The topic of the diploma thesis „ The impact of executing new thermal insulation on an administrative building in Blansko on the expenses associated with its operation“ is a draft and appraisal of four variants of thermal insulation of the building (EPS, EPS G, Mineral wool, Phenolic foam). It deals with an actual building situated in Blansko. All the variants are projected according to the same technical specifications (thermal transmittance) and their thermal parameters, technical parameters and the rate of return have been assessed. The assessed building (The A building) is at rectangular shape. It has six above - ground floors and a basement, it contains mainly administration sites. The construction system is concrete frame, which has curtain wall made of perforated blocks with thickness 250 mm. The building has got reinforced concrete floors, the roofing is made of double-skin roof construction. The supply for heating is a separate gas boiler room.

This thesis solves the desing documentation for implementation of kidsgarden. The land is situated in the village Kramolna. Land is oriented to the southwest. The kidsgarden is detached as two-store building without basement. In kidsgarden there are designed three departments for children´s stay and multipurpose hall. The total projected number of children is 60. The building is founded on footings and covered with a flat roof. The building project is completed in accordance with layout, architecture and structural design and safety in use.

This thesis presents a comparison of building materials for vertical bearing structures of buildings, thermal insulation materials and mutual combination of structural materials and insulators. Furthermore, there are possibilities for solving the most common insulation thermal bridges construction. The paper evaluated the pros and cons of different combinations of building materials. Teplo and Area programs were used for the calculations.

Increasing demand for new progressive construction materials requires development of modern environmentally friendly materials with excellent end-use properties and reasonable price. One of the main objectives of material research in building industry is using renewable resources of raw materials of industrial waste for development of new construction materials. Current trend of thermal insulation of building constructions results in development of environmentally friendly insulation materials based on renewable material resources from agriculture and stock farming, which could became alternative for current common use insulation materials in the future. The thesis describes research and development of insulation materials based on natural fibres of agricultural origin; in particular fibres of hemp, flax and jute. Hydrothermal behavior of developed materials is studied including computational simulation of behavior of researched materials after building in the construction.

The diploma thesis is the project of the hotel in Gbely. The Hotel is project as a four–storeyed house with one basement. The building is designed as object with twelve flats. The house has flat roof. The above grade masonry is created by Ytong system. The bearing walls in basement is created by Prefa BTB system, interior grade masonry is created by Ytong system. The partitions are created by Ytong system too. The main building entrance is situated to north–east side. In the basement, there are boiler room, alternative energy source, facilities for employees, laundry room, ironing room, air conditioning engine room and storage units. The first elevated floor is content of main entrance to the object, stairway, shop, reception, restaurant and bar, kitchen and elevators. On the second floor, there are eight guest rooms, background for cleaner, multimedia room. On the third there are ten guest rooms and multimedia room. On the fourth floor there are eight guest rooms, multimedia room and terrace with access to the roof. The foreside of exterior walls will be white with colored stripes. General architectonical and structural solution created harmony with neighbourhood. The project contains technical, thermal and acoustic appraisal forms. Parking is located in the hotel area.

This diploma thesis deals with the elaboration of the project documentation for the construction of a fire station. This station has three floors. It is a free-standing object in the L-form. The station is roofed partly with a flat roof and partly with a gable roof. The masonry consists of the sharpened brick. The object is insulated with the ETICS thermal insulation system. The foundation construction is designed on the concrete strip footing. The ceilings are constructed as the reinforced concrete slabs. The stairs will be also of the einforced concrete. The roof truss is designed with an overrafter isolation. The roof covering will be tin. The flat roof is projected partly as a green roof and partly walkable.

No description available.

