ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov
125 TVNP Teorie vnitřního prostředí budov prof. Ing. Karel Kabele, CSc. A227b
[email protected]
TVNP - Harmonogram T 1
Téma Teorie vnitřního prostředí
Přednáší Prof.Kabele
2
Tepelně – vlhkostní mikroklima
Prof.Kabele
3
Tepelně – vlhkostní mikroklima
Prof.Kabele
4
Kvalita vnitřního vzduchu
Ing.Dvořáková,Ph.D.
5
Středeční rozvrh
6
Kvalita vnitřního vzduchu
Ing.Dvořáková,Ph.D.
7
Akustické mikroklima
Ing.Veverková,Ph.D.
Vliv vnitřního prostředí na zdraví člověka Monitorovaní a měření parametrů vnitřního 9 prostředí budov 10 Psychické mikroklima, uživatelské chování
MUDr.Holcátová,CSc.(1.LF UK)
11 Světelné mikroklima
Ing.Dvořáková,Ph.D.
12 Elektrostatické a elektrointové mikroklima
Ing.Kabrhelová,Ph.D.
13 Závěrečná přednáška
Prof.Kabele
8
125TVNP 2013/2014
2
Prof.Kabele Ing.Veverková,Ph.D
prof.Karel Kabele
1
Zkouška
Zkouška probíhá formou písemnou 10 otázek vyplývajících z témat předmětu. Hodnocení odpovědí 0 – 0,5 – 1 bod za otázku; min. 5 bodů.
125TVNP 2013/2014
3
prof.Karel Kabele
VNITŘNÍ PROSTŘEDÍ BUDOV 125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
4
2
Vnitřní prostředí budov Ve vnitřním prostředí trávíme až 90% svého života… ( SZÚ 2012)
5% 4%
7%
16%
Ulice s dopravou Venku mimo ulice Obytný prostor Vnitřní ostatní Dopr.prostředky 68% Zdroj: Braniš, M., Kolomazníková, J. (2010) Year-long continuous personal exposure to PM2.5 recorded by a fast responding portable nephelometer. Atmospheric Environment 44(24): 2865-2872
125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
5
Vnitřní prostředí budov •
•
Vnitřní prostředí je životní prostředí v interiéru budov. Je to obecně fyzická realita, obklopující živý organismus, se kterou je ve vzájemné interakci a která spoluvytváří neustále jeho fyzický stav. Lze jej obecně považovat za soustavu tří jevů, kterými jsou :
Zdroj agencií
Pole přenosu
Exponovaný subjekt
Agencie : homogenní složka fyzické reality, která vytváří toky a působí na exponovaný subjekt Exponovaný subjekt : člověk, zvíře, rostlina ,stroj nebo jiná entita reagující na prostředí 125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
6
3
Agencie
Pole přenosu
toxické látky aerosoly
vzduch vzduch
mikroby
vzduch
odéry
vzduch
vodní páry
vzduch
světlo akustické vlnění
vzduch, kontaktní tělesa prostor vzduch
ionizující záření
prostor
ionty v ovzduší statická elektřina ostatní elektromagnetická vlnění
vzduch prostor
teplo
prostor
125TVNP 2013/2014
Kontaktní orgán exp. subjektu dýchací ústrojí, pokožka dýchací ústrojí, pokožka dýchací ústrojí, trávicí ústrojí , pokožka dýchací ústrojí sliznice dýchacího ústrojí, pokožka dýchací ústrojí, pokožka zrakové ústrojí sluchové ústrojí vnitřní orgány bez zpětné vazby dýchací ústrojí pokožka vnitřní orgány bez zpětné vazby
prof.Karel Kabele
7
Vnitřní prostředí budov • Prostředí má vliv na – Zdraví – Produktivitu práce – Pohodu prostředí
Vnitřní prostředí budov = Interní mikroklima = Indoor environment
J. Adam Huggins for The New York Times 26.7.2007
125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
8
4
Vnímání prostředí • Reakce lidského organismu na prostředí: – snaha o eliminaci nepříznivého účinku s cílem dosažení komfortu (pohody) • Vědomá – např. vzít si svetr, zavřít okno, spustit rolety • Podvědomá – např. pocení, třes, akomodace oka
– Krátkodobé x dlouhodobé působení
125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
9
Pohoda prostředí „Stav mysli, který vyjadřuje uspokojení s prostředím“ ( Fanger 1970 - ASHRAE) „Souhrn podmínek, za nichž si subjekt neuvědomuje stav prostředí“ (Saini 1971) „Pohoda je neexistence zbytečné tísně při dané činnosti…“ (Brundrett 1974) „Takový stav prostředí, při kterém se lidé v uvažovaném prostoru subjektivně cítí co nejlépe a jsou tedy též schopni maximálního pracovního výkonu ať již fyzického či duševního, nebo co nejúčinnějšího odpočinku..“ (Jokl 1986)
125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
10
5
Vnímání prostředí • Stres - vyvolává odezvu organismu - strain
125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
11
Faktory vytvářející výsledný stav prostředí Fyzikální faktory prostředí – – – – – – – –
Faktory organismu – Věk – Pohlaví – Rytmicita - dýchání, srdeční tep, tělesná teplota, menstruační cyklus … – Psychické faktory - stav mysli, introvert/extrovert… – Biologické pochody trávení, spánek, práce, odpočinek, sex…
Teplota Vlhkost Rychlost proudění vzduchu Kvalita vzduchu Osvětlení Hluk Záření Prostor
125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
12
6
Vnitřní prostředí budov Složky vnitřního prostředí – Tepelně-vlhkostní – Kvalita vzduchu
Tepelněvlhkostní
• plyny • aerosoly • mikroorganismy
Elmg pole
– Akustika – Světelná – Elektro -statická, -iontová, magnetická, ionizující a radiační pole – Psychický komfort (barvy, povrchy, architektura…)
Vzduch
Vnitřní prostředí budov
Psychika
Osvětlení
Akustika
Zdroj : Jokl 1986 125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
13
Obálka budovy Fasáda – Tepelná izolace - limit? – Pokročilé materiály Zdroj:autor
• Vakuové izolace • PCM materiály
– Aktivní fasády zdroj: autor
• Dvojité fasády • Chytré „stínění“ • Integrované PV ,PT systémy
zdroj: autor
Snížení potřeby tepla a chladu zdroj: http://stardust.jpl.nasa.gov/photo/aerogel.html
125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
14
7
Obálka budovy Okna • Zasklení • Tepelné mosty Aktivní zasklení – electrochromatická?
