VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ
JIŘÍ HIRŠ, GÜNTER GEBAUER
TZB - VZDUCHOTECHNIKA MODUL BT02-04 METEOROLOGICKÉ ZÁKLADY
STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA
TZB-Vzduchotechnika, modul BT02-04, Meteorologické základy
© Doc. Ing. Jiří Hirš, CSc., Ing. Olga Rubinová, Ph.D., Brno 2005
- 2 (16) -
Obsah
OBSAH 1 Úvod ...............................................................................................................5 1.1 Cíle ........................................................................................................5 1.2 Požadované znalosti ..............................................................................5 1.3 Doba potřebná ke studiu .......................................................................5 1.4 Klíčová slova.........................................................................................5 2 Klimatologické a meteorologické základy..................................................7 2.1 Sluneční záření ......................................................................................8 2.2 Teplota a vlhkost vzduchu ..................................................................11 2.3 Tlak vzduchu.......................................................................................14 2.4 Vítr ......................................................................................................14 3 Závěr ............................................................................................................15 3.1 Shrnutí.................................................................................................15 3.2 Studijní prameny .................................................................................15 3.2.1 Seznam použité literatury .....................................................15 3.2.2 Seznam doplňkové studijní literatury ...................................15 3.2.3 Odkazy na další studijní zdroje a prameny ...........................16
- 3 (16) -
Úvod
1
Úvod
1.1
Cíle
Zásadními veličinami pro návrh vzduchotechnických systémů jsou tepelné ztráty a tepelná zátěž. Uvedené veličiny jsou výchozí pro dimenzování vzduchotechnických jednotek zejména pak výměníků. Vymezení výpočtových klimatických podmínek ovlivňuje velikost strojního zařízení i hospodárnost provozu a je primárním předpokladem dodržení požadovaného či předepsaného stavu vnitřního prostředí. Základní znalosti meteorologie a klimatologie, působení klimatických veličin na vnitřní prostředí jsou nezbytné pro kvalifikovaný návrh vzduchotechnického systému. Modul je zaměřen na: • Specifikaci klimatických a meteorologických veličin • Zásadní výpočtové hodnoty - teploty a vlhkostí vzduchu, sluneční záření • Výpočtové vnější podmínky pro Českou republiku
1.2
Požadované znalosti
Základní znalosti stavební fyziky a vytápění.
1.3
Doba potřebná ke studiu
Z ohledem na méně náročnou problematiku související se vzduchotechnikou bude doba potřebná k zvládnutí náplně modulu 1 hodina.
1.4
Klíčová slova
Klimatologie, meteorologie, sluneční záření, vnější prostředí, teplota vzduchu, nadmořská výška, sluneční konstanta, atmosférický tlak, denostupně.
- 5 (16) -
Závěr
2
Klimatologické a meteorologické základy
