Projekti / Programi
01. januar 2004
- 31. december 2008
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.01.00 |
Tehnika |
Gradbeništvo |
|
| 2.05.00 |
Tehnika |
Mehanika |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T230 |
Tehnološke vede |
Visoke gradnje |
gradbene konstrukcije, materiali, jeklo, beton, požar, potres, eksperimentalne raziskave, numerične simulacije, simbolne metode, bivalno okolje, stavbe, obnovljivi viri energije, ogrevanje, ohlajevanje, dnevna svetloba
Raziskovalci (21)
Organizacije (1)
Povzetek
Programska skupina Gradbene konstrukcije s svojim raziskovalnim delom pokriva velik del področja gradbenih konstrukcij: jeklene, betonske, sovprežne in lesene konstrukcije ter področje smotrne rabe energije v gradbenih objektih. Jedro raziskovalnega programa za obdobje 2004-2008 predstavljajo naslednje štiri teme:
1. Novi gradbeni materiali, predvsem jekla in betoni visoke trdnosti, in njihova uporaba v konstrukcijah
2. Obnašanje gradbenih konstrukcij v izrednih razmerah, kot sta požar in potres
3. Razvoj numeričnih metod za simulacijo obnašanja materialov in konstrukcij
4. Obnovljivi viri energije v gradbenih objektih
Pomen za razvoj znanosti
Ključne teme predlaganega raziskovalnega programa so bile, podobno kot v preteklem obdobju, oblikovane na osnovi mednarodnih aktivnostih članov programske skupine v pomembnih mednarodnih organizacijah s področja gradbenih konstrukcij (CEN /TC 250/SC2, CEN/TC 250/SC3, ECCS TC8, ECCS T10, IABSE, CEB-FIB). Gre za prioritetne teme teh mednarodnih teles in tako kot v preteklosti (npr. rezultati naših raziskav so bili neposredno uporabljeni v dveh evropskih standardih iz skupine EUROCODE – EN1993-1-5 in EN1993-1-12) je pričakovati, da bodo rezultati ustrezno odmevali v evropskem prostoru. Prijavitelj je ne področju razvoja numeričnih modelov za računalniške simulacije obnašanja materialov in konstrukcij dosegel visoko stopnjo razvoja in povezanosti s komplementarnimi področji na mednarodni ravni. Numerično modeliranje na več skalah je trenutno v samem centru razvoja numeričnih metod, saj predstavlja osnovo visokotehnoloških rešitev pri razvoju novih materialov in konstrukcij. S strani prijavitelja razvita simbolna sistema AceGen in okolje za končne elemente AceFEM sta postala temeljno raziskovalno orodje številnih raziskovalnih skupin v Sloveniji in po svetu. Glede na vedno večjo razširjenost je za pričakovati, da bo tudi novo razvita nadgradnja sistema z možnostjo numeričnega reševanja problemov na več skalah postala temeljno raziskovalno orodje za obravnavo problemov na več skalah v okviru programske skupine, fakultete in širšem področju tehnike. Pri obravnavanju gradbeno fizikalne problematike naletimo na problem njene umestitve med že rešena osnovna fizikalna vprašanja na eni strani in med problem delovanja stavbe kot celote z mnogimi nerešenimi, med seboj odvisnimi, gradbeno fizikalnimi in z njimi povezanimi zdravstvenimi vprašanji. V prvi vrsti gre za znanstveno oceno vpliva čimbolj učinkovitih načinov gretja in hlajenja: ali se to rešuje preko manipulacije z zrakom ali ovojem. V prid ovoja, kar mi tudi podpiramo, obstojajo nekatera osnovna izhodišča, na primer pricip eksergije, stvari pa niso niti teoretično (z novimi fizikalnimi modeli grajenih struktur) niti eksperimentalno dokazane. Raziskave bodo omogočile ocene vpliva reševanja porabe energije v povezavi z vplivi na oblikovanje bivalnega in delovnega okolja s stališča učinkovitostjo delovanja človeka povezanega s faktorji, ki vplivajo na zdravje. Glavni rezultat bo dokaz, da ima manipulacija s strukturo ovoja, kjer se upošteva dinamični toplotni, odziv odvisen od razporeditve funkcionalnih plasti, spektralno selektivnih lastnosti površin in aktivnih grelno-hladilnih funkcionalnih plasti, prednost pred uporabo zraka kot prenosnega medija toplote. Prispevek z znanosti s področja gradbene fizike bo izdelava modela in anlitičnega instrumentarija za ocenjevanje delovanja sistema s stališča učinkovitosti in zdravja (človek) in s stališča minimalne porabe energije iz nizkotemperaturnih virov, oziroma virov z minimalno potrebno temperaturno razliko toplotnega vira in določeno okoljsko temperaturo v prostoru.
