ZAGADNIENIA FIZYKA BUDOWLI – EGZAMIN

1. Fizyka budowli (co to jest, czym sie zajmuje).
   Jest to dział budownictwa zajmujący się tematyką:
   - akustyki budynków i ochrony przed hałasem
   - wymiany ciepła między budynkiem, jego elementami i otoczeniem
   - transportem wilgoci i pary wodnej pomiędzy budynkiem, jego elementami i otoczeniem
   - naświetleniem obiektów budowlanych
   - reakcją budynku i jego elementów na ogień oraz jego ochroną przeciwpożarową
   - wpływem warunków atmosferycznych na obiekt budowlany i jego elementy (korozja materiałów i zmiana ich właściwości)

2. Interdyscyplinarny charakter fizyki budowli.
   Fizyka budowli jako nauka korzysta z wielu dziedzin (np biologii, chemii), by tworzyć jak najlepsze rozwiązania.

3. Rozwój zrównoważony.
   Pojęcie „zrównoważony rozwój” określa proces rozwoju, który, dążąc do pełnego zaspokojenia potrzeb obecnego pokolenia, w żaden sposób nie zmniejszy potencjału rozwoju przyszłych pokoleń. Doskonałym przykładem rozwoju zrównoważonego w kontekście fizyki budowli może być korzystanie z odnawialnych źródeł energii (OZE).

4. Budownictwo w koncepcji rozwoju zrównoważonego – podstawowe założenia budownictwa zrównoważonego.
   W dużej mierz to samo co punkt 3, ma w wymiary ekonomiczny, ergonomiczny i ekologiczny.
   - na etapie budowy zakłada korzystanie z materiałów, których w pewnym sensie nigdy nie zabraknie (np. gliny potrzebnej do wyrobu cegieł, dachówek).
   - na etapie użytkowania – wcześniej wspomniane odnawialne źródła energii.
   - na etapie rozbiórki zakłada ponowne przetworzenie materiałów (np skruszenie dachówek i od nowa proces).

5. Cykl życia budynku, analizy LCA i LCC.
   Cykl życia = projekt + budowa + użytkowanie + rozbiórka
   LCA (Live Cycle Assesment) - proces oceny efektów, jaki dany wyrób wywiera na środowisko podczas całego życia, poprzez wzrost efektywnego zużycia zasobów i zmniejszenie obciążeń środowiska. Traktowana jako „analiza od kołyski do grobu”. LCC (Live Cycle Cost) - Koncepcja uwzględniająca całościowy koszt cyklu życia maszyny. LCC uwzględnia m.in. koszt zakupu, posiadania, eksploatacji (użytkowania i utrzymywania), utylizacji itd.
   Analizy LCC i LCA – służą zdefiniowaniu faktycznego kosztu posiadania urządzenia, budynku na przestrzeni całego czasu jego użytkowania.

6. Mechanizmy wymiany ciepła.
   Wymiana ciepła zachodzi na jeden z trzech sposobów:
   - przewodzenie ciepła polega na przekazywaniu energii przez bezładny ruch cząsteczek i ich zderzenia,
   - konwekcja (unoszenie ciepła) na skutek przemieszczania się masy płynu (cieczy lub gazu):
   - naturalna (swobodna) – samoczynny ruch płynu wskutek różnicy gęstości wynikającej z różnicy temperatury
   - wymuszona – ruch płynu wywołany jest czynnikami zewnętrznymi (pompa, wentylator itp.)
   - promieniowanie cieplne polega na przenoszeniu energii przez promieniowanie elektromagnetyczne emitowane w wyniku cieplnego ruchu cząsteczek. Wymiana ciepła przez promieniowanie nie wymaga obecności ośrodka pomiędzy ciałami, między którymi ciepło jest wymieniane, czyli może zachodzić przez próżnię.

7. Pojęcia:
   - ciepło - sposobów przekazywania energii wewnętrznej układowi termodynamicznemu. Jest to przekazywanie energii chaotycznego ruchu cząstek (atomów, cząsteczek, jonów). Wyrażamy w [J] (dżul).
   - strumień ciepła - ilość energii cieplnej przenikającej powierzchnię izotermiczną w jednostce czasu. Strumień cieplny wyraża się w watach (W).
   - gęstość strumienia ciepła – strumień ciepła przepływający przez daną powierzchnię. wyraża się w [W/m²] (Wat na metr kwadratowy)

8. Prawo Fouriera - gęstość przewodzonego strumienia ciepła jest wprost proporcjonalna do gradientu temperatury.
   inna definicja - gęstość strumienia ciepła jest ilością energii przepływającej w postaci ciepła przez jednostkową powierzchnię, prostopadłą do kierunku przepływu,
   w jednostce czasu. jest stałą materiałową nazywaną współczynnikiem przewodnictwa cieplnego.

9. Współczynnik przewodzenia ciepła – co to jest, jakie przyjmuje wartości (orientacyjne – przedział) dla typowych materiałów budowlanych (izolacja termiczna, materiały z betonu – w tym betonu komórkowego, cegieł silikatowych, ceramicznych etc.)
   Jest parametrem charakteryzującym dany materiał budowlany z punktu widzenia ochrony cieplnej. Im jego wartość jest niższa, tym dany materiał gorzej przewodzi ciepło, a zatem lepiej izoluje przed stratami ciepła, np:
   - izolacja termiczna 0,035 [λ = W/m²K] (lambda = wat / metr kwadratowy Kelwin)
   - cegła ceramiczna pełna 0,8
   - cegła silikatowa pełna 0,9
   - klinkier 1,05
   - beton komórkowy 0,2 – 0,3
   - drewno 0,2

10. Zagadnienie jedno-, dwu-, trójwymiarowej wymiany ciepła (gdzie występuje).
    Ni ciula nie mogę tego znaleźć 

11. Wymiana ciepła ustalona (stacjonarna) i nieustalona (niestacjonarna).
    - ustalona wymiana ciepła – pole temperatur nie zmienia się w czasie.
    - nieustalona wymiana ciepła – pole temperatur zmienia się w czasie.
    W większości procesów po pewnym okresie nieustalonej wymiany ciepła układ dąży do stanu równowagi cieplnej, który charakteryzuje się stałym rozkładem temperatur.

12. Ustalone przewodzenie ciepła przez ściankę płaską.
    Dla ustalonego przewodzenia ciepła przez ściankę płaską o grubości δ zbudowaną z materiału mającego współczynnik przewodzenia ciepła λ, niezależny od temperatury oraz gdy wartości temperatur na powierzchni zewnętrznych są stałe i wynoszą T1 i T2 równanie Fouriera można scałkować:
    

13. Przejmowanie ciepła, opory przejmowania ciepła.
    Wzór na opór przejmowania ciepła ma postać:
    - na wewnętrznej powierzchni przegrody
    Rsi=1/hi [m²⋅K/W]
    - na zewnętrznej powierzchni przegrody
    Rse=1he [m²⋅K/W]

14. Opór przewodzenia ciepła, opory poszczególnych warstw w przegrodzie, opór całkowity przegrody.
    - Opór cieplny przewodzenia jest stosunkiem różnicy temperatur na powierzchniach ograniczających warstwę materiału, warstwę powietrza lub przegrodę do gęstości ustalonego strumienia ciepła q zgodnie ze wzorem:
    
    - Opór cieplny jest to stosunek grubości warstwy materiału do współczynnika przewodnictwa cieplnego rozpatrywanej warstwy materiału
    
    - Opór całkowity przegrody
    

15. Opór cieplny warstw powietrza
    Obliczanie oporu cieplnego warstw powietrza zamkniętych w przegrodach budowlanych zależy od stopnia wentylacji warstw. Wyróżnia się przy tym 3 przypadki:
    - warstwy niewentylowane – warstwy, które nie mają styczności z powietrzem zewnętrznym lub takie, których powierzchnia otworów w przegrodzie wynosi poniżej 500 mm² na 1mb przegrody (przy pionowych warstwach powietrza) lub poniżej 500 mm² na 1m² (przy poziomych warstwach powietrza).
    Dla tego typu warstw opór powietrza przyjmuje się z PN-EN ISO 6946 – tablica 2.
    - warstwy słabo wentylowane – warstwy, których powierzchnia otworów mających styczność z powietrzem zewnętrznym wynosi 500-1500 mm² na 1mb przegrody (dla warstw pionowych powietrza) lub 500-1500 mm na 1m² (dla poziomych warstw powietrza).
    Dla takich warunków opór warstwy powietrza przyjmuje się w wysokości 50% wartości odczytanej z tabeli 2.
    - warstwy dobrze wentylowane – warstwy, których powierzchnia otworów wentylowanych wynosi >1500 mm² na 1mb (dla warstw pionowych) lub na 1m² (dla warstw poziomych). Całkowity opór cieplny komponentu budowlanego z dobrze wentylowaną warstwą powietrza oblicza się, pomijając opór cieplny tej warstwy i innych warstw znajdujących się między nią a środowiskiem zewnętrznym i dodając wartość zewnętrznego oporu przejmowania ciepła, odpowiadającą nieruchomemu powietrzu (tj. równą oporowi przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni tego komponentu – czyli Re = Ri).