Primární veličiny pro návrh a provoz vzduchotechnických systémů vyplývají z klimatologických a meteorologických poměrů. Klimatické poměry představují průměrný stav ovzduší charakteristický pro určitou lokalitu. Typickými veličinami jsou průměrné event. dlouhodobě průměrné veličiny, které tvoří teplota, tlak, vlhkost, oblačnost, rychlost a směru větru, vodní srážky. Meteorologické poměry představují okamžitý povětrnostní stav ovzduší vztažený pro konkrétní čas a místo. Povětrnostní poměry jsou výchozí pro provoz vzduchotechnických systémů, ověřování energetických potřeb a aktuální modelování i simulaci. Klimatické poměry a z nich odvozené průměrné veličiny za dlouhodobé období jsou výchozí pro návrh vzduchotechnických systémů. Klimatické poměry naší republiky vyplývají z její vnitrozemské polohy ve střední Evropě. Je to typické mírné podnebí s výrazným střídáním čtyř ročních období. Podnebí ČR je přechodným typem mezi podnebím přímořským s vlivem Atlantického oceánu a vnitrozemským s vlivem euroasijské pevniny. Rozmanité výškové poměry se na poměrně malé rozloze projevují tak, že izotermy se přibližně kryjí s vrstevnicemi. Velikost srážek, se kterou souvisí také vlhkost kolísá od 450 do 1500 mm ročně. Obr. 1 znázorňuje jak utvářejí místní klimatické podmínky.geografické poměry. Nejvýznamnější klimatické veličiny pro dimenzování vzduchotechnických a klimatizačních zařízení jsou: •
Teplota vzduchu, teplota mokrého teploměru, entalpie, vlhkost vzduchu
•
Intenzita slunečního záření
•
Atmosférický tlak klimatologické veličiny teplota vzduchu vlhkost vzduchu (entalpie) intenzita slunečního záření tlak vzduchu vítr sluneční svit (délka trvání)
geografické faktory nadmořská výška zeměpisná šířka orientace ke světovým stranám konfigurace terénu
Obr. 1 Geografické faktory utvářející místní klima
- 7 (16) -
TZB-Vzduchotechnika, modul BT02-04, Meteorologické základy
2.1
Sluneční záření
Původcem tepla na Zemi je sluneční záření. Na každý čtvereční metr zemského povrchu dopadá v našich podmínkách za jeden rok 1200 kWh sluneční energie, to je srovnatelné s množstvím energie uvolněné při spálení 250 kg uhlí. Přenos energie od Slunce na zemský povrch trvá přibližně 8 minut. Spektrum slunečního záření zahrnuje: •
ultrafialové sluneční záření s vlnovými délkami menšími než 390 nm, které před vstupem do zemské atmosféry tvoří asi 7 % energie celkového elektromagnetického slunečního záření a jež je ze značné části absorbováno atmosférickým ozónem ve stratosféře,
•
viditelné sluneční záření s vlnovými délkami od 390 nm do 760 nm vytvářející spektrum barev od fialové po červenou (asi 48 % energie celkového elektromagnetického slunečního záření před vstupem do atmosféry),
•
infračervené sluneční záření, které má vlnové délky větší než 760 nm a před vstupem do atmosféry tvoří přibližně 45 % z toku energie slunečního záření.
Zemská atmosféra sahá do výšky přes 1000 km, je to poměrně tenká vrstva vyplněná vzduchem, je složená převážně z dusíku a kyslíku. Ve výškách nad 6 km pohlcují tyto plyny ultrafialové a rentgenové záření a jsou jím ionizovány (odtud název ionosféra). Níže v atmosféře (ve výškách od 20 do 30 km) se zachycuje ultrafialové záření ve vrstvě s velkým obsahem ozónu (odtud ozónosféra). Pohlceným ultrafialovým zářením se ozónosféra zahřívá. Celkově atmosféra asi 1/3 slunečního záření odrazí, část pohlcuje a rozptyluje, čímž se sluneční záření oslabuje a mění se jeho spektrální složení. Sluneční záření lze rozdělit na dvě části, a to na sluneční záření přímé a rozptýlené (difúzní). Přímé sluneční záření přichází do oka pozorovatele ze Slunce a vzhledem k velké vzdálenosti Země od Slunce tvoří svazek prakticky rovnoběžných paprsků. Rozptýlené sluneční záření vzniká následkem rozptylu přímých slunečních paprsků na molekulách plynných složek vzduchu, na vodních kapičkách, ledových krystalcích a na nejrůznějších aerosolových částicích vyskytujících se v zemském ovzduší. Kromě toho je součástí difúzního