GYAKORLATI ÉPÜLETFIZIKA
„Az építés egyik célja olyan terek létrehozása, amelyekben a külső környezettől eltérő állapotok ésszerű ráfordítások mellett biztosíthatók.”
Adott földrajzi helyen uralkodó éghajlati hatások Éghajlat: az időjárási elemek időbeli összegzéséből tevődik össze,
időszakokra vonatkozó statisztikai adatok jellemzik. Időjárási elemek: ▪ ▪ ▪ ▪
Külső hőmérséklet Szél Csapadék Napsugárzás
Módosító hatások az épület közvetlen környezetében
Domborzati és vízrajz Növényzet Környező beépítés Felszíni burkolatok Ipari tevékenység Légszennyezés
HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
2
Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.
HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
3
http://en.wikipedia.org/wiki/Climate
Ultraibolya sugárzás Épületszerkezetek állagvédelme miatt fontos
Látható fény A Földre érkező sugárzási energia majdnem fele Spektruma: ibolyától vörösig
Infravörös sugárzás A Földre érkező sugárzási energia több mint fele
Sugárzási intenzitás – a sugárzás energiahozama: W/m2 Atmoszférán kívül 1300-1400 W/m2 Földfelszínre érkező sugárzás ▪ Direkt sugárzás ▪ Diffúz sugárzás ▪ (Visszavert sugárzás)
HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
4
Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.
régió
Dél
Kelet
Nyugat
Észak
I.
451
227
218
122
II.
433
217
209
117
III.
414
208
200
112
IV.
398
200
192
108
Magyarország területe 4 zónára bontható HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
5
Tóth Elek: Energetikai számítások a gyakorlatban (előadás)
Éves középhőmérséklet Havi középhőmérséklet
Egy év hónapjainak havi középhőmérséklet sorozata
jól jellemzi az éves ciklust
Hőmérséklet lengés A napi hőmérséklet maximum és minimum különbsége
havonként átlagolva jól jellemzi a napi ciklust
Szélsőséges értékek Valaha regisztrált maximális vagy minimális
pillanatnyi, napi közép, havi közép, stb. hőmérséklet
Tervezési értékek A szélső értékeknél enyhébbek A tervezési értéknél kedvezőtlenebb érték
előfordulásának kockázata elfogadhatóan kicsi
HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
6
Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.
HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
7
http://en.wikipedia.org/wiki/Climate
Kifejezi, hogy a fűtési idény folyamán a külső és a belső tér közötti hőmérsékletkülönbség mekkora és milyen hosszú időtartamú Idő × hőmérsékletkülönbség Mértékegysége: nap-fok, óra-fok
Belső, állandó hőmérséklet Külső, változó hőmérséklet Hőmérséklet, melynél a fűtést megkezdjük és befejezzük Fűtési időszak
HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
8
Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.
régió
adatforrás
hőfokhíd [hK]
fűtési idény [h]
I.
Pécs
68 000
4 100
II.
Szeged
70 000
4 200
III.
Debrecen
74 000
4 400
IV.
Miskolc
78 000
4 600
V.
Kékestető
100 000
5 000
Magyarország területe 5 régióra bontható HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
9
Tóth Elek: Energetikai számítások a gyakorlatban (előadás)
A légköri áramlások kialakulásának két alapvető oka: a terepfajták eltérő mértékű melegedése és a bolygó forgásából származó Coriolis-erő.
Sebesség: nagyság + irány Sebesség intervallumok gyakorisága
Égtájak szerint Évre, évszakra, hónapra
Uralkodó szélirány
http://hu.wikipedia.org/wiki/Sz%C3%A9l Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.
Mérés:
10 méter magasan A szél a talaj közelében súrlódik Növényzet miatt Épített környezet miatt Parabolikus függvénykép HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
10
HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
11
http://en.wikipedia.org/wiki/Climate
Évre, évszakra, hónapra várható/jellemző mennyiség Egységnyi alapfelületre, a vízoszlop magassága mm-ben
Zápor intenzitása Liter/perc*m2; mm/perc*m2
Hótakaró vastagsága Egységnyi alapfelületre, cm-ben
Csapóeső jellemzése Csapadékmennyiség és a szélsebesség szorzata
HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
12
Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.
HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
13
http://en.wikipedia.org/wiki/Climate
Szórt napsugárzás Direkt napsugárzás Párolgás
Infravörös sugárzás a légkörből
A test infravörös sugárzása
Szél konvekció
Visszavert napsugárzás
Hővezetés HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
14
http://thermalnet.missouri.edu/_images/heat_transfer.jpg
A talaj infravörös sugárzása
Az egyik általános szemléletű megfogalmazás szerint, azt mondja ki, hogy egy elszigetelt rendszer állapota az időben a termikus egyensúly felé halad. A tétel egyik következménye, hogy nem létezik másodfajú örökmozgó. Megfogalmazások: Rudolph Clausius: Nincs olyan folyamat, amely eredményeképpen a hő az alacsonyabb hőmérsékletű rendszer felől a magasabb hőmérsékletű felé adódik át. Lord Kelvin: Nem létezik olyan folyamat, amely során egy hőtartály által felvett hő teljes egészében munkává alakítható. Vagy: Elszigetelt rendszer entrópiája (egy rendszer rendezetlenségi foka) nem csökkenhet. Vagy: Spontán módon csak azok a folyamatok mennek végbe, amelyek entrópianövekedéssel járnak. HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
15
http://hu.wikipedia.org/wiki/A_termodinamika_m%C3%A1sodik_f%C5%91t%C3%A9tele https://hu.wikipedia.org/wiki/Entr%C3%B3pia
Hő (energia) Kölcsönhatások következtében
felvett vagy leadott energia
Hőáram A hő hőmérsékletkülönbség
hatására létrejövő áramlása
Extenzív mennyiség
Hőmérséklet Anyagok fizikai jellemzője,
állapothatározó
Hőáramsűrűség Az egységnyi felületen áthaladó
hőáram
Intenzív mennyiség
HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
16
Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.
Kifejezi, hogy mekkora hőáram képes áthaladni egységnyi vastagságú, az áramlásra merőlegesen egységnyi felülettel bíró anyagon, egységnyi hőmérsékletkülönbség hatására
Értéke függ: Anyag hőmérsékletétől
(elhanyagolható) Anyag nedvességtartalmától Anyag testsűrűségétől és annak változásaitól Korrigált hővezetési tényező Tükrözi az anyag beépítésének és
használatának módját A korrekciós tényező ▪ Táblázatból választandó az anyag felhasználási módja szerint ▪ Több hatás esetén a korrekciós tényezőket összegezni kell ▪ Ugyanazon anyag különböző típusú beépítéseivel más és más hővezetési értéket kaphatunk
Az anyagok testsűrűsége és a hővezetési tényezője között egyenes arányosság fedezhető fel.
Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.
HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
17
Egydimenziós, állandósult, forrásmentes Pl: palástján tökéletesen hőszigetelt rúd két végpontja között Pl.: végtelen nagy homlokfelületű sík fal párhuzamos felületei között
A hőáram Egyenesen arányos ▪ A hőmérséklet különbséggel ▪ A homlokfelület nagyságával ▪ Az fal hővezetési tényezőjével Fordítottan arányos ▪ A fal vastagságával
A hőáramsűrűség A két felület között konstans Homogén anyagú fal esetén
a hőmérsékletváltozás a két felület között egyenletes
HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
18
Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.
Réteges fal esete
HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
19
Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.
Az előző képlet bevezetve a hővezetési ellenállás fogalmát
HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
20
Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.
Ha folyadék vagy gáz egy tőle különböző hőmérsékletű szilárd test felületével érintkezik, akkor a közöttük hőáram indul meg.
A hőáram nagysága:
Hőátadási tényező: az egységnyi felületen, egységnyi hőmérsékletkülönbség hatására átadott hőáram. Értékét befolyásolja:
Hőmérsékletkülönbség Felület nagysága Felület helyzete A folyadék vagy gáz áramlása Hősugárzás jelensége
Hőátadási ellenállás:
Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.
HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
21
Épületszerkezetek és a levegő közötti szokásos hőátadási tényezők
HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
22
Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.
Hőátadás
+
Hővezetés
+
Hőátadás
=
Hőátbocsátás
|
HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
23
Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.
Hőáram
Hőátadás
Tényezők
Ellenállások
+
Hővezetés
+
Hőátadás
=
Hőátbocsátás
|
HTMS: Épületfizika
2015.09.10.
24
Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.