Purpose: This project compares two foundation insulation materials: cellular plastic and cellular glass. Currently, cellular plastic is the most used material for foundation insulation. While cellular glass is not widely utilized. Its disadvantage lies in its higher cost, which makes contractors prefer the cheaper alternative, cellular plastic. Cellular glass exhibits exceptional properties, including its notable attributes of high load-bearing capacity and superior moisture resistance. The aim of this study is to demonstrate how material savings can be achieved by using cellular glass instead of cellular plastic in the load-bearing parts of the foundation. In addition to cost savings, the study also includes the analysis of carbon dioxide emissions during the production of these materials and specific heat losses through the material. Method: To facilitate understanding of the study, two different buildings were visualized: a two-story building and a seven-story building. The choice of different building sizes aimed to investigate how different loads on foundation insulation affect insulation material costs, carbon dioxide emissions, and the heating requirements of the buildings. Revit and AutoCAD were used for modelling and visualization. Flixo and manual calculations were employed for energy calculations, while manual calculations were used for structural calculations. One Click LCA Software was used to determine the carbon dioxide emissions for the different foundation insulation scenarios. Results: The study suggests that for buildings with lighter loads, cellular plastic is a cost-effective choice, while a hybrid insulation approach combining cellular glass and cellular plastic is the best option considering environmental factors. However, for buildings with higher loads, cellular glass outperforms cellular plastic both in terms of economics and the environment. Nonetheless, a combination of cellular glass and cellular plastic remains the most favourable choice among the three scenarios, as energy losses are approximately the same due to the similar thermal conductivity values of these materials. Conclusion: Hybrid insulation proves to be the most advantageous option in terms of both the environment and economics for both types of buildings studied: the two-story residential building and the seven-story residential building. By using cellular glass F for the load-bearing structures and cellular plastic EPS S60 for the ground slab, effective insulation is achieved. The use of cellular glass F results in material savings, such as cellular plastic XPS 700, which has half the load-bearing capacity of cellular glass F. Additionally, reducing the use of extra concrete for load-bearing foundation constructions decreases the load on the foundation insulation material.

[ES] En el proceso de producción de silicatos de calcio implantando en Promat (Tisselt, Bélgica), la xonotlita y la tobermorita como fases minerales mayoritarias, se obtienen al hacer reaccionar una mezcla de óxido de calcio y sílice cristalina en medio acuoso con una relación CaO/SiO2 cercana a 1, y en condiciones hidrotermales, a una temperatura de 200°C y a una presión de vapor de 17 bar. En este proyecto de doctorado industrial, se pretende alcanzar tres objetivos principales: 1. Desarrollar una nueva tecnología para la obtención de silicatos de calcio hidratados, mediante la síntesis inicial de gel C-S-H para controlar la densidad del producto final. Éste es un proceso que lo emplean algunos competidores de Promat y que denominamos en esta tesis como tecnología 'Gel Tank'. También se pretende llevar a cabo un profundo estudio de los parámetros clave que influyen en el proceso. Además, se pretende investigar la viabilidad de producir silicatos de calcio hidratados con diferentes densidades y comparar las propiedades de éstos con los obtenidos mediante tecnologías existentes. Con el empleo de esta nueva tecnología, la idea es utilizar menor cantidad de agua que en los procesos convencionales, y con ello reducir el gasto energético, minimizando el impacto medioambiental. 2. Ampliar el conocimiento de la tecnología basada en tratamiento hidrotermal mediante agitación e investigar la posibilidad de mejorar el carácter endotérmico de los materiales obtenidos a través de esta tecnología. 3. Desarrollar una nueva generación de productos libres de contenido en cuarzo residual (< 0,1% en peso) mediante el uso de la denominada tecnología "double autoclaving". En la primera parte de esta tesis, el estudio de investigación de la tecnología Gel Tank a escala de laboratorio ha demostrado que se pueden obtener silicatos de calcio hidratados para un rango de densidades que varían desde 280 Kg/m3 hasta 700 Kg/m3, utilizando cantidades óptimas de gel C-S-H sintetizado en condiciones específicas. Y se pueden obtener productos de buena calidad con menor relación agua/sólido (y por lo tanto menor dependencia energética) que en el caso de las tecnologías existentes. En la segunda parte de esta tesis, se han investigado los diferentes mecanismos de reacción entre