Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z praktyczną metoda wyznaczenia wielkości współczynnika U. Cwiczenie obejmuje pomiar gęstości ciepła, temperatury wew. i zew.

Do wykonania ćwiczenia potrzebne są:

-miernik gęstości strumienia ciepła HFM-2;

- termