Tiilipiipun palonkestävyysanalyysi Simulointi välipohjan paksuudella 600 mm Lämpötilaluokka T450

Samankaltaiset tiedostot
Tiilipiipun palonkestävyysanalyysi Simulointi välipohjan paksuudella 600 mm Läpivienti täysin eristetty ja osittain tuuletettu rakenne

TULISIJOJEN JA KEVYTHORMIEN PALOTURVALLISUUS

Yläpohjan sellukuitulämmöneristyksen painumisen vaikutus rakenteen kokonaislämmönläpäisyyn

FRAME: Ulkoseinien sisäinen konvektio

Puun termiset aineominaisuudet pyrolyysissa

Valmispiippu Kerastar on ainutlaatuinen yhdistelmä: teräksinen kuori, keraaminen hormi

ASENNUSOHJE PALOKITTI

Jos olet käynyt kurssin aikaisemmin, merkitse vuosi jolloin kävit kurssin nimen alle.

Materiaalinäkökulma rakennusten ympäristöarvioinnissa

KANSALLINEN LIITE STANDARDIIN. SFS-EN 1995 EUROKOODI 5: PUURAKENTEIDEN SUUNNITTELU Osa 1-2: Yleistä. Rakenteiden palomitoitus

TONA. Taloudellinen ja ekologinen keraaminen savupiippujärjestelmä CERAMIC GUARANTEE

Sisäisen konvektion vaikutus yläpohjan lämmöneristävyyteen

turvalliset savupiiput kaikkiin taloihin Talosi turvaksi 25 VUOTTA TAKUU VALMISTETTU MARKARYDISSÄ VUODESTA 1965

METALLISAVUPIIPPUJEN PALOTURVALLINEN KÄYTTÖ EPS-/PIR-YLÄPOHJISSA

TULIA VARAAVAT TIILITULISIJAT

Meluselvityksen täydennys Lepolan alue, Järvenpää

Ilmahormien paloeristyksenä käytettävät tarvikkeet

Asennus- ja käyttöohjeet. SAVUPIIPPU Perusosa: 15125R Jatko-osat: 15200R, 15225R, 15325R

PUUKET-hankkeen tuloksia. Martti Mylly Kierikkikeskus,

JOINTS FIRE COMPOUND PRO+ Palokipsimassa läpivienteihin

NVI 2000 moduulisavupiippujen ASENNUSOHJEET

RUOSTUMATTOMASTA TERÄKSESTÄ VALMISTETTUJEN PUURA- KENTEIDEN LIITOSTEN PALONKESTÄVYYS

SAVUPIIPPUJEN CE-merkintä

PAROC Hvac Fire. Ilmakanavien paloeristysratkaisut. Tekniset eristeet Huhtikuu 2011 Korvaa esitteen Ilmakanavien paloeristys

Pientalon ilmanvaihto ja eristys. Pientalon ilmanvaihto ja eristys Antti Laine Paroc Oy 2013

SERTIFIKAATTI Nro VTT-C Myöntämispäivä TUOTTEEN NIMI SERTIFIKAATIN HALTIJA TUOTEKUVAUS SERTIFIOINTIMENETTELY.

Rakennustuotteiden paloluokitus EN ja EN mitä huomioitava kokeissa

PAROC HVAC FIRE Ilmakanavien paloeristysratkaisut

Pintaluokat & Materiaalit. Eurooppalaiset rakennusmateriaalien paloluokat. Versio 1.0

PAROC GROUP

Savunpoistoluukut. Information Technology Solu- SAVUNPOISTOLUUKUT EUROOPPALAINEN STANDARDI EN

Rakennusfysiikka 2007, Tampereen teknillinen yliopisto, RIL Seminaari Tampere-talossa Tiedämmekö, miten talot kuluttavat energiaa?

Sisäisen konvektion vaikutus puhallusvillaeristeisissä yläpohjissa Laatijat: Henna Kivioja, Eero Tuominen, TTY

EU-vaatimustenmukaisuus vakuutus

PALOTURVALLISET TULISIJAN JA SAVUHORMIN YHDISTELMÄT Osa 1: Perustietoa laitteiden hankkimiseen ja käyttöön

Ympäristöministeriön asetus Eurocode standardien soveltamisesta talonrakentamisessa annetun asetuksen muuttamisesta

Cetap-tarkastusluukku

HARKKOELEMENTTI Tuoteseloste

Rakennustuotteiden paloluokitus luokitellun tuotteen käyttö

Näin lisäeristät 1. Villaeristeisen puurunkoseinän ulkopuolinen lisäeristys. Eristeinä PAROC Renova tai PAROC WPS 3n