distintas fuentes de sílice utilizando diferentes técnicas analíticas clásicas para caracterizar los productos intermedios y otras técnicas más avanzadas. Esto permitió explicar parcialmente los mecanismos de reacción hidrotermal para la síntesis de cristales de xonotlita y tobermorita. Por otro lado, Se han probado varios aditivos inorgánicos de carácter endotérmico en la matriz de productos elaborados en Promat a partir de partículas de xonotlita en su mayoría. Y con ello, se han propuesto otras alternativas para la protección al fuego y aislamiento térmico en diferentes aplicaciones (160ºC - temperatura de descomposición de endotermo para emplear en tabiques o compartimentos, 380ºC - temperatura de descomposición de endotermo para proteger estructuras de hormigón y 500ºC - temperatura de descomposición de endotermo en el caso de protección de estructuras metálicas de acero). Y en la última parte, se ha buscado una alternativa al producto de referencia que no contenga cuarzo residual en su matriz empleando la tecnología basada en doble tratamiento hidrotermal. Los productos obtenidos han sido desarrollados tras aplicar variaciones en la formulación estándar, y han dado lugar a propiedades mecánicas y térmicas similares a los productos existentes que contienen cuarzo residual. Estos nuevos productos presentan contenidos en cuarzo residual por debajo del 0,1% en peso. / [CAT] En el procés de producció de silicats de calci implantant a Promat (Tisselt, Bèlgica), la xonotlita i la tobermorita com a fases minerals majoritàries, s'obtenen en fer reaccionar una barreja d'òxid de calci i sílice cristal·lina en medi aquós amb una relació CaO/ SiO2 propera a 1, i en condicions hidrotermals, a una temperatura de 200°C ia una pressió de vapor de 17 bar. En aquest projecte de doctorat industrial, es pretén assolir tres objectius principals: 1. Desenvolupar una nova tecnologia per obtenir silicats de calci hidratats, mitjançant la síntesi inicial de gel C-S-H per controlar la densitat del producte final. Aquest és un procés que el fan servir alguns competidors de Promat i que anomenem en aquesta tesi com a tecnologia 'Gel Tank'. També es pretén dur a terme un estudi profund dels paràmetres clau que influeixen en el procés. A més, es pretén investigar la viabilitat de produir silicats de calci hidratats amb diferents densitats i comparar-ne les propietats amb els obtinguts mitjançant tecnologies existents. Amb l'ús d'aquesta nova tecnologia, la idea és utilitzar menor quantitat d'aigua que en els processos convencionals, i reduir la despesa energètica i minimitzar l'impacte mediambiental. 2. Ampliar el coneixement de la tecnologia basada en tractament hidrotermal mitjançant agitació i investigar la possibilitat de millorar el caràcter endotèrmic dels materials obtinguts mitjançant aquesta tecnologia. 3. Desenvolupar una nova generació de productes lliures de contingut en quars residual (< 0,1% en pes) mitjançant l'ús de l'anomenada tecnologia "double autoclaving". A la primera part d'aquesta tesi, l'estudi de recerca de la tecnologia Gel Tank a escala de laboratori ha demostrat que es poden obtenir silicats de calci hidratats per a un rang de densitats que varien des de 280 kg/m3 fins a 700 kg/m3, utilitzant quantitats òptimes de gel C-S-H sintetitzat en condicions específiques. I es poden obtenir productes de bona qualitat amb menor relació aigua/sòlid (i per tant menor dependència energètica) que en el cas de les tecnologies existents. A la segona part d'aquesta tesi, s'han investigat els diferents mecanismes de reacció entre fonts de sílice diferents utilitzant diferents tècniques analítiques clàssiques per caracteritzar els productes intermedis i altres tècniques més avançades. Això va permetre explicar parcialment els mecanismes de reacció hidrotermal per a la síntesi de vidres de xonotlita i tobermorita. D'altra banda, S'han provat diversos additius inorgànics de caràcter endotèrmic a la matriu de productes elaborats a Promat a partir de partícules de xonotlita majoritàriament. I amb això, s'han proposat altres alternatives per a la protecció al foc i aïllament tèrmic en diferents aplicacions (160ºC - temperatura de descomposició d'endoterm per emprar en envans o compartiments, 380ºC - temperatura de descomposició d'endoterm per protegir estructures de formigó i 500ºC - temperatura de descomposició d'endoterm en cas de protecció d'estructures metàl·liques d'acer). I a l'última part, s'ha buscat una alternativa al producte de referència que no contingui quars residual a la seva matriu emprant la tecnologia basada en doble tractament hidrotermal. Els productes obtinguts han estat desenvolupats després d'aplicar variacions a la formulació estàndard, i han donat lloc a propietats mecàniques i tèrmiques similars als productes existents que contenen quars residual. Aquests nous productes presenten continguts en quars residual per sota del 0,1% en pes. / [EN] In the calcium silicate production process in Promat (Tisselt, Belgium), xonotlite and tobermorite as main mineral phases, are obtained by reacting a mixture of calcium