16. Opór cieplny komponentów złożonych z warstw jednorodnych i niejednorodnych.
    Całkowity opór cieplny R_T przegród złożonych z warstw cieplnie jednorodnych i niejednorodnych równoległych do powierzchni oblicza się z zależności:
    
    R_T ‘ – kres górny całkowitego oporu cieplnego
    R_T ‘’ – kres dolny całkowitego oporu cieplnego
    
    Przeprowadzenie obliczeń należy poprzedzić dokonaniem podziału przegrody na wycinki złożone z warstw jednorodnych oraz wyznaczenia względnych pól powierzchni poszczególnych wycinków:
    
    A_a…q – pole powierzchni wycinka prostopadłe do kierunku przepływu ciepła
    A – całkowite pole powierzchni przegrody prostopadłe do kierunku przepływu ciepła

17. Opór cieplny przestrzeni nieogrzewanych.
    Wzór na opór cieplny przestrzeni nieogrzewanych ma postać:
    Ru=0,09+0,4[Ai/Ae]
    z zachowaniem warunku Ru ≤ 0,5
    
    Ru – opór cieplny przestrzeni nieogrzewanej
    Ai – łączna powierzchnia wszystkich komponentów między środowiskiem wewnętrznym a nieogrzewanym pomieszczeniem
    Ae – łączna powierzchnia wszystkich komponentów między nieogrzewanym pomieszczeniem a środowiskiem zewnętrznym

18. Przenikanie ciepła przez przegrody, współczynnik przenikania ciepła.
    Przenikanie to przenoszenie ciepła przez przegrodę. Zjawisko przenikania obejmuje przejmowanie ciepła z jednego ośrodka, przewodzenie przez przegrodę i przejmowanie ciepła przez drugi ośrodek. Ciepło przenika przez ścianę z ośrodka o temperaturze wyższej t_z1 do środka o temperaturze t_z2.
    Wzór na obliczanie strumienia ciepła przenikającego przez przegrodę ma postać:
    q = k*t
    k – współczynnik przenikania ciepła
    t = t_z1 – t_z2
    
    Współczynnik przenikania ciepła (U lub k) – wspł. określany dla przegród cieplnych, szczególnie w budownictwie, umożliwiający obliczanie ciepła przenikającego przez przegrodę cieplną, a także porównywanie własności cieplnych przegród budowlanych. Im niższa wartość współczynnika, tym lepszy poziom izolacji.
    
    U – wspł. przenikania ciepła
    q – ilość przepływającego ciepła w jednostce czasu (strumień ciepła)
    S – powierzchnia przegrody
    różnica temperatur po obu stronach przegrody.

19. Aktualne wymagania w zakresie ochrony cieplnej budynków.
    Obowiązujące jest przestrzeganie wymagań ochrony cieplnej budynku, które są określone w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 15 stycznia 2002r. (Dz. Ustaw nr 12, poz. 14). Wymagania te określają graniczne wartości (maksymalnie dopuszczane) wartości współczynnika przenikania ciepła U dla przegród budowlanych, ścian, dachów, okien itp. oraz wartości wskaźnika E sezonowego zapotrzebowania energii na ogrzewanie budynku, na którego wielkość wpływa nie tylko sposób izolacji cieplnej, ale także kształt budynku, usytuowanie w stosunku do stron świata, wielkość okien itd.
    Przy analizowaniu izolacyjności cieplnej poszczególnych przegród można posługiwać się wartościami granicznymi współczynników U ustalonymi dla budynków użyteczności publicznej:
    dla ścian zewnętrznych pełnych U _max = 0,45W/(m ² ·K)
    dla ścian zewnętrznych z otworami okiennymi i drzwiowymi Umax = 0,55 W/(m2·K)
    dla ścian j.w. oraz ze wspornikami balkonu przenikającymi ścianę Umax = 0,65 W/(m2·K)
    dla stropu pod nie ogrzewanym poddaszem lub stropodachu Umax = 0,30 W (m2·K)
    dla stropu nad nie ogrzewanymi piwnicami Umax = 0,60 W/(m2·K)
    dla okien i drzwi balkonowych Umax = 2,6 W/(m2·K) 
    W budynkach istniejących, w których powyższe wymagania nie są spełnione (gdyż były budowane na podstawie wcześniej obowiązujących przepisów), należy w ramach przebudowy, modernizacji lub remontu kapitalnego dążyć do dostosowania przegród zewnętrznych co najmniej do obecnych wymagań. Wymagania podawane w przepisach, są to wymagania minimalne, tzn. nie można wprowadzać gorszej izolacji (cieńszej warstwy) niż to wynika z podanych wartości. Jednak wprowadzając dodatkowe ocieplenie budynku często decydujemy się na taką grubość warstwy izolacyjnej ażeby uzyskać jeszcze lepsze właściwości ochrony cieplnej budynku, czyli lepsze izolowanie przegród zewnętrznych niż wymagane w przepisach.

20. Rozkład temperatury w przegrodzie.
    Obliczanie rozkładu temperatury w przegrodzie nie jest działaniem obowiązkowym, ale bardzo pożytecznym. Służy ono sprawdzeniu poprawności układu warstw przegrody.
    Gęstość strumienia cieplnego q płynącego przez przegrodę o współczynniku przenikania ciepła U, oddzielającą pomieszczenie o temp. obl. t₁ od powietrza zewnętrznego o temp. t_e określić można ze wzoru:
    q = U ∙ (t_i + t_e)
    W wyniku przepływu strumienia cieplnego o gęstości q, na poszczególnych warstwach jednorodnych płaskiej przegrody wielowarstwowej powstają spadki temp., będące iloczynem gęstości strumienia cieplnego i wartości oporów cieplnych.
    Spadek temp. na powierzchni wewnętrznej wynosi q∙Rsi, stąd temp. pow. wewnętrznej:
    _it_i – q ∙ Rsi = t_i – U (t_i + t_e) ∙ Rsi = t_i – (t_i – t_e / R_T) ∙ Rsi
    Różnica temp. między powierzchniami warstw jednorodnych wynosi:
     = (R_i / R_T) ∙ (_i + _e)
    Spadki temp. na warstwach izolacji cieplnej o małej przewodności cieplnej są duże, a na warstwach z materiałów konstrukcyjnych o dużej przewodności cieplnej – małe. Wynika to bezpośrednio z prawa Fouriera.

24. MOSTEK CIEPLNY-

MIEJSCE w obudowie zewnętrznej budynku, w których występuje znaczne obniżenie temperatury wewnętrznej powierzchni i wzrost gęstości strumienia cieplnego w stosunku do pozostałej części przegrody

trzy grupy:

• mostki pierwszego rzędu (płaskie w obrysie przegrody zewnętrznej) – 1D,

• mostki drugiego rzędu (w miejscu połączenia przegród: w stykach, złączach, narożnikach) – 2D,

• mostki trzeciego rzędu (przestrzenne mostki cieplne zarówno w samej przegrodzie zewnętrznej, jak i w ewentualnym złączu przestrzennym tej przegrody z dowiązującymi lub przebijającymi ją ścianami lub stropami) – 3D.

Liniowe mostki cieplne (2D) występują najczęściej w ścianach zewnętrznych. Typowymi przykładami miejsc ich występowania są: słupy i rygle w ścianach, żebra w ścianach warstwowych, nadproża, naroża ścian, połączenie ściany zewnętrznej z płytą balkonową, połączenie ściany zewnętrznej ze stropem, ościeża okienne. Celem artykułu jest określenie parametrów cieplnych i wilgotnościowych ściany zewnętrznej z uwzględnieniem 

LINIOWY WSPÓŁCZYNIK PRZENIKANIA CIEPŁA- strumień ciepła w stanie ustalonym podzielony przez długość i przez różnicę temperatury między środowiskami po obu stronach mostka cieplnego

25. PROJEKTOWANIE BUDYNKW POD KATEM UNIKNIĘCIA MOSTKÓW CIEPLNYCH:

Sposób posadowienia budynku: wykonanie betonowych ław fundamentowych, wymurowaniu ścian fundamentowych, ociepleniu ich oraz ułożeniu izolacji przeciwwilgociowej lub przeciwwodnej. Odrębnym elementem konstrukcyjnym są zewnętrzne ściany parteru, które oczywiście mogą być jedno-, dwu- lub trójwarstwowe. podłoga na gruncie, (która w domach energooszczędnych i pasywnych zawsze powinna być ocieplona niezależnie od tego, czy jest ogrzewana). Styk tych trzech elementów konstrukcyjnych musi być tak zaprojektowany i wykonany, aby nie powstał mostek termiczny. Oznacza to, że izolacja termiczna ścian fundamentowych musi być połączona z ociepleniem ścian warstwowych (zachowana ciągłość). 