TULIA. Varaavat tiilitulisijat

KOSTEUSTURVALLINEN LÄMMÖNERISTE. Pekka Reijonen, Paroc Oy Ab, Puupäivä

Valmispiippu RONDO PLUS

MIKROAALTOUUNI VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA. Tuomas Karri i78953 Jussi Luopajärvi i80712 Juhani Tammi o83312

Puisten kävelysiltojen värähtelymittaukset

DEE Kryogeniikka

Kiinteän polttoaineen Arimax-kattilat

Näin lisäeristät 2. Purueristeisen seinän ulkopuolinen lisäeristys. Eristeinä PAROC Renova tai PAROC WPS 3n

TUTKIMUSSELOSTUS ULKOSEINÄRAKENTEEN LÄMPÖ- JA KOSTEUSTEKNINEN TARKASTELU HÖYRYNSULKUKALVON KIERTÄESSÄ PUURUNGON ULKOPUOLELTA 31.7.

TEKNINEN TIEDOTE LATTIARAKENTEET

TAMPEREEN TEKNILLINEN YLIOPISTO

Ullakon eristäminen Rakennuseristeet

Kosteusturvallista betonielementtirakentamista

PROTECTA FR BOARD ASENNUSOHJEET

RAPORTTI 16X Q METSÄ FIBRE OY JOUTSENON TEHDAS Kaasuttimen polttoainekuivurin poistokaasujen hiukkaspitoisuudet ja päästöt

VALMISPIIPPU RONDO PLUS

58131 Tietorakenteet (kevät 2009) Harjoitus 6, ratkaisuja (Antti Laaksonen)

MTM-MODUULIEN TEKNISET TIEDOT

TULIA. Varaavat tiilitulisijat Tulia L100/550 erikoismalli 1

Halton Zen Circle ZCI - syrjäyttävä tuloilmalaite

Urban MultiStorey -konsepti

ASENNUSPIIRUSTUKSET. Selluvilla talojen lämmöneristykseen

WISA -Spruce Kuusivanerin pintalaadut

ECO AIR ASENNUSOHJE

Palokuristimien painehäviö - tuloilman päätelaitteet S ja S x 100 mm - S

RAPORTTI ISOVERIN ERISTEIDEN RADIOTAAJUISTEN SIGNAALIEN VAIMENNUKSISTA

TTY Mittausten koekenttä. Käyttö. Sijainti

JOINTS FIRE ACRYL PRO+ Paloakryyli läpivienteihin ja saumoihin

12129 Mixed Penetration Seal BARRA Flame DMA/DMK palokatkojen ja palotiivisteiden akustinen arvio

on hidastuvaa. Hidastuvuus eli negatiivinen kiihtyvyys saadaan laskevan suoran kulmakertoimesta, joka on siis

Tiivis, Tehokas, Tutkittu. Projektipäällikkö

soveltuvuus turvetuotannon kosteikolle TuKos- hankkeen loppuseminaari Heini Postila Oulun yliopisto, Vesi- ja ympäristötekniikan laboratorio

PALOMITOITUS - LEVYSUOJATTU RAKENNE - Tero Lahtela

18145 Vaahtolasimurskepenkereet ja -rakenteet

Ontelolaatastojen suunnittelukurssi Juha Rämö Juha Rämö 1

PALAMATON RAKENTAMINEN

Baumit StarSystem. Tuottava Sijoitus Tulevaisuuteen

Tekninen ohje. Hilti Palokatkokaulus CFS-SL. Eurooppalainen tyyppihyväksyntä ETA N o 11/0153. Painos 08/2011. Hilti Palokatkokaulus CFS-SL

MITTAUSPÖYTÄKIRJA. Dir-Air Oy: Myrskysäleikköjen USMLTO-200, USMLTO-160, ja USMLTO-125 virtaustekniset mittaukset. Työ

Talosi turvaksi 25 VUOTTA VALMISTETTU MARKARYDISSÄ VUODESTA 1965 TAKUU

Öljyalan Palvelukeskus Oy Laskelma lämmityksen päästöistä. Loppuraportti 60K Q D

Kertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko klo 8-10

Betonisandwich-elementin, jossa on 40 mm paksu muovikuitubetoninen ulkokuori, käyttökelpoisuus ulkoseinärakenteena

