K-62 KATEDRA FIZYKI MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH I BUDOWNICTWA ZRÓWNOWAŻONEGO

Treść (rozbudowana)

ZAKŁAD BUDOWNICTWA OGÓLNEGO I UTRZYMANIA OBIEKTÓW

Katedra Fizyki Materiałów Budowlanych i Budownictwa Zrównoważonego K-62

http://kfb-lx.p.lodz.pl/

Kierownik:

Dr hab. inż. Jacek Szer prof. uczelni

Potencjalni promotorzy:

Dr inż. Jakub Miszczak, prof. uczelni

Dr inż. Marek Sitnicki

Dr inż. Monika Kaszubska

Dr inż. Elżbieta Habiera-Waśniewska

Osoba do kontaktu:

tel: 42-631-35-53, jacek.szer@p.lodz.pl

Zakres działalności:

Zakład zajmuje się zagadnieniami związanymi z obszarem budownictwa w zakresie:

bezpieczeństwa konstrukcji budynków oraz budowli wzniesionych w technologii tradycyjnej,
oceny ryzyka wystąpienia katastrof budowlanych oraz wypadków i zdarzeń niebezpiecznych na stanowiskach pracy,
metodyka projektowania i wykonywania robót przy obiektach budowlanych (w tym zabytkowych).

Działalność obecna:

Udział w konsorcjum w projekcie „Model oceny ryzyka wystąpienia katastrof budowlanych, wypadków i zdarzeń niebezpiecznych na stanowiskach pracy z wykorzystaniem rusztowań budowlanych” 2016 - 2018 r.

Usługa badawcza, pt. „EKODROGA – wzmocnienie pozycji spółki na rynku budownictwa drogowego przez zakup usługi badawczej i jej wdrożenie w latach 2020 - 2021r”.

Usługa badawcza na zasadzie podwykonawstwa związanego z realizacją projektu pt. „Mobilny, rozkładany obiekt budowlany MODEA-PACO” – rozpoczęcie lipiec 2021.

Wykonywanie opinii i projektów w zakresie opisanej działalności oraz nadzór nad prowadzonymi robotami budowlanymi.

Przyszłe działania:

Prace badawcze dotyczące problematyki:

utrzymania obiektów budowlanych,
oceny ryzyka wystąpienia katastrof budowlanych oraz wypadków,
wpływu warunków klimatycznych na zdarzenia niebezpieczne występujące w budownictwie,
diagnostyki obiektów budowlanych (w tym zabytkowych) metodami mało inwazyjnymi (skaning 3D, monitorowanie odkształceń, określanie wytrzymałości materiałów), restauracja, wzmocnienia konstrukcji.

Planowane publikacje i wydawnictwa:

wydawnictwo dotyczące podstaw zbierania obciążeń,
wydawnictwo dotyczące konstrukcji tradycyjnych i zabytkowych,
artykuły i referaty dotyczące utrzymania, remontu i występowania zdarzeń niebezpiecznych obiektów budowlanych

Publikacje/patenty/nagrody/granty:

