京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第23880号 / 工博第4967号 / 新制||工||1776(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科機械理工学専攻 / (主査)教授 黒瀬 良一, 教授 中部 主敬, 教授 岩井 裕 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DFAM

Byggnadssektorn står för 36 % av utsläppen av CO2 till miljön och ungefär 40 % av världens totala energianvändning. Byggnader med större energieffektivitet och hållbarhet har potential att minska: den slutliga energianvändningen, utsläpp av växthusgaser, materialutvinning och användning av dricksvatten. Det är därför viktigt att utföra åtgärder för befintliga och blivande byggnader samt undersöka alternativa byggnadssätt och material som  kan innebära en minskad energianvändning och en begränsning av miljöpåverkan.   Syftet med denna rapport är att undersöka värmeflödesegenskaperna för sexton olika isoleringsmaterial, av vilka fjorton stycken är mindre vanliga i byggnadssammanhang, samt att undersöka hur luftflödet för ett väggparti förbättras av att den lerklinas på en respektive två sidor. Experimenten för värmeflöde utfördes med hjälp av Hotbox-Coldbox metoden. Boxen i studien hade en kammare som kyldes ner och därmed representerade utetemperatur medan den varma temperaturen i lokalen, som boxen stod i, fick representera ett varmt inneklimat. Väggarna undersöktes med hjälp av värmeflödesmätare och temperaturgivare som placerades på väggytorna. Temperaturgivare placerades även upphängd inuti och utanför boxen för att åskådliggöra luftens temperatur inuti boxen och i lokalen.   Samma box användes för lufttäthetsprovningen, då hopmonterad med en fläkt som drog ut luften med ett undertryck ur boxen och skapade en tryckskillnad som innebar att luftflödet genom väggpartiet kunde beräknas med hjälp av en strypfläns.   Den empiriska studiens resultat för värmeflödesmätningen visar och jämför R-värden, lambdavärden (λ) och U-värden för konventionella och alternativa material. De bästa värmeflödesegenskaperna fick cellplasten, följd av mjuk träfiberskiva och klippt halm. Det isoleringsmaterial som presterade sämst i mätningarna var lerhalmen, men då dess dåliga värden troligen härrör från ett konstruktionsfel bör det vara torv som egentligen har sämst värmeisolerande egenskaper.   Resultaten från luftflödesmätningen visar att en vägg med lerklining på båda sidorna av konstruktionen nästan är 2,5 gånger mer lufttät än en vägg med enbart en yta lerklinad och 3,3 gånger bättre än den vägg som inte alls lerklinats.   De slutsatser som kunde dras av arbetet är att en del av de alternativa materialen (klippt halm och mjuk träfiberskiva) har goda möjligheter att agera som substitut för mer konventionella material under förutsättning att det utförs ytterligare forskning av dem. Det som skulle behöva undersökas närmre är, till exempel, deras fuktegenskaper eftersom naturliga material har en högre fuktkänslighet. Vidare bedöms det att lufttätheten förbättras markant av både en- och tvåsidig lerklining, men att den tvåsidiga är att föredra. / The building sector produces 36 % of the CO2 emissions to the environment and claims approximately 40 % of the worlds total energy usage. Buildings have a potential of reducing the net usage of energy, emissions of greenhouse gases, material extraction and usage of drinking water if they were to have a bigger energy efficiency and be more sustainably built. This is why it is of importance to intervene and review alternative ways of constructing buildings and different materials which can result in a reduced energy usage and a limited environmental footprint.   The objectives of this report is to examine the properties of heat flow through sixteen different materials of insulation, fourteen of these are alternative, less conventional. It also investigates how the airflow of a wall will improve by using a technique of wattle and daub on its facade.   The heat flow experiments were conducted with the use of the Hotbox-Coldbox method. The box in the tests had one chamber, which were cooled and thereby representing an outer temperature and the warm temperature in the room surrounding the box represented an inner climate. The walls were studied using heat flow measurers (Hukseflux) and temperature sensors on the inner and outer surfaces of the wall. Temperature sensors were also placed inside and outside the box in order to show the temperature of the air inside the box and in the surrounding room. The same box were used for the investigation of airflow, but then rigged with a fan which blew out the air inside the box. The difference in pressure that was created meant that the airflow through the wall could be calculated by using an orifice plate.   The results of the empirical study visualizes and compares R - values, lambda values (λ) and U - values for conventional and alternative materials. The expanded polystyrene insulation had the best values, followed by the soft board of wood grain and the sheared straw. The material performed the poorest was the straw which was mixed with clay. Though, because its values probably were due to faulty construction of the insulation, the poorest achievement should belong to the peat insulation. The airflow measurement showed a wall with two sides prepared with wattle and daub performed almost 2.5 times better than a wall with only one side prepared and 3.3 times better than a wall with no surface treatment.   Conclusions can be made out of the study that some of the alternative insulation materials (sheared straw and soft board of wood grain) has potential for acting as a substitute for conventional materials, though further research is required. The amount of airflow is deemed to be improved by wattle and daub although it is best if it is applicated on two sides.

