Fyzika stavebních látek 5. týden
Š astník Stanislav
Vysoké u ení technické v Brn , Fakulta stavební, Ústav technologie stavebních hmot a dílc , Veve í 95, 602 00 Brno, Tel: +420 5 4114 7507, Fax +420 5 4114 7502, Email:
[email protected]
Ší ení tepla ve vzduchových vrstvách Vzduch má nízkou hodnotu → pozoruhodné výsledky tepeln -izola ní schopnosti V konstrukcích se navrhují: i)
Uzav ené vzduchové vrstvy = dutiny,
ii) Otev ené vzduchové vrstvy.
v v
Ší ení tepla ve vzduchových vrstvách i)
Uzav ené vzduchové vrstvy = dutiny
Vertikální vzduchová vrstva
Horizontální vzduchová vrstva
θs1 > θs2
Horizontální vzduchová vrstva
θs1 > θs2
θs1 > θs2
q θs1
θs2 θs1
θs2
q
q
θs2
θs1
Ší ení tepla ve vzduchových vrstvách i)
Uzav ené vzduchové vrstvy = dutiny q = qvedení + q proud ro + qsálání
v v max
θ θs
qv = − λ
q 0
λvv
v
θs1
q θm
θs2
dvv x
dθ θ s1 − θ s 2 θ s1 − θ s 2 = = d vv dx Rvv
θ
Ší ení tepla ve vzduchových vrstvách i)
Uzav ené vzduchové vrstvy = dutiny
Tepelný odpor nev traných vzduchových vrstev v zimním období Tepelný odpor nev traných vzduchových vrstev Rcav [m2.K.W–1] p i tlouš ce vzduchové vrstvy dev [mm]
Nev traná vzduchová vrstva v zimním období
0
5
7
10
15
25
50
100
300
vodorovná p i tepelném toku zdola nahoru
0
0,11
0,13
0,15
0,16
0,16
0,16
0,16
0,16
svislá
0
0,11
0,13
0,15
0,17
0,18
0,18
0,18
0,18
vodorovná p i tepelném toku shora dol
0
0,11
0,13
0,15
0,15
0,19
0,21
0,22
0,23
0,25
sou initel tepelné vodivosti (W/m.K)
0,2
0,15
0,1 vodorovná p i tepelném toku zdola nahoru svislá
0,05
vodorovná p i te-pelném toku shora dol
0 0
50
100
150
200
250 d_vv (mm)
300
Zasklení Druh
Izola ní dvoj sklo
Sklo
Nepokovené sklo (oby ejné sklo)
Jedna tabule skla pokovena
Jedna tabule skla pokovena
Jedna tabule skla pokovena
Jedna tabule skla pokovena
Druh plynové výpln (koncentrace plynu ≥ 90 %) emisivita
0,89
0,4
0,2
0,1
0,05
Rozm ry mm
Vzduch
Argon
Krypton
Sf6
4-6-4
3,3
3,0
2,8
3,0
4-9-4
3,0
2,8
2,6
3,1
4-12-4
2,9
2,7
2,6
3,1
4-15-4
2,7
2,6
2,6
3,1
4-20-4
2,7
2,6
2,6
3,1
4-6-4
2,9
2,6
2,2
2,6
4-9-4
2,6
2,3
2,0
2,7
4-12-4
2,4
2,1
2,0
2,7
4-15-4
2,2
2,0
2,0
2,7
4-20-4
2,2
2,0
2,0
2,7
4-6-4
2,7
2,3
1,9
2,3
4-9-4
2,3
2,0
1,6
2,4
4-12-4
1,9
1,7
1,5
2,4
4-15-4
1,8
1,6
1,6
2,5
4-20-4
1,8
1,7
1,6
2,5
4-6-4
2,6
2,2
1,7
2,1
4-9-4
2,1
1,7
1,3
2,2
4-12-4
1,8
1,5
1,3
2,3
4-15-4
1,6
1,4
1,3
2,3
4-20-4
1,6
1,4
1,3
2,3
4-6-4
2,5
2,1
1,5
2,0
4-9-4
2,0
1,6
1,3
2,1
4-12-4
1,7
1,3
1,1
2,2
4-15-4
1,5
1,2
1,1
2,2
4-20-4
1,5
1,2
1,2
2,2
Ší ení tepla ve vzduchový ch vrstvách
Sou initele prostupu tepla U zasklení
Ší ení tepla ve vzduchových vrstvách Zasklení Druh Izola ní trojsklo
