Evaluation of the effectiveness of the insulation from the inside on the example of the historical hospital building in Tworki

Warunkiem skutecznej naprawy termicznej obiektu zabytkowego jest osuszenie zawilgoconych ścian i właściwy dobór rozwiązań technologicznych. Fizykochemiczne przyczyny uszkodzeń muru mają wpływ na jakość poprawy termicznej budynku. Różnorodność produktów renowacyjnych utrudnia podjęcie trafnej decyzji odnośnie do ich wyboru. W artykule przeprowadzono analizę cech cieplno-wilgotnościowych ściany przyziemia. W eksperymencie badawczym, uwzględniając zabytkowy charakter obiektu, przyjęto docieplenie od wewnątrz, co pokazano w dwóch wariantach technologii. Analizę materiałową oparto na pięciu przykładach rozwiązań docieplenia, która miała na celu wskazanie odpowiedniego doboru materiałów naprawczych, kompatybilnych z indywidualnymi cechami obiektu zabytkowego. W tym celu ocenie poddano następujące parametry: współczynnik przenikania ciepła u, temperaturę punktu rosy, minimalny czynnik temperaturowy na powierzchni wewnętrznej. Sprawdzono też, czy zachodzi zjawisko kondensacji międzywarstwowej w przegrodzie, w celu zapobiegania szkodliwej krytycznej wilgotności powierzchni oraz rozwój pleśni. Na podstawie przeprowadzonej analizy stwierdzono, że wszystkie rozpatrywane przegrody zaprojektowano prawidłowo, zarówno pod kątem uniknięcia rozwoju pleśni, jak i temperatury punktu rosy. Jednak że tylko dwie spośród pięciu propozycje rozwiązań dociepleń spełniają wymagania odnośnie do przewodności cieplnej przegród, przy założonej jednakowej grubości izolacji termicznej. W czterech przegrodach zaproponowanych rozwiązań materiałowych stwierdzono możliwość wystąpienia kondensacji międzywarstwowej, ale w przypadku prawidłowej wentylacji pomieszczeń kondensat zgromadzony w przegrodzie całkowicie wyparuje w miesiącach letnich. W przypadku zastosowania płyt poliuretanowych z płytą g-k i folią paroizolacyjną maksymalna ilość kondensatu występująca na powierzchniach stykowych jest prawie o 7 razy mniejsza niż w przypadku betonu komórkowego, a płyt wapienno-krzemianowych nawet o ponad 4 razy mniejsza. Spośród analizowanych wariantów (1-5) potwierdzono zasadność stosowania w obiekcie badań wariantu 1 (realizacja „na sucho”), który jako jedyny spełnia wszystkie analizowane wymogi niezbędne do prawidłowego projektowania dociepleń przegród budowlanych. Na tej podstawie stwierdzono, że wariant ten winien być rekomendowany do zastosowania w obiektach zabytkowych, gdyż daje najlepsze rezultaty poprawy cech fizykochemicznych i efekty dociepleń. Wyniki potwierdzają też efekty ekologiczne osiągnięte w wyniku efektywnego oszczędzania energii i poprawy komfortu cieplnego.Effective restoration of the thermal performance of a heritage building is conditional on the drying of damp walls and choosing the most appropriate technological solution. Physical and chemical causes of damage to walls in fluence the quality of a building’s thermal performance improvement. The variety of renovation products now available makes it difficult to choose what is most appropriate. The paper presents an analysis of the thermal and moisture properties of basement walls. Experimental research focused on thermal insulation from the inside due to the heritage character of the building, using two technological approaches. Materials analysis was based on five different thermal insulation solutions. The goal was to recommend the most appropriate choice of materials for restoration, which would be compatible with the specific character of the heritage building in question. With this goal in mind, the following parameters were assessed: the thermal transmittance coefficient u, dew point temperature, minimum temperature coefficient on internal surfaces. Tests were also carried out to determine whether interstitial condensation was taking place in walls with the aim of finding ways to prevent critically damaging dampness of surfaces and the development of moulds. The analysis undertaken found that all insulation options under study were properly designed with respect to preventing the development of moulds, as well as with respect to dew point temperature. Yet only two of the five proposed solutions met the requirements related to thermal conductivity of walls when an identical thickness of insulation was applied. In four walls subjected to testing, the possibility of interstitial condensation occurring was determined. But it was found that where there is appropriate ventilation of rooms, the accumulated water condensation evaporates completely in summer months. Application of polyurethane panels in conjunction with plasterboard and vapour barrier film reduces the maximum condensation on surface contact points by nearly seven times compared to autoclaved aerated concrete (AAC) and by four times compared to calcium-silicate panels. The analysis confirmed that option 1 (‘dry’ implementation) was the most appropriate of all the technological solutions analysed (1-5), as this was the only one to meet all the requirements deemed essential for the appropriate design of thermal insulation of building walls. On the basis of the analysis, it was concluded that this option should be recommended for use in heritage buildings as it resulted in the best improvement in physical and chemical properties and thermal insulation effectiveness. The outcomes also confirmed environmental benefits resulting from effective energy saving and improvement in thermal comfort

