Stavební fyzika 1

Anotace:

Tepelná ochrana budov:

Šíření tepla, Fourierovy zákony. Tepelný odpor, součinitel prostupu tepla. Průměrný součinitel prostupu tepla. Energetická náročnost budov. Difúze a kondenzace vodní páry. Nejnižší vnitřní povrchová teplota, tepelné mosty.

 

Světelná technika:

Denní osvětlení a sluneční záření v budovách a jeho význam pro uživatele budovy (hygienický, ekonomický, ekologický). Návrh a hodnocení budovy nebo souboru budov z hlediska proslunění a denního osvětlení. Požadavky norem a metody jejich prokazování při územním rozhodování a ve stavebním řízení.

 

Akustika:

Úvod do akustiky: zvuk v životním a pracovním prostředí člověka, vnímání zvuku, základní veličiny, limity zvuku, zdroje zvuku, šíření zvuku ve volném a difúzním poli, šíření zvuku přes překážku, šíření ve zvukovodu, pohlcování zvuku, účelové pohlcovače, akustika konstrukcí, zvuková izolace, neprůzvučnost jednoduchých a dvouprvkových konstrukcí, kročejový zvuk, základy prostorové akustiky, vlnová akustika, geometrická akustika, statistická akustika, základy urbanistické akustiky.

Cíle:

Student bude schopen navrhovat a posuzovat budovy a stavební konstrukce z hlediska stavební světelné techniky a z hlediska stavební akustiky.

Požadavky:

Konstrukce pozemních staveb 1
Matematika 2
Fyzika

Přednášky:

Tepelná ochrana budov:

1. Principy nízkoenergetické výstavby, tepelná bilance prostoru, průměrný souč. prostupu tepla

-   základní principy návrhu a realizace nízkoenergetických a pasivních domů

-   šíření tepla budovou, energetická bilance prostoru

-   průměrný souč. prostupu tepla budovy (požadavky, postup výpočtu, vliv tepelných vazeb)

2. Energetická náročnost budov

? energetický štítek obálky budovy... praktické seznámení s jeho tvorbou v aplikačním SW

-   potřeba tepla na vytápění (požadavky, postup výpočtu, společenské souvislosti)

-   dodaná energie (požadavky, postup výpočtu, společenské souvislosti)

-   primární energie a emise CO2 

3. Šíření tepla konstrukcemi

-   základní fyzikální principy (vedení, proudění, sálání, výskyt v praxi, důsledky)

-   tepelné vlastnosti materiálů (součinitel tepelné vodivosti, emisivita...)

4. Součinitel prostupu tepla

-   požadavky na součinitel prostupu tepla

-   postupy výpočtů pro základní typy konstrukcí (bez tep. mostů, s tepelnými mosty, vliv zeminy, vliv nevytápěných prostor, přirážky)

5. Nejnižší vnitřní povrchová teplota

-   vnitřní povrchová teplota (požadavky, výpočetní postupy, ověření rizika povrchové kondenzace, ověření rizika růstu plísní, konstrukční opatření)

-   tepelné mosty a vazby (výskyt v praxi, důsledky a rizika, možnosti řešení)

?  vnitřní povrchová teplota a teplotní faktor... praktické seznámení s posouzením tepelného mostu v aplikačním SW

6. Šíření vodní páry

-   základní fyzikální principy (adsorpce, sorpční křivka, difúze, efúze, termodifúze, povrchová difúze, kapilární vedení)

-   vlhkostní vlastnosti materiálů (součinitel difúze, faktor dif. odporu, vliv spár)

-   kondenzace vodní páry: požadavky, postup hodnocení (Glaserův model, české a evropské normy, roční bilance)

 

Světelná technika a akustika:

7.  Slunce a jeho záření, fyzikální charakteristika, jeho fyziologický a hygienický význam, Slunce a životní prostředí, základy sférické astronomie, horizontové a rovníkové souřadnice, výpočet azimutu a výšky slunce, Požadavky ČSN 734301 Obytné budovy. Grafické způsoby znázornění slunečních drah – diagram zastínění a jeho praktické použití. Pravoúhlý sluneční diagram.

8.  Význam insolance v urbanismu, tvorba prostředí, orientace budov a doba oslunění, tvar budov. Denní světlo a osvětlení, zrakové vnímání, faktory ovlivňující stav vnitřního prostředí, analýza jednotlivých faktorů, fyziologie vidění, stavba oka, akomodace, adaptace, rychlost vnímání, zorné pole, rozlišovací schopnost zraku, oslnění, základy fotometrie.

