Άνθιμος Σ. Αναστασιάδης, Χρήστος Μ. Χατζηάστρου
ΑS Aναστασιάδης & Συνεργάτες, Σύμβουλοι Μηχανικοί Τεχνικών Έργων 2 – Fibran A.E., Βιομηχανία Παραγωγής Θερμομονωτικών Υλικών
Ο σεισμός της 30ης Οκτωβρίου 2020, στην Σάμο και στην Σμύρνη, επαναφέρει το ζήτημα της αντισεισμικής συμπεριφοράς των κατασκευών καθώς και της διαχείρισης του σχετικού σεισμικού
κινδύνου. Είναι γεγονός ότι κάθε φορά που μια ισχυρή σεισμική δόνηση πλήττει την χώρα ή τις γειτονικές, όλος τεχνικός κόσμος, αλλά και η ευρύτερη κοινωνία των πολιτών, ενεργοποιείται, ενώ σε ασεισμικές περιόδους όλοι ξεχνάμε έναν υπαρκτό και ύπουλο κίνδυνο ο οποίος ελλοχεύει ανά πάσα στιγμή και ώρα. Έτσι, το τελευταίο μεγάλο διάστημα όλοι οι Ευρωπαϊκοί Φορείς και το
Ελληνικό κράτος θέτει ως πρώτο ζήτημα την ενεργειακή αναβάθμιση, χωρίς κανείς να διασφαλίζει ότι όλα τα συστήματα που θα προσφέρουν την πολυπόθητη ενεργειακή προστασία θα τοποθετούνται σε μηχανικά επαρκή φέροντα συστήματα, ενώ περαιτέρω και η επίδραση των διαφόρων ενεργειακών προσαρτημάτων, (εξωτερική ή αεριζόμενη θερμομόνωση, φωτοβολταϊκά πανέλα όψεων, κ.λ.π.), δεν θα αλλοιώνει την αρχική συμπεριφορά ή/και θα επιφέρει ένα πρόσθετο βαθμό προστασίας σε φέροντα ή μη φέροντα δομικά στοιχεία.
Είναι προφανές ότι στις πραγματικές συνθήκες των πόλεων όπου επικρατεί πυκνή δόμηση, το σύνολο των επεμβάσεων μπορεί να εκτελείται από την εξωτερική πλευρά, ενώ η οποία τεχνική
λύση θα πρέπει να εμπεριέχει την διττή χρήση ενός συστήματος τόσο για την ενεργειακή όσο και για την αντισεισμική προστασία, [1].
Από μια σειρά σεισμών που συνέβησαν πρόσφατα αλλά και κατά το παρελθόν, έχει διαπιστωθεί ότι ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα που εμφανίζονται είναι η αποκόλληση της τοιχοποιίας πλήρωσης και η πτώση αυτής εσωτερικά ή εξωτερικά του κτιρίου προκαλώντας σημαντικές υλικές καταστροφές στους παρακείμενους ακάλυπτους και κοινόχρηστους χώρους και οδούς, καθώς και πιθανές απώλειες σε ζωές, Φωτό. 1. Ταυτόχρονα, οι οικονομικές συνέπειες που προκαλούνται από την ανάγκη επισκευής και τη διακοπή λειτουργίας του κτιρίου, είναι δυσβάστακτες ειδικά σε συνθήκες μετασεισμικής κρίσης. Λαμβάνοντας υπόψη ότι το σύνολο των συστημάτων θερμομονωτικής προστασίας τοποθετούνται επί της τοιχοποιίας, καθίσταται πλέον επιτακτικό να διερευνηθεί η εν λόγω αντισεισμική συμπεριφορά.
Με εφαλτήριο όλα τα ανωτέρω, η Fibran A.E ως συντονιστής και βιομηχανικός εταίρος, μαζί με τα πανεπιστημιακά εργαστήρια Κατασκευής Συσκευών Διεργασιών, ΕΚΣΔ, του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών, καθώς και με το εργαστήριο Πειραματικής Αντοχής Υλικών και Κατασκευών, του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών, ΕΠΑΥΚ, του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, επικεντρώνεται στην συνδυασμένη διερεύνηση της ενεργειακής και αντισεισμικής συμπεριφοράς σύνθετων συστημάτων εξωτερικής θερμομόνωσης, ΣΣΕΘ, και συστημάτων αεριζόμενη όψης, στο πλαίσιο του ερευνητικού έργου Ερευνώ-Δημιουργώ-Καινοτομώ, ΕΣΠΑ 2014-2020, υπο τον διακρατικό τίτλο «Ευφυείς όψεις για κτίρια σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης
ενέργειας».
