FSv CVUT - foto
Katedra konstrukcí pozemních staveb
Fakulta stavební, ČVUT v Praze

Uživatel nepřihlášen
Přihlásit se | Nápověda
English

Stavební fyzika

Kód předmětu:124SF01
Rozsah:3+2
Zakončení:Zápočet, zkouška
Druh studia:Bakalářský
Semestr:Zimní
Typ předmětu:Povinný
Garant předmětu:prof. Ing.Jan Tywoniak, CSc., doc.Dr.Ing.Zbyněk Svoboda

Anotace:

Od akademického roku 2024-25 byl předmět 124SF01 rozdělen na dva samostatné předměty - 124STTT (Stavební tepelná technika) a 124STAO (Stavební akustika a denní osvětlení).  V případě náhrady předmětu 124SF01 musí být absolvovány oba předměty - 124STTT a 124STAO.

Tepelná technika

Základní kurz stavební tepelné techniky. V první části kurzu (přednášky 1 až 2) se studenti seznámí se základní teorií šíření tepla, vzduchu a vodní páry ve stavebních konstrukcích a budovách, která je nezbytná pro další studium.

Druhá část kurzu (přednášky 3 až 6) představuje stručný úvod do navrhování a realizace stavebních konstrukcí a budov z hlediska stavební tepelné techniky. Budou představeny postupy řešení několika vybraných typických praktických problémů. Součástí této části bude také stručná, základní informace vybraných diagnostických metodách používaných ve stavební tepelné technice.

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:

Tepelná technika

Student by měl získat nezbytný přehled a teoretický základ pro další studium stavební tepelné techniky. Po absolvování předmětu by měl být schopen:

  • řešit jednoduché obecné úlohy (reálné problémy) související se šířením tepla, vzduchu a vodní páry ve stavebních konstrukcích a budovách
  • řešit základní praktické úlohy stavební tepelné techniky z běžné stavební praxe (součinitel prostupu tepla, riziko kondenzace vodní páry a další)
  • navrhovat konstrukční řešení spolehlivých stavebních konstrukcí a energeticky efektivních budov tak, aby se minimalizovalo riziko tepelně vlhkostních vad a poruch

Světelná technika 

Seznámit posluchače s oborem stavební světelná technika s důrazem na jeho význam při navrhování budov. 

Akustika

Seznámit posluchače s oborem stavební akustika s důrazem na podobor akustika stavebních konstrukcí.

 

 

 

Požadavky:

Tepelná technika, světelná tecnika, akustika

  • znalosti fyziky na úrovni střední školy

Přednášky:

Tepelná technika

Rámcový program, změny vyhrazeny:

1. Úvod do stavební tepelné techniky + Základní teorie 1

  • úvod do předmětu SF01 - co je to stavební fyzika, základní organizace výuky
  • část Tepelná technika - organizace výuky a "pravidla hry"
  • Základní teorie 1
  • teplota tepelný tok, teplo
  • způsoby šíření tepla
  • elektrická analogie

 

2. Základní teorie 2

  • šíření vzduchu konstrukcí a budovou
  • vodní pára ve vzduchu
  • způsoby šíření vodní páry
  • šíření vodní páry konstrukcí
  • vlhkostní bilance prostoru

 

3. Stavební konstrukce 1

  • součinitel prostupu tepla
  • nejnižší vnitřní povrchová teplota

 

4. Stavební konstrukce 2

  • kondenzace vodní páry

 

5. Výplně otvorů + Stavební detaily - tepelné vazby mezi konstrukcemi

  • tepelné vlastnosti výplní otvorů, součinitel prostupu tepla
  • energetické vlastnosti zasklení
  • tepelné vazby a tepelné mosty – příčiny a důsledky
  • způsoby hodnocení - lineární činitel prostupu tepla a nejnižší vnitřní povrchová teplota
  • zásady návrhu stavebních detailů

 

6. Budova

  • letní a zimní tepelná stabilita, způsoby výpočtu a hodnocení, zásady návrhu
  • letní tepelná stabilita a riziko přehřívání
  • energetická náročnost budov – způsoby výpočtu a hodnocení
  • energetická náročnost budov - zásady návrhu, nízkoenergetické, pasivní, nulové domy

 

Světelná technika 

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

Akustika

10. technický obor akustika, zvuk v životním a pracovním prostředí člověka, 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 difuzním 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, neprůzvučnost, definice, měření, hodnocení, vážená neprůzvučnost, neprůzvučnost laboratorní a stavební, požadované hodnoty, konstrukční zásady návrhu neprůzvučných konstrukcí, vliv hmotnosti, ohybové tuhosti, rezonanční kmitočet dvouprvkových konstrukcí, kročejový zvuk, typy podlah a jejich hodnocení, rezonanční kmitočet těžké plovoucí podlahy.  