UUDET MAJAT. Liite 1 Yleiset ohjeet. Majojen mittavaihtoehdot

Basen-Fossilryggen terminen mallinnus: Esimerkki ABAQUS FEM -ohjelmiston käytöstä. Elo Seppo

Suorakulmainen kolmio

Lankilan Metsäkulman alue Alueellinen pohjatutkimus POHJATUTKIMUSLAUSUNTO. Työ 3401/09

TURUN JÄTTEENPOLTTOLAITOKSEN MELURAPORTTI

Savupiippu-tulisija yhdistelmien paloturvallisuus

SAVU HORMISTOT. Valmispiippu Rondo

SERTIFIKAATTI Nro VTT-C Myöntämispäivä TUOTTEEN NIMI VALMISTAJA TUOTEKUVAUS SERTIFIOINTIMENETTELY

STANDARDIPALONKESTÄVYYSKOKEIDEN TULOSTEN YLEISTÄMINEN KUORMITTAMATTOMAT OSASTOIVAT SEINÄT

Kartiohattu. Myrskykaulus Läpivientipelti

KOSKI Tl KESKUSTAN JA KOIVUKYLÄN OSA- YLEISKAAVOJEN MELUSELVITYS. Työ: E Tampere,

Uunin rakentaminen helpommaksi

LÄSÄ-lämmönsäästäjillä varustettujen kattotuolirakenteiden lämpöhäviön simulointi

MATERIAALI- TEHOKKUUS OMAKOTI- RAKENTAMISEN KANNALTA

Baumit Eristysrappausjärjestelmät

MarTop kupumalliset savunpoistoluukut

Muurattavat harkot. SUUNNITTELUOHJE 2016 Eurokoodi 6. (korvaa ohjeen)

Transkriptio:

04.05.2014 Lämmönsiirtolaskelmat Tiilipiipun palonkestävyysanalyysi Simulointi välipohjan paksuudella 600 mm Lämpötilaluokka T450 Kokkola 04.05.2014 Rauli Koistinen, DI Femcalc Oy Insinööritoimisto Femcalc Oy Talonpojankatu 15 D 67100 KOKKOLA Puh. 040-5776381 femcalc@anvianet.fi

2 Sisältö 1. Johdanto 2. Piipun mitat, materiaalit ja eristys 3. Simulointi 4. Simuloinnin tulokset ja yhteenveto Liitteet 1. Simulointimallien materiaalien lämpötekniset ominaisuudet

3 1. Johdanto Tässä raportissa esitetään lämpösimulointien tulokset tiilipiipulle, joka lävistää 600 mm paksun, eristetyn läpivientirakenteen (rakennusten yläpohjat). Simulointilaskelmat on tilannut Tiiliteollisuus ry. Simulointien tarkoituksena on ollut tutkia lämpötilojen kehittymistä 600 mm paksun läpiviennin sisällä olevassa puurakenteessa, eristeissä ja tiilipiipun pinnassa sekä piipun pintaa vasten olevassa verhoilulevyssä. Simulointilämpötilana oli 550 ºC lämpötilaluokan T450 mukaisesti. Nokipalosimulointi ajettiin 1000 ºC:een lämpötilalla. Simuloinnit tehtiin läpivientiratkaisulla, joista koko läpivienti oli suojattu 50 mm paksulla läpimenevillä suojaeristeellä (palovillalevyt). 2. Piipun mitat, materiaalit ja eristys Simuloidun piipun mitat, materiaalit ja eristeet simulointimalleissa olivat seuraavat: - piippu muurattu yhden kiven hormi - tiili: reikätiili 257x123, sauma 12 mm - hormin sisämitat: 147x281 - hormin ulkomitat: 392x527 - läpivientipaksuus 600 mm, alaverhoilulevy 12 mm:n vaneri - läpiviennin kohdalla suojaeristekerroksia seuraavasti: i. täysin eristetty läpivienti: suojaeriste Paroc palovillalevy 140 kg/m 3, paksuus 50 mm ja korkeus 700 mm - läpiviennin eriste: kivivilla 100 kg/m 3 - kuvassa 1 on esitetty simuloidun läpivientirakenteen mitat ja materiaalit ja tulostuskäyrissä esitetyt lämpötilojen seurantapisteet - liitteessä 1 on esitetty simuloinnissa käytetyt materiaalien lämpötekniset ominaisuudet