Φωτό 1. Χαρακτηριστικές αποκολλήσεις τοιχοποιίας, (Αλβανία 2019, Ισπανία 2011).
Το προαναφερόμενο ερευνητικό έργο χαρακτηρίζεται από σαφή καινοτόμα πρωτοτυπία τεχνολογικής έρευνας διότι εστιάζεται στην διερεύνηση τεχνικών κατασκευαστικών λύσεων, όπως αυτές εφαρμόζονται στην καθημερινή κατασκευαστική πρακτική, προχωρώντας συνδυασμένα, πέρα από τα ενεργειακά χαρακτηριστικά, στην ανάλυση της μηχανικής συμπεριφορά συστημάτων ΣΣΕΘ και αεριζόμενων όψεων έναντι σεισμικών δράσεων.
Πιο συγκεκριμένα, για πρώτη φορά στον Ευρωπαϊκό χώρο, εφαρμόζεται μια ολοκληρωμένη πειραματική και αναλυτική προσπάθεια στοχεύοντας στην αποτίμηση της συμπεριφοράς των θερμομονωτικών υλικών διογκωμένης, EPS, και εξηλασμένης, XPS, πολυστερίνης καθώς και πετροβάμβακα, ως προσαρτημάτων επί των τοιχοπληρώσεων, που μορφώνουν σύνθετα συστήματα εξωτερικής μόνωσης και συστήματα αεριζόμενης όψης, έναντι σεισμικών καταπονήσεων. Τελικός στόχος η ανάπτυξης μεθοδολογίας, η ποιοτική και ποσοτική εκτίμηση και ο προσδιορισμός της αντισεισμικής συμπεριφοράς των ΣΣΕΘ και των συστημάτων αεριζόμενης όψης.
Εν όψει των ανωτέρω και στην φάση των προκαταρκτικών αποτελεσμάτων εξετάστηκε η εντός και εκτός επιπέδου συμπεριφορά τμημάτων τοιχοποιίας με ή χωρίς θερμομονωτικά προσαρτήματα ως μέρος μιας διερεύνησης της συμπεριφοράς πιστοποιημένων επώνυμων λύσεων θερμομονωτικών προσαρτημάτων που επικολλώνται στις τοιχοπληρώσεις κατασκευών που θα υποστούν σεισμικές καταπονήσεις. Τα πρωτογενή ευρήματα, [2], έδειξαν κάτι το εξαιρετικά ενδιαφέρον και συνάμα χρήσιμο, ειδικά, για τις θερμοπροσόψεις με πλάκες
εξηλασμένης πολυστερίνης, (XPS):
Η ύπαρξη του θερμομονωτικού προσαρτήματος σε πιστοποιημένο σύστημα θερμοπρόσοψης που αποτελείται από πλάκες εξηλασμένης πολυστερίνης, XPS, , επέφερε μια αύξηση της φέρουσας ικανότητας η οποία είναι της τάξης άνω του 40%, συγκριτικά με μια τοιχοποιία χωρίς μόνωση.
Η αύξηση της φέρουσας ικανότητας θερμοπρόσοψης με πλάκες εξηλασμένης πολυστερίνης, είναι κατά πολύ μεγαλύτερη έναντι περίπτωσης θερμοπρόσοψης με διογκωμένη πολυστερίνη, EPS, , και πετροβάμβακα, MW.
Η οριακή κατάσταση συνοδεύεται με μερική αποκόλληση του θερμομονωτικού προσαρτήματος από την επιφάνεια του τοίχου ενώ η ύπαρξη του βύσματος αποτρέπει την καθ’ ολοκληρία αποκόλληση του μονωτικού υλικού.