Natomiast izolacja termiczna podłogi na gruncie powinna stykać się ze ścianą nośną przyziemia, która zwykle charakteryzuje się lepszą izolacyjnością termiczną od ścian fundamentowych. 

Dzięki temu ciągłość poziomej izolacji cieplnej nie będzie nawet minimalnego mostka termicznego, jaki może się utworzyć na styku ścian fundamentowych i przyziemia.

Posadowienie budynku na płycie fundamentowej jest częstym rozwiązaniem w domach energooszczędnych. Opłaca się w przypadku zastosowania ogrzewania podłogowego, występowania wysokiego poziomu wód gruntowych lub podłoża o niewielkiej nośności. Wtedy nie wykonuje się ław i ścian fundamentowych, a jedynie rodzaj zmodernizowanej podłogi na gruncie. 

Konieczne jest zaprojektowanie dobrze zbrojonej i odpowiednio grubej (najczęściej 12–20 cm) płyty żelbetowej będącej jednocześnie elementem konstrukcyjnym i grzewczym. Po prostu płyta fundamentowa musi być sztywna, gdyż ułożona jest na elastycznym podłożu z polistyrenu ekstrudowanego lub styropianu grubości 15–20 cm. Przy czym należy pamiętać, że termoizolacja powinna składać się z dwóch wzajemnie prostopadłych warstw (o przesuniętych spoinach). 

okna: konieczne jest wykonanie tzw. węgarków. To rodzaj występów osłaniających ościeżnice od strony zewnętrznej. Najczęściej profiluje się je w warstwie termoizolacyjnej lub stosuje odpowiednie kształtki z pianki poliuretanowej, ewentualnie styropianu. Węgarki powinny zasłaniać około 80% szerokości ościeżnicy, a to oznacza, że muszą zachodzić na ramy okien przynajmniej na 6 cm. I to na całym obwodzie okna, także pod parapetem. 

dach: styropian ocieplający ściany zewnętrzne stykał się z warstwą wełny mineralnej stanowiącej termoizolację połaci dachowej. Jest to logiczne, gdy nie ma ścianek kolankowych lub mają wysokość około 1 m i są traktowane jako przedłużenia ścian zewnętrznych. Jednak przy niskich ściankach wykonanych z 2 warstw pustaków lub bloczków często projektowane są dodatkowe, wewnętrzne ścianki drewniane. 

połać dachowa: Warstwę termoizolacyjną wykonuje się głównie z elastycznych materiałów o strukturze włóknistej takich, jak wełna mineralna lub szklana. Nie dość, że charakteryzują się doskonałymi współczynnikami przewodzenia ciepła (λ=0,032–0,045 W/m•K). Jednak muszą być chronione przez dwie dodatkowe powłoki: wiatroizolację od strony zewnętrznej oraz paroizolację od wewnętrznej. 

Łączna grubość warstw wełny mineralnej w połaci dachowej powinna wynosić co najmniej 20 cm (w domach energooszczędnych). Jej układanie musi się odbywać co najmniej w dwóch etapach.

balkony: konstrukcja samonośna, całkowicie oddylatowanej od budynku. Płyta balkonowa powinna być podparta na niezależnych słupach. A wtedy materiał konstrukcyjny może być dowolny. Stal, beton, drewno, aluminium, szkło wszystko można zastosować w zależności od wystroju elewacji.

26, POJEMNOŚĆ CIEPŁA MATERIAŁÓW I ELEMENTÓW BUDOWLANYCH:

Pojemność cieplna (Q) to zdolność do akumulowania (pochłaniania) ciepła przez materiał budowlany w czasie jego ogrzewania. Jest to ilość ciepła jakie należy zużyć do ogrzania materiału o masie m, o temperaturę Δt.

Q = c m Δt,
gdzie:
c - wartość współczynnika pojemności cieplnej mierzona w kJ/(kg*K)

woda	4,187
drewno	od 2,4 do 2,7
silikat, ceramika, betony, zaprawy, kamień	od 0,85 do 0,92
aluminium	0,92
stal	0,44
ołów	0,13

m - masa materiału budowlanego [kg]

Masa wynika z pomnożenia objętości elementu budowlanego przez jego gęstość objętościową (pozorną).

Gęstość objętościowa (pozorna) [kg/m³] jest zależna od struktury materiału oraz budowy i kształtu elementu murowego i jest zwykle mniejsza od gęstości.

silikaty - wyroby pełne	1800
silikaty - wyroby drążone	1400
cegły pełne	1800
pustaki ceramiczne	750 - 900
beton komórkowy	400 - 700

Δt - przyrost temperatury

Ze względu na oszczędność energii należy stosować materiały o wysokich wartościach pojemności cieplnej czyli dużym iloczynie gęstości objętościowej, objętości i współczynnika pojemności cieplnej. Silikat ma kilkakrotnie większą pojemność cieplną od innych materiałów budowlanych używanych do wznoszenia ścian.

27. AKUMULACJA : związana z pojemnością cieplną,

AKUMULACYJNOŚĆ: zdolność do magazynowania cieplłą i oddawania go w momencie, gdy pomieszczenie się wychładza. W przegrodach wielowarstwowych o tej samej powierzchni mogą być akumulowane różne ilości ciepła , co jest związane z kolejnością ułożenia warstw.

STATECZNOŚĆ: zależy od akumulacyjności, zdolnośc przegrody budynku do utrzymania pewnej stałej temp., warunków ustabilizowanych pomimo zmieniających się warunków zewnętrznych.

28. SORPCJA: proces przenoszenia wilgoci z powietrza przez materiał

ADSORPCJA – proces wiązania się cząsteczek, atomów lub jonów na powierzchni lub granicy faz fizycznych, powodujący lokalne zmiany stężenia.

ABSORPCJA- proces wnikania jednej substancji (cząsteczek, atomów lub jonów) do innej substancji tworzącej dowolną fazę ciągłą (gazu, cieczy, ciała stałego itp.)

DESORPCJA- przemiana fizyczna odwrotna do sorpcji, polegająca na uwalnianiu cząsteczek, atomów lub jonów z powierzchni lub z masy jednej ciągłej fazy fizycznej do drugiej.

Desorpcji sprzyjają:

• podwyższenie temperatury;

• zmniejszenie stopnia dyspersji

• zmniejszenie stężenia adsorbowanych jonów.

IZOTERMA SORPCJI MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH ????????

30. Źródła zawilgocenia przegród budowlanych.

-wilgoć technologiczna

-wilgoć eksploatacyjna

-związane z procesem transportu

-związane z opadami atmosferycznymi

-utrzymanie przez użytkowników

31. Skutki zawilgocenia przegród budowlanych.

-temperatura w miejscu zawilgocenia jest niższa

-zwiększają się straty ciepła

-Wzrasta przewodność cieplna materiałów

-spada wytrzymałość materiałów

32. Dyfuzja pary wodnej – prawo Ficka.

Dyfuzja pary wodnej- transport wilgoci na skutek różnicy ciśnień po obu stronach zgodnie ze spadkiem ciśnienia

g= =

g-gęstośc strumienia pary wodnej -paroprzepuszczalność powietrza w odniesieniu do ciśnienia cząstkowego pary wodnej - współczynnik oporu dyfuzyjneg o - p1-pe- roznica cisnien czastkowych

sd- dyfuzyjnie równoważna grubość warstey powietrza

33. Pojęcia: opór dyfuzyjny, współczynnik oporu dyfuzyjnego, równoważna dyfuzyjnie warstwa powietrza, strumień pary wodnej

opór dyfuzyjny - Zdolność materiału do zatrzymywania pary, proporcjonalna do jego grubości i odwrotnie proporcjonalna do jego paroprzepuszczalności.

współczynnik oporu dyfuzyjnego- dla materiału budowlanego podaje jego paroprzepuszczalność w odniesieniu do warunków określonych normowo dla powietrza. Wartość współczynnika dla danego materiału określa ile razy jest on mniej przepuszczalny dla pary wodnej niż tej samej grubości warstwa powietrza.

34. Kondensacja powierzchniowa. Czynniki mające wpływ na przebieg tego zjawiska.

-parametry klimatu

-jakosc cieplna elementu budynku

Parametry mikroklimatu

-sposób eksploatacji budynku

Zgodnie z normą ryzyko rozwoju pleśni na powierzchni występuje wtedy, kiedy wilgotność względna powietrza w pobliżu materiałów wrażliwych na wilgoć przekracza >80 %

fRsi >fRsi,min

35.Na czym polega idea sprawdzania przegrody pod kątem rozwoju pleśni na jej powierzchni.