Kuva 1. Täysin eristetty läpivientirakenne 4

5 3. Simulointi Tarkastellun tiilipiipun lämpötilojen kehittymistä paksussa läpiviennissä on simuloitu Femcalc Oy:n kehittämillä laskentamalleilla. Simulointiparametrit on määritelty piippujen yleisen testausnormin EN 13216-1 mukaisesti. Laskentaohjelmana on käytetty elementtimenetelmään perustuvaa ohjelmistoa Cosmosm ja sen Heat Transfer moduulia. Kuvassa 2 on esitetty simuloinnin laskentamalli, jossa elementtityyppinä on käytetty 8-solmuista tilavuuselementtiä Solid. Simulonnit ajettiin ¼ mallilla simulointiajan pienentämiseksi (voidaan käyttää pystysuuntaisia symmetriatasoja). Testausnormissa EN 13216 ei ole määritelty 200 mm paksumpia läpivientejä. Tässä simuloinnissa välipohjan puupalkki 50x200 sijoitettu läpiviennin keskelle palovillaeristettä vasten. Suojaetäisyyden määritys on siten tehty puun keskipisteen lämpötilan kehittymisen suhteen (mittauspiste T2). Käyttölämpötilasimuloinnissa on hormin sisäpuolisen savukaasujen lämpötilaksi asetettu 550 C käyttölämpötilaluokan T450 mukaisesti. Sisäpuolen lämmönsiirtokertoimet on määritetty testinormissa määritetyn virtausnopeuden 4,96 m/s ja nestekaasun polton (ilmakerroin 4,99) savukaasujen säteilevien kaasukomponenttien (CO 2 -pit. 2,4 % ja H 2 O-pit. 3,5 %) pohjalta. Piipun ja välipohjien ulkopintojen reunaehdoiksi on asetettu vapaan konvektion ja säteilyn jäähdyttävä vaikutus (mukana myös piipun ulkovaipan ja seinäpintojen välinen säteilylämmönsiirto sekä säteily ympäristöön). Pintojen emissiviteetteinä on käytetty arvoa 0,92. Käyttölämpötilasimulointi suoritettiin transienttina, jossa lämpötilojen kehittymistä seurattiin 6 h:n ajan iterointivälin ollessa 5 min. Kyseisestä ajasta 6 h:n aikana piipun sisällä vaikutti normin mukainen testilämpötila, jonka jälkeen lämpötila pudotettiin 20 C:een (testinormin mukainen maksimi testausaika 6 h). Nokipalosimulointi suoritettiin normin mukaisella savukaasujen lämpötilalla 1000 C ja normissa määritellyn testiohjelman mukaisesti. Tässä savukaasujen lämpötila hormin sisällä nostetaan 10 min:n aikana 1000 C:een ja pidetään siinä 30 min:n ajan. Simuloinnissa tämän jälkeen savukaasujen lämpötila pudotettiin 5 min:ssa 20 C:een. Simulointiaikana käytettiin 360 min (= 6 h), jolloin lämpötilojen kehittymistä voitiin seurata vielä 320 min savukaasun syötön lopetuksen jälkeen. Sisäpuolen lämmönsiirtokertoimet on määritetty testinormissa määritetyn virtausnopeuden 6,9 m/s ja nestekaasun polton pohjalta. Laskennassa otettiin myös huomioon eristeiden ja lämmönsiirtokertoimien lämpötilariippuvuus (eristevillan lämmönjohtavuus kasvaa huomattavasti korkeissa lämpötiloissa). Mallissa käytetyt materiaalien lämpötekniset ominaisuudet (lämmönjohtavuus, ominaislämpökapasiteetti ja tiheys) lämpötilan funktiona perustuvat eristemateriaalitoimittajilta saatuun dataan. Puumateriaalien ominaisuuksina käytettiin yleisiä kirjallisuusarvoja. Piipun lämpötekniset ominaisuudet (lämmönjohtavuus, ominaislämpökapasiteetti ja tiheys) sovitettiin kirjallisuusarvojen pohjalta siten, että piipun pintalämpötilan nousukäyrä vastasi aikaisemmissa mittauksissa saatuja tuloksia. Liitteessä 1 on esitetty malleissa käytetyt materiaalien lämpötekniset ominaisuudet.