záření také sálání okolních ploch, terénu, budov apod. K oslunění plochy také přispívá odraz přímého záření od okolního terénu, které může být významné u větších vodních ploch, aj. větších světlých lesklých ploch. Základní veličinou při popisu slunečního záření dopadajícího na Zemi je jeho intenzita I, kterou definujeme jako množství zářivé energie, jež za jednotku času dopadá na jednotkovou plochu orientovanou kolmo ke slunečním paprskům. Na plochu kolmou ke slunečním paprskům dopadá na hranici zemské atmosféry cca 1360 W/m2, to je tzv. sluneční konstanta Ik. Průchodem atmosférou se intenzita slunečního záření zmenšuje, mírou tohoto umenšení intenzity je tzv. součinitel znečištění atmosféry z, který závisí na obsahu příměsí ve vzduchu (vliv kvality atmosféry podle množství aerosolů i různých plynů zejména kyslíku a ozónu.) a atmosférickém tlaku (nadmořské výšce H). Znečištění atmosféry se dynamicky mění v denním i ročním cyklu,
- 8 (16) -
Závěr
typické měsíční průměrné hodnoty pro ČR jsou v tabulce. Hodnota slunečního záření dopadajícího na zemský povrch je obecně definována:
⎡ ⎛ 16000 − H ⎜ ⎢ I p = I k ⋅ exp ⎢− 0,1 ⋅ Z ⋅ ⎜ 16000 + H ⎜ sin h ⎢ ⎜ ⎢ ⎝ ⎣
⎞ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠
−0 , 8
⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦
Propustnost atmosféry pro sluneční záření je dané relativní tloušťkou atmosféry, tedy délkou dráhy slunečního paprsku k zemskému povrchu. Uplatní se vliv zaoblení Zeměkoule a refrakce paprsků při malých výškách Slunce h. Součinitel znečištění atmosféry Z je dle ČSN 73 0548 uveden v tab. 1, maximální hodnoty podbarveny. Tab. 1 Součinitel znečištění atmosféry dle ČSN 73 0548 měsíc z
březen
duben
květen
červen
červenec
3
4
5
5
5
srpen
září
4
4
říjen 3
Směr dopadu slunečních paprsků je dán vzájemnou polohou Slunce a osluněné plochy. Zatímco u osluněné plochy jde zpravidla o stálou polohu určenou orientací ke světovým stranám a úhlem sklonu od vodorovné roviny, mění se poloha Slunce na obloze v závislosti na čase. Polohu Slunce je výhodné popisovat úhlovými souřadnicemi, pro znázornění pohybu Slunce využíváme představy nehybné Země a Slunce pohybujícího se po kulové ploše. V každém okamžiku je poloha Slunce dána výškou nad obzorem h a azimutem a. Azimut a je definován jako úhlová odchylka od severu.
Obr. 2 Sluneční souřadnice a jejich grafické znázornění Sluneční deklinace δ představuje změnu polohy Slunce a Země vzhledem k natáčení zemské osy vzhledem ke Slunci, číselně vyjadřuje také zeměpisnou šířku, kde je v daný den ve 12 hodin v poledne Slunce kolmo nad obzorem. V dny rovnodennosti má hodnotu 0, ve dny slunovratů +/- 23,5°. Zeměpisná
- 9 (16) -
TZB-Vzduchotechnika, modul BT02-04, Meteorologické základy
šířka se označuje φ, τ je časový úhel v obloukových stupních, měřený od 12 hodiny polední (každou hodinu se Země otočí o 15°, např. 14. hodině odpovídá časový úhel 15°.14 = 210°). Pravý sluneční čas vychází z idealizaci rovnoměrného pohybu Země kolem Slunce po kruhové dráze. Azimut stěny ast se určí jako odchylka normály (kolmice směřující ven) stěny od severu po směru hodinových ručiček. Celkové sluneční záření dopadající na osluněnou plochu lze vypočíst jako součet přímého a difúzního záření. Tabelovány jsou hodnoty celkového slunečního záření dopadajícího na orientovanou stěnu a celkového záření procházejícího jednoduchým oknem. Těchto veličin se využívá při výpočtu tepelné zátěže stěn a oken. Pro zjednodušení výpočtu tepelné zátěže stěn se používá rovnocenná sluneční teplota, která zahrnuje jak vliv teploty vzduchu, tak dopadajícího slunečního záření.