Ochrona przed kondensacją jest powiązana z izolacyjnością termiczną przegród budowlanych. Przedmiotem tego działu jest ruch wilgoci (głównie dyfuzja pary wodnej) przez przegrody, wywołany różnicą temperatur i wilgotności względnych powietrza w pomieszczeniu i na zewnątrz budynku. Przedmiotem obliczeń sprawdzających jest możliwość wykraplania pary wodnej na wewnętrznej powierzchni przegród, zgodnie z obowiązującymi przepisami oraz we wnętrzu przegród budowlanych. Ochrona przed kondensacją nie zajmuje się natomiast środkami zapobiegającymi przed opadami, podciąganiem wilgoci z gruntu, wodami gruntowymi.

Celem ochrony przed kondensacją wgłębną jest:
- stworzenie dogodnych warunków we wnętrzu
- utrzymanie właściwej izolacyjności termicznej
- ochrona przegród przed uszkodzeniem w wyniku nadmiernego zawilgocenia
- zapewnienie trwałości fizycznej i jakości materiałów

Efektem ochrony przed wilgocią jest zdrowy mikroklimat oraz wnętrze pozbawione grzybów pleśniowych.

51. Pakiet klimatyczno-energetyzny – ustanowiony w 2007 r. przez Komisję Europejską, zawierający następujące cele dla UE:

-zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych przynajmniej o 20% w 2020 r. w porównaniu do bazowego 1990 r. i 30% zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych w 2020 r. w UE w przypadku, gdyby uzyskano światowe porozumienie co do redukcji gazów cieplarnianych

-zwiększenie udziału energii ze źródeł odnawialnych w zużyciu energii końcowej do 20% w 2020 r., w tym 10% udziału biopaliw w zużyciu paliw pędnych

-zwiększenie efektywności wykorzystania energii o 20% do 2020 r. w porównaniu do prognozy zapotrzebowania na paliwa i energię

52. Audyt energetyczny- ekspertyza określająca zakres oraz parametry techniczne i ekonomiczne przedsięwzięć prowadzących do zmniejszenia zapotrzebowania na energię przez budynki oraz procesy technologiczne, ograniczenia strat ciepła w sieciach ciepłowniczych i rurociągach przesyłowych, zmniejszenia zużycia energii pierwotnej zawartej w paliwie w źródłach ciepła.

-umożliwia dokonanie obiektywnej oceny zasadności realizacji usprawnień modernizacyjnych.
- wskazuje rozwiązanie optymalne, zarówno z punktu widzenia kosztów realizacji, jak również oszczędności energii.
-jest niezbędnym dokumentem w przypadku ubiegania się o dofinansowanie prac modernizacyjnych.

53. Termomodernizacja budynków - obejmuje szereg działań, których celem jest zmniejszenie zużycia energii np. obłożenie ścian zewnętrznych i dachu warstwą izolacji termicznej, wymianę okien oraz wymianę lub modernizację systemu grzewczego. Pieniądze wydane na termomodernizację zwracają się w postaci mniejszych wydatków na ogrzewanie. Efektywność takiej termolokaty zależy od wyjściowego stanu budynku, zakresu podjętych działań, jak też zastosowanych rozwiązań technicznych. Niezbędne działania termomodernizacyjne budynków, koszty ich wdrożenia, a następnie oszczędności które przyniosą, określa tzw. audyt energetyczny.

54. Aspekty projektowania budynków zrównoważonych ze środowiskiem naturalnym i ich realizacja.

-Aspekt ekologiczny - ochrona zasobów naturalnych, obniżenie emisji CO2, małe oddziaływanie na środowisko, stosowanie materiałów lokalnego pochodzenia zawierających surowce wtórne.
-Aspekt ekonomiczny - przystępne i konkurencyjne koszty inwestycji w cyklu życia inwestycji budowlanej z wyraźnym wskaźnikiem zwrotu z inwestycji.
-Aspekt społeczny - zdrowe i przyjazne dla użytkowników i otoczenia.

55. Systemy zielonej certyfikacji ekologicznej budynków.

W Polsce budownictwo certyfikowane rozwija się najbardziej w kierunku budynków biurowych i komercyjnych, a także coraz częściej centrów handlowych.

LEED czyli Leadership in Energy and Enviromental Design jest obecnie jednym z najbardziej rozpowszechnionych na świecie systemów oceny wielokryterialnej budynków.

BREEAM British Research Establishment Environmental Assessment Method to wielokryterialny system oceny jakości budynków, będący obecnie standardem w branży nieruchomości w Europie i na świecie.

EU Green Building

56. Koncepcja domu pasywnego
- została przedstawiona 1988 roku
- pierwszy budynek powstał o 1990 r w Darmstadt

- pierwszy dom pasywny w Polsce powstał w Smolcu
- koncepcja polega na:
- budynek o racjonalnym kształcie,
- o wysokim st ochrony cieplnej,
- zminimalizowane straty ciepła a zyski czerpane z otoczenia i z ciepła odzyskanego,
-w max st przystosowany do pasywnego ogrzewania słonecznego,
-łączne zapotrzebowanie na moc cieplną nie może przekraczać 10 W/m2 a całkowitą energię – 30-42 kWh/m2 (rok), w tym nie więcej niż 15 do ogrzewania pomieszczeń przy utrzymaniu komfortowych warunków mikroklimatu,
- koszt inwestycyjny nie powinien być większy od przeciętnego

57. podstawowe cechy:
-doskonała izolacja cieplna przegród otaczających ogrzewana kubaturę (współczynnik przenikania ciepła przez ściany i dach nie może być większy niż 0,1-0,15 W/m2K

-energooszczędna stolarka okienna i oszklenie (współczynnik przenikania ciepła nie większy niż 0,7-0,85 Wm2K)
- ograniczenie do minimum liczby mostków termicznych
- wykorzystanie odnawialnych źródeł energii do ogrzania budynku oraz wody użytkowej
- stosowanie pasywnych systemów słonecznych

- pasywne podgrzewanie wstępne świeżego powietrza
- wentylacja z odzyskiem ciepła
- energooszczędny sprzęt AGD
- zwarta bryła budynku
- południowa orientacja pomieszczeń dziennych

58. Przykładowe technologie wykorzystywane w budownictwie energooszczędnym i pasywnym

- Konstrukcja
- ściany trójwarstwowe składające się z 3 warstw (w. nośna – 18-20cm zapewnia wytrzymałość, szczelność, akumulacyjność cieplną oraz izolacyjność akustyczną. w. termoizolacyjnej – 20cm zapewnia odpowiednią izolacyjność cieplną przegrody oraz eliminuje mostki cieplne i w. osłonowej)
- ściany dwuwarstwowe ( w. nośna – 24-29 cm wykonana z takich samych materiałów jak 3 warstwowa i w. termoizolacyjna – 20 cm ocieplenie najczęściej chronione jest przez tynk cienkowarstwowy na siatce z włókna szklanego
- ściany jednowarstwowe – grubsze niż tradycyjne, składają się z warstwy nośnej, która ma dobrą izolacyjność
- Materiały
- 3 i 2-warstwowe: silikaty (pustaki wapienno-piaskowe), cegły klinkierowe, cegły tradycyjne (pełne i drążone)
- 1-warstwowe
- materiały zmiennofazowe (PCM – phase change materials)
wykorzystywane w budynkach charakteryzujących się niską bezwładnością,

cechuje się możliwością przejścia z fazy stałej do ciekłej i na odwrót,
kiedy na zewnątrz jest ciepło materiał topi się i akumuluje ciepło a kiedy w pomieszczeniu temp spada do np. 18 st.C materiał krzepnie
- Konstrukcje szkieletowe
- wykończenie wewn z płyt g-k, paroizolacja, ocieplenie z wełny mineralnej, elementy szkieletu konstrukcyjnego, poszycie z płyt osb, folia paroprzepuszczalna, siding
- ściany fundamentowe – najczęściej wykonuje się je z bloczków betonowych lub pustaków zasypowych o grubości 20-38 cm, rzadziej z cegłu pełnej lub betonu monolitycznego (ściana dociskowa, izolacja termiczna ze styropianu lub poliestru ekstrudowanego, izolacja przeciwwilgociowa, ściana fundamentowa
- podłoga na gruncie – nawet w domach bez ogrzewania podłogowego podłoga na gruncie powinna stanowić barierę termiczną i być dobrze chroniona przed wilgocią gruntową. Powinna też dobrze tłumić drgania, aby nie przenosić dźwięków. Na styku podłogi ze ścianami zewnętrznymi nie może być mostków termicznych. Ważne jest, by projekt był przystosowany do warunków klimatycznych na działce, poziomu wody gruntowej oraz właściwości termicznych gruntu: pod tym względem najkorzystniejsze są gliny, gorsze – piaski, a najgorsze – skały

59. Systemy pasywnego ogrzewania słonecznego:
różne sposoby konwersji fototermicznej oraz wykorzystania energii promieniowania słonecznego., które ograniczają się do naturalnego i samoregulującego się przepływu pozyskanego ciepła na grodze swobodnej konwekcji, przewodzenia i promieniowania.