Kuva 2. Simulointimalli, täysin eristetty läpivienti 6

7 4. Tulokset Kuvassa 3 on esitetty lämpötilajakautumat ajan hetkellä 360 min läpivientirakenteessa käyttölämpötilasimuloinnista. Kuvissa 4 7 on esitetty tulostuspisteiden T1 T6 lämpötilakäyrät käyttölämpötilasimuloinnista ja kuvissa 8 11 nokipalosimuloinnista. Seuraavassa taulukossa on esitetty tarkasteltujen pisteiden maksimilämpötilat. Simulointitilanne Mittauspiste ( C) Maksimilämpötila ( C) Käyttölämpötilasimulointi - piipun pinta vapaa tila (T1) 108,6 - läpiviennin puu (T2) 67,2 - piipun pinta läpiviennin sisällä (T4) 229,2 - vaneri piippua vasten (T5) 132 - vaneri 10 mm päässä (T6) 76,7 Nokipalosimulointi - piipun pinta vapaa tila (T1) 80,7 - läpiviennin puu (T2) 55,0 - piipun pinta läpiviennin sisällä (T4) 143,7 - vaneri piippua vasten (T5) 91,6 - vaneri 10 mm päässä (T6) 56,6 Tulosten mukaan suojaetäisyys 50 mm palovillaeristeellä riittää lämpötilaluokassa T450 puun lämpötilojen suhteen (maksimi sallittu 85 ºC). Puun keskellä lämpötila nousee 67,2 ºC:een. Lämpötilakäyrien mukaan puun lämpötila (T2) lähtee nousemaan vasta n. 2 h:n kuluttu. Vanerin lämpötila piipun pintaa vasten nousee 6 h:n aikana n. 132 ºC:een ja ylittää palavalle materiaalille sallitun lämpötilan 85 ºC. Vanerin lämpötila 10 mm:n päässä on jo sitä vastoin alle sallitun, simulointituloksen mukaan 76,7 ºC. Kyseisen tuloksen mukaan kattoverhoilun ja tiilipiipun väliin tulisi siten jättää pieni 5 10 mm:n suojarako. Läpiviennin sisällä (keskellä) nousee piipun pintalämpötila täysin eristetyssä rakenteessa 229 ºC:een (mittauspiste T4). Piipun pintalämpötila vapaassa tilassa nousee simuloinnin mukaan 6 h:n aikana 108,6 ºC:een (mittauspiste T1). Palovillaeristeen 50 mm mukainen suojaetäisyys riittää myös nokipalosimulointitilanteessa, jossa kaasun lämpötilaa pidetään 1000 ºC:eessa 30 min:n ajan. Palaville materiaaleille sallittu lämpötila on tällöin 100 ºC ja tulosten mukaan läpiviennin puu ja vanerin pintalämpötilat jäävät tämän alle.

Kuva 3. Lämpötilajakautuma 6 h:n kohdalla, käyttölämpötilasimulointi 8

9 Kuva 4. Käyttölämpötila, mittauspiste T1, piipun pintalämpötila vapaassa tilassa Kuva 5. Käyttölämpötila, mittauspiste T2, läpiviennin puu

10 Kuva 6. Käyttölämpötila, mittauspiste T4, piipun pinta läpiviennin sisällä Kuva 7. Käyttölämpötila, mittauspisteet T5 ja T6, alavanerin pinta

11 Kuva 8. Nokipalosimulointi, piipun pinta, piste T1 Kuva 9. Nokipalosimulointi, läpiviennin puu, piste T2

12 Kuva 10. Nokipalosimulointi, piipunpinta, piste T4 Kuva 11. Nokipalosimulointi, vanerin lämpötilat, pisteet T5 ja T6

13 Liite 1. Simulointimallissa käytettyjen materiaalien lämpötekniset ominaisuudet Tiilihormi, reikätiili 257x123, ominaisuudet muurattuna - tiheys 1500 kg/m 3 - ominaislämpökapasiteetti 900 J/kgK - lämmönjohtavuus 0,55 W/mK Palovilla Paroc 140 - tiheys 140 kg/m 3 - ominaislämpökapasiteetti 840 J/kgK - lämmönjohtavuus lämpötilasta riippuen seuraavasti T ( C) λ (W/mK) 10 0,037 100 0,047 200 0,065 400 0.12 600 0,18 800 0,2 1000 0,41 Puu, mäntypalkki - tiheys 550 kg/m 3 - ominaislämpökapasiteetti 1400 J/kgK - lämmönjohtavuus 0,14 W/mK Vaneri - tiheys 550 kg/m 3 - ominaislämpökapasiteetti 1200 J/kgK - lämmönjohtavuus 0,12 W/mK Välipohjakivivilla - tiheys 100 kg/m 3 - ominaislämpökapasiteetti 840 J/kgK - lämmönjohtavuus lämpötilasta riippuen seuraavasti T ( C) λ (W/mK) 10 0,036 50 0,04 100 0,046 200 0,064 300 0,089 400 0,121 500 0,159