stavební fyzika (l) - kps.fsv.cvut.czkps.fsv.cvut.cz/upload/files/tywoniaksfl20141pdfnew.pdf ·...
TRANSCRIPT
![Page 1: Stavební fyzika (L) - kps.fsv.cvut.czkps.fsv.cvut.cz/upload/files/tywoniaksfl20141pdfnew.pdf · Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011 1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e22d9a54bbcee7001730d98/html5/thumbnails/1.jpg)
Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011
1
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
Fakulta stavební
Stavební fyzika (L)
Jan Tywoniak
A428
součásti stavební fyziky
Stavební tepelná technika
Stavební akustika
Denní osvětlení
….
tepelná ochrana budov
thermal performance of buildings and building components (CEN)
thermal protection of buildings
building physics
6
4
2
Tywoniak
Kaňka
![Page 2: Stavební fyzika (L) - kps.fsv.cvut.czkps.fsv.cvut.cz/upload/files/tywoniaksfl20141pdfnew.pdf · Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011 1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e22d9a54bbcee7001730d98/html5/thumbnails/2.jpg)
Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011
2
Příspěvek ke kvalitě vnitřního prostředí v budovách
Příspěvek k úsporám energie v souvislosti s
provozem budov (vytápění, chlazení)
Příspěvek k zajištění odpovídající životnosti
stavebních konstrukcí a jejich styků
Hodnocení (podle měřítka): stavební konstrukce a jejich detaily
místnosti a další prostory
Budovy a jejich části
Cíle stavební tepelné techniky
Sdílení tepla, jednorozměrné vedení tepla, součinitel
prostupu tepla, model budovy a ztráta prostupem
tepla
Vícerozměrné vedení tepla, tepelné mosty a vazby
Vlhkost v konstrukcích
Neustálený teplotní stav
Stavebně-energetické koncepce budov
Základní části stavební tepelné techniky
![Page 3: Stavební fyzika (L) - kps.fsv.cvut.czkps.fsv.cvut.cz/upload/files/tywoniaksfl20141pdfnew.pdf · Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011 1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e22d9a54bbcee7001730d98/html5/thumbnails/3.jpg)
Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011
3
Budovy jsou součástí problému změny klimatu, ale mohou být také součástí jeho řešení, pokud budou splňovat vyšší standard z hlediska environmentální udržitelnosti. Eliot Spitzer, Governor NY
Směrnice EU
"nearly zero-energy building"
means a building that has a very
high energy performance
• Směrnice EPBD 2010
• Energy Performance of Buildings Directive (recast)
• Příliš obecné – o to větší úloha národní
implementace
• Výpočty v hodnotách primární energie
• Směrnice o podpoře energie z OZE
• 2021 (2019) všechny nové budovy jako energeticky
nulové nebo blízké nulovým (near-to-zero)
• 2013 kontrola požadavků na budovy:
• Nákladově optimální úroveň (cost- optimum) (?)
![Page 4: Stavební fyzika (L) - kps.fsv.cvut.czkps.fsv.cvut.cz/upload/files/tywoniaksfl20141pdfnew.pdf · Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011 1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e22d9a54bbcee7001730d98/html5/thumbnails/4.jpg)
Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011
4
kWh/(m2a) Měrná potřeba tepla na vytápění
Zero-Energy Building
vytápění (+chlazení + …) teplá voda pomocná elektrická energie umělé osvětlení uživatelská elektrická energie
FV produkce, další produkce OZE p
rim
árn
í en
ergi
e
![Page 5: Stavební fyzika (L) - kps.fsv.cvut.czkps.fsv.cvut.cz/upload/files/tywoniaksfl20141pdfnew.pdf · Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011 1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e22d9a54bbcee7001730d98/html5/thumbnails/5.jpg)
Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011
5
Změna proporcí energetických potřeb
vytápění
teplá voda
teplá voda
elektro
obvyklé řešení pasivní dům
Primární energie
Faktor energetické přeměny elektrická energie 3,0
dřevo 0,05
solární termický systém 0,05
peletky 0,15
fotovoltaika 0,20
elektro solár
dřevo
![Page 6: Stavební fyzika (L) - kps.fsv.cvut.czkps.fsv.cvut.cz/upload/files/tywoniaksfl20141pdfnew.pdf · Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011 1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e22d9a54bbcee7001730d98/html5/thumbnails/6.jpg)
Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011
6
Základní technická norma
ČSN 73 0540 Tepelná ochrana budov
Část 1 Názvosloví
Část 2 Požadavky 2002, 2007, nové znění
(listopad 2011) !
Požadované a doporučené hodnoty
Informativní hodnoty – do budoucna
Příloha A Pokyny pro navrhování
Část 3 Veličiny a hodnoty
Část 4 Výpočtové metody
Dále: soubor asi 60 ČSN (EN ISO)…..
Fyzikální realita
Model děje (naše vnímání a znalosti)
Matematické vyjádření – zjednodušení
Provedení výpočtu s korektními daty
Získání výsledku a jeho interpretace
Zatřídění: podle normy a jiných předpisů
(problém: boj o dotační peníze)
![Page 7: Stavební fyzika (L) - kps.fsv.cvut.czkps.fsv.cvut.cz/upload/files/tywoniaksfl20141pdfnew.pdf · Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011 1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e22d9a54bbcee7001730d98/html5/thumbnails/7.jpg)
Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011
7
šíření tepla
1 2
vedením (kondukce, conduction)
prouděním (konvekce, convection)
sáláním (radiace, radiation)
Klíčová otázka: druh prostředí ?