9.  Kritéria a limity denní osvětlenosti, činitel denní osvětlenosti a výpočtové modely oblohy, osvětlovací systémy, poměrná pozorovací vzdálenost, třídy zrakové činnosti, požadované hodnoty, kvalitativní kritéria denního osvětlení, metody stanovení činitele denní osvětlenosti, světelně technické vlastnosti stínících překážek, světelně technické vlastnosti osvětlovacích otvorů, světelně technické vlastnosti vnitřních prostorů, výpočet oblohové a vnější odražené složky č.d.o. – Daniljukovy úhlové sítě, výpočet vnitřní odražené složky č.d.o. – Metoda BRS

10. Technický obor akustika, zvuk v životním a pracovním prostředí člověka, vnímání zvuku, vnímání zvuku a jeho hodnocení: intenzita, kmitočet, působení v čase, informační hodnota, interindividuální citlivost, hladiny, decibel, nejvyšší přípustné hodnoty hluku (NV 272/2011 Sb.)

11.  Zdroj bodový, liniový, plošný, hladina akustického výkonu, činitel směrovosti, šíření zvuku ve volném akustickém poli, vliv vzdálenosti, šíření zvuku v difúzním akustickém poli, pole přímých vln, pole odražených vln, pohltivost zvuku, činitel pohltivosti zvuku, pohlcovače porézní, pohlcovače typu kmitající membrána (deska), rezonanční pohlcovače (Helmholzovy), snižování zvuku pohlcováním, absorpční tlumiče VZT

12. Zvuk v budově, zvuk definovatelný a nedefinovatelný, airborn and structureborn nise, neprůzvučnost, definice, měření, hodnocení, vážená neprůzvučnost, neprůzvučnost laboratorní a stavební, nejnižší požadované hodnoty, konstrukční zásady návrhu neprůzvučných konstrukcí, vliv hmotnosti, ohybové tuhosti, rezonanční kmitočet dvouprvkových konstrukcí, kročejocvý zvuk, typy podlah a jejich hodnocení, rezonanční kmitočet těžké plovoucí podlahy.

Cvičení:

Tepelná ochrana budov:

1. Průměrný souč. prostupu tepla, tepelná bilance prostoru

-   výpočet průměrného součinitele prostupu tepla modelového nízkoenergetického rodinného domu

-   sestavení modelu tepelné bilance RD

-   výpočet výsledné vnitřní teploty bez a se zdrojem tepla v RD

-   výpočet potřebného výkonu zdroje tepla

-   výpočet týdenní potřeby tepla na vytápění RD

2. Energetický průkaz budovy

-   hodnocení modelového RD v aplikačním SW

-   vytvoření energetického průkazu budovy

3. Šíření vodní páry v konstrukci, vlhkostní bilance prostoru

-   výpočet rel. vlhkosti vnitřního vzduchu v RD

-   grafické zjištění oblasti kondenzace vodní páry v modelové jednoplášťové střeše

4. Konzultace

5. Součinitel prostupu tepla a roční bilance vodní páry

-   výpočet přibližné hodnoty součinitele prostupu tepla pro konstrukci s tepelnými mosty

-   výpočet roční bilance vodní páry pro modelovou jednoplášťovou střechu s pomocí aplikačního SW

6. Konzultace

 

Světelná technika a akustika:

1. Posouzení proslunění vybraného bytu či rodinného domu s využitím diagramu zastínění

2. Posouzení denního osvětlení v obytné místnosti

3. Šíření zvuku ve venkovním prostoru

4. Šíření zvuku v uzavřeném prostoru

5. Šíření zvuku mezi místnostmi

6. Konzultace

Ukončení:

Odevzdání zadaných cvičení a absolvování zkoušky.

Podíl zkoušky na hodnocení předmětu: 100 %.

 

Průběh zkoušky (část Osvětlení + akustika):

6 příkladů na 30 minut, některé příklady mohou být nahrazeny teoretickou otázkou s výběrem možností
- jedinou povolenou elektronickou pomůckou je klasická kalkulačka (ne na mobilu a podobně) !!!
- k dispozici soupis výpočtových vztahů (vzorečkovník bude poskytnut zkoušejícím na všech termínech)

 

Informace v souvislosti s pandemií Covid-19:

V případě omezení osobní přítomnosti vyučujících kvůli pandemii Covid-19, bude získání zápočtů a zkoušek řešeno prostřednictvím MS Teams. O takovém postupu budou všichni dotčení předem informování e-mailem.