Szer I., Lipecki T., Szer J., Czarnocki K.: Using meteorological data to estimate heat stress of construction workers on scaffolds for improved safety standards, Automation in Construction, 134, 2022, https://doi.org/10.1016/j.autcon.2021.104079
Hoła B., Topolski M., Szer I., Szer J., Blazik-Borowa E.: Prediction model of seasonality in the construction industry based on the accidentality phenomenon, Archives of Civil and Mechanical Engineering, 22(1), 30, 2022, https://doi.org/10.1007/s43452-021-00348-7
Szer I., Szer J., Kaszubska M., Miszczak J., Hoła B., Błazik-Borowa E., Jabłoński M.: Influence of the seasons on construction site accidents. Archives of Civil Engineering, 67(3),2021, pp. 489–504, DOI: 10.24425/ace.2021.138067
Szer I., Szer J.: The influence of external environment on workers on scaffolding illustrated by UTCI, Open Engineering, 11(1), 2021, pp. 929–936, https://doi.org/10.1515/eng-2021-0093
Jacek J.: Safety of buildings and construction disasters. Archives of Civil Engineering, 66(1), 2020, p.281- 295,AF:K-62,2020, http://journals.pan.pl/dlibra/publication/131788/edition/115118/content…
Chmielewski T., Szer J., Bobra P.: Derecho wind storm in Poland on 11–12 August 2017: results of the postdisaster investigation. Environmental Hazards-Human and Policy Dimensions, 2020,
Błazik-Borowa E., Pieńko M., Szer I., Hoła B., Czarnocki K.: Probability distribution functions for service loads of frame scaffoldings. Bulletin of the Polish Academy of Sciences: Technical Sciences 69(2), 2021; DOI:10.24425/bast.2021.136734
Jabłoński M., Szer I., Szer J.: Probability of occurrence of health and safety risks on scaffolding caused by noise exposure, Journal of Civil Engineering and Management 24(6), 2018, s. 117-125, ISSN 1392-3730, eISSN 1822-3605, DOI: /10.3846/jcem.2018.5716
Szer I., Błazik-Borowa E. Szer J.: The Influence of Environmental Factors on Employee Comfort Based on an Example of Location Temperature, Archives of Civil Engineering, vol. LXIII, 3, 2017, s. 163-174, DOI: 10.1515/ace-2017-0035,
Szer I., Szer J., Czarnocki K., Błazik–Borowa E.: Apparent Temperature Distribution on Scaffoldings during Construction Works, World Academy of Science, Engineering and Technology, International Journal of Medical, Health, Biomedical, Bioengineering and Pharmaceutical Engineering, 12(3), 2018, s. 81-87, eISSN:1307-6892, urn:dai:10.1999/1307-6892/10008737
Szer I., Szer J., Pieńko M., Robak A., Jamińska-Gadomska P.: Forecasting of Scaffolding Work Comfort Parameters Based on Data from Meteorological Stations, World Academy of Science, Engineering and Technology, International Journal of Civil, Environmental, Structural, Construction and Architectural Engineering, 12(2), 2018, s. 99 - 105, urn:dai:10.1999/1307-6892/10008523

Słowa kluczowe:

Utrzymanie obiektów budowlanych, katastrofy budowlane, ryzyka w budownictwie, budownictwo ogólne, budownictwo tradycyjne, zabytki, roboty budowlane

Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:

Badania wpływu klimatu na bezpieczeństwo na budowie. Badania elementów obiektu budowlanego metodami nieniszczącymi.

KATEDRA FIZYKI MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH I BUDOWNICTWA ZRÓWNOWAŻONEGO.pdf

The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.

ZAKŁAD FIZYKI BUDOWLI I BUDOWNICTWA ZRÓWNOWAŻONEGO

Division of Building Physics and Sustainable Design K-62

Kierownik:

Prof. dr hab. inż. Dariusz Gawin

Potencjalni promotorzy:

prof. Dariusz Gawin,

dr Witold Grymin,

dr Marcin Zygmunt,

dr Iwona Szer

Osoba do kontaktu:

Prof. dr hab. inż. Dariusz Gawin, dariusz.gawin@p.lodz.pl

Zakres działalności:

Projektowanie zrównoważonych budynków mieszkalnych, modelowanie energetyczne budynków, wielokryterialna optymalizacja budynków zrównoważonych środowiskowo, modelowanie energetyczne budynków, analizy środowiskowe i ekonomiczne cyklu życia budynków mieszkalnych;
Modelowanie energetyczne I środowiskowe budynków w skali urbanistycznej, klastry energii, Analizy środowiskowe i ekonomiczne cyklu życia dużych zespołów budynków mieszkalnych, Zastosowanie odnawialnych źródeł energii w budownictwie, głęboka termomodernizacja budynków mieszkalnych i zespołów urbanistycznych, dekarbonizacja budownictwa, auditing energetyczny;
Zastosowanie metod sztucznej inteligencji w analizach energetycznych I optymalizacji budynków w kontekście zrównoważonego rozwoju
Modelowanie numeryczne zjawisk cieplno-wilgotnościowych w odkształcalnych porowatych materiałach budowlanych: odkształcenia podczas wysychania, procesy fizyczne w konstrukcjach betonowych w okresie dojrzewania, podczas działania wysokich temperatur (np. podczas pożaru), oddziaływania bardzo niskiej temperatury;
Badania “in situ” budynków – monitoring właściwości termoizolacyjnych i akustycznych oraz komfortu cieplnego ludzi;