Helioaktywne elementy budynku to te pełniące funkcje pasywnego ogrzewania słonecznego.
Elementy pozyskujące energię słoneczną: okna, przestrzenie buforowe (np. szklarnie, ogrody zimowe), zewnętrzne ściany kolektorowe i kolektorowo-akumulacyjne oraz masywne przegrody wewnętrzne
Funkcje w systemie pasywnego ogrzewania słonecznego: pozyskiwanie energii promieniowania słonecznego i akumulacja chwilowych nadwyżek ciepła

Działanie systemu pasywnego ogrzewania słonecznego
- pozyskiwanie i konwersja promieniowania słonecznego
- akumulacja chwilowych nadwyżek ciepła w masywnych przegrodach budowlanych
- dystrybucja (rozdział ciepła w ogrzewanej przestrzeni budynku)
- sterowane wykorzystanie zysków ciepła w ogrzewanej przestrzeni

Akumulacja ciepła zależy od:
- rodzaju materiału
- grubości przegrody
- masy materiału

Elementy o wysokiej akumulacji ciepła zapewniają:
- stabilizację temperatury pomieszczenia
- powolne chłodzenie się pomieszczeń
- szybkie nagrzewanie wprowadzanego powietrza np. po wietrzeniu
- chłodzenie powietrza w czasie upałów
- dłuższe nagrzewanie po długoterminowym wychłodzeniu

SYSTEMY PASYWNEGO OGRZEWANIA SŁONECZNEGO

60. System zysków bezpośrednich
- odpowiednia konstrukcja (przeszklona ściana od strony południowej)
ciepło pozyskane w ten sposób bezpośrednio ogrzewa powietrze w pomieszczeniu, a przegrody masywne znajdujące się w tym pomieszczeniu akumulują, pochłaniają nadwyżkę ciepła

- duża sprawność chwilowa ale z kolei duże wahania temperatury w ciągu dnia
-system Barra-Constantini
podobnie jak ściana Trombe'a tylko dodatkowo otwory umieszczone są w stropie


61. System zysków pośrednich
-system zysków pośrednich ze ścianą Trombe'a
ma na celu zmniejszenie wahań temperatury z możliwością przesunięcia w czasie dostarczania ciepła do pomieszczeń.
Konstrukcja: szklana przegroda a kilka centymetrów za nią masywna ściana w której wykonane są otwory przy suficie i przy podłodze. W ścianie gromadzi się ciepło i poprzez odpowiednie otwieranie i zamykanie otworów można regulować przepływ ciepła (ciepłe powietrze do góry a zimne w dół)
- ogrzewane pomieszczenie otoczone całkowicie oszkloną werandą

POMPY CIEPŁA
działa jak chłodziarka,
pobiera ciepło z różnych źródeł (grunt, woda gruntowa)
są wymienniki poziome i pionowe w zależności od warunków terenowych,
są to układy wspomagające układy wentylacji,
wymienniki poziome umieszczane są na głębokości kilku metrów a pionowe nawet kilkudziesięciu

INSTALACJE SOLARNE

- kolektory słoneczne
- ogniwa fotowoltaiczne

Systemy te są układami uzupełniającymi, nie są w stanie zapewnić zapotrzebowania na ciepło, ewentualnie ciepła woda użytkowa,
w zależności od pory roku kolektory powinny być ustawione pod innym kątem

62. ARCHITEKTURA DOMU PASYWNEGO

- właściwie zaprojektowana bryła (optymalizacja wymiaru i kształtu budynku), prosta i zwarta, mały współczynnik A/V, najlepiej mniejszy lub równy 0,7 (63. współczynnik kształtu budynku)
- duże przeszklenia zaopatrzone w rolety lub markizy
- właściwe rozplanowanie pomieszczeń
- prawidłowe rozlokowanie zieleni wokół budynku

struktura obudowy:
- określona powierzchnia okien których współczynnik przenikania ciepła wynosi 0,9 W/m2K
- A/V
- rozlokowanie pomieszczeń

BUDYNEK A ZDROWIE CZŁOWIEKA – MIKROKLIMAT WNĘTRZ, KOMFORT CIEPLNY



64. Komfort cieplny – stan zadowolenia ze środowiska cieplnego które nas otacza. Wynika on z równowagi pomiędzy ilością ciepła wytwarzaną w organizmie w wyniku przemian metabolicznych a stratami ciepła...??????

65. Człowiek ma dwa czujniki ciepła
- w skórze
- w podwzgórzu

ROWNANIE BILANSU CIEPLNEGO ORGANIZMU LUDZKIEGO

- zajmował się tym prof. Fanger
- opracował model który zakłada że ciało pozostaje w równowadze cieplnej z otoczeniem (zachowanie tem. wewn. na stałym poziomie)

Ciepło wytwarzane w przez organizm = ciepło tracone

66. ROWNANIE KOMFORTU CIEPLNEGO

- też opracowane przez Fangera

Przyjmując jako punkt wyjścia r. k. cieplnego wprowadzono wskaźnik PMV. Predicted Mean Vote – charakteryzuje on średnią ocenę odczuwania komfortu przez dużą grupę ludzi w znormalizowanej skali ocen. (od -3 do +3)

Dla danej wartości PMV można określić wskaźnik PPD.
Predicted Percentage of Dissatisfied – określa procentowy udział ludzi odczuwających dyskomfort w określonych warunkach w pomieszczeniu.
67. Czynniki wpływające na odczuwanie komfortu
- temperatura powietrza wewnątrz pomieszczenia
- średnia temperatura promieniowania (temperatura powierzchni przegród)

- wilgotność powietrza
- prędkość ruchu powietrza
- zanieczyszczenia powietrza
- jonizacja powietrza
- hałas
- pola elektryczne i magnetyczne
- promieniowanie radioaktywne przegród
- oświetlenie i barwa
- mikroflora
- mikrofauna
- dotyczy stosunkowo niewielkiej przestrzeni i kształtuje nasze odczucia


68. Obliczanie wskaźnika PMV
Jednostka Met dotyczy tego w jakich warunkach znajduje się człowiek, np co robi
Jednostka CLO dotyczy ubrania człowieka
Podstawą oceny środowiska w pomieszczeniach pod kątem komfortu cieplnego jest
norma: PN-EN ISO 7730:2006
PPD - przewidywany odsetek niezadowolonych z warunków cieplnych panujących w pomieszczeniu. Ludzie wybierający wartości -3, -2, +2, +3 w skali [PMV] są uważani za osoby niezadowolone z komforu cieplnego w pomieszczeniu.
PMV - pisuje wrażenia cieplne człowieka, wyrażone w 7-stopniowej skali wrażeń cieplnych, jako:

-gorące +3

-ciepłe +2

-lekko ciepłe +1

-neutralne 0

-lekko chłodne -1

-chłodne -2

-zimne -3

69. Czynniki lokalne powodujące dyskomfort cieplny:
- przeciąg (DR- odstetek osób niezadowolonych z przeciągu)
- zróżnicowanie temperatur w pionie
- zimna podłoga (PD)
- asymetria temperatury promieniowania

70. Jakie wartości charakteryzujące warunki termiczne możemy zmierzyć?
- temperatura powietrza
- średnia temperatura promieniowania
- prędkość powietrza
- ciśnienie cząstkowe pary wodnej w otaczającym powietrzu

Miara warunków termicznych w pomieszczeniu?
- temp operatywna
- temp subiektywna
- temp efektywna

70. Jakie wartości charakteryzujące warunki termiczne możemy zmierzyć.

Temperatura operatywna (Operative temperature) określa jednym parametrem warunki jednolitego środowiska, które fizycznie i matematycznie wyraża rzeczywiste warunki otoczenia. Sposób obliczenia temperatury operatywnej reguluje norma PN-EN ISO 7726 (U) Ergonomia środowiska termicznego – Przyrządy do pomiaru wielkości fizycznych. Wartość temperatury operatywnej oblicza się ze wzoru:

gdzie: hr- współczynnik wymiany ciepła na drodze promieniowania, hc- współczynnik wymiany ciepła na drodze konwekcji, Ta- temperatura otoczenia, ºC Tr- średnia temperatura promieniowania przegród w pomieszczeniu, ºC.

