Odpowiedzi cz.1

1. Akty prawne:

• Konstytucja Rzeczypospolitej Polskiej z 2.04.1997

• Ustawa z dnia 7.07.1994 Prawo budowlane z późniejszymi zmianami

• Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12.04.2002 w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie

• Rozporządzenie Rady Ministrów z 30.12.1999 w sprawie Polskiej Klasyfikacji Obiektów Budowlanych

2. Normy nie są aktami prawnymi. Do aktów prawnych wg konstytucji należą: Konstytucja, ustawy, ratyfikowane umowy międzynarodowe, rozporządzenia oraz akty prawa miejscowego. A normy nie są żadnym z wymienionych.

3. Właściwości fizyczne:

• Gęstość- iloraz masy substancji materiału do jego objętości absolutnej, nieuwzględniającej porów. Np. beton: 2,8 g/cm3; styropian 1,1 g/cm3

• Gęstość pozorna- stosunek masy wysuszonego materiału do jego objętości uwzględniającej pory. Np. beton: 2 g/cm3; styropian 0,03 g/cm3

• Szczelność- określa, jaką część całkowitej objętości badanego materiału zajmuje masa materiału bez porów. Można obliczyć jako stosunek gęstości pozornej do gęstości tego materiału. Np. beton: 71,4%; styropian 2,7%

• Porowatość- określa, jaką część całkowitej objętości materiału stanowi objętość porów. Można obliczyć jako 1-Szczelność. beton: 28,6%; styropian 97,3%

• Przewodność cieplna- zdolność materiału do przewodzenia strumienia cieplnego na skutek różnicy temperatur na jego powierzchniach. Charakteryzuje ją współczynnik przewodności cieplnej, równy ilości ciepła przepływającego w ciągu jednej sekundy przez jednorodną warstwę materiału o wymiarach 1m x 1m x 1m, jeżeli różnica temperatur na przeciwległych powierzchniach wynosi 1K, w stanie ustalonym. Np. stal 58 W/(mK), gips 0,51 W/(mK), styropian EPS 0,036 W/(mK)

4. Właściwości mechaniczne:

• Wytrzymałość na ściskanie- największe naprężenie, jakie wytrzymuje próbka podczas ściskania; Rc= Fściskająca, niszcząca/przekrój poprzeczny, prostopadły do niej. Np. stal budowlana 294-440 MPa, beton zwykły 8,8-59 MPa

• Wytrzymałość na rozciąganie- największy opór, jaki stawia materiał siłom rozciągającym, przeciwstawiając się zniszczeniu. Rr=Frozciągająca, niszcząca/ przekrój poprzeczny, prostopadły do niej. Np. stal budowlana 294-490 MPa, beton zwykły 0,78-4,90 MPa

• Moduł sprężystości- iloraz naprężeń i odpowiadającej im wartości odkształceń, w przedziale odkształceń sprężystych. Np. stal 21x10⁴ MPa, beton 2-3x10⁴MPa

• Plastyczność- zdolność do ulegania nieodwracalnym odkształceniom (plastycznym odkształceniom) pod wpływem sił działających na materiał

• Wytrzymałość na zginanie- największy opór, jaki stawia materiał siłom zewnętrznym powodującym zginanie, aż do jego złamania. Iloraz niszczącego momentu zginającego [MNm]do wskaźnika wytrzymałości przekroju elementu zginanego [m³]. Wysoka wytrzymałość na zginanie charakteryzuje materiały o dużej wytrzymałości zarówno na zginanie jak i rozciąganie, np. stal, drewno, aluminium

5. Definicje budynku:

• Prawo budowlane- obiekt budowlany trwale związany z gruntem, wydzielony z przestrzeni za pomocą przegród budowlanych, posiadający fundamenty i dach

• PKOB- zadaszony obiekt budowlany wraz z wbudowanymi instalacjami i urządzeniami technicznymi, wykorzystywany dla potrzeb stałych; przystosowany do przebywania ludzi, zwierząt lub ochrony przedmiotów