Działalność obecna:

Aktualna działalność badawcza dotyczy głównie energetycznego modelowania budynków oraz dużych zespołów urbanistycznych w kontekście zrównoważonego rozwoju i dekarbonizacji sektora budownictwa mieszkaniowego. Rozwijany jest program komputerowy TEAC (Tool for Energy Efficiency Analysis of an Energy Cluster) do analiz budowlanych klastrów energii w Polsce. Innym tematem badawczym, rozwijanym we współpracy z Uniwersytetem w Padwie, jest trwałość elementów betonowych w wysokiej i niskiej, poddanych działaniu mrozu, oraz podczas dojrzewania i twardnienia młodego betonu.

Ponadto, prowadzone są badania laboratoryjne i „in situ” właściwości termoizolacyjnych i akustycznych przegród budynków oraz komfortu termicznego w ich wnętrzu. Nasze laboratorium jest wyposażone w 2 komory klimatyczne o obustronnie regulowanych temperaturach i wilgotności względnej powietrza do badania przepływu ciepła i wilgoci w dużych elementach budowlanych, oraz dużą komorę „hot-box” do badania właściwości termoizolacyjnych dużych elementów budowlanych.

Przyszłe działania:

Analiza i optymalizacja różnych scenariuszy/strategii termomodernizacji budynków i zespołów urbanistycznych, usytuowanych w obszarach miejskich i podmiejskich.

Dalszy rozwój program komputerowego TEAC do analiz budynków wielorodzinnych i ich dużych zespołów urbanistycznych.

Wpływ globalnego ocieplania się klimatu na cieplno-wilgotnościowe i energetyczne właściwości polskich budynków mieszkalnych i wybór najlepszych strategii ich termo-modernizacji.

Publikacje/patenty/nagrody/granty:

GAWIN D., MAJORANA C.E., SCHREFLER B.A., Numerical analysis of hygro-thermic behaviour and damage of concrete at high temperature, Mechanicieplno-wilgotnościowe I eneregtyczne właściwości s of CohesiveFrictional Materials, Vol.4, 37-74 (1999)
GAWIN D., LEFIK M., SCHREFLER B.A., ANN approach to sorption hysteresis within a coupled hygro-thermomechanical FE analysis, Int. J. Num. Meth. Engng, Vol. 50, 299-323 (2001)
GAWIN D., WYRZYKOWSKI M., PESAVENTO F., Modelling hygro-thermal performance and strains of cementitious building materials maturing in variable conditions, Journal of Building Physics, Vol. 31, No. 4, 301- 318 (2008).
WITEK A., GAWIN D., Experimental and numerical study on the efficiency of the polypropylene fibers admixture in reducing pore pressure in heated concrete, Journal of Building Physics, Vol. 38, No. 2, 121-137 (2014).
GAWIN D., PESAVENTO F., CASTELLS A.G., On reliable predicting risk and nature of thermal spalling in heated concrete, Archives of Civil and Mechanical Engineering, Vol. 18 (4), 1219 - 1227 (2018)
GAWIN D., PESAVENTO F., KONIORCZYK M., B.A. SCHREFLER, Non-equilibrium modeling hysteresis of water freezing - ice thawing in partially saturated porous building materials, Journal of Building Physics, Vol. 43(2), 61–98, (2019)
GAWIN D., PESAVENTO F., KONIORCZYK M., B.A. SCHREFLER, Poro-mechanical model of strain hysteresis due to cyclic water freezing in partially saturated porous media, Int. J. Solids and Structures Vol. 206, 1 December 2020, 322-339
M. ZYGMUNT, D. GAWIN, Application of Artificial Neural Networks in the Urban Building Energy Modelling of Polish Residential Building Stock. Energies 2021, 14, 8285.
M. KONIORCZYK, W. GRYMIN, M. ZYGMUNT, D. GAWIN, Novel stochastic approach to predict the energy demand and thermal comfort in the office buildings considering materials and human-related Gaussian uncertainties, Journal of Building Engineering, Vol. 42, October 2021, 102831.
M. ZYGMUNT, D. GAWIN, Application of the Renewable Energy Sources at district scale – a case study of the suburban area, Energies 2022, 15, 473