Baigiamajame magistro darbe tiriamas akytojo stiklo (putų stiklo) technologijų panaudojimas statyboje. Remiantis užsienio šalių patirtimi išanalizuotos putų stiklo šilumos izoliacijos savybės, jo taikymo atvejai bei technologijų panaudojimas statyboje. Lietuvos rinkai pasiūlyta nauja šilumą izoliuojanti medžiaga – putų stiklas. Atsižvelgiant į putų stiklo, kaip termoizoliacinės medžiagos, išskirtines savybes ir jos panaudojimo galimybes, pateikta baseino – termoso įrengimo inovacinė idėja, panaudojant putstiklį baseino šiltinimui. Apskaičiuoti baseino – termoso atitvarų šiluminiai rodikliai: baseino dugno šilumos perdavimo koeficientas – 0,197 W/m2K; baseino sienų šilumos perdavimo koeficientas – 0,191 W/m2K; baseino dangčio šilumos perdavimo koeficientas – 0,202 W/m2K; baseino atitvarų projektiniai šilumos nuostoliai – 148,49 W. Atlikus skaičiavimus, nustatyta šilumos tiekimo sistemos galia baseino vandens šildymui – 187,1 W. Apskaičiuotos vidutinės mėnesio išlaidos baseino – termoso vandens šildymui, šildant 12 valandų per parą: balandžio mėn. ��� 20,31 Lt; gegužės mėn. – 12,34 Lt; birželio mėn. – 7,88 Lt; liepos mėn. – 6,74 Lt; rugpjūčio mėn. 7,63 Lt; rugsėjo mėn. – 13,17 Lt; spalio mėn. – 19,97 Lt. Darbą sudaro 6 dalys: įvadas, apžvalginis skyrius, putų stiklo technologijų panaudojimas statyboje, akytojo stiklo pritaikymo inovacinis pasiūlymas, išvados, literatūros ir kitų informacijos šaltinių sąrašas. Darbo apimtis – 82 p. teksto be priedų, 65 iliustr., 15 lent., 61... [toliau žr. visą tekstą] / There are researching of foam glass technologies in construction in this master thesis. On abroad expierence ground, there are analysed foam glass heat insulation characteristics, it application cases and research of foam glass technologies in construction. There is suggested the new heat insulating material – foam glass to lithuanian market. According to foam glass, like thermal material, special characteristics and it application opportunities, there is presented the basin – thermos installation inovating idea in this thesis, use foam glass for thermal insulation. There are calculated termal indexes of the basin – thermos: the U value of the basin buttom – 0,197 W/m2K; the U value of the basin walls – 0,191 W/m2K; the U value of the basin cover – 0,202 W/m2K; the overal heat waste of the basin – thermos – 148,49 W. There are calculated expense for each month to heat the basin – termos water 12 hours a day: in April – 20,31 Lt; in May – 12,34 Lt; in June – 7,88 Lt; in July – 6,74 Lt; in August – 7,63 Lt; in September – 13,17 Lt; in October – 19,97 Lt. Structure: introduction, review, the research of glass technologies in construction, the inovating suggestion application of foam glass, conclusions, references. Thesis consist of: 82 p. text without appendixes, 65 pictures, 15 tables, 61 bibliographical entries. Appendixes included.

This theses deals with a structural design comparison of heat insulations implementation in flat roofs in light of heat engineering. It also adverts to possible structural design in terms of heat insulations distribution in a flat roof. There are many materials options. I show the possibilities of material solution and also advantages and disadvantages of the single sealing materials at these layers. In the aplication part of this thesis I deal with possible concepts of insulation and solution for a specific roof of an older apartment house in Brno, where I conducted a constructive exploration. There was developed and evaluated a few options of solutions considering the heat insulator used. The following computational programs were used for the evaluations: TEPLO, AREA, CUBE 3D.

The main concern of this thesis is to design a five-storey multifunctional house. The house is divided into the main living area to which it belongs especially residential units accessible by stairs from the ground floor and also basement boxes and room for prams. On the ground floor are also located the individual garage, store room and technology. The house has four floors and a basement, the basement are located mass garages. The house has a sloping wooden roof trusses.

This diploma thesis focuses on a project of new building of Planetarium in Prostějov in Olomouc district. The project is in accordance eith official assignment and with contemporary Czech standards and legislation. Building is placed to biggest park of Prostějov, next to the centre of city on an empty plot owned by city. Object should serve to the people as a cultural centre. The building plan is irregullarly-sharped with maximum dimensions 47,6 x 26,6 m and has three floors. On the first floor is galery, literature store and cafe and on the second floor is projection room and observatory. Structural systém is skelet and walls from reiforced concrete. Foundations of the building are made of concrete strip foundation and reiforced concrete square footings and strip foundations. Ceilings are made of reiforced concrete panels. There are roofs made by steel cupolas. Unsound walls are made of porous fittings. All external walls and cupolas are insulated with mineral wool. Doors and windows have aluminium frame and triple glazing, inner doors are wooden. As result there’s structurally, operationally and aesthetically functional complex, that will be benefit for the city and its citizens, especially for their cultural life.

Diploma thesis develops comprehensive documentation of the new building construction of residential house on the level of the implementation of the project construction. Proposal emphasizes layout of linked to ensure the technical design, structural, fire safety, protection against noise, energy saving, safety in use. Work is performed in an electronic format using AutoCAD and Microsoft Word (PDF Creator).