oxide and crystalline silica in an aqueous medium with a CaO/ SiO2 close to 1, and under hydrothermal conditions, at a temperature of 200°C and a vapor pressure of 17 bar. In this industrial doctorate project, it is intended to achieve three main objectives: 1. Develop a new technology to obtain hydrated calcium silicates, through the initial synthesis of C-S-H gel to control the density of the final product. This is a process that is used by some of Promat's competitors and that we refer to in this thesis as 'Gel Tank' technology. It is also intended to carry out an in-depth study of the key parameters that influence the process. In addition, it is intended to investigate the feasibility of producing hydrated calcium silicates with different densities and compare their properties with those obtained by existing technologies. With the use of this new technology, the idea is to use less water than in conventional processes, and thereby reduce energy expenditure, minimizing the environmental impact. 2. Expand the knowledge of the technology based on hydrothermal treatment by means of agitation and investigate the possibility of improving the endothermic character of the materials obtained through this technology. 3. Develop a new generation of products free of residual quartz content (<0.1% by weight) through the use of the so-called "double autoclaving" technology. In the first part of this thesis, the research study of Gel Tank technology at a laboratory scale has shown that hydrated calcium silicates can be obtained for a range of densities that vary from 280 Kg/m3 to 700 Kg/m3, using Optimal amounts of C-S-H gel synthesized under specific conditions. And good quality products can be obtained with a lower water/solid ratio (and therefore less energy dependence) than in the case of existing technologies. In the second part of this thesis, the different reaction mechanisms between different sources of silica have been investigated using different classical analytical techniques to characterize the intermediate products and other more advanced techniques. This allowed to partially explain the hydrothermal reaction mechanisms for the synthesis of xonotlite and tobermorite crystals. On the other hand, several inorganic additives of an endothermic nature have been tested in the matrix of products made in Promat, mostly from xonotlite particles. And with this, other alternatives have been proposed for fire protection and thermal insulation in different applications (160ºC - endotherm decomposition temperature to be used in partitions or compartments, 380ºC - endotherm decomposition temperature to protect concrete structures and 500ºC - endotherm decomposition temperature in the case of protection of metallic steel structures). And in the last part, an alternative to the reference product that does not contain residual quartz in its matrix has been sought, using technology based on double hydrothermal treatment. The products obtained have been developed after applying variations in the standard formulation, and have given rise to mechanical and thermal properties similar to existing products that contain residual quartz. These new products have residual quartz contents below 0.1% by weight. / Martí Montava, F. (2023). Development of Hydrated Calcium Silicates by Hydrothermal Treatments [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/192513

In-cylinder thermal barrier materials have been thoroughly investigated for their potential improvements in thermal efficiency in reciprocating internal combustion engines. These materials show improvements both directly in indicated work and indirectly through reduced demand on the cooling system. Many experimental and analytical sources have shown reductions in heat losses to the combustion chamber walls, but converting the additional thermal energy to indicated work has proven more difficult. Gains in indicated work over the expansion stroke could be made, but these were negated by increased compression work and reduced volumetric efficiency due to charge heating. Typically, the only improvements in brake work would come from the pumping loop in turbocharged engines, or from additional exhaust energy extraction through turbine-compounding devices. The concept of inter-cycle wall-temperature-swing holds promise to reap the benefits of insulation during combustion and expansion, while not suffering the penalties incurred with hotter walls during intake and compression. The combination of low volumetric heat capacity and low thermal conductivity would allow the combustion chamber surface temperature to quickly respond to the gas temperature throughout combustion. Surface temperatures are capable of rising in response to the spike in heat flux, thereby minimizing the temperature difference between the gas and wall early in the expansion stroke when the greatest conversion of thermal energy to mechanical work is possible. The combination of low heat capacity and thermal conductivity is essential in allowing this temperature increase during combustion, and in enabling the surface