Temperatura komfortu cieplnego, opracowana przez Fangera, jest wskaźnikiem uwzględniającym temperaturę ciała człowieka, strumień ciepła oddawany przez ciało, współczynnik przenikania ciepła przez skórę oraz współczynnik przejmowania ciepła na powierzchni skóry, a także izolacyjność cieplną noszonej odzieży [1]:

t k = t c – q(1/Uc –1/Uo – 1/hz )

gdzie: t k - temperatura komfortu [°C], t c - temperatura ciała (= 37°C) [°C], q - strumień ciepła oddawany przez ciało [W/m2 ], Uc - współczynnik przenikania ciepła przez skórę [W/(m2K)], 1/Uo - opór cieplny odzieży [m2K/W], hz - współczynnik przejmowania ciepła na powierzchni skóry [W/(m2K)].

Temperatura efektywna ciała jest to temperatura ciała obliczona przy założeniu, że ciało to jest ciałem doskonale czarnym, na podstawie emitowanego promieniowania elektromagnetycznego, zgodnie z równaniem Stefana-Boltzmanna

gdzie:

 – strumień energii wypromieniowywany w kierunku prostopadłym do powierzchni ciała [W/m²]

 – stała Stefana-Boltzmanna

71. Co to jest Syndrom Chorego Budynku, jakie czynniki mogą wywoływać ten syndrom i jak temu zjawisku zapobiegać.

Syndrom chorego budynku-W budynkach energooszczędnych o odpowiedniej termoizolacji i szczelną nowoczesną stolarką pojawił się problem z odpowiednią jakością powietrza wewnętrznego.
Mała ilość napływającego z zewnątrz powietrza jest przyczyną złego samopoczucia.

-czynniki chemiczne(emisja szkodliwych substancji)
-zjawiska radiacyjne (jonizacja powietrza na skutek promieniowania radioaktywnego)
-zjawiska elektrostatyczne (jonizacja powietrza)
- czynniki biologiczne (grzyb, pleśnie)
- ograniczona wymiana powietrza wewnętrznego
- oddziaływania wibracyjne i hałas
- zagrożenia wynikające ze stylu życia użytkowników

Objawy związane z przebywaniem w chorych budynkach:
-zapalenie śluzówek,
-astma oskrzelowa
-przewlekłe zapalenia krtani i oskrzeli,
- migreny
-rozdrażnienie
-zaburzenia koncentracji
- choroba legionistów
- gorączka klimatyzacyjna
- choroby nowotworowe przez dym tytoniowy, azbest, radon

Rozwiązania

• Zwiększyć wydajność wentylacji oraz skuteczność dystrybucji powietrza w pomieszczeniach.

• Z reguły zmniejsza to w prosty sposób stężenie zanieczyszczeń. Należy pamiętać, że systemy wentylacji, klimatyzacji i ogrzewania spełnią oczekiwania tylko wtedy, gdy są zaprojektowane pod kątem rzeczywistych wymogów. Nie należy zapominać o ich właściwej eksploatacji i konserwacji, co zapewni utrzymywanie warunków przewidzianych w projekcie.

• Jeżeli w pomieszczeniach są silne ˇródła zanieczyszczeń np. stanowisko drukarek lub ksero kopiarek, konieczne może się okazać zapewnienie miejscowego sposobu usuwania zanieczyszczonego powietrza.

• Usuwanie żródeł i przyczyn zanieczyszczeń - to najskuteczniejsza metoda. Między innymi czyszczenie miejsc, w których może zbierać się kurz i wilgoć, w szczególności elementów systemu wentylacyjnego lub klimatyzacyjnego
  
  

72.Wentylacja w budynkach – ile powietrza należy dostarczyć do budynku, ile powietrza odprowadzić i z jakich pomieszczeń.

BUDYNKI MIESZKALNE
Strumień objętości powietrza wentylacyjnego w budynku mieszkalnym jest określony przez sumę strumieni powietrza usuwanego z pomieszczeń pomocniczych. Strumienie te powinny wynosić co najmniej :

• w kuchni z oknem zewnętrznym, wyposażonej w kuchenkę gazową lub węglową - 70 m³/h

• w kuchni z oknem zewnętrznym, wyposażonej w kuchenkę elektryczną - 30 m³/h w mieszkaniu do 3 osób, - 50 m³/h w mieszkaniu dla więcej niż 3 osób

• w kuchni bez okna zewnętrznego wyposażonej w kuchnię elektryczną - 50 m³/h

• w łazience ( z WC lub bez) - 50 m³/h

• w wydzielonym WC - 30 m³/h

• w pomocniczym pomieszczeniu bezokiennym - 15 m³/h

• w kuchni bez okna zewnętrznego, wyposażonej w kuchnię gazową, obowiązkowo z mechaniczną wentylacją wywiewną - 70 m³/h

• dla pokoju mieszkalnego oddzielonego od pomieszczeń kuchni, łazienki i WC więcej niż dwojgiem drzwi lub pokoju znajdującego się na wyższym poziomie w wielopoziomowym domu jednorodzinnym lub w wielopoziomowym mieszkaniu domu wielorodzinnego - 30 m³/h

Zaleca się ponadto projektowanie urządzeń wentylacyjnych umożliwiających okresowe zwiększanie strumienia objętości powietrza do co najmniej 120 m³/h.

73. Nowoczesne systemy wentylacji – rekuperatory, gruntowe wymienniki ciepła.

Gwc: gruntowy wymiennik ciepła spełnia dwie funkcje: wstępnie podgrzewa powietrze zimą oraz schładza je latem. Robi to zanim jeszcze powietrze trafi do rekuperatorastanowi więc dla systemu rekuperacji z jednej strony dodatkową ochronę antyzamrożeniową (oprócz nagrzewnicy wstępnej, w którą w standardzie wyposażony jest każdy rekuperator AERIS), z drugiej zaś podnosi komfort klimatyczny latem, dodatkowo schładzając nawiewane powietrze.

Rekuperator – urządzenie stosowane w systemach wentylacyjnych, które umożliwia rekuperację (odzyskiwanie) ciepła zpowietrza wywiewanego z budynku lub instalacji przemysłowej.

Rekuperacja umożliwia ograniczenie strat ciepła spowodowanych wentylacją budynku. Rekuperator umożliwia zmniejszenie o 80% energii potrzebnej do ogrzania nawiewanego powietrza.

Stosowanie rekuperacji w nowych obiektach budowlanych jest obowiązkowe w budynkach przeznaczonych na pobyt 100 lub więcej osób (20m³/h na osobę) lub o wymianie powietrza w wentylacji mechanicznej powyżej 500m³/h.

74 .Pojęcia: dźwięk, hałas.
Dźwięk – wrażenie słuchowe, spowodowane falą akustyczną rozchodzącą się w ośrodku sprężystym (ciele stałym, cieczy, gazie). Częstotliwości fal, które są słyszalne dla człowieka, zawarte są w paśmie między wartościami granicznymi od ok. 16 Hz do ok. 20 kHz.
Hałas

-parametry oceny hałasu uwzględniające zmienność hałasu w funkcji czasu i częstotliwości (w tym pojęcie poziomu dźwięku ważonego krzywą korekcji)
-sumowanie poziomów hałasu
-rozprzestrzenianie się dźwięku w przestrzeni otwartej (przy uwzględnieniu rodzaju źródła dźwięku - źródło punktowe, liniowe, powierzchniowe), tłumienie dźwięku przez powietrze, tłumienie dźwięku przez podłoże, elementy ekranujące, zieleń
-rozprzestrzenianie się dźwięku w pomieszczeniach zamkniętych - dźwięk bezpośredni i odbity, pojęcie czasu pogłosu i chłonności akustycznej pomieszczenia, wpływ chłonności akustycznej na poziom dźwięku w pomieszczeniu

75.Parametry charakteryzujące pole akustyczne wytworzone przez źródło dźwięku: natężenie dźwięku i jego poziom, ciśnienie akustyczne i jego poziom, moc akustyczna i jej poziom.

Natężenie dźwięku – miara energii fali akustycznej, której jednostką jest W/m². Jest ona równa średniej wartości strumienia energii akustycznej przepływającego w czasie 1 s przez jednostkowe pole powierzchni (1 m²) zorientowanej prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali.

Z zasady zachowania energii wynika, że całka z natężenia dźwięku po zamkniętej powierzchni jest równa energii emitowanej w ciągu jednostki czasu przez źródło dźwięku, czylimocy akustycznej źródła:

gdzie :

 – natężenie dźwięku o kierunku wektora falowego,

 – wektor powierzchni,

• – pole zamkniętej powierzchni zawierającej wewnątrz źródło.

Ciśnienie akustyczne – zmienne w czasie odchylenie od średniej wartości ciśnienia statycznego panującego w ośrodku, występujące podczas rozchodzenia się w nim fali akustycznej. Ciśnienie akustyczne opisuje natężenie dźwięku i wyraża się wpaskalach.

Najmniejsze ciśnienie akustyczne, które wywołuje u człowieka wrażenie słuchowe wynosi 2·10⁻⁵ Pa. Jest to ciśnienie odniesienia, oznaczane  .