Research on the use of hydrophobisation for damaged brick walls. The First Pavilion of the Tworkowski Hospital in Pruszków

Artykuł podejmuje tematykę związaną z zabezpieczaniem poprzez hydrofobizację ceglanych, zabytkowych elewacji przed destrukcyjnym wpływem czynników niszczących, tj. wody, mrozu, zanieczyszczeń atmosferycznych. Badania przeprowadzone w Instytucie Budownictwa Politechniki Lubelskiej przedstawiają wpływ oddziaływania silikonowych środków hydrofobowych na parametry wilgotnościowe skorodowanej cegły. Autorzy dokonali obiektywnej oceny preparatów, które mają być wykorzystane do hydrofobizacji zabytkowych murów. Materiał badawczy stanowi cegła z zabytkowych elewacji Szpitala Tworkowskiego w Pruszkowie. Wyniki badań posłużyły do sformułowania wniosków na temat celowości i skuteczności zabezpieczeń hydrofobowych remontowanych murów szpitala.The paper examines the method of hydrophobisation to protect brick historic façades from the destructive agents like water, frost or atmospheric pollution. The research conducted at the Institute of Civil Engineering (Lublin University of Technology) shows how hydrophobic silicone agents influence the moisture parameters of corroded bricks. The authors have assessed objectively the preparations that are planned for waterproofing historic walls. The research has focused on the historic brick façade in the Tworkowski Hospital in Pruszków and its results have been used to reach conclusions about the appropriateness and efficiency of hydrophobic protection in the renovated hospital walls

Valuation of possibility of the silicon based preparations application for strengthening Lublin-type mouldings

W Małopolsce na początku XVII w. powszechne były płaskie, geometryczne dekoracje o niemiecko-północnej genezie, pojawiające się w indywidualnych rodzajach, charakterystycznych dla ośrodków, w których miał miejsce ruch budowlany. Typowe odmiany tych dekoracji opisał J. Szablowski, wskazując dekoracje sieciowe (charakterystyczne dla Lublina), okuciowe oraz złożone z osobnych geometrycznych figur – typowe dla Krakowa [1]. W typie „krakowskim” dostrzegano charakter „zachodnio-europejski”, natomiast typ „lubelsko-kaliski” miał być domeną lokalnych, majstrów murarskich [2], to spostrzeżenie nie ma jednakże oparcia w faktach, gdyż dla listwowych, lubelskich dekoracji nietrudno wytypować zagraniczne pierwowzory [3]. W artykule przedstawiono ocenę możliwości zastosowania preparatów wzmacniających na bazie estrów kwasu ortokrzemowego różniących się podstawnikami. Środki te wykorzystywane są w pracach konserwatorskich do wzmacniania takich materiałów jak tynki wapienne i zaprawy sztukatorskie.At the beginning of XVII-th Century in Little Poland region, flat, geometric decorations were common. Their came from North Germany and appeared in individual types, characteristic for particular regions. Typical variants of decorations were described by J. Szablowski with underlined net (typical for Lublin region), ferrule and geometrical decorations (typical for Cracow region). Cracovian-type decoration resembled West-European decorations and Lublin-Calisia-type were made by local bricklayers, which is hard to be proven, because of the foreign prototypes visible in many Lublin decorations. Article presents valuation of the silicon based preparations application possibility for strengthening Lublin-type mouldings. Valuated preparations differ in compounds. They are applied for conservatory works to strengthen such materials like calcium plasters and mouldings

Analiza fizyczno-mechanicznych właściwości keramzytu modyfikowanego osadami ściekowymi