zdroj: autor
Minimalizace tepelné ztráty a zátěže Zajištění denního osvětlení zdroj: autor
125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
15
Vytápění budov Vytápění • • • •
Obnovitelné zdroje Akumulace tepla Účinné zdroje Účinná distribuce tepla (čerpadla) • Emise tepla • Měření a regulace
zdroj: autor
zdroj: autor
Účinné zdroje a regulace výkonu Obnovitelné zdroje zdroj: autor
125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
16
8
Budova a vnitřní prostředí… Vytápění
Teplá voda
Chlazení, vlhčení
Energetická náročnost budov
Umělé osvětlení
Tepelněvlhkostní
Psychika
Větrání
Elmg.pole
Vzduch
Vnitřní prostředí budov
Osvětlení
Akustika
125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
17
Chlazení • • • • • •
Snižování tepelné zátěže Účinné zdroje chladu Akumulace chladu Účinná distribuce chladu „Vysokoteplotní“ chlazení Regulace a strategie (noční větrání) Pasivní systémy Účinné zdroje a regulace výkonu Obnovitelné zdroje chladu
125TVNP 2013/2014
zdroj: autor
zdroj: autor
prof.Karel Kabele
18
9
Budova a vnitřní prostředí… Vytápění
Teplá voda
Energetická náročnost budov
Umělé osvětlení
Tepelněvlhkostní
Chlazení, vlhčení
Psychika
Větrání
Elmg pole
Vzduch
Vnitřní prostřed í budov
Osvětlení
Akustika
125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
19
Větrání • Optimalizace množství větracího vzduchu • CO2, VOC, IAQ senzory • Nízkotlaké distribuční sítě • Přirozené větrání • Strategie regulace
Přirozené systémy větrání Řízené nucené větrání 125TVNP 2013/2014
zdroj: http://passivesolar.weebly.com
zdroj: autor
zdroj: autor
prof.Karel Kabele
zdroj: autor
20
10
Příklad: důsledek „energeticky vědomého“ chování uživatele
Zdroj : Kabele 2006 125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
21
Budova a vnitřní prostředí… Vytápění
Teplá voda
Chlazení, vlhčení
Energetická náročnost budov
Umělé osvětlení
Tepelněvlhkostní Psychika
Větrání
Elmg pole
Vzduch
Vnitřní prostřed í budov
Osvětlení
Akustika
125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
22
11
Světlo Denní a smíšené osvětlení Světlovody Účinné zdroje - LED? Regulace
zdroj: autor
zdroj: autor
Denní osvětlení Umělé - nové zdroje zdroj: autor
125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
23
Budova a vnitřní prostředí… Vytápění
Teplá voda
Chlazení, vlhčení
Energetická náročnost budov
Tepelněvlhkostní Psychika
Umělé osvětlení
Větrání
Elmg pole
Vzduch
Vnitřní prostřed í budov
Osvětlení
Akustika
125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
24
12
Teplá voda • • • •
Spotřeba teplé vody !! Účinná příprava TV Teplota Distribuční síť
Hot water demand litres/shower 60 40 20 zdroj: autor
0
– Cirkulace – Ovládání
zdroj: http://www.waterhygieneireland.ie
• Legionella!!!! Teplota vody - hygiena Lidský faktor
Cold water use in residential building
Cold water (w/o DHW) l/pers/hr
7.00 6.00
Monday Tuesda y Wednes day Thursda y Friday
5.00 4.00 3.00
Saturda y Sunday
2.00 1.00 0.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
zdroj: autor
hod
125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
25
Budova a vnitřní prostředí… Vytápění
Teplá voda
Chlazení, vlhčení
Energetická náročnost budov
Umělé osvětlení
Tepelněvlhkostní Psychika
Větrání
Elmg pole
Vzduch
Vnitřní prostřed í budov
Osvětlení
Akustika
Zdroj : Kabele, Dvořáková 2012 125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
26
13
Budova a vnitřní prostředí… Vytápění
Teplá voda
Chlazení, vlhčení
Energetická náročnost budov
Tepelněvlhkostní
Psychika Umělé osvětlení
Větrání
Vnitřní prostředí budov
Akustika
Vzduch
Osvětlení
Zdroj : Kabele, Dvořáková 2012 125TVNP 2013/2014
prof.Karel Kabele
27
14