• kondygnacja- należy przez to rozumieć poziomą nadziemną lub podziemną część budynku, zawartą pomiędzy powierzchnią posadzki na stropie lub najwyżej położonej warstwy podłogowej na gruncie a powierzchnią posadzki na stropie bądź warstwy osłaniającej izolację cieplną stropu, znajdującego się nad tą częścią budynku, przy czym za kondygnację uważa się także poddasze z pomieszczeniami przeznaczonymi na pobyt ludzi oraz poziomą część budynku stanowiącą przestrzeń na urządzenia techniczne, mającą średnią wysokość w świetle większą niż 2 m; za kondygnację nie uznaje się nadbudówek ponad dachem, takich jak maszynownia dźwigu, centrala wentylacyjna, klimatyzacyjna lub kotłownia. (Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie)

6. Podstawowe wymagania wobec obiektów budowlanych:

• Bezpieczeństwo konstrukcji

• Bezpieczeństwo pożarowe

• Bezpieczeństwo użytkowania

• Odpowiednie warunki higieniczne i zdrowotne lub ochrony środowiska

• Ochrona przed hałasem i drganiami

• Odpowiednia charakterystyka energetyczna budynku oraz racjonalne użycie energii

7. Podstawowe frakcje gruntu:

• Kamienista fk(d>40 mm)

• Żwirowa fż(40 mm>=d>2 mm)

• Piaskowa fp(2 mm>=d>0,05 mm)

• Pyłowa fπ(0,05 mm>=d>0.002 mm)

• iłowa fi(0,002mm>=d)

8. Rozkłady naprężeń

9. Rodzaje posadowienia zależą od rodzaju gruntu oraz budynku

• Bezpośrednie- fundamenty współpracujące z podłożem gruntowym przekazują obciążenia od budynku na warstwy nośne gruntu bezpośrednio całą powierzchnią podstawy. Ławy fundamentowe (fundamenty ciągłe pod ścianami), stopy fundamentowe (fundamenty punktowe pod słupami), płyty fundamentowe (fundamenty powierzchniowe), skrzynie fundamentowe (fundamenty przestrzenne, dla pełnej sztywności fundamentu).

• Pośrednie- obciążenia od budynku przekazywane w głąb gruntu za pośrednictwem specjalnych elementów konstrukcyjnych. Pale wbijane lub formowane w gruncie, studnie opuszczane.

10. Czynniki warunkujące głębokość posadowienia budynku:

• Względy użytkowe budowli (zwłaszcza części podziemnej)

• Położenie warstw geotechnicznych gruntu (zwłaszcza warstwy nośnej)

• Poziom wód gruntowych i przewidywane zmiany ich stanów

• Umowna (normowa) głębokość przemarzania gruntu

• Sposób posadowienia sąsiednich budynków

11. Warstwy tworzące ścianę zewnętrzną wielowarstwową budynku (od wnętrza budynku):

• Płyty gipsowo- kartonowe

• Folia paroizolacyjna

• Drewniana konstrukcja ściany i ocieplenie (warstwa niejednorodna)

• Poszycie z wodoodpornych płyt OSB

• Druga warstwa ocieplenia (np. styropian)

• Folia wiatroizolacyjna

• Mur z cegieł klinkierowych

12. Ściany zewn.-podział ze względu na obciążenia:

• Konstrukcyjne (nośne)-obciążenia pionowe (stropy, dachy, balkony) i poziome (wiatr)

• Osłonowe (nienośne)- obciążone jedynie ciężarem własnym w obrębie jednej kond.

• Samonośne-przenoszą tylko ciężar własny

Ściany wewn.

• Konstrukcyjne (nośne)- obciążenia od stropów, przekazują na fundamenty

• Działowe- dzielą pomieszczenia, przenoszą własny ciężar i ew. siły poziome

13. Konstrukcje stropów:

• płytowe, np. żelbetowe zbrojone jednokierunkowo lub krzyżowo

• belkowe, np. drewniane z podwieszonym sufitem i położoną podłogą

• płytowo-żebrowe, np. żelbetowe ze zbrojeniem jak poniżej

13. Podział schodów ze wzgl. na kształt w rzucie poziomym:

• Jednobiegowe- męczące ze względu na brak odpoczynku. Zalecane tam gdzie liczy się prostota wykonania i konstrukcji (długi wąski otwór) oraz niska cena

• Dwubiegowe-popularne, wygodne. Zalecane tam gdzie liczy się oszczędność miejsca i łatwość wykonania (strop łatwo wzmocnić). Jednokierunkowe/łamane/zwykłe z kierunkiem powrotnym

• Trójbiegowe- bardzo wygodne, zalecane w domach z dużymi holami lub wysokimi kondygnacjami. Zabierają sporo miejsca

• Zabiegowe- niewygodne i skomplikowane (zmienna szerokość), ale zajmują mało miejsca

• kręcone, spiralne- zajmują mało miejsca ale niebezpieczne i trudne do wykonania

• wachlarzowe-podobnie, ale do 180 stopni chyba

15. Schody: wysokość stopnia h, szerokość stopnia s. Stopnica, podstopnica, wysięg. Policzek, spocznik, balustrada (słupek, poręcz, wypełnienie)

Wygodne schody: 2h+s=60-65 cm

minimalna szerokość biegów: 0,8 m jednorodzinne; 1,2 m wielorodzinne

16. Konstrukcje dachu: płaski, jednospadowy, dwuspadowy, wielospadowy

Obciążenia:

• Stałe- ciężar więźby dachowej, izolacji, pokrycia dachowego i dodatkowych urządzeń

• Zmienne- od wiatru (parcie/podciśnienie), śniegu, ew. użytkowe (dachy płaskie)

17. Stropodach- konstrukcja dachu i stropu, gdy przestrzeń między pokryciem a stropem ma wysokość poniżej 1,3 m. Gdy wyższa, może powstać strych lub poddasze użytkowe. Stropodach pełny: lepsza izolacyjność, sztywność. Stropodach wentylowany: lepsza wentylacja, dodatkowa przestrzeń np. na elementy instalacji sanitarnych.

18. W Polsce nie można zbudować domu mieszkalnego bez komina. Nawet jeżeli ogrzewanie budynku jest np. elektryczne i niepotrzebny jest komin dla usuwania spalin, pozostaje problem wentylacji. Każdy dom w Polsce musi mieć przynajmniej komin przeznaczony do wentylacji- czy to grawitacyjnej, czy wspomaganej. Oczywiście wygląd takiego komina może się znacznie różnić od tradycyjnego, ale jakiś otwór wywiewny przeznaczony do usuwania powietrza z wnętrza domu musi istnieć.

19. Materiał termoizolacyjny- materiał stosowany dla ograniczenia przepływu ciepła. Na ogół przyjmuje się, że musi on mieć przewodność cieplną poniżej 0,065W/(mK). Dla wyrobów wymagany jest opór cieplny powyżej 0,5m²K/W. Przykłady: styropian, wełny mineralne, pianki, aerożele. Różnią się właściwościami fizycznymi i mechanicznymi, np. gęstością, nasiąkliwością itp.

20. Przyczyny niejednorodności cieplnej:

• geometryczna, np. w kącie

• konstrukcyjna, np. belki co jakiś czas w ścianie

• materiałowa, np. inny materiał przy podłodze

Odpowiedzi cz. druga

2. kres górny ( R t prim) - założenie adiabatyczności przepływu

kres dolny  ( R t bis)  - Założenie izotermiczności przepływu

3. W Polsce warstwę izolacji należy stosować po zewnętrznej stronie warstwy konstrukcyjnej, ponieważ przez większą część roku temp. wewn. jest wyższa niż zewn. Gdyby warstwa izolacyjna była po stronie wewnętrznej, w warstwie konstrukcyjnej mogłaby się utrzymywać niska albo nawet ujemna temperatura, podczas gdy skraplanie wody a tym bardziej jej zamarzanie są procesami niekorzystnymi i mogą niszczyć warstwę nośną.