Tab. 2 Sluneční souřadnice. Podbarveny max. výšky Slunce pro každý měsíc. Sluneční souřadnice (výška, azimut) pro 21. den každého měsíce Měsíc
XII I XI II X III
dekli nac e 23,5
Sluneční čas (h) 5
0
VII VI
23,5
10
11
12
13
14
15
6
12
15
17
15
12
6
16
17
18
19
10
15
19
20
19
15
10
3
10
17
23
27
29
27
23
17
1
0
109 121 134 148 164 180 196 212 226 239 241
0
20,4
9
125 138 151 165 180 195 209 222 235
11,8
11,8
8
3
20,4
VIII V
7
139 152 166 180 194 208 221
IX IX
6
1
10
19
89
101 114 127 143 160 180 200 217 233 246 259 271 28
27
40
15
25
67
77
88 100 114 131 152 180 208 229 246 260 272 283 293
9
18
27
37
64
74
85
97 110 128 151 180 209 232 250 263 275 286 296
55
61
63
61
52
55
44
46
28
1
6
58
37
10
18
60
44
19
94 106 120 137 157 180 203 223 240 254 266 277 288 58
49
27
9
46
51
34
83
52
49
39
0
44
44
39
72
34
37
34
34
37
18
25
27
9
15
18
0
6
9
Tab. 3 Intenzity sluneční radiace. Maximální hodnoty jsou podbarveny. Intenzita sluneční radiace (W/m2) dopadající na různě orientované svislé stěny a vodorovnou plochu (H) Směr
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
S
59
136 110 117 138 153 163 166 163 153 138 117 110 136
59
SV
98
333 432 417 325 189 163 166 163 153 138 117
92
63
28
V
96
372 555 628 605 505 351 166 163 153 138 117
92
63
28
JV
55
230 407 540 611 615 556 442 289 153 138 117
92
63
28
J
28
63
92
204 340 454 530 556 530 454 340 204
92
63
28
JZ
28
63
92
117 138 153 289 442 556 615 611 540 407 230
55
Z
28
63
92
117 138 153 163 166 351 505 605 628 555 372
92
SZ
28
63
92
117 138 153 163 166 163 189 325 417 432 333
98
H
54
177 332 491 634 747 819 843 819 747 634 491 332 177
54
- 10 (16) -
Závěr
Tab. 4 Intenzity sluneční radiace. Maximální hodnoty jsou podbarveny. Intenzita sluneční radiace (W/m2) procházející jednoduchých oknem s ocelovým rámem Směr
5
6
7
S
45
87
80
SV
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
100 117 130 139 141 139 130 117 100
80
87
45
85
287 361 321 217 135 139 141 139 130 117 100
78
53
24
V
83
322 481 539 505 389 232 141 139 130 117 100
78
53
24
JV
41
180 335 452 511 506 437 316 185 130
100
78
53
24
J
24
53
78
128 230 335 409 435 409 335 230 128
78
53
24
JZ
24
53
78
100 117 130 185 316 437 506 511 452 335 180
41
Z
24
53
78
100 117 130 139 141 232 389 505 539 481 322
83
SZ
24
53
78
100 117 130 139 141 139 135 217 321 361 287
85
H
41
122 249 379 534 640 706 729 706 640 534 397 249
ll7
l22
41
Hodnoty sluneční radiace jsou symetrické pro západní a východní stěnu. Maximální hodnoty jsou vždy na stěně, vůči níž je postavení Slunce na obloze nejvíce blízké kolmému směru.
výška Slunce nad obzorem
Obr. 3 Výška Slunce nad obzorem a oslunění budovy.