In recent years an increasing activity of sewage sludge management strategy is observed. This is due to EU legislation in the field of environmental protection, which constrains depositing this kind of waste. Sewage sludge is an organic-mineral material separated during the wastewater treatment. Because of physico-mechanical properties of the sewage sludge and the threat it can pose to human health and the environment, it has to be carefully processed before it is ultimately disposed of. In practice, there exist two directions of treatment of sewage sludge: natural management, which is covered by strict legislation, and combustion, which has certain advantages and disadvantages. Due to the above-mentioned legislation and EU standards in the field of environment protection, the sewage sludge management has become a major economical, ecological and technical problem. Thus, it is necessary to search for new methods of its utilization, independent of the present solutions. One of the method of utilization of the sewage sludge is production of the lightweight aggregate as a swelling agent, which creates the porous structure of the ceramic material during sintering. This paper presents the study of the basic physical and mechanical properties of lightweight aggregate derived from sewage sludge and clay. The aggregate was obtain in the forming method and sintering in 1150°C. Evaluation of physical properties was conducted on the basis of parameters such as specific density, bulk and volumetric density, porosity, water absorption. Mechanical properties of the aggregate was determined on the basis of resistance to crushing, abrasion in the Los Angeles drum, and frost resistance. Moreover, the removal of heavy metals from the extracts of aggregates was determined. The obtained results show that the lightweight aggregate with addition of sewage sludge meets the basic requirements for materials used in construction.W ostatnich latach obserwuje się wzmożoną aktywność strategii zagospodarowania osadów ściekowych. Wynika to z przepisów prawnych UE w zakresie ochrony środowiska, które ograniczają możliwości ich składowania. Osady ściekowe są organiczno-mineralną materią wyodrębnioną ze ścieków w trakcie ich oczyszczania. Z uwagi na swoje właściwości fizykochemiczne oraz zagrożenie, jakie mogą stwarzać dla zdrowia ludzi i środowiska naturalnego, muszą być poddawane odpowiedniej przeróbce, za pomocą której są ostatecznie unieszkodliwiane. W praktyce istnieją dwa kierunki unieszkodliwiania osadów ściekowych: przyrodnicze zagospodarowanie, które objęte jest coraz większym rygorem przepisów prawnych, termiczna utylizacja, która ma zarówno zalety, jak i wady. Ze względu na wymienione powyżej prawodawstwo oraz standaryzację wymagań UE w dziedzinie ochrony środowiska zagospodarowanie osadów ściekowych stało się istotnym problemem ekonomicznym, ekologicznym oraz technicznym. Wzmaga to konieczność poszukiwania nowych, obok już istniejących rozwiązań, kierunków ich unieszkodliwiania. Jedną z metod wykorzystania osadów ściekowych może być zastosowanie ich do wytwarzania kruszywa lekkiego jako dodatku spęczniającego, który w warunkach wypalania prowadzi do utworzenia silnie porowatej tekstury spieku ceramicznego. Artykuł przedstawia badania podstawowych cech fizycznych oraz mechanicznych kruszywa lekkiego otrzymanego z osadów ściekowych i gliny. Kruszywo uzyskano metodą plastyczną przez wypalenie w temperaturze 1150°C. Oceny właściwości fizycznych dokonano na podstawie takich parametrów, jak gęstość właściwa, gęstość objętościowa i nasypowa, porowatość, nasiąkliwość. Cechy mechaniczne kruszywa określono na podstawie wytrzymałości na miażdżenie, ścieralności w bębnie Los Angeles, mrozoodporności. Dodatkowo określono wymywanie metali ciężkich w wyciągach z kruszyw. Badane właściwości wskazują, że otrzymane kruszywo keramzytowe z dodatkiem osadu ściekowego spełnia podstawowe wymagania stawiane materiałom stosowanym w budownictwie

The analysis of heat conductivity coefficient of the aerated concrete building barriers depending on moisture changes

Artykuł dotyczy zjawiska zawilgocenia przegród budowlanych z betonu komórkowego. Woda zwiększając przewodnictwo cieplne materiałów konstrukcyjnych, prowadzi do zwiększonych strat ciepła w okresie zimowym. Konsekwencją tego zjawiska jest obniżenie komfortu cieplnego pomieszczeń. Beton komórkowy jest materiałem, który intensywnie wchłania wodę, przy czym proces odparowania wody z gazobetonu jest znacznie dłuższy. Kapilarno-porowata struktura tego ośrodka czyni go bardzo podatnym na wpływ wody, stąd konieczna jest szczegółowa analiza wartości współczynnika przewodzenia ? w funkcji wilgotności. Przeanalizowano i porównano wpływ zmian wilgotności na parametry cieplne betonu komórkowego odmiany 400 i 600 przy wykorzystaniu technik reflektometrycznych TDR.The article is sacrificed to the aerated concrete building barriers moisture phenomenon. Water, which increases heat conductivity of building materials is the reason of the increased heat loses during the winter season. The result of this phenomenon is the decrease of indoor heat comfort parameters. Aerated concrete is a strongly water absorbing material with elongated time of water desorption. Capillary-porous structure of the described medium makes is highly prone to water influence what is the reason of the detailed analysis of heat conductivity coefficient in relation to moisture. In this article it is analyzed and compared the influence of moisture changes on heat parameters of the aerated concrete with the bulk densities of 400 and 600 kg/m3 using the reflectometric techniques TDR (Time Domain Reflectometry)