4. Wymagania stawiane przegrodom przezroczystym:

   o Ochrona przed negatywnym oddziaływaniem czynników występujących na zewnątrz  budynku (deszcz, wiatr, niska temperatura, hałas).

o Bezpieczeństwo użytkowania,

o Odporność uderzenia porywów wiatru i inne obciążenia,

o Trwałość

o Funkcjonalność użytkowania

4. Sposób określania projektowych strat ciepła przez przenikanie w stanie ustalonym z powierzchni ogrzewanej do gruntu:

H=f*f*suma(A*U)*G

6. Przybliżony udział procentowy poszczególnych strat ciepła:

   Ściany:20-30%

Wentylacja 30-40%

Dach: 10-25%

Okna:15-25%

Piwnica: 3-6%

7. 
   

8. Współczynnik infiltracji powietrza „a” to ilość powietrza w m³, jaka przeniknie przez 1m szczeliny okna lub drzwi balkonowych w ciągu godziny przy różnicy ciśnień 10 Pa.

9. Sposoby określania zapotrzebowania na powietrze wentylacyjne w budynkach mieszkalnych:

• suma strumieni usuwanych z pomieszczeń pomocniczych

Strumień powietrza zależy od: wentylacja grawitacyjna czy mechaniczna, kubatura, pomieszczenie,

10. Liczba wymian powietrza mówi, ile razy w przeciągu godziny cała objętość powietrza w pomieszczeniu zostaje wymieniona dzięki działaniu instalacji wentylacyjnej. Dla budynków „pasywnych” wynosi ok. 0,6; dla budynków ze słabą szczelnością przegród zewn. i wentylacją grawitacyjną wynosi 7,0 i więcej.

11. Współczynnik krotności wymiany powietrza infiltrującego „n50” to najważniejszy parametr określający szczelność budynku lub pomieszczenia. Określa on wielkość strumienia infiltrującego powietrza wyrażoną w ilości wymian na godzinę, do których dochodzi w budynku lub w pomieszczeniu przy różnicy ciśnienia zewnętrznego i wewnętrznego wynoszącej 50 Pa. W normalnych warunkach odpowiada ilości powietrza uciekającego przez nieszczelności osłony zewnętrznej budynku na skutek np. oddziaływania wiatru.

12. W skład wewnętrznych zysków ciepła wchodzą zyski:

• od ludzi- ciepło jawne (konwekcja i promieniowanie, QL=Φ*n*qn) i utajone (oddychanie i parowanie, WL= Φ*n*w). n-ilość ludzi; Φ-wsp. jednoczesności (~0,8); qn- ciepło jawne oddawane przez 1 człowieka w danej aktywności [W];

w-ilość pary oddawanej przez człowieka przy danej aktywności w danej temp. [g/h]

• od urządzeń elektrycznych (Qel.eq.=Ni*n*Φ*Th*Lm) Ni-moc; Th-czas działania; Lm-liczba dni w miesiącu; n-liczba urządzeń; Φ-wsp. jednoczesności

• od oświetlenia (wzór jak dla elektrycznych)

• od procesów technologicznych itp. (wyznaczane zależnie od procesu)

W skład zewnętrznych zysków ciepła wchodzą zyski:

• od promieniowania słonecznego (Qs1,s2=ΣCi*Ai*Ii*g*ka*Z) Ci-udział powierzchni szklonej w powierzchni okna, ~0,7; Ai- powierzchnia okna; g-wsp. przepuszczalności energii promieniowania słonecznego; ka-wsp. korekcyjny dla okien nie-pionowych, 1; Z- współczynnik zacienienia budynku ze wzgl. na usytuowanie i przesłony na elewacji.