2.2
Teplota a vlhkost vzduchu
Teplota venkovního vzduchu má pro dimenzování klimatizačního zařízení stěžejní význam. U zemského povrchu je určována jednak slunečním zářením a pohltivostí zemského povrchu, jednak prouděním vzduchu v atmosféře, větrem. Tím je možné, že i na místech málo osluněných je vysoká teplota vzduchu v důsledku proudění teplého vzduchu z jiných míst. Průměrný denní chod teploty vykazuje harmonické kolísání. Nejnižší teploty jsou dosahovány v létě kolem 4 hodiny, v zimě kolem 8 hodiny. Denní maxima se vyskytují v mezi 13. a 15. hodinou. - 11 (16) -
TZB-Vzduchotechnika, modul BT02-04, Meteorologické základy
Tab. 5 Výpočtové klimatické údaje pro zimní a letní období pro bývalá okresní města podle ČSN 38 3350 za období 1901-1950 Zimní období tes d D (oC) 229 3,3 3360
Letní období te tm he -1 (oC) (kJkg ) (oC) 27 51,2 19,5
Město
h (m)
p (kPa)
Blansko
278
98,0
te (oC) -15
Břeclav
159
99,3
-l2
215
4,1
2990
30
59,1
20,1
Brno
227
98,5
-12v
222
3,6
3200
29
56,2
19,2
Bruntál
546
94,8
-18v
255
2,7
3900
26
48,2
16,1
Děčín
141
99,6
-12
225
3,8
3200
29
56,2
19,2
Frýdek Místek Havlíčkův Brod Hodonín
300
97,7
-15v
225
3,4
3290
29
53,2
18,5
422
96,3
-15v
239
2,8
3630
26
49,8
17,5
162
99,3
-12
208
3,9
2930
30
59,1
20,0
Chomutov
330
97,3
-12v
223
3,7
3190
27
51,2
17,9
Jičín
278
98,0
-15
223
3,5
3230
28
54,1
18,9
Jihlava
516
95,2
-15
243
3,0
3650
27
49,0
17,2
Karviná
230
98,5
-15
223
3,6
3210
29
53,2
18,5
Kolín
223
98,7
-12v
216
4,0
3032
28
57,1
19,5
Kroměříž
207
98,8
-12
217
3,5
3150
29
58,2
19,9
Liberec
357
99,9
-18
241
3,1
3590
27
51,2
17,9
Litoměřice
171
99,2
-12v
222
3,7
3180
29
56,2
19,2
Louny
201
98,9
-12
219
3,7
3140
29
58,2
19,9
Most
230
98,5
-12v
223
3,7
3190
29
56,2
19,2
Náchod
344
97,2
-15
235
3,1
3500
26
49,8
17,5
Nový Jičín
282
98,0
-15v
229
3,3
3370
26
51,9
18,2
Olomouc
226
98,7
-15
221
3,4
3230
29
56,2
19,2
Opava
258
98,1
-15
228
3,5
3310
27
51,2
17,9
Ostrava
217
98,7
-15
219
3,6
3160
29
53,2
18,5
Pardubice
223
98,7
-12v
224
3,7
3200
29
56,2
19,2
Praha
181
99,1
-12
216
4,0
3020
30
54,1
18,9
Přerov
212
98,8
-12
218
3,5
3160
29
58,2
19,9
Prostějov
226
98,7
-15
220
3,4
3210
29
56,2
19,2
Sokolov
403
96,5
-15v
239
3,4
3490
26
49,8
17,5
Strakonice
392
96,7
-15
236
3,3
3470
28
54,1
18,9
Svitavy
447
96,0
-15
235
2,9
3550
27
53,2
18,5
Šumperk
3l7
97,5
-15v
230
3,0
3450
28
54,1
18,9
Tábor
480
95,6
-15
236
3,0
3540
28
51,9
18,3
Třebíč
406
96,4
-15
247
2,5
3820
28
51,9
18,3
Zlín
234
98,5
-12
216
3,6
3110
27
56,0
19,2
- 12 (16) -
Závěr
Město
h (m)
p (kPa)
Blansko
278
98,0
d … počet dnů topného období D ... počet denostupňů p ... tlak vzduchu h ... nadmořská výška
te (oC) -15
Zimní období tes D d (oC) 229 3,3 3360
Letní období te he tm -1 (oC) (kJkg ) (oC) 27 51,2 19,5
te … teplota vzduchu index v ...krajina s intenzivními větry tes … průměrná teplota vzduchu v zimním období he ... entalpie vzduchu tm ... teplota mokrého teploměru
