FIZYKA BUDOWLI

CIEPŁO

2

FIZYKA CIEPLNA BUDOWLI

- najczęściej praktykowany

dział fizyki budowli,

zajmujący się zagadnieniami

wymiany ciepła i masy w

materiałach i komponentach

budowlanych, elementach

budynku oraz między

budynkiem, a jego

otoczeniem.

Całokształt praktycznych
zastosowań fizyki cieplnej
budowli określa się mianem

ochrony cieplnej budowli

.

Temperatura

– skalarna

wielkość fizyczna określająca
zdolność układu
makroskopowego do
przekazywania ciepła.
Temperatura charakteryzuje stan
cieplny ciała lub ośrodka fizycz-
nego i jest miarą energii
kinetycznej atomów lub drobin.

3

WŁAŚCIWOŚCI TERMOFIZYCZNE MATERIAŁÓW

BUDOWLANYCH

Fizyka budowli – ciepło

4

V

m

Q

c



















K

kg

J

d

q

















mK

W

,

c

C

v













K

m

J

3

Właściwości charakteryzujące wymianę ciepła

Właściwości cieplne

Ciepło właściwe

Współczynnik przewodzenia
ciepła

Rozszerzalność cieplna

Pojemność cieplna

• Czynniki wpływające na wartość współczynnika

przewodzenia ciepła

 
- rodzaj i struktura wewnętrzna materiału,

a w szczególności jego gęstość,

- porowatość materiału oraz rodzaj wypełnienia porów

(powietrzem suchym lub wilgotnym, parą wodna, wodą),

- kierunek przepływu strumienia ciepła względem kierunku

ułożenia

włókien w materiale anizotropowym,
- temperatura materiału,
- stopień zawilgocenia materiału.

Fizyka budowli – ciepło

5

Właściwości radiacyjno optyczne

 

• Zdolność do przepuszczania, pochłaniania i odbicia promieniowania

słonecznego (krótkofalowego)

• Zdolność do pochłaniania i emisji promieniowania cieplnego

(długofalowego)

 

Właściwości charakteryzujące wymianę masy

 

• Zdolność do dyfuzji pary wodnej

• Zdolność do filtracji powietrza
 

 

Inne cechy wpływające na właściwości termofizyczne

 

• masa objętościowa,

• porowatość,

• zdolność do sorpcji pary wodnej,

• podciąganie kapilarne wody,

• nasiąkliwość,

• odporność na zamrażanie i rozmrażanie.

Fizyka budowli – ciepło

6

Materiały i wyroby izolacyjne – charakteryzują się

dużym oporem cieplnym

- współczynnik przewodzenia ciepła λ ≤ 0, 175 W/(mK)

 

Materiały termoizolacyjne stosowane w budynkach

możemy podzielić na:

- szczególnie efektywne

λ < 0,05 W/(mK),

- efektywne

λ = (0,05 – 0,14)W/(mK),

- pozostałe

λ > 0,14 W/(mK).

 

Orientacyjne wartości współczynnika

charakteryzujące

różne materiały i wyroby budowlane, [W/(mK)]

Beton zwykły 0, 400 – 0,700
Beton komórkowy

0,100 - 0,200

 

Cegła pełna ok. 0,700

 

Wełna mineralna

0,035 – 0,040

Styropian

0,035 – 0,040

Fizyka budowli – ciepło

7

Przy wyborze materiału izolacyjnego należy

zwracać uwagę na:

• przewodność cieplną (im mniejsza masa objętościowa

i im większa porowatość tym mniejsza przewodność

cieplna, ale i tym gorsza wytrzymałość),

• odporność na zawilgocenie (mała nasiąkliwość, mała

sorpcyjność, małe podciąganie kapilarne, zamknie te

pory powietrzne),

• odporność na korozję chemiczną i biologiczną,

• palność,

• emisję substancji uciążliwych (zapach) lub szkodliwych

dla zdrowia,

• cena (właściwym miernikiem w tym przypadku jest

iloczyn współczynnika i ceny 1 m

3

materiału).

Fizyka budowli – ciepło

8

MECHANIZM PRZENIKANIA CIEPŁA

Fizyka budowli – ciepło

9

WSPÓŁCZYNNIK PRZENIKANIA CIEPŁA PRZEZ

PŁASKĄ, NIEPRZEZROCZYSTĄ PRZEGRODĘ

BUDOWLANĄ

Fizyka budowli – ciepło

10

Fizyka budowli – ciepło

11

Umiejscowienie warstwy
izolacji termicznej w
pionowym przekroju
zewnętrznej przegrody
budowlanej:

• praktycznie nie wpływa

na jej opór cieplny;

• wpływa na strukturę
rozkładu temperatury
w przegrodzie;

• decyduje o zdolności
przegrody
do akumulowania ciepła.

12

KLASYFIKACJA MOSTKÓW TERMICZNYCH

Fizyka budowli – ciepło

13

- materiałowy - geometryczny - materiałowy +

geometryczny

Fizyka budowli – ciepło

14

Fizyka budowli – ciepło

15

Fizyka budowli – ciepło

16

K)

W/(m

,

2









w

g

g

w

f

f

g

g

w

A

L

A

A

U

A

U

U

