Spis treści:
1. Zakres i znaczenie Fizyki Budowli
2. Formy wymiany ciepła
3. Wymiana ciepła przez konwekcję
4. Wymiana ciepła przez promieniowanie
5. Złożona wymiana ciepła
6. Ruch ciepła przez przewodzenie.
7. Definicja przewodności cieplnej
8. Zależność współczynnika przewodzenia ciepła od gęstości objętościowej i
struktury materiału
9. Zależności współczynnika l od zawartości wilgoci
10. Wpływ temp na wartość współczynnika l.
11. Obliczeniowe wartości współczynnika l
12. Jednowymiarowe ustalone przewodzenie ciepła
13. Dwukierunkowy przepływ ciepła
14. Obliczania przenikania ciepła przez przegrody zewnętrzne budynku.
15. Opór cieplny przegród ze szczelinami.
16. Obliczanie wartości temperatur ogrzewanych pomieszczeń w budynkach i
powietrza zewnętrznego.
17. Wymagania termoizolacyjne dla ścian, stropów i stropodachów.
18. Filtracja powietrza przez przegrody budowlane.
19. Komfort cieplny pomieszczeń
20. Zasady obliczania sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania
budynków
21. Składniki strat ciepła przy obliczaniu sezonowego zapotrzebowania
na ciepło do ogrzewania budynków
22. Składniki zysków ciepła przy obliczaniu sezonowego zapotrzebowania na
ciepło do ogrzewania budynków
23. Ciepłochłonność podłóg-zasady obliczania
24. Formy występowania wilgoci w materiałach budowlanych
25. Wilgotność powietrza
26. Przyczyny zawilgocenia przegród
27. Wilgoć z opadów atmosferycznych
28. Kapilarne podciąganie wody z gruntu
29. Wilgoć sorpcyjna
30. Zawilgocenie wskutek kondensacji pary wodnej
31. Zawilgocenie przegród w skutek dyfuzji i kondensacji pary wodnej
32. Obliczanie wewnętrznej kondensacji w ścianach zewnętrznych
33. Wysychanie przegród budowlanych z wilgoci początkowej
34. Ogólne wiadomości o dźwięku
35. Dopuszczalne poziomy dźwięków w pomieszczeniach
36. Wymagania izolacyjności akustyczna przegród i elementów
budowlanych
37. Obliczenie wskaźników jedno liczbowych izolacyjności od dźwięków
powietrznych
38. Obliczenie wskaźników jedno liczbowych izolacyjności od dźwięków
uderzeniowych
39. Podstawy teoretyczne izolacyjności akustycznej przegród budowlanych
40. Właściwości akustyczne przegród budowlanych
41. Właściwości akustyczne stropów
42. Charakterystyka światła. Widmo promieniowania
43. Wielkości świetlne promieniowana widzialnego
44. Kontrast luminacji i barw
45. Czynniki wpływające na oświetlenie dzienne oraz kryteria jego oceny
46. Wskaźniki orientacyjne wystarczającego oświetlenia dziennego
47. Określanie współczynnika oświetlenia dziennego
48. Wymagania normowe oświetlenia dziennego przy projektowaniu budynku
Wykłady z Fizyki Budowli – semestr IV
Budynki można podzielić na:
- mieszkalne
-użyteczności publicznej
-przemysłowe
-rolnicze
Budynki spełniają różne funkcje. W każdym budynku należy zapewnić warunki eksploatacyjne, odpowiednie funkcje, które wykonuje się w budynku.
Warunki te są:
-temperaturowe
-wilgotnościowe
-akustyczne
-świetlne
W wyżej wymienione warunki eksploatacyjne w znacznym stopniu zależą od występowania procesów:
-wymiany ciepła
-ruchu wilgoci
-filtracji powierza
-rozpowszechnienia dźwięku
- rozpowszechnienia światła,
które opisuje fizyka budowli
Wymiana ciepła i ruch wilgoci odbywają się przez przegrody budowlane (ściany, okna, drzwi, stropodachy, stropy nad piwnicami). W wyniku różnych temperatur powietrza zewnętrznego i wewnętrznego w okresie zimowym. Ruch wilgoci odbywa się w postaci pary wodnej. Ciepłe powietrz zawiera więcej pary wodnej niż zimne. W związku z tym ciepło i para wodna przemieszcza się w przegrodach od wewnętrznej na zewnętrzną budynku.
Filtracja powietrza odbywa się w wyniku różnic powierza zewnętrznego i wewnętrznego pod wpływem różnicy temperatur oraz ciśnienia wiatru na powierzchni przegród.
W wyniku może być infiltracja (ruch powietrza od zewnątrz do wewnątrz) lub exfiltracja (na odwrót do infiltracji).