Moc akustyczna źródła dźwięku – całkowita moc fali akustycznej emitowanej przez źródło. Można ją wyznaczyć otaczając źródło dźwięku zamkniętą powierzchnią i sumując strumień mocy akustycznej przez tę powierzchnię. W metodzie tej przyjmuje się, że pochłanianie fali dźwiękowej w ośrodku jest pomijalnie małe lub powierzchnia ściśle otacza źródło. W przypadku powietrza dla niezbyt dużych odległości spełniony jest pierwszy warunek. Jednostką mocy akustycznej jest 1 W.

Nie należy mylić mocy P_A akustycznej z mocą źródła dźwięku P, która jest mocą pobieraną przez źródło. Stosunek tych mocy jest to sprawność źródła dźwięku

76. Zakres zmian ciśnień fal akustycznych odbieranych przez ucho ludzkie.

Wg notatek:

Zakres ten wynosi od 2*10^-5 do 10² Pa

2*10^-5 <- próg słyszalności odpowiada 0dB

np.

szum- 10-11 dB

czytelnia 30-40 dB

normalna rozmowa 50-60 dB

biuro 80 db

ruch uliczny 80-90 dB

młot pneumatyczny 120 dB

77. Dźwięk i hałas – zakres częstotliwości (infradźwięki, ultradźwięki, dźwięk słyszalny).

Infradźwięki -> 1-20 Hz

Dźwięk słyszalny –> 20 Hz-16kHz

Ultradźwięki -> powyżej 16-kHz

Rozkład ciśnienia akustycznego w pewnych zakresach częstotliwości to widmo akustyczne.

Wykres widma ma charakter prążków.

Zakres dźwięków słyszalnych jest podzielony na 10 oktaw.

Częstotliwość dźwięku oznaczana symbolem "f" jest jednym z dwóch podstawowych parametrów opisujących dźwięk, określająca liczbę okresów drgań, jakie wykonują cząsteczki powietrza w jednostce czasu.

Jednostką częstotliwości jest Hertz [Hz]. 

Używając pojęcia "hałas" mamy na myśli dźwięki słyszalne (obok pojęcia "hałas" funkcjonują również pojęcia "hałasu infradźwiękowego" i "hałasu ultradźwiękowego"). 

ULTRADŹWIĘKI

W technice ultradźwiękowej nie używa się terminu poziomu, mówi się o natężeniu dźwięku wyrażanym w [W/cm²]

Moce źródeł ultradźwięków:

MAŁE	1 [W/cm^2]
ŚREDNIE	1 - 10 [W/cm^2]
DUŻE	10 – 100 [W/cm^2]

Prędkości rozchodzenia się fal ultradźwiękowych w różnych ośrodkach:

Woda	ok. 1500 [m/s] w zal. od temp.
C2H5OH	1180 [m/s]
gliceryna	1923 [m/s]
aluminium	5080 [m/s]
mózg	1540 [m/s]
krew	1570 [m/s]
mięśnie	1610 [m/s]
kości	4080 [m/s]

INFRADŹWIĘKI

Dźwięki o częstotliwości poniżej 20 Hz:

	Częstotliwość rezonansowa [Hz]
Gałka oczna	20 – 90
Masa brzuszna	4 – 8
Kręgosłup	10 – 12
Ramię	5 – 10
Głowa	20 – 30
Nogi	2 – 20
Obręcz barkowa	4 - 5

Podział dźwięków słyszalnych: nisko- ,średnio- i wysokoczęstotliwościowe.

Granice tych podziałów są płynne.

Dźwięki o niskich częstotliwościach odbierane są przez człowieka jako dźwięki basowe a dźwięki o wysokich częstotliwościach jako soprany. 

Wg notatek:

Dźwięk – drganie akustyczne rozprzestrzeniane falowo.

- dźwięki uderzeniowe

-dźwięki materiałowe

-dźwięki brzmieniowe

Poziom dźwięku wyrażony w decybelach to 10 logarytmów dziesiętnych ze stosunku kwadratu ciśnienia akustycznego do kwadratu ciśnienia odniesienia równego

gdzie: p₀ - ciśnienie odniesienia 2*10-5 Pa (próg słyszenia dla 1000 Hz)

Uwaga: decybel, tak samo jak bel nie jest jednostką fizyczną!

78. Korekcja częstotliwościowa.

Korekcja częstotliwościowa (LIN lub Z, A, C)

Pomiar w pełnym paśmie akustycznym (LIN, Z) to pomiar ciśnienia akustycznego bez żadnej korekcji.

Pomiar z użyciem korekcji częstotliwościowej A lub C polega na dodaniu odpowiednich poprawek do zmierzonych wartości w zależności od częstotliwości sygnału (realizuje się to poprzez filtry - nazywane często filtrem A lub odpowiednio C albo LIN lub Z).

Współczynniki korekcji A i C przedstawiono w poniższej tabeli oraz na rysunku:

Interpretacja fizyczna krzywych korekcji:

· korekcja częstotliwościowa A odpowiada charakterystyce krzywej progu słyszenia człowieka, tj. odzwierciedla małą wrażliwość na niskie częstotliwości – zaprojektowana do pomiaru niskich poziomów dźwięku.

· korekcja częstotliwościowa C odpowiada charakterystyce słyszenia człowieka dla wyższych poziomów dźwięku (>80 dB).

79. Propagacja dźwięku w przestrzeni otwartej – wpływ odległości i pokrycia terenu na propagację dźwięku.

Wpływ odległości na proces rozchodzenia się dźwięku propagacji:

– odległość odniesienia, 1m

- odległość obserwatora od źródła [m]

- natężenie dźwięku w odległości [W/m²]

- natężenie dźwięku w odległości [W/m²]

– poziom natężenia dźwięku w odległości [dB]

- poziom natężenia dźwięku w odległości [dB]

=

= *

= – 20log *

Wpływ pokrycia terenu na propagację dźwięku z uwzględnieniem tłumienia dźwięku przez powietrze:

= - 20*K*log( ) – m*

m- współczynnik tłumienia dźwięku przez powietrze [dB/km]

K- współczynnik korekcyjny zależny od pokrycia terenu

dla ziemi K=1

dla asfaltu K=0,9

dla trawy K=1,1

dla gęsto zadrzewionego parku z krzewami K=1,2

dla gęstego zadrzewienia leśnego K=1,5

80. Tłumienie dźwięku w pomieszczeniach zamkniętych – pojęcia: współczynnik pochłaniania dźwięku, chłonność akustyczna, czas pogłosu.

ODBICIA

Fala dźwiękowa napotykając na swej drodze przeszkodę częściowo odbija się od niej, a częściowo przenika do drugiego ośrodka.

Fala odbita wraca do ucha obserwatora powodując powtórzenie wrażenia słuchowego, zwane echem.

Aby echo było dostrzegalne przez człowieka musi spełniać dwa warunki:

1. poziom natężenia dźwięku odbitego musi być wyższy od progu słyszenia słuchacza

2. opóźnienie echa

                                        

Jeżeli opóźnienie czasowe między falą bezpośrednią i odbitą jest mniejsze od 50 ms powstaje jedynie zjawisko wydłużenia czasu trwania dźwięku.

Odpowiada za to rozdzielczość czasowa systemu słuchowego. Istnieje najmniejsza spostrzegalna przerwa czasowa między dźwiękiem bezpośrednim i odbitym.

Próg detekcji tej przerwy zmienia się zależnie od różnicy poziomów między sygnałami oraz częstotliwości tych sygnałów (efekt maskowania).

FLUTTER ECHO

Echo trzepoczące (ang. flutter echo) jest szczególnym rodzajem echa akustycznego to wrażenie dźwiękowe związane z percepcją kilku oddzielnych w czasie impulsów, które przynoszą w równych odstępach czasu fale odbite.

Zjawisko to występuje w pomieszczeniach w których przeciwległe ściany, lub strop i sufit są do siebie równoległe, a ich powierzchnie w dużym stopniu odbijają falę akustyczną (współczynnik odbicia ≈ 1). Wygenerowanie w takim pomieszczeniu krótkiego impulsu, powoduje wielokrotne, naprzemienne odbicie fali od każdej z przegród, postrzegane przez obserwatora podobnie jak dźwięk trzepoczących ptasich skrzydeł.

Współczynnik pochłaniania dźwięku -liczba określająca zdolność do pochłaniania przez dany obiekt (materiał, ustrój) energii pola akustycznego.

-wielkość bezwymiarowa, oznaczana grecką literą alfa

-zależy od: geometrii fali, jej częstotliwości i kąta padania na obiekt.

- W akustyce pomieszczeń wykorzystuje się najczęściej tzw. pogłosowy współczynnik pochłaniania (p.w.p.) dźwięku. Określa on stopień pochłaniania przez dany obiekt rozproszonej energii akustycznej, a tym samym jego zdolność do zmniejszania czasu pogłosu w pomieszczeniu.