Cvičení:

Tepelná technika

1. Šíření tepla (hustota tepelného toku, teplota, sálání)

2. Tepelná bilance budovy a průměrný součinitel prostupu tepla

3. Vlhkostní bilance prostoru, vnitřní povrchová teplota

4. Součinitel prostupu tepla, difúze vodní páry, kondenzace ve skladbě konstrukce

5. Výpočet roční bilance kondenzace a vypařování vodní páry v konstrukci

6. Tepelné vazby – riziko povrchové kondenzace a tepelné ztráty

 

Stavební světelná technika a akustika

S1. Posouzení proslunění vybraného bytu či rodinného domu s využitím diagramu zastínění
S2. Ověření proslunění vybraného bytu či rodinného domu pomocí pravoúhlého slunečního diagramu
S3. Posouzení denního osvětlení v obytné místnosti
A1. Šíření zvuku ve venkovním prostoru
A2. Šíření zvuku v uzavřeném prostoru
A3. Šíření zvuku mezi místnostmi

Ukončení:

Informace ke zkoušce

Zkouška má dvě samostatně zadávané a hodnocené části:

 

  • tepelná technika
  • akustika, denní osvětlení a oslunění

 

Pro úspěšné složení zkoušky je potřeba získat z každé části známku lepší než F. Pokud student získá z jedné části F, opakuje celou zkoušku (obě části).

Pokud student při prvním termínu získal z jedné části dobrou známku (A, B, C) a z druhé části F, mohou zkoušející při opakování zkoušky úspěch z prvního termínu zohlednit při klasifikaci příslušné části zkoušky při druhém termínu - např. v situaci, pokud by se klasifikace z této části (úspěšně absolvované při prvním termínu), pohybovala na hranici mezi stupni E a F. Toto zvýhodnění je na zvážení zkoušejícího - nebude uplatňováno automaticky a nezajišťuje úspěšné absolvování druhého termínu!

 

Zkouška z části tepelná technika trvá 50 minut a má tyto tři části:

 

  • test - 6 bodů, doporučený čas k řešení 5 minut
  • grafické vyšetření rizika kondenzace vodní páry v konstrukci - 6 bodů, doporučený čas k řešení 15 minut
  • příklad - 8 bodů,  doporučený čas k řešení 30 minut

 

Pro úspěšné absolvování je potřeba splnit tyto podmínky:

 

  • celkový počet bodů musí být alespoň 10
  • z příkladu je potřeba získat alespoň 3 body

 

Ukázka zadání zkoušky z tepelné techniky a příklady k procvičení jsou k dispozici v sekci "Soubory ke stažení".

 

Zkouška z části světelná technika a akustika se skládá z písemné a ústní zkoušky.

Písemná část: vyřešení šesti zadaných úloh výpočtem. Podmínky: k dispozici jen psací potřeby a kalkulačka (žádný mobilní telefon!) a oficielní seznam výpočtových vztahů, který bude rozdán (zapůjčen). Podmínkou postupu k ústní zkoušce je kompletní správné vyřešení alespoň tří zadaných úloh. 

Ústní část: odpovězení na otázky z témat přednesených na přednáškách (během přednášek bude na možné otázky k ústní zkoušce upozorňováno). Na základě úspěšného absolvování cvičení a písemné části zkoušky může být od ústního zkoušení upuštěno (záleží na zvážení zkoušejícího). 

 

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.

 

Literatura:

Světelná technika

ČSN 73 0580-1 Denní osvětlení budov – Část 1: Základní požadavky, ČNI Praha, červen 2007
ČSN 73 0580-2 Denní osvětlení budov – Část 2: Denní osvětlení obytných budov, ČNI Praha, červen 2007
ČSN 73 4301 Obytné budovy, ČNI Praha, červen 2004
ČSN EN 17037 Denní osvětlení budov, ČAS Praha, srpen 2019.

VYCHYTIL, Jaroslav. Stavební světelná technika - cvičení. Praha : Nakladatelství ČVUT v Praze, 156 s. 2015.
ISBN 978-80-01-05858-9

VYCHYTIL, Jaroslav., KAŇKA, Jan. Stavební světelná technika - přednášky. Praha : Nakladatelství ČVUT v Praze, 176 s. 2016. ISBN 978-80-01-06060-5  

Webové stránky vyučujících a předmětu

 

Akustika

Literatura: skripta Kaňka, Nováček: Stavební fyzika 3, ČVUT 2015

                   skripta Kaňka: Akustika budov, ČVUT 2007

                   kniha Kaňka: Akustika stavebních objektů, ERA 2009

poznámka: Z výše uvedené literatury z akustiky je nutno studovat ta témata, která byla přednesena na přednáškách. Seznam těchto témat bude v závěru semestru zveřejněn. 

                   

Soubory ke stažení

V této sekci jsou neveřejné soubory ke stažení.
Pokud je chcete zobrazit, musíte se nejdřív
přihlásit.

< Zpět