Rozpowszechnianie dźwięku to najbardziej skomplikowane zjawisko. Związane to jest z tym, że źródłem dźwięku lub hałasu może być zewnętrze i wewnętrzne. Oprócz tego rozpowszechnianie dźwięku może odbywać się przez powietrze i materiały elementów budynku.
Rozpowszechnianie światła odbywa się przez okna i świetliki. Źródła światła to słońce i sklepienie niebieskie.
Odpowiednio wymienionym zjawiskom fizyka budowli składa się z trzech specjalności naukowych:
- fizyka cieplna (1,2,3 proces)
- akustyka budowlana (4 proces)
- światło dzienne (5 proces)
Wiedzę z fizyki budowli wykorzystuje się do uzasadnienia rozwiązań przestrzennych i konstrukcyjnych budynku. Zasady fizyki budowli wykorzystuje się jako podstawy do pracowania norm projektowania w budownictwie.
Ciepło jest jedną z form energii. Jego istota polega na ruchu cząsteczek materii. Wskaźnikiem (miarą) energii jest temperatura ciała. Im jest ona większa tym szybszy jest ruch cząsteczek, czyli wyższy stan energetyczny danego ciała.
Ruch ciepła polega na przekazywaniu energii od ciała o temperaturze wyższej do ciała o temp. niższej.
Wyróżnia się trzy zasadnicze rodzaje wymiany ciepła:
1. przewodzenie ciepła - jest charakterystyczny dla ciał stałych, polega na przenoszeniu energii w wyniku oddziaływań międzycząsteczkowych.
2. konwekcyjny ruch ciepła - ruch ciepła w wyniku przemieszczania się cząsteczek ośrodka; przenoszenie energii odbywa się głównie w wyniku mieszania się cieczy lub gazu (w tych ośrodkach konwekcja ma znaczenie dominujące).
3. przez promieniowanie- odbywa się w gazach lub próżni w wyniku przekazywania energii pomiędzy powierzchniami promieniującymi za pomocą fal elektromagnetycznych.
Konwencja-zjawisko polegające na zmianie położenia poszczególnych cząsteczek ośrodka. W wyniku różnic gęstości lub wymieszania.
Jeżeli ruch cząstek powietrza lub płynu wywołany jest przez różnicę gęstości, to taką konwencję nazywamy naturalną. W przypadku ruchu spowodowanego działaniem wiatru lub wentylatora, mamy do czynienia z konwencją wymuszoną, która występuje zasadniczo na zewnętrznych powierzchniach budynku.
Konwencyjną wymianę ciepła między powierzchniami przyrody i powietrzem opisuje równanie Newtona:
qk=ak(ti - vi )
qk – gęstość strumienia [W/m2]
ak – współczynnik przejmowania ciepła przez konwekcję [W/m2K]
ti – temperatura ośrodka [K]
vi – temperatura powierzchni [K]
Dla ściany pomieszczenia przy dowolnym przypadku konwekcji:
ak=1,66
Dt – różnica temperatur powierzchni ścianki i powietrza z dala od niej.
Przy konwekcji wymuszonej współczynnik wymiany ciepła na powierzchni zewnętrznej przegród obliczamy:
ak=7,34V0,656+3,78e-1,91V
v – szybkość wiatru [m/s]
e – podstawa logarytmów naturalnych
Promieniowanie jest to przenoszenie energii w ośrodku gazowym lub w próżni pomiędzy dwoma promieniującymi powierzchniami za pomocą fal elektromagnetycznych. Przy czym następuje tu dwukrotna zamiana energii:
- cieplnej na elektromagnetyczną; na powierzchni wypromieniowującego ciepło
- elektromagnetycznej na cieplną; na powierzchni ciała pochłaniającego ciepło
Powierzchnie ciał o temperaturze powyżej 00 bezwzględnego są źródłami promieniowania cieplnego o natężeniu zależnym od właściwości i temp. powierzchni. Natężenie ciała absolutnie czarnego E0 określone jest wzorem Stefana-Boltzmanna:
Eo= C0
C0 – współczynnik promieniowania ciała absolutnie czarnego [W/(m2k)]
T – temperatura bezwzględna powierzchni [K]
……….Materiały budowlane, więc powierzchnie przegród są ciałami szarymi. Ciała szare wypromieniowały mniej ciepła, a padający na nie strumień ciepła jest częściowo odbijany, a częściowo pochłaniany.
Stosunek natężenia promieniowania pochłanianego przez powierzchnię ciała szarego do natężenia promieniowania padającego nazywamy współczynnikiem absorpcji e.
gdzie:
C – współczynnik promieniowania powierzchni ciała szarego,
e - współczynnik absorpcji = emisyjności względnej promieniowania powierzchni.
Promieniowanie nie ...
slacke