• na skutek przenikania (jeżeli temp. zewn.> temp. wew.)-liczone tak jakby liczyć straty

• na skutek wentylacji (jeżeli temp. zewn.> temp. wew.)-liczone tak jakby liczyć straty

13. Zjawisko transportu energii przez przesłony przezroczyste.

• Przejmowanie-przewodzenie-przejmowanie

• Promieniowanie: refleksyjność bezpośrednia, transmisyjność bezpośrednia, absorpcja i wtórna emisja na obie strony. Refleksyjność i transmisyjność całkowite.

14. Bilans cieplny przegród przeszklonych w ciągu roku/ sezonu grzewczego:

• Ciepło

Można poprawić przez: wymianę okien, zmniejszenie ich powierzchni, założenie żaluzji lub okiennic, zabudowanie balkonu.

15. Sposoby wyznaczania liczby stopniodni:

16. Algorytm obliczeń przy ocenie energetycznej budynku:

• Dane

• Podział budynku na strefy

• Obliczenia wstępne

• Obliczenia zapotrzebowania na energię

• Obliczenia wskaźników oceny energetycznej

• Ocena budynku

17. Termomodernizacja- szereg zabiegów technicznych mających na celu poprawę charakterystyki energetycznej budynku, zmniejszenie zużycia energii lub ciepła oraz kosztów eksploatacji budynku. Przykłady działań:

• Ocieplenie ścian zewnętrznych lub stropu nad najwyższą i pod najniższą kondygnacją

• Wymiana okien lub założenie okiennic/żaluzji

• Dobudowanie wiatrołapu, wybudowanie przedsionka

• Zabudowa balkonów

• Poprawa instalacji grzewczej: uszczelnienie, izolacja przewodów, odsłonięcie grzejników, utrzymanie czystości, zmiana systemu ogrzewania

• Wymiana źródła ciepła, usprawnienia jego, zmiana nośnika energii pierwotnej

• Zmiany w sposobie eksploatacji i nadzoru

18. Metody wyznaczania zapotrzebowania na ciepło użyteczne do ogrzewania:

• Bilansowe (bilansów rocznych albo miesięcznych)- statyczne, nie uwzględniają dynamiki procesów. W sezonie grzewczym η=const. Równanie:Q_h=Q_Tr+Q_V-η(Q_sol+Q_int)

• Symulacyjne- krok czasowy (procesy szybkozmienne, procesy wymiany ciepła i masy). Bardziej skomplikowane.

19. Czynniki wpływające na zapotrzebowanie na energię końcową do celów grzewczych w budynku:

• Ogrzewanie (typ, sprawność, wydajność…)

• Wentylacja lub klimatyzacja

• Przygotowywanie ciepłej wody użytkowej

• Procesy technologiczne (np. gotowanie, pranie)

• Oświetlenie

• Transport (wysokie budynki z windą)

Energia końcowa: Qk=Qh/ηtotal (wszystkie zapotrzebowania podzielone przez sprawność)

20. Wskaźniki oceny energetycznej:

• U_B-wypadkowy współczynnik przenikania ciepła (średnia ważona po powierzchni) U_B=H_Tr/ΣA_j [W/(m²K)]

• E₃- wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania, kWh/(m³ s.o.) E₃=Q_h/V_netto

• E₂- wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania odniesiony do powierzchni ogrzewanej netto (kWh/m² s.o.); E₂=Q_h/A_f

Klasyfikacja budynków:

• Budynki o niedostatecznej jakości energetycznej (BUSS)- 250<E2

• Budynki o słabej jakości energetycznej- 180<E2<250

• Budynki o średniej jakości energetycznej- 140<E2<180

• Budynki o dobrej jakości energetycznej(BUST)- 80<E2<140

• Budynki o zminimalizowanych potrzebach cieplnych(BURT)-15<E2<80

• Budynki pasywne (BUMQ)- E2<15