Επικεντρώνοντας την προσοχή σε επίπεδο υλικού, η ικανότητα της εξηλασμένης πολυστερίνης, XPS, να συνεισφέρει, πολύ περισσότερο στις αντοχές της τοιχοποιίας, έναντι της διογκωμένης, οφείλεται στο γεγονός ότι η πρώτη είναι ένα πιο συνεκτικό υλικό υψηλότερης δυναμικής ακαμψίας καθώς και μηχανικών αντοχών. Το γεγονός ότι αποτελείται από εκατομμύρια κλειστές κυψελίδες, όπου το τοίχωμα της μιας κυψελίδας αποτελεί τοίχωμα και της διπλανής, της προσδίδει της προαναφερόμενες ευεργετικές ιδιότητες. Αντίθετα, στην σύνθεση της διογκωμένης πολυστερίνης υπάρχουν διάκενα μεταξύ των σφαιριδίων και ως εκ τούτο καθίσταται μηχανικά ασθενέστερη συγκριτικά με την διογκωμένη [3], Φωτο. 2.
Φωτό 2. Χαρακτηριστικές δομές εξηλασμένης, XPS, και διογκωμένης, EPS, πολυστερίνης.
Σε κάθε όμως περίπτωση, το σημαντικότερο στοιχείο που αναδεικνύει η μέχρι τώρα έρευνα είναι ο ρόλος του θερμομονωτικού υλικού στα συστήματα εξωτερικής θερμομόνωσης, και πιο
συγκεκριμένα ότι:
[α] τα σύνθετα συστήματα εξωτερικής θερμοπρόσοψης, ΣΣΕΘ, με την κατάλληλη διαστρωμάτωση υλικών μπορεί, εκτός από την ενεργειακή προστασία, να συνεισφέρουν στην αύξηση της μηχανικής αντοχής της τοιχοποιίας, έναντι σεισμικών δράσεων, λαμβάνοντας πάντα υπόψη την ευμενή δράση της τοιχοποιίας και απομονώνοντας τις όποιες δυσμενείς δράσεις αυτής,
[β] επικεντρώνοντας στα συστήματα ΣΕΣΘ με πλάκες εξηλασμένης πολυστερίνης, XPS, αυτά μπορεί να προσδώσουν εξαιρετική αύξηση στην αντοχή της τοχοποιίας, σε σύγκριση με άλλα υλικά όπως η διογκωμένη πολυστερίνη και ο πετροβάμβακας.
Το ερευνητικό πρόγραμμα βρίσκεται σε εξέλιξη και μέχρι το πέρας αυτού θα ακολουθήσουν και άλλες τεχνικές ενημερώσεις και ανακοινώσεις καθώς και σχετικές αναρτήσεις στον διαδικτυακό χώρο του προγράμματος, [www.ifzeb.gr].
Αναφορές
[1] Anastasiadis A., (2017): Energy and Seismic Upgrading of R.C. Masonry Infilled Frame Buildings:
A General Perspective. Opinion. Civ Eng Res J. 2017;1(2):555558.
[2] Μάνος Γ., Κατάκαλος Κ., Μελίδης Λ., Αναστασιάδης Α., (2019): Η συμπεριφορά
τοιχοπληρώσεων με θερμομονωτικά προσαρτήματα σε εκτός επιπέδου σεισμικές δράσεις. 4
ο
Πανελλήνιο Συνέδριο Αντισεισμικής Μηχανικής και Τεχνικής Σεισμολογίας, 5 έως 7 Σεπτεμβρίου
2019, Αθήνα.
[3] Χατζηάστρου Χ., Οικονόμου Ν., Κόντος Ε., (2011): Πλάκες εξηλασμένου αφρώδους
πολυστυρενίου (XPS) κατάλληλες για σύνθετα συστήματα εξωτερικής θερμομόνωσης (ΣΣΕΘ).
Επιστημονικό Συνέδριο Κτίριο και Ενέργεια, ΤΕΕ Κ. & Δ. Μακεδονίας, 20 έως 22 Οκτωβρίου 2011,
Λάρισα.
Αναφορές σεισμών με βλάβες σε τοιχοποιία
https://www.emsc-csem.org/Earthquake/earthquake.php?id=807751#pics
https://murciatoday.com/lorca-earthquake-may-2011_13828-a.html
https://sanjaviertoday.com/article_gallery.php?id=13828