Sklo
Druh plynové výpln (koncentrace plynu ≥ 90 %) emisivita ε (-) 0,89
Nepokovené (normální sklo)
0,4 2 tabule pokovené
0,2 2 tabule pokovené
0,1 2 tabule pokovené
0,05 2 tabule pokovené
Rozm ry (mm)
Vzduch
Argon
Krypton
SiF6
4-6-4-6-4
2,3
2,1
1,8
2,0
4-9-4-9-4
2,0
1,9
1,7
2,0
4-12-4-12-4
1,9
1,8
1,6
2,0
4-6-4-6-4
2,0
1,7
1,4
1,6
4-9-4-9-4
1,7
1,5
1,2
1,6
4-12-4-12-4
1,5
1,3
1,1
1,6
4-6-4-6-4
1,8
1,5
1,1
1,3
4-9-4-9-4
1,4
1,2
0,9
1,3
4-12-4-12-4
1,2
1,0
0,8
1,4
4-6-4-6-4
1,7
1,3
1,0
1,2
4-9-4-9-4
1,3
1,0
0,8
1,2
4-12-4-12-4
1,1
0,9
0,6
1,2
4-6-4-6-4
1,6
1,3
0,9
1,1
4-9-4-9-4
1,2
0,9
0,7
1,1
4-12-4-12-4
1,0
0,8
0,5
1,1
Sou initele prostupu tepla U zasklení (W/m2.K)
Ší ení tepla ve vzduchových vrstvách
Ší ení tepla ve vzduchových vrstvách Návrhová hodnota sou initele prostupu tepla okna se výpo tov stanoví ze vztahu:
Ag Ug Af Uf g
Ψg
U w, u =
Ag .U g + Af .U f + lg .ψ g Ag + Af
plocha viditelné ásti zasklení v m2, sou initel prostupu tepla zasklení v W/(m2.K), plocha okenního rámu a rámu k ídla v m2, sou initel prostupu tepla rámu v W/(m2.K), délka viditelného obvodu zasklení v m, lineární initel prostupu tepla styku rámu/zasklení/distan ního ráme ku izola ního skla ve W/(m.K).
Ší ení tepla ve vzduchových vrstvách Sou initel prostupu tepla a sou initel spárové pr vzdušnosti d ev ných oken a dve í
Druh okna a dve í
Zasklení
Sou initel prostupu tepla Ug
Infiltrace iiV.104
mm
Wm-2K-1
m2. s-1Pa-n
Poznámka
1.
Okno Thermostar 86
F4/16/4F vzduch F4/14/F4
1,56 1,57 1,57
0,03 0,03 0,07
T sn ní vn jší a vnit ní, l = 4,57 m, sklo Float a Planitherm
2.
Okno Europrofil
F4/12/F4 F4/12/F4 F6/12/EKO4
2,48 2,38 1,86
0,01 0,02 0,04
T sn ní ve 2 stupních, výpl - vzduch, kování MACO, l = 5,05 m
3.
Okno d ev né s izola . sklem a t etím sklem
4/40/4/12/4 vzduch
1,86
-
Spodní ást rám obložena Al, uzáv ry ROTO
4.
Jednok ídlové kyvné, s p ídavným zasklením
4/36/3/10/4 vzduch
1,7
-
T sn ní vnit ní, pryžové 1180x1480 mm
5.
Okno Thermostar
4/14/4 argon
1,45
0,29
Conec 6/14/ Planitherm Futurum, 2x st edové t sn ní, l = 6,44 m
6.
Balkónové dve e Thermostar
4/14/4 argon
1,45
0,08
Conec 4/14/ Planitherm Futurum, 2x st edové t sn ní, l = 5,68 m
Ší ení tepla ve vzduchových vrstvách Sou initel prostupu tepla a sou initel spárové pr vzdušnosti d ev ných oken a dve í Zasklení
Sou initel prostupu tepla Ug
Infiltrace iiV.104
mm
Wm-2K-1
m2. s-1Pa-n
F4/12/4F vzduch F6/12/4F plyn -
1,41
7.
Okno d ev né dvojité dvouk ídlové s izola ním sklem a t etím sklem
8.
Dve e vchodové, d ev né, zasklené a plné
Zasklení nespecifikováno
9.