Analiza cech cieplno-wilgotnościowych hydrofobizowanych keramzytobetonów z osadem ściekowym

The article presents the laboratory examinations of the basic physical parameters of gravelite-concrete modified by municipal sewage sludge and gravelite-concrete, obtained of light aggregates, commonly applied in Polish building market. To decrease water absorptivity of the concrete blocks, the admixture of water emulsion of reactive polisiloxanes was applied. For the presented blocks, capillary rise process was monitored together with moisture influence on heat conductivity coefficient λ determined using TDR probes and plate apparatus. Analysis of heat-moisture properties of concrete confirmed usefulness of gravelite with sewage sludge addition for further production.Produkcja ekologicznych i energooszczędnych materiałów budowlanych staje się powszechną technologią poprawy efektywności energetycznej budynków zgodnie z przepisami dyrektywy UE 2006/32/WE3. Jednym z materiałów stosowanym w budownictwie energooszczędnym ze względu na swoje właściwości cieplno-wilgotnościowe jest keramzytobeton. Do otrzymywania keramzytobetonu coraz częściej stosuje się kruszywa lekkie modyfikowane komunalnym osadem ściekowym. Osady ściekowe stwarzają zagrożenie dla zdrowia ludzi i środowiska naturalnego, dlatego też muszą być poddawane odpowiedniej przeróbce. Jedną z metod ich utylizacji jest zagospodarowanie do produkcji energooszczędnych bloczków keramzytobetonowych. Często jednak charakteryzują się one wysoką nasiąkliwością, co powoduje transport wody podciąganej kapilarnie. Wpływa to w istotny sposób na proces przepływu ciepła, tym samym zwiększając kilkukrotnie przewodnictwo cieplne materiałów. Artykuł przedstawia badania podstawowych cech fizycznych keramzytobetonu modyfikowanego komunalnym osadem ściekowym oraz keramzytobetonu uzyskanego z kruszywa lekkiego powszechnie stosowanego na rynku. W celu obniżenia nasiąkliwości betonów jako domieszkę zastosowano wodną emulsję reaktywnych polisiloksanów. Dodatkowo wykonano pomiary podciągania kapilarnego oraz jego wpływu na współczynnik przewodzenia ciepła λ w próbkach modelowych przy wykorzystaniu sond TDR i aparatu płytowego. Analiza cech cieplno-wilgotnościowych betonów potwierdziła przydatność keramzytu z dodatkiem osadu ściekowego do ich produkcji

Valuation of the capillary uptake phenomenon in the wall of the historic building using the surface TDR probe

W artykule omówiono możliwości pomiarowe techniki TDR (Time Domain Reflectometry) pod kątem terenowych pomiarów wilgotności murów w budynkach zabytkowych. Do pomiarów wykorzystano zmodyfikowaną sondę powierzchniową umożliwiającą bezinwazyjny pomiar wilgotności materiałów budowlanych, dzięki czemu możliwe jest prowadzenie badań in-situ, zwłaszcza na obiektach zabytkowych. Badania polowe wykonano na murze zewnętrznym z cegły ceramicznej pełnej, będącym częścią zabytkowego szpitala zlokalizowanego na terenie Wojewódzkiego Samodzielnego Psychiatrycznego Zespołu Publicznych Zakładów Opieki Zdrowotnej im. prof. dr Jana Mazurkiewicza w Pruszkowie. Mur dotknięty jest zjawiskiem podciągania kapilarnego przez wody pochodzące z gruntu, co jest możliwe do oceny nawet w drodze obserwacji wizualnej. Przeprowadzone badania umożliwiły ilościową ocenę zjawiska, którym dotknięty jest omawiany obiekt. W ramach przeprowadzonych badań wykonano pomiary reflektometryczne za pomocą prototypowych sond TDR. Badania powtórzono w celu wykazania zmian wilgotności muru w czasie. Pierwszą serię pomiarów przeprowadzono w okresie letnim – lipcu 2010 roku, natomiast druga seria pomiarowa zrealizowana została w miesiącu listopadzie tego samego roku. Następnie, na podstawie uzyskanych danych sporządzono mapy wilgotności muru, dzięki którym widoczne są zmiany wilgotności przegrody w pionie i poziomie, co w rezultacie umożliwia na stwierdzenie występowania zjawiska podciągania kapilarnego w badanym murze.Article discusses measuring potential of the TDR (Time Domain Reflectometry) technique for terrain measurement of moisture in the masonries of the historical buildings. For the measurements it was applied modified TDR probe which enables noninvasive moisture detection in building materials, thus enables its application for in-situ measurements, especially in old, historical objects. Terrain measurements were realized on the external masonry made of red ceramic brick, being the part of the historical hospital located on the area of the “Wojewódzki Samodzielny Psychiatryczny Zespół Publicznych Zakładów Opieki Zdrowotnej im. prof. dr Jana Mazurkiewicza” in Pruszków. The masonry is stricken with capillary rise phenomenon by the water coming from the ground, which is also visible by visual observation. Conducted measurement enabled quantitative estimation of the phenomenon which threatens to the discussed object. Within the research, reflectometric measurements were conducted using the prototype surface TDR probes. Measurements were repeated to verify moisture changes in time. First series of measurement was conducted in summertime, in July 2010. The second one was conducted in November of the same year. Then, with the obtained data there were drawn moisture maps of the masonry, which indicated horizontal and vertical variations of moisture and interpretation of the obtained results enabled to confirm capillary uptake process in the examined masonry