Pomen za razvoj Slovenije
1. Razvoj konstrukcij in konstrukcijskih elementov, ki porabijo manj materiala, manj energije in izkazujejo zahtevano varnost (tudi v primeru požara in potresa). 2. Prenos razvitega znanja s področja konstrukcij in gradbene fizike v študijske programe UL FGG in v inžinersko prakso. 3. Razvita računska metoda za nelinearno analizo odziva ojačanih betonskih konstrukcij v pogojiih požara bo omočala pripravo tehničnih smernic za zagotavljanje potrebne požarne odpornosti konstrukcij in oceno primernosti v požaru poškodovanih nosilnih konstrukcij za obnovo oziroma nadaljno uporabo. 4. Prenos znanja v industrijo preko razvojnih projektov, ki jih člani raziskovalnega programa izvajajo v sodelovanju s partnerji iz industrije (npr. TRIMO Trebnje d.d., GP Primorje Ajdovščina d.d., ...) 5. Aktivnost članov programske skupine pri uvajanju EUROCODE standardov v Sloveniji (vodenje odbora za gradbene konstrukcije pri SIST, vodenje pododborov za jeklene in betonske konstrukcije, prevodi evrokodov v slovenščino, priprava Nacionalnih dodatkov, tečaji za inženirje in priprava ustreznega gradiva z računskimi primeri). 6. Raziskovalno usposabljanje: v zadnjih petih letih je v okviru raziskovalnega programa uspešno zaključilo doktorski študij šest študentov doktorskega študija in en študent magisterskega študija. Pričakujemo, da bo v naslednjem obdobju številka vsaj tako velika, če ne večja. 7. Numerične simulacije so na področju tehnike dandanes postale skoraj obvezen del vsake resne raziskave in doktorske disertacije, razvoj zahtevane programske opreme pa zaradi naraščajoče kompleksnosti zahteva vedno večji del časa. Z uporabo naprednih tehnologij se bo ta čas skrajšal ter tako omogočil raziskovalcu da se bo lahko bolj posvetil študiju samega fenomena in prenosu dognanj v prakso. 8. Tako Slovenija kot tudi EU kot njeno formalno okolje v bližnji prihodnjosti potrebujeta izboljšanje energetskega odziva zgradb. Energetska uvozna odvisnost je pri obeh približno enaka, več kot 70%. Energetski sektor emitira več kot 90% CO2. Potencialna polja za varčevanje so: naravno osvetljevanje (poraba 14% celotne energije v terciarnem sektorju, kjer je možen prihranek 30-50% z uporabo bolj učinkovitih komponent, kontrolnih sistemov, integracije dnevne svetlobe), ohlajevanje (trenutni trendi so dvakratno povečanje uporabe klimatizacije do 2020 in možni minimalni prihranki 25%), proizvodnja zelene energije (obnovljivi viri), bioklimatsko oblikovanje (možni prihranki do 60%!). Predlagano projektno področje se navezuje na zgoraj navedene ugotovitve in z njimi povezanimi (velikimi) možnostmi za tehnološki razvoj, predvsem na področju intergriranega energetskega delovanja zgradb (povezano: toplotne izolacija-ogrevanje-hlajenje-prezračevanje-naravno osvetljevanje).
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