Patenty:

„Materiał magazynujący energię cieplną, przeznaczony do akumulacyjnych wymienników energii cieplnej” zgłoszenie patentowe P.416407. „Sposób wytwarzania hydrofobizowanego pyłu perlitowego, zastosowanie hydrofobizowanego pyłu perlitowego” Pat. 238198 z dn. 23.04.2021.

Projekty:

"Degradacja własności na skutek rozwoju faz ekspansywnych w kompozytach budowlanych z mikrostrukturą", program "OPUS 2", Narodowe Centrum Nauki, 2012-2015.

“Towards the next generation of standards for service life of cement-based materials and structures”, Transport and Urban Development COST Action TU1404, 2014-2018.

„Wieloskalowe, fraktalne modele chemo-hygro-termo-mechaniczne do analizy i prognozowania trwałości kompozytów cementowych”, program "OPUS 8", Narodowe Centrum Nauki, 2015-2019.

Słowa kluczowe:

Trwałość, materiały cementowe, porowate materiały budowlane, krystalizacja soli, hydrofobizacja

Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:

Trwałość porowatych materiałów budowlanych, nowatorska procedura eksperymentalna do oceny wpływu połączonego agresywnego środowiska na korozję materiałów na bazie cementu.

Zastosowanie metod stochastycznych w prognozowaniu trwałości elementów budowlanych.

Zastosowanie przetworzonych materiałów odpadowych w projektowaniu innowacyjnych materiałów budowlanych.

ZAKŁAD FIZYKI BUDOWLI I BUDOWNICTWA ZRÓWNOWAŻONEGO.pdf

ZAKŁAD MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH

Katedra Fizyki Materiałów Budowlanych i Budownictwa Zrównoważonego K-62

http://kfb-lx.p.lodz.pl/

Kierownik:

Marcin Koniorczyk

Potencjalni promotorzy:

Marcin Koniorczyk,

Dalia Bednarska,

Alicja Wieczorek,

Piotr Konca

Osoba do kontaktu:

Marcin Koniorczyk, marcin.koniorczyk@p.lodz.pl

Zakres działalności:

Inżynieria materiałów budowlanych, w tym materiałów na bazie cementu, ceramiki, drewna, drewna przetworzonego jak klejone warstwowo, CLT, materiałów do ociepleń, ETICS. Wyznaczanie głównych właściwości mechanicznych i fizycznych materiałów budowlanych, w tym wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie, modułu sprężystości, dyfuzyjności, nasiąkliwości, przewodności cieplnej oraz właściwości związanych z trwałością materiałów na bazie cementu, takich jak mrozoodporność, karbonatyzacja. Ponadto, opracowano autorską metodę badania trwałości materiałów pod obciążeniem. Laboratorium akredytowane świadczy usługi dla partnerów przemysłowych w zakresie standardowych badań elementów zewnętrznych systemów kompozytowych izolacji termicznej. Zakres działalności jednostki obejmuje również modyfikację istniejących materiałów budowlanych oraz projektowanie nowych materiałów na bazie produktów recyklingu.