Okno zdvojené s izola ním sklem a t etím sklem
10 .
Okno jednoduché s izola ním sklem
11 .
Okno EURO otevírané a skláp cí
Druh okna a dve í
12 .
Okno a dve e De GEYNDT
Poznámka
Izola ní sklo na vnit ní stran , t sn ní vnit ní a vn jší, pryžové 1500x1500 mm
1,20 1,9 -
-
-
3,27 2,67
3/6/4 Planibel 4 mm
1,3
-
Izol. sklo na vn jší stran , Planitherm Futur, 3, 6, 4, vnit ní Planibel G 4 mm
4/16/6 argon
1,50
-
Planibel Clear 4 mm 16 argon, Stopray Elite 6
4/16/4 Vehatherm
1,4 1,3 1,4
0,04 0,03 0,03
T sn ní st edové I = 5,3 m
0,097 0,328
Dve e vn jší t sn ní
1,04 1,43 1,21
Okno t sn ní st edové
4/16/4 nespecifikováno
-
Zasklené, plné I = 5,67 m, 850x1985 mm
Ší ení tepla ve vzduchových vrstvách Sou initel prostupu tepla a sou initel spárové pr vzdušnosti plastových oken a dve í
Druh okna a dve í
Zaskle ní
Sou initel prostupu tepla Ug
Infiltrace iiV.104
mm
Wm-2K-1
m2. s-1Pa-n
Poznámka
1.
Plastové Intertec s OS, obvodové kování Wonkhaus
4/12/4
-
0,21 1,22 0,36
2.
Plastová LG - DINEX profily Rehau, OS
4/12/4
2,54 2,56 2,62
-
3.
Plast. z profil Deceuninck Hook plast.
4/12/4
2,52 2,56 2,55
0,02 0,02 0,02
Spec. záv sy s omezova em t íkomorový systém, l = 5,3 m
4.
Plastové Infraplast z profil Intertec
-
0,61 0,08 0,24
Vícekomorové s výztuží z Fe, Zn, t sn ní vnit ní a st edové, l = 5,77 m
5.
Plastové Thermorama, profily KGS BaSF, OS kování
4/16/4
2,45 2,45 2,45
-
Vícekomorové profily l = 5,06 m, t sn ní vnit ní i vn jší, kování obvodové
6.
Plastové, sys. Actual 400 OS
4/18/4
2,51 2,52 2,54
0,02 0,02 0,14
T sn ní vnit ní a st edové, koextrudované, kování Roto Centro 100 K, l = 4,54 m
7.
Plastové, OS kování
4/18/4
2,48 2,48 2,49
-
4/12/4 MOB
T sn ní st edové l = 5,4 m
1200 x 1200 mm, t sn ní vnit ní a vn jší, l = 5,02 m
Vícekomorové s výztuží Fe, Zn, t sn ní vnit ní a vn jší, l = 5,0 m
Ší ení tepla ve vzduchových vrstvách Sou initel prostupu tepla a sou initel spárové pr vzdušnosti plastových oken a dve í Zasklení
Sou initel prostupu tepla Ug
Infiltrace iiV.104
mm
Wm-2K-1
m2. s-1Pa-n
4/16/4
1,65 argon
0,013 0,020 0,053
Argon 1200 x 1500 mm
F4/12/F4
2,65 2,65 2,66
0,09 0,19 0,78
1200 x 1500 mm. Kování Roto. T sn ní vnit ní a vn jší
Plastová okna Stako, systém Veka
4/12/4
2,64
0,0229
Dvoustup ové t sn ní l = 5,15 m
Plastové jednok ídlové OS, VEKA systém
4/12/4
2,30
0,278
Dvoustup ové t sn ní l = 4,46 m
Plastové, OS kování PA 1000,1180/1450 mm
4/16/4
2,46
0,004
Dvoustup ové t sn ní l = 4,98 m
Plastové jednok ídlové HOCO OS 1190/1490
4/16/4
2,48
0,37
Dvoustup ové t sn ní l = 5,03 m
Plast. jednok . ACTUAL 900/1200 mm
4/12/4
2,53
0,443
T ístup ové t sn ní l = 3,91 m
4/16/4 bez specifikace
1,4 -
0,52 0,49 0,55
Jednok ídlové, výpl ISO 24 mm, t sn ní, vnit ní, st edové, vn jší, l = 5,69 m
Druh okna a dve í
AQ okna plastová
Plastová okna MPF
Plastové dve e vchodové
Poznámka
Ší ení tepla ve vzduchových vrstvách Sou initel prostupu tepla a sou initel spárové pr vzdušnosti plastových oken a dve í Druh okna a dve í
Zasklení
Sou initel prostupu tepla Ug
Infiltrace iiV.104
mm
Wm-2K-1
m2. s-1Pa-n
6/16/4 vzduch
2,6 2,5
0,31 0,52
F4/16/F4 vzduch
2,7 2,4 2,4
0,01 0,07 0,26
- Pevné zasklení - Otevíravé a skláp cí - Dtto, dvouk ídlové
2,6 2,4 2,4
0,12 0,10 0,08 0,15
T sn ní vnit ní a vn jší l = 5,48 l = 6,24 l = 7,11 dvouk . l = 5,07, OS 1 k ídl.
