πρόγραμμα Η/Υ
 
Αναπτύχθηκε πρόγραμμα Η/Υ που επιτρέπει την ταχύτατη οπτική σχεδίαση ολόσωμων κτιρίων και παραγωγή αρχείου δεδομένων του ισοδύναμου χωρικού πλαισίου για γνωστά στατικά πακέτα της αγοράς (Space II, Sophistik). Το πρόγραμμα έχει τίτλο «Στατική και Δυναμική Ανάλυση Ολόσωμων Κτιρίων από Τοιχώματα», αναπτύχθηκε σε Visual Basic 5.0 SP3 και τρέχει σε περιβάλλον Microsoft Windows 95/98/NT. Το πρόγραμμα παρέχει πλήρως γραφική (με το ποντίκι) ή/και αναλυτική (με πλαίσια διαλόγου) εισαγωγή δεδομένων, αντικείμενα με σημεία ελέγχου (grips) για εύκολη μεταβολή διαστάσεων, μετακίνηση ή διαγραφή, μεταβλητή επιφάνεια εργασίας, έλξη σε κάνναβο, σημεία έλξης για εύκολη περιγραφή της γεωμετρίας του κτιρίου, μεταβλητό Zoom, αυτόματο χωρισμό των τετραέρειστων πλακών για την διανομή των φορτίων στους υποκείμενους τοίχους (με αυτόματη αναγνώριση συνέχειας), αντιγραφή στάθμης για μείωση του χρόνου σχεδίασης κα.
Στην διπλωματική εργασία περιλαμβάνεται και το πλήρες εγχειρίδιο χρήσης του προγράμματος, όπου περιγράφονται λεπτομερώς όλες οι διαδικασίες και οι δυνατότητές του.
 
Παράδειγμα
 
Στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας έγινε σχεδίαση και στατική επίλυση ενός ολόσωμου διώροφου κτιρίου κατασκευασμένου με σύστημα δόμησης τύπου Flat ICF. Το παράδειγμα αυτό ενσωματώνει αρκετά ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά, ώστε αφενός να φανεί ο τρόπος με τον οποίον σχεδιάζονται και επιλύονται τα ολόσωμα κτίρια από το πρόγραμμα, αφετέρου να γίνουν αντιληπτά τα ιδιαίτερα στατικά χαρακτηριστικά των κτιρίων αυτών.
Για την επίλυση του κτιρίου ακολουθήθηκε η διαδικασία που περιγράφτηκε στην προηγούμενη παράγραφο.
 
 
Υπολογισμοί
 
Αφού γίνει η σχεδίαση της κατασκευής, μπορεί να παραχθεί αρχείο δεδομένων για το Space για DOS. Το αρχικό αρχείο δεδομένων περιλαμβάνει τα μόνιμα και τα κινητά φορτία. Το Space μπορεί να επιλύσει το πλαίσιο για τις φορτίσεις αυτές, όμως μπορεί να υπολογίσει και τις επιπλέον φορτίσεις του ΝΕΑΚ (σεισμός, τυχηματική εκκεντρότητα ορόφου), τις οποίες και προσαρτεί στο αρχικό αρχείο δεδομένων.
Το πρόγραμμα έχει την δυνατότητα να διαβάζει το εμπλουτισμένο αρχείο δεδομένων και να προσαρτεί τις επιπλέον φορτίσεις στο αρχείο δεδομένων του Sophistik.
Τέλος, το Sophistik επιλύει συνολικά το πλαίσια για τις έξι φορτίσεις και τους προβλεπόμενους από τον ΝΕΑΚ συνδυασμούς τους, βρίσκει την περιβάλλουσα και οπλίζει τις διατομές με ομοιόμορφα κατανεμημένο οπλισμό στην περίμετρό τους.
 
Συμπεράσματα
 
Από την ανάλυση του κτιρίου του παραδείγματος προκύπτουν αβίαστα κάποια συμπεράσματα:
Τα ολόσωμα κτίρια από τοιχώματα είναι εξαιρετικά άκαμπτοι φορείς οι οποίοι μπορούν και αναλαμβάνουν εύκολα μεγάλες οριζόντιες και κατακόρυφες φορτίσεις. Λόγω της εξαιρετικής ακαμψίας της κατασκευής είναι δυνατή η μείωση του πάχους του πυρήνα του σκυροδέματος στο ελάχιστο. Επιπλέον, λόγω των ελάχιστων παραμορφώσεων, η συντριπτική πλειοψηφία των τοιχωμάτων προκύπτει ότι δεν απαιτεί οπλισμό και συνεπώς τίθεται ο ελάχιστος οπλισμός.
Στην περίπτωση που χρησιμοποιηθεί σύστημα δόμησης τύπου ICF, το κτίριο παρουσιάζει εξαιρετικές επιδόσεις στο θέμα της θερμομόνωσης και της ηχομόνωσης. Επιπλέον, ο χρόνος κατασκευής μπορεί να είναι τάξεις μεγέθους μικρότερος από τον αντίστοιχο χρόνο που απαιτείται για την ανέγερση μιας συμβατικής κατασκευής. Η λεπτομερής ανάλυση αυτών των χαρακτηριστικών δεν αποτελούσε αντικείμενο της διπλωματικής εργασίας.
 

Σχόλια