Działalność obecna:

Obecne działania poświęcone są głównie trwałości materiałów budowlanych. Zakres działalności obejmuje badane są procesy korozyjne materiałów na bazie cementu pod obciążeniem. Tematyka badań zwiozana jest z następującymi tematami: mrozoodporność betonu, wprowadzenie domieszek chemicznych w celu poprawy mrozoodporności, zastosowanie hydrofobizacji wewnętrznej jako alternatywy dla hydrofobizacji powierzchniowej, karbonatyzacja betonu. Analizowane są również kombinacje środowisk agresywnych, w tym opracowywane nowe procedury badawcze. Kolejnym przedmiotem badań jest mechanizm krystalizacji soli w cegłach i tynkach. Zaprojektowano nową procedurę testową w celu zbadania dominujących mechanizmów krystalizacji soli w materiałach ceramicznych. Analiza dotyczy szeregu soli nieorganicznych. W jednostce projektowane są nowe materiały, w szczególności zawierające dodatek przetworzonych środków ochrony indywidualnej wykorzystywanych podczas pandemii koronawirusa. Procedura obejmuje dezynfekcję i przekształcenie odpadów medycznych do postaci, którą można dodać do mieszanki betonowej. Przedmiotem badań jest również beton przepuszczalny używany do budowy chodników oraz dróg rowerowych. Prowadzone są badania związane z zastosowaniem metod stochastycznych w projektowaniu i modelowaniu trwałości materiałów budowlanych.

Przyszłe działania:

Optymalizacja parametrów procesu recyklingu środków ochrony indywidualnej, hydrofobizacja betonu przepuszczalnego, badanie właściwości termodynamicznych cieczy porowej wypełniającej matrycę cementową.

Publikacje/patenty/nagrody/granty:

Publikacje:

Marcin Koniorczyk, Salt Transport and Crystallization in Non-Isothermal Partially Saturated Porous Materials Considering Ion Interaction Model, International Journal of Heat and Mass Transfer, 2012, 55 (4), 665-679.
Marcin Koniorczyk, Dariusz Gawin, Modelling of salt crystallization in building materials with microstructure – Poromechanical approach, Construction and Building Materials, 2012, 36: 860–873.
Marcin Koniorczyk, Dalia Bednarska, Magdalena Nowosielska, Jacek Rynkowski. 2018. „Nucleation model for mesoporeconfined water freezing kinetics”. International Journal of Heat and Mass Transfer 120: 575-586. ISSN: 0017-9310.
Dalia Bednarska, Marcin Koniorczyk 2020. „ Freezing of partly saturated cementitious materials – Insight into properties of pore confined solution and microstructure”. Construction and Building Materials Vol. 251, 10 August 2020, 118895.
Marcin Koniorczyk, Witold Grymin, Marcin Zygmunt, Dariusz Gawin, 2021. „Novel stochastic approach to predict the energy demand and thermal comfort in the office buildings considering materials and human-related Gaussian uncertainties”. Journal of Building Engineering, Vol. 42 October 2021, 102831
Marek Jabłoński, Dalia Bednarska, Witold Grymin, Alessandro Schiavi, Marcin Koniorczyk 2021. „Prediction for the acoustic performance of a floating floor: Novel probabilistic approach considering materials Gaussian uncertainties”, Applied Acoustics, Vol. 182. November 2021, 108252

Patenty:

Międzynarodowe zgłoszenie patentowe dot. zastosowania przetworzonych odpadów medycznych jako dodatku do betonu.

Projekty:

Krajowy grant Preludium Narodowego Centrum Nauki. Nr projektu: 2019/33/N/ST8/00981; tytuł projektu: “ Experimental analysis and modelling of phase transition of water and aqueous solution confined in porous body with regard to durability of building materials"; project realizowany na Politechnice Łódzkiej w latach 2020-2023.
Projekt NAWA: PPN/BCZ/2019/1/00022/RC/00001, Transport i krystalizacja soli w tynkach renowacyjnych - zintegrowana analiza eksperymentalna i numeryczna (Salt transport and crystallization in renovation plasters - integrated eksperimental and numerical analysis)

Słowa kluczowe:

Trwałość, materiały cementowe, porowate materiały budowlane, krystalizacja soli, hydrofobizacja

Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:

Trwałość porowatych materiałów budowlanych, nowatorska procedura eksperymentalna do oceny wpływu połączonego agresywnego środowiska na korozję materiałów na bazie cementu. Zastosowanie metod stochastycznych w prognozowaniu trwałości elementów budowlanych. Zastosowanie przetworzonych materiałów odpadowych w projektowaniu innowacyjnych materiałów budowlanych.

ZAKŁAD MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH.pdf