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

Stavební tepelná technika 1 - část A Jan Tywoniak 2011

1

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

Fakulta stavební

Stavební fyzika (L)

Jan Tywoniak

A428

[email protected]

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


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


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) (?)


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


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


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)


7

šíření tepla

1 2

vedením (kondukce, conduction)

prouděním (konvekce, convection)

sáláním (radiace, radiation)

Klíčová otázka: druh prostředí ?

šíření tepla


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


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


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


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


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)


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)]


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 ???

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

Documents