to cool during expansion and exhaust to avoid harmfully affecting engine volumetric efficiency during the intake stroke and minimizing compression work performed on the next stroke. In this thesis, thermal and thermodynamic models are constructed in an attempt to predict the effects of material properties in the walls, and to characterize the effects of heat transfer at different portions of the cycle on indicated work, volumetric efficiency, exhaust energy and gas temperatures of a reciprocating internal combustion engine. The expected impact on combustion knock in spark-ignited engines was also considered, as this combustion mode was the basis for the experimental engine testing performed. Conventional insulating materials were evaluated to benchmark the current state-of-the-art, and to gain experience in the analysis of materials with temperature-swing capability. Unfortunately, the effects of permeable porosity within the conventional coating on heat losses, fuel absorption and compression ratio tended to mask the effects of temperature swing. The individual impact of each of these loss mechanisms on engine performance was analyzed, and the experience helped to further refine the necessary traits of a successful temperature-swing material Finally, from the learnings of this analysis phase, a novel material was created and applied to the piston surface, intake valve faces, and exhaust valve faces. Engine data was taken with these coated components and compared to an un-coated baseline. While some of the test pieces physically survived the testing, analysis of the data suggests that they were not fully sealed and suffered from the same permeability losses that affected the conventional insulation. Further development is necessary to arrive at a robust, effective solution for minimizing heat transfer through wall temperature swing in reciprocating internal combustion engines. The success of temperature-swing thermal barrier materials requires very low thermal conductivity, heat capacity, and appropriate insulation thickness, as well as resilient sealing of any porous volume within the coating to avoid additional heat and fuel energy losses throughout the cycle. / Los materiales aislantes han sido investigados a fondo por sus posibles mejoras en la eficiencia térmica de los motores de combustión interna alternativos. Estas mejoras se ven reflejadas tanto directamente en el trabajo indicado como indirectamente a través de la reducción del sistema de refrigeración del propio motor. Diferentes estudios, tanto experimentales como analíticos, han mostrado la reducción en la transferencia de calor a través de las paredes de la cámara de combustión mediante la utilización de estos materiales. Sin embargo, demostrar la conversión de la energía térmica adicional en trabajo indicado ha resultado más difícil. En ciertos estudios se pudieron obtener mejoras en el trabajo indicado durante la carrera de expansión, pero éstas fueron reducidas debido a un menor rendimiento volumétrico debido al calentamiento de la carga durante el proceso de admisión y un mayor trabajo en la carrera de compresión. Típicamente, las únicas mejoras en el trabajo al freno provendrían de la reducción de pérdidas por bombeo en los motores turboalimentados, o de la extracción de la energía adicional de los gases de escape a través de turbinas. El concepto de los materiales con oscilación de la temperatura durante el ciclo motor intenta aprovechar los beneficios del aislamiento durante los procesos de combustión y expansión, mitigando las perdidas por el incremento de la temperatura de las paredes durante la admisión y la compresión. La combinación de baja capacidad calorífica y baja conductividad térmica permitiría que la temperatura de la superficie de la cámara de combustión respondiera rápidamente a la temperatura del gas durante el proceso de combustión. Las temperaturas de la superficie son capaces de aumentar en respuesta al pico de flujo de calor, minimizando así la diferencia de temperatura entre el gas y la pared en la carrera de expansión cuando es posible la mayor conversión de energía térmica en trabajo mecánico. La combinación de baja capacidad calorífica y conductividad térmica es también esencial para permitir este aumento de temperatura durante la combustión y para permitir que la superficie se enfríe durante la expansión y el escape para no perjudicar así el rendimiento volumétrico del motor durante la carrera de admisión y minimizar el trabajo de compresión realizado en el siguiente ciclo. En esta tesis se han desarrollado modelos térmicos y termodinámicos para predecir los efectos de las propiedades de los materiales en las paredes y caracterizar los efectos de la transferencia de calor en diferentes partes del ciclo sobre el trabajo indicado, el rendimiento volumétrico, la energía en los gases de escape y las temperaturas del gas para un motor de combustión interna alternativo. También se ha evaluado el impacto del uso de estos materiales en el knock en motores de combustión de encendido provocado, ya que los estudios experimentales