Moisture measurements of the chalk rock walls from Kazimierz Dolny with the application of TDR method

W referacie przedstawiono badania obejmujące monitoring parametrów fizycznych i analizę składu mineralogiczno - petrograficznego opoki wapnistej z regionu Kazimierza Dolnego. Wykorzystano między innymi techniki reflektometryczne TDR (Time Domain Reflectometry) jako jedno z badań wilgotnościowych. Badaniom poddano kamień z Zamku w Janowcu nad Wisłą, którego mury najlepiej odzwierciedlają postępującą korozję zależną od ekspozycji zewnętrznej i wieku murów oraz kamień z kamieniołomu w Kazimierzu Dolnym. Badania porozymetryczne opoki wapnistej z elewacji południowej i północnej Zamku w Janowcu oraz kamienia z kamieniołomu wykazały różnice w zakresie zmian struktury kamieni. Różnice te przyczyniają się do odmiennego zachowania opoki w procesach podciągania kapilarnego wody i roztworów soli. Związane jest to z odpowiednim doborem ochrony konserwatorskiej, preparatów zabezpieczających mur, których rodzaj i aplikacja zależą m. in. od cech porozymetrycznych podłoża. W referacie przedstawiono technikę pomiarową TDR jako dobrą alternatywę do pomiarów transportu wody w porowatych materiałach budowlanych oraz innych parametrów wodnych charakteryzujących dany materiał.The article presents monitoring measurements of the physical parameters and mineralogical-petrographical composition analysis of the chalk rock from the Kazimierz Dolny region. The experiments involve the reflectometric techniques TDR (Time Domain Reflectometry) as a perspective alternative in moisture determinations. The investigation domain was the stone from the Castle of Janowiec by the Vistula river, which walls indicate the progressive corrosion depending on external exposition and age. Other object of investigations was the stone from quarry in Kazimierz Dolny. Porosimetric examinations of the chalk rock from the southern and northern elevation of the castle indicate differences in structure changes of the stones. These differences influence different behaviour of the chalk rock during capillary rise of water and salt solutions. It is connected with the suitable matching of the conservation protection, wall protecting preparations which kind and application depend on porosimetric parameters of the material. The TDR method is applied as a good alternative of water transport measurement in porous building materials and other water parameters characterisig described material

Evaluation of the technical condition of the brick masonry chimney and experimental studies of brick

W artykule przedstawiono ocenę stanu technicznego komina murowanego z cegły oraz zaproponowano zakres prac remontowych. Badania skuteczności hydrofobizacji komina poprzedziła dokładna diagnostyka obiektu, która polegała na sprawdzeniu m.in. zawartości soli i stopnia zawilgocenia płaszcza komina, ponieważ wysoki stopień zasolenia i duża zawartość wody w porach materiału wyklucza zastosowanie hydrofobizacji. Materiał badawczy stanowiła cegła pobrana z płaszcza przemysłowego komina murowanego. W części eksperymentalnej dokonano obiektywnej oceny preparatów, które mogą być wykorzystane do hydrofobizacji powierzchni komina.The aim of the research presented in the paper was to evaluate the technical condition of the masonry chimney and to propose scope of modernization process. The studies of effectiveness of hydrophobization were preceded by a thorough diagnosis of the building, which involved checking of the salt content and the degree of moisture of chimney jacket. If the salt content and water content in the pores of the material were too high the hydrophobization could not be used. In presented paper the brick from industrial jacket of chimney was tested. Experimental section contains an objective evaluation of preparations which can be used for the chimney surface hydrophobization