šíření tepla
![Page 8: Stavební fyzika (L) - kps.fsv.cvut.czkps.fsv.cvut.cz/upload/files/tywoniaksfl20141pdfnew.pdf · Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011 1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e22d9a54bbcee7001730d98/html5/thumbnails/8.jpg)
Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011
8
v kapalinách a plynech
ve vnějším prostředí
v interiérech budov
při površích konstrukcí
proudění přirozené a nucené
přestup tepla
mezní vrstva (hraniční) … boundary layer,
Grenzschicht
proudění
Rovnice vedení tepla (Fourierovy
rovnice)
q = - λ . grad
ca
2
2
2
2
2
2
.zyx
at
![Page 9: Stavební fyzika (L) - kps.fsv.cvut.czkps.fsv.cvut.cz/upload/files/tywoniaksfl20141pdfnew.pdf · Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011 1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e22d9a54bbcee7001730d98/html5/thumbnails/9.jpg)
Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011
9
přenos eletromagnetických vln
760 - 3000 nm (infračervená oblast)
sálání
přestup tepla povrch - obklopující prostředí
vliv sálání: lze jen obtížně vyjádřit pro libovol.místo
-> analogie s prouděním
Q1,2 = hr . S1(1 – 2) .... s , a
h = hc + hr
rc
Shh
R
1
hr = ε. hr0 emisivita povrchu
hr0 = 4. σ.Tm3 sálání černého tělesa
σ = 5,67 . 10-8 Stefanova-Boltzmannova k.
hc = hci 2,5 5,0 0,7 W/(m2K)
hc = hce hce = 4 + 4.v
![Page 10: Stavební fyzika (L) - kps.fsv.cvut.czkps.fsv.cvut.cz/upload/files/tywoniaksfl20141pdfnew.pdf · Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011 1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e22d9a54bbcee7001730d98/html5/thumbnails/10.jpg)
Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011
10
odpor při přestupu tepla -
normové hodnoty
podle směru tepelného toku podle účelu výpočtu (tepelné toky,povrchové
teploty) podle polohy v místnosti, podmínek proudění
atd. ..... ---------------------------------------------------------
Rsi, Rse [m2K/W] pro směr tepelného toku
nahoru vodorovně dolů int. 0,10 0,13 0,17 ext. 0,04 0,04 0,04
! vzduch.vrstvy (dvoupl.konstrukce) odlišně!
prostup tepla
si
se
qsi = hsi (i - si)
qse = hse (se - e)
e
i
qsi = q = q se
dq sesi
![Page 11: Stavební fyzika (L) - kps.fsv.cvut.czkps.fsv.cvut.cz/upload/files/tywoniaksfl20141pdfnew.pdf · Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011 1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e22d9a54bbcee7001730d98/html5/thumbnails/11.jpg)
Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011
11
Rx
Rse R2 R1 Rsi
se
si
e
i
x
T
ei
xsi
xi
RRRq
x
RT
Tepelný odpor - Thermal resistance
– „surface to surface“ R
– tepelný odpor
– „air to air“ RT, RTOT
odpor při prostupu tepla
![Page 12: Stavební fyzika (L) - kps.fsv.cvut.czkps.fsv.cvut.cz/upload/files/tywoniaksfl20141pdfnew.pdf · Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011 1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e22d9a54bbcee7001730d98/html5/thumbnails/12.jpg)
Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011
12
RT = Rsi + R1 + R2 + R3 +… + Rse
přestup prostup přestup
proudění, sálání
vedení
proudění, sálání
U = 1/RT R = Σ Ri
Q = A . U .
základní vlastnosti materiálů
tepelná vodivost (součinitel tepelné
vodivosti)
λ W/(mK)
ρ kg/m3
c J/(kg.K)
![Page 13: Stavební fyzika (L) - kps.fsv.cvut.czkps.fsv.cvut.cz/upload/files/tywoniaksfl20141pdfnew.pdf · Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011 1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e22d9a54bbcee7001730d98/html5/thumbnails/13.jpg)
Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011
13
schopnost homogenního izotropického
materiálu vést teplo
izotropie? (dřevo, vláknité materiály)
vliv vlhkosti (výrazný nárůst)
vliv teploty (nárůst)
vliv zabudování (stlačení, sedání) !!!
tepelná vodivost [W/(m.K)]
![Page 14: Stavební fyzika (L) - kps.fsv.cvut.czkps.fsv.cvut.cz/upload/files/tywoniaksfl20141pdfnew.pdf · Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011 1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e22d9a54bbcee7001730d98/html5/thumbnails/14.jpg)
Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011
14
hliník
ocel
antikor.ocel
žel.beton
plná cihla
EPS, XPS
min.vlákna
vakuové izol.
orientační hodnoty tepelné vodivosti
200 W/(m.K)
50
15
1,7
0,8
0,040 ….. 0,03 …?.
0,040 ....
0,00x ???