Poznámka
16.
Vchodové dve e Horizont PS
17.
Plastové okno systém DECEUNINCK Mondial 2000
18.
Plastová okna a dve e Deceunick Mondial 2000 - dve e - balkónové dve e - okno - okno
F4/16/F4
19.
Okno plastové HOCO H130
F4/16/F4
-
0,03 9,7
20.
Plastové okno HOCO H-100 a H-200
4/16/4
-
0,32 - 0,49 0,22 - 0,47 0,24 - 0,48
21.
Okno K-Line
F4/16/F4 bez specifikace
2,5
-
1200 x 1500 mm, t sn ní vnit ní, st edové a vn jší, DIN 52 619/1
22.
EURO-AlKU-PRIMUS okno s Al-plechem
4/16/4 argon nespecifikováno
1,63 1,7 1,7
0,18 0,33 0,21
Rámy plastové, opláš ované Al, l = 5,74 m, t sn ní vnit ní, vn jší a st edové
Float 4/16/4 Float, vzduch, t sn ní vnit ní a st edové, l = 5,99 m
T sn ní vn jší a vnit ní uzav ené, l = 5,08 m, ventila ní poloha T sn ní vn jší a vnit ní, po áte ní po zavzdušn ní, l = 5,05 m
Ší ení tepla ve vzduchových vrstvách
Ší ení tepla ve vzduchových vrstvách / Evakuované zasklení
Ší ení tepla ve vzduchových vrstvách
v
v
v
v
v
v v v v v
ší ka = 100 mm Rvv = 0,18 m2.K/W
ší ka = 50 mm Rvv = 0,36 m2.K/W
ší ka = 33 mm Rvv = 0,54 m2.K/W
ší ka = 25 mm Rvv = 0,72 m2.K/W
Tepelná pohoda prost edí Tepelná pohoda prost edí = je to stav prost edí, kdy lov k nepoci uje teplo ani zimu.
V lidském organismu se tvo í teplo ( tvorba tepla-bazální metabolismus) a toto teplo se z organismu odvádí. Tepelnou pohodu ovliv uje souhrn následujících initel : Objektivní parametry: •teplota vzduchu v interiéru; •teplota vnit ních povrch stavebních konstrukcí; •relativní vlhkost vnit ního vzduchu; •rychlost proud ní vzduchu; ostatní vlivy prost edí ( nap . istota vzduchu, tlak vzduchu apod.). Subjektivní parametry: Oble ení lov ka, jeho innost, váha a výška, schopnost aklimatizace, rasové zvláštnosti atd.
Mezní k ivka tepelné pohody pro zimu
Mezní k ivka tepelné pohody pro léto
Tepelná pohoda prost edí Nevyhnutelným p edpokladem tepelné pohody
Tepelná rovnováha je stav, p i kterém okolí odebírá lidskému t lu tolik tepla, kolik lov k práv produkuje. Rovnice tepelné rovnováhy : Q = Qk + Qr + Qv kde:
[W],
Q ……celkový tepelný výkon lov ka, Qk …...tepelný výkon odvád ný proud ním – konvekcí, Qr…… tepelný výkon odvád ný sáláním – radiací, Qv…… tepelný výkon odvád ný vypa ováním.
Ve výpo tu zanedbáváme: • tepelný výkon odvád ný vedením - transmisí (je omezen jen na ty ásti povrchu t la, které se dotýkají pevných t les), • tepelný výkon odvád ný vydechováním, • teplo, akumulované v lidském t le.