-Pogłosowy współczynnik pochłaniania dźwięku mierzy się i podaje w pasmach oktawowych (rzadziej tercjowych) najczęściej w paśmie od 125Hz do 4kHz. Używa się także wartości uśrednionych oraz przynależności do tzw. klas pochłaniania.

-Pomiaru pogłosowego współczynnika pochłaniania dokonuje się w komorach pogłosowych.

Chłonność akustyczna- charakteryzuje pochłanianie energii dźwiękowej w pomieszczeniu przy padaniu fal dźwiękowych na wszystkie jego powierzchnie, a także na znajdujących się tam ludzi i przedmioty oraz przy uwzględnieniu tłumienia w powietrzu.
Chłonność akustyczną można, zakładając jednorodność powierzchni pomieszczenia oraz brak przedmiotów wewnątrz, określić z zależności:

A = a_śr S

gdzie a_śr - średni współczynnik pochłaniania dźwięku,
             S - pole płaszczyzn ograniczających powierzchnie pomieszczenia, łącznie z podłogą, m².

Jeżeli natomiast pomieszczenie jest ograniczone powierzchniami o różnych właściwościach oraz wewnątrz znajdują się jakieś przedmioty to wówczas chłonność akustyczną można określić ze wzoru:

A = S_i=1 a_i S_i + S_k=1 A_k n_k   [m²]

gdzie a_i - współczynnik pochłaniania dźwięku przez i-tą powierzchnie,
           S_i - powierzchnia o współczynniku a_i, m²,
          A_k - chłonność akustyczna k-tego przedmiotu lub k-tej osoby, m²,
          n_k - liczba przedmiotów o chłonności a_k.

Czas pogłosu -  czas, w którym natężenie dźwięku w pomieszczeniu zmniejsza się do określonej części swej pierwotnej wartości,.

zależy od: liczby odbić fal akustycznych w ciągu 1s, a więc od średniej długości swobodnej drogi fali między dwoma kolejnymi odbiciami i od ilości energii pochłanianej w ciągu jednego odbicia.

W pomieszczeniu dużym, w którym średnia długość swobodnej drogi jest duża, a liczba odbić w ciągu 1s mała i ściany słabo pochłaniają - czas pogłosu jest długi.

Natomiast w pomieszczeniu małym o ścianach silnie pochłaniających - czas pogłosu jest krótki.

81. Izolacyjność akustyczna przegrody od dźwięków powietrznych: właściwa i właściwa przybliżona.

Izolacyjność akustyczna właściwa przegrody to wielkość charakteryzująca odporność przegrody na przenikanie dźwięków. Słowo „właściwa” odnosi się do założenia, że dźwięk przenika na drugą stronę jedynie przez tę przegrodę.

Izolacyjność akustyczną przegrody wystawionej na działanie dźwięków powietrznych określa stosunek mocy akustycznej fal padających na przegrodę do mocy akustycznej, która jest przez tę przegrodę transmitowana.

gdzie:

Wi - moc akustyczna fali padającej na przegrodę;

Wt - moc akustyczna fali transmitowanej przez przegrodę;

R - wskaźnik izolacyjności akustycznej, dB.

 - współczynnik przenikalności akustycznej przegrody.

Izolacyjność akustyczna zależy od materiału, z którego zbudowana jest przegroda, częstotliwości i kąta padania dźwięku.

Izolacyjność akustyczna właściwa przegrody R - stosuje się gdy dźwięki przenoszone są tylko przez badaną przegrodę i wykluczone jest ich przenoszenie innymi drogami. Wyznaczany w warunkach pomijalnego przenoszenia bocznego.

Izolacyjność akustyczna właściwa przybliżona R'- stosuje się gdy dźwięki są przenoszone przez badaną przegrodę oraz dodatkowo innymi drogami. Wyznaczony z uwzględnieniem przenoszenia bocznego.

82. Przenoszenie boczne dźwięku powietrznego.

83. Izolacyjność akustyczna przegród jednorodnych i niejednorodnych.

84. Izolacyjność akustyczna przegród wielowarstwowych.

85. Izolacyjność akustyczna od dźwięków uderzeniowych.

Izolacja od dźwięków uderzeniowych jest stosowana do podłóg pływających i jest określana za pomocą poziomu ciśnienia akustycznego w pomieszczeniu sąsiednim, znajdującym się poniżej.

Źródło dźwięku w powietrzu generuje wibracje otaczającego powietrza, które rozchodzą się i z kolei generują wibracje w otaczających ścianach i podłogach. Źródło dźwięku uderzeniowego generuje wibracje bezpośrednio w elemencie, w który uderza. Wibracje te rozchodzą się po całej powierzchni elementu i do elementów z nim połączonych

86. Przenoszenie boczne dźwięku uderzeniowego.

Boczne przenoszenie dźwięku to bardziej złożona forma transmisji hałasu, gdzie powstałe wibracje pochodzące ze źródła hałasu są przekazywane do innych pomieszczeń budynku zazwyczaj przez elementy konstrukcyjne budynku. Na przykład w budynku o stalowym szkielecie, gdy sam szkielet zostanie wprawiony w ruch, to można wtedy mówić o efektywnym przenoszeniu bocznym dźwięku.

W budynku, część transmisji dźwięku między dwoma pomieszczeniami może mieć miejsce poprzez boczny element budynku, np. zewnętrzną ścianę lub sufit. Aby tego uniknąć, należy dokładnie przestrzegać instrukcje producenta materiału budowlanego. Ilustracja przedstawia podstawowe rozwiązania dla ściany zewnętrznej.

87. Wymagania dotyczace dopuszczalnego poziomu hałasu w pomieszczeniach

norma PN-87/B-02151/02

Wymagania dotyczace dopuszczalnego poziomu hałasu w pomieszczeniach obejmują:

a) dopuszczalny poziom dźwięku A hałasu pochodzącego od wszystkich źródeł wewnętrznych usytuowanych poza danym pomieszczeniem (w budynkach mieszkalnych – poza danym mieszkaniem)

b) oddzielnie – dopuszczalny poziom dźwięku A hałasu przenikającego do pomieszczeń od poszczególnych rodzajów instalacji stanowiących techniczne wyposażenie budynku, nieregulowanych i niewyłączanych z danego pomieszczenia (w budynkach mieszkalnych – z danego mieszkania)

88. Wymagania dotyczące poziomu hałasu w środowisku.

Wymagania określa rozporządzenie ministra.

Określa się je ze względu na rodzaj zabudowy:

a) zabudowa mieszkaniowa,

b) szpitale i domy opieki społecznej,

c) budynki związane ze stałym lub czasowym pobytem dzieci i młodzieży,

d) cele uzdrowiskowe,

e) cele rekreacyjno-wypoczynkowe,

f) cele mieszkaniowo-usługowe;

zawsze w odniesieniu do 1 doby, gdzie dopuszczalny poziom hałasu zależy od rodzaju terenu takiego jak:

1) Drogi lub linie kolejowe

2) Pozostałe obiekty i działalności będące źródłem hałasu

3) Starty, lądowania i przeloty statków powietrznych

4) Linie elektroenergetyczne

89. Wymagania dotyczące czasu pogłosu w pomieszczeniach.

W salach wykładowych, czas ten powinien być niewielki (0,2 do 0,4 s), dla kościołów – większy bo rzędu od 3 do 6 sekund.

W pomieszczeniach mieszkalnych pożądany czas pogłosu powinien wynosić od 0,6 do 0,8 sekundy. Jeżeli czas ten jest zbyt duży będziemy mieli trudności ze zrozumieniem mowy, jeżeli czas ten będzie zbyt krótki akustyka pokoju będzie martwa, nienaturalna. Dlatego też dąży się do uzyskania odpowiednich wartości czasu pogłosu rzędu 2-3 sek. dla dużych sal koncertowych oraz rzędu 1-1,5 sek.

90. Wymagania dotyczące izolacyjności akustycznej przegród budowlanych.

Wymagania są w normie PN-B-02151-3:1999. Odniesione są one do izolacyjności akustycznej przy uwzględnieniu wszystkich dodatkowych, pośrednich dróg transmisji dźwięku między pomieszczeniami.

Izolacyjność akustyczna od dźwięków powietrznych określana jest za pomocą wskaźnika oceny przybliżonej izolacyjności akustycznej właściwej R'A1, który uwzględnia w zasadach oceny widmo hałasu bytowego występującego w budynkach mieszkalnych; W przypadkach, gdy powierzchnia przegrody działowej jest mniejsza od 10 m2 lub jeżeli przyległe pomieszczenia są wzajemnie przesunięte, wówczas taką sytuację ocenia się stosując wskaźnik DnT,A1