de esta tesis se realizaron en un motor de estas características. Durante la investigación se evaluaron materiales aislantes convencionales para comprender el estado actual de esta técnica y para adquirir también experiencia en el análisis de materiales aislantes con oscilación de temperatura. Desafortunadamente, los efectos de la permeabilidad a través de la porosidad del material en los recubrimientos convencionales, la absorción de combustible y la relación de compresión tendieron a ocultar los efectos de la oscilación de la temperatura y la reducción de la transferencia de calor a través de las paredes. Así pues, se analizó el impacto individual de cada uno de estos mecanismos y su influencia en el rendimiento del motor para así definir un nuevo material con las características necesarias que mejorasen el aislante con de oscilación de temperatura. Finalmente, a partir de los estudios de esta fase de análisis, se creó un nuevo material y se aplicó a la superficie del pistón y a la supe / Els materials aïllants han estat investigats a fons per les seves possibles millores en l'eficiència tèrmica en el motors de combustió interna alternatius. Aquestes millores es veuen reflectides tant directament en el treball indicat com indirectament a través de la reducció del sistema de refrigeració del propi motor. Diferents estudis, tant experimentals com analítics, han mostrat la reducció en la transferència de calor a través de les parets de la cambra de combustió mitjançant la utilització d'aquests materials. No obstant això, demostrar la conversió de l'energia tèrmica addicional en treball indicat ha resultat més difícil. En certs estudis es van poder obtenir millores en el treball indicat durant la carrera d'expansió, però aquestes van ser reduïdes a causa d'un menor rendiment volumètric causat de l'escalfament de la càrrega durant el procés d'admissió i un major treball en la carrera de compressió. Típicament, les úniques millores en el treball al fre provindrien de la reducció de pèrdues per bombeig en els motors turbo alimentats, o de l'extracció addicional de l'energia dels gasos d'escapament a través de turbines. El concepte dels materials amb oscil·lació de la temperatura durant el cicle motor intenta aprofitar els beneficis de l'aïllament durant els processos de combustió i expansió, mitigant les perdudes per l'increment de la temperatura de les parets durant l'admissió i la compressió. La combinació de baixa capacitat calorífica i baixa conductivitat tèrmica permetria que la temperatura de la superfície de la cambra de combustió respongués ràpidament a la temperatura del gas durant el procés de combustió. Les temperatures de la superfície són capaços d'augmentar en resposta al flux de calor, minimitzant així la diferència de temperatura entre el gas i la paret en la carrera d'expansió quan és possible la major conversió d'energia tèrmica en treball mecànic. La combinació de baixa capacitat calorífica i conductivitat tèrmica és també essencial per permetre aquest augment de temperatura durant la combustió i el refredament de la superfície durant l'expansió i l'escapament per no perjudicar així el rendiment volumètric del motor durant la carrera d'admissió i minimitzar el treball de compressió realitzat en el següent cicle. En aquesta tesi s'han desenvolupat models tèrmics i termodinàmics per predir els efectes de les propietats dels materials en les parets i caracteritzar els efectes de la transferència de calor en diferents parts del cicle sobre el treball indicat, el rendiment volumètric, l'energia en els gasos d'escapament i les temperatures del gas per un motor de combustió interna alternatiu. També s'ha avaluat l'impacte d'aquests materials en el knock en motors de combustió d'encesa provocada, ja que les proves experimentals d'aquesta tesi es van realitzar en un motor d'aquestes característiques. Durant la investigació es van avaluar materials aïllants convencionals per comprendre l'estat actual d'aquesta tècnica i per adquirir també experiència en l'anàlisi de materials aïllants amb oscil·lació de temperatura. Desafortunadament, els efectes de la permeabilitat a través de la porositat del material en el recobriment convencional, l'absorció de combustible i la relació de compressió van tendir a ocultar els efectes de l'oscil·lació de la temperatura i la reducció de la transferència de calor a través de les parets. Així doncs, es va analitzar l'impacte individual de cada un d'aquests mecanismes i la seva influència en el rendiment del motor per així definir un nou material amb les característiques necessàries que milloressin el aïllant d'oscil·lació de temperatura. Finalment, a partir dels estudis d'aquesta fase d'anàlisi, es va crear un nou material i es va aplicar a la superfície del pistó i a la superfície interna de les vàlvules d'admissió i d'escapament. Les dades de motor es van prendre a / Andruskiewicz, PP. (2017). ANALYTICAL AND EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF TEMPERATURE-SWING INSULATION ON ENGINE PERFORMANCE [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90467