Pro podmínky ČR jsou výpočtové podmínky teploty a vlhkosti vzduchu tabelovány ze statistických údajů za 50ti leté období. V letním období je kromě teploty vzduchu významná též jeho vlhkost. Vlhkost vzduchu může být definována různým způsobem, běžně jako měrná vlhkost nebo pomocí entalpie vzduchu. Obsah vodní páry závisí významně na jeho teplotě, proto v ročním cyklu vykazuje vlhkost vzduchu velké kolísání, nejnižší je v zimě a nejvyšší v létě. V denním průběhu zůstává měrná vlhkost vzduchu téměř konstantní Tab. 6 Rovnocenné sluneční teploty různě orientovaných stěn pro temax = 30 oC pro měsíc červenec Denní Teplota doba vzduchu
Rovnocenné sluneční teploty tr (oC) pro orientaci stěny
(h)
te (oC)
H
S
SV
V
JV
J
JZ
Z
SZ
1
16,9
16,9
16,9
16,9
16,9
16,9
16,9
16,9
16,9
16,9
2
16,9
16,2
16,2
16,2
16,2
16,2
16,2
16,2
16,9
16,2
3
16,0
16,0
16,0
16,0
l6,0
16,0
16,0
16,0
16,0
16,0
4
16,2
16,2
16,2
16,2
16,2
16,2
16,2
16,2
16,2
16,2
5
16,9
19,1
19,3
20,9
20,8
19,1
18,1
18,1
18,1
18,1
6
18,1
25,1
23,5
31,5
32,9
27,2
20,9
20,6
20,6
20,6
7
19,5
32,6
23,9
36,8
41,7
35,8
23,2
23,2
23,2
23,2
8
21,2
40,8
25,9
37,9
46,8
42,8
29,3
25,9
25,9
25,9
9
23,0
48,4
28,5
36,0
47,2
47,4
36,6
28,5
28,5
28,5
10
24,8
54,7
30,9
32,4
45,0
49,4
43,0
30,9
30,9
30,9
11
26,5
59,3
33,0
33,0
40,6
48,7
47,7
38,1
33,0
33,0
12
27,9
61,7
34,6
34,6
34,6
45,6
52,0
45,6
34,6
34,6
13
29,1
61,8
35,8
35,6
35,6
40,6
50,3
51,3
43,1
35,6
14
29,8
59,6
35,9
35,9
35,9
35,9
47,9
54,4
50,0
37,3
15
30,0
55,4
35,5
35,5
35,5
35,5
43,6
54,4
54,2
43,0
16
29,8
49,4
34,4
34,4
34,4
34,4
37,9
51,3
54,9
46,4
17
29,1
42,3
33,5
32,7
32,7
32,7
32,7
45,3
51,3
46,4
18
27,9
35,0
33,4
30,5
30,5
30,5
30,5
37,1
42,8
41,3
19
26,5
28,7
28,9
27,6
27,6
27,6
27,6
28,7
30,4
30,4
20
24,8
24,8
24,8
24,8
24,8
24,8
24,8
24,8
24,8
24,8
21
23,0
23,0
23,0
23,0
23,0
23,0
23,0
23,0
23,0
23,0
- 13 (16) -
TZB-Vzduchotechnika, modul BT02-04, Meteorologické základy
22
21,2
21,2
21,2
21,2
21,2
21,2
21,2
21,2
21,2
21,2
23
19,5
19,5
19,5
19,5
19,5
19,5
19,5
19,,5
19,5
19,5
24
18,1
18,1
18,1
18,1
18,1
18,1
18,1
18,1
18,1
18,1
trm
23,0
33,6
26,2
27,8
29,7
30,2
29,6
30,2
29,7
27,8
trm ... průměrná hodnota za 24 hodin
2.3
Tlak vzduchu
Absolutní tlak má pro vzduchotechnické výpočty jen malý význam. Pomalé změny tlaku způsobené změnami počasí se neuvažuje. Vliv atmosferického tlaku se projevuje pouze při velkých nadmořských výškách. Průměrný tlak na hladině moře má hodnotu 101,4 kPa, v České republice 98,1 kPa. Pro jednotlivá města je uveden v tab. 5. Rovnocenné sluneční teploty různě orientovaných stěn pro temax = 30 oC pro měsíc červenec jsou uvedeny v tab. 6. Modře podbarvena teplota vzduchu, žlutě maximální hodinové hodnoty (srovnejte s průběhem slunečního záření), zeleně hodnoty v době, kdy je Slunce v naší zeměpisné šířce pod obzorem (rovnocenná sluneční teplota je stejná jako teplota vzduchu). Pro výpočet potřeby tepla pro větrání se používají tzv. denostupně D, definované ze vztahu: D = d (t is − t es )
kde d je počet dnů topného období, tis, tes jsou průměrné teploty vnitřního a venkovního vzduchu za toto období. Počet denostupňů pro vybraná města je uveden v tab. 5.
2.4
Vítr
Jako vítr se označuje proudění vzduchu v troposféře. Jeho příčinou jsou tlakové rozdíly. Směr a rychlost větru ovlivňuje i tvar terénu a okolní zástavba. Denní kolísání odpovídá v zásadě průběhu teploty, v poledne nabývá rychlost nejvyšších hodnot a večer a v noci nejnižších a to výrazněji v létě než v zimě, přestože v zimě jsou v absolutní hodnotě rychlosti větru vyšší. Působení větru na budovu utváří tlakové poměry při obtékání budovy, na návětrné straně vzniká přetlak, na závětrné podtlak, což při vysokých rychlostech větru může ovlivnit množství nasávaného a vyfukovaného vzduchu na fasádě objektu. Obtékání budovy větrem také může způsobit nežádoucí zkrat odpadního vzduchu do sání venkovního vzduchu. Tab. 7 Rychlosti větru v závislosti na teplotě vzduchu Rychlost větru v (m/s) v závislosti na teplotě vzduchu místo
maximální rychlost a tomu odpovídající teplota te (°C)
minimální teplota a tomu odpovídající rychlost větru
-1
v (ms )
- 14 (16) -
te (°C)
-1
v (ms )
Závěr
Brno
-1,0
11,5
-14,4
3,4
Cheb
2,8
7,6
-15,6
1,0
Ostrava
-0,1
11,5
-17,1
2,3
Plzeň
5,0
10,7
-16,7
1,0
Praděd
-6,9
22,6
-19,0
8,4
Praha
4,0
13,9
-16,1
1,9
Přibyslav
1,1
13,3
-16,2
2,1
Nejvyšší rychlosti větru bývají dosahovány kolem teploty vzduchu 0 až 5°C, při minimálních (výpočtových) teplotních podmínkách je rychlost větru nižší. Pro výpočet přirozeného větrání je pak podle konkrétních podmínek k posouzení, jestli je např. pro Brno méně příznivá kombinace velmi nízké teploty a tomu odpovídající rychlosti větru (-14,4 °C x 3,4 ms-1) nebo vysoké rychlosti větru a tomu odpovídající teploty (11,5 m-1 x -1,0°C). Tyto údaje odpovídají zajištěnosti podmínek na 99,6 %, tedy v průměrném roce lze očekávat méně příznivé klimatické podmínky cca 35 hodin za rok.
3
Závěr
3.1
Shrnutí
Venkovní klimatické podmínky formují teplotní prostředí v budovách. Výpočtové hodnoty klimatických veličin jsou základním podkladem pro dimenzování vzduchotechnického zařízení (tepelná bilance, výkony výměníků). Stěžejní veličina vnějšího prostředí v letním období je sluneční záření, v zimním období teplota vzduchu. Působení větru na budovu je podstatné z hlediska infiltrace a situování otvorů pro výfuk a sání vzduchu.
3.2
Studijní prameny
3.2.1
Seznam použité literatury
[1]
Gebauer G., Horká H., Rubinová O. Vzduchotechnika, ERA 2005
[2]
Jokl, M. Zdravé obytné a pracovní prostředí, Academia 2002
[3]
ČSN 73 0548 Výpočet tepelné zátěže klimatizovaných prostorů
[4]
Ptáková, D. Návrhové klimatické podmínky pro Českou republiku dle ASHRAE, www. tzb-info.cz, 2000
3.2.2
Seznam doplňkové studijní literatury
[5]
Rubinová O., Rubina A. Klimatizace a větrání, ERA 2004
[6]
Ferstl, K., Nový R., Székyová, M. Vetranie a klimatizacia, Bratislava Jaga 2004
- 15 (16) -
TZB-Vzduchotechnika, modul BT02-04, Meteorologické základy
3.2.3 [7]
Odkazy na další studijní zdroje a prameny www. tzb-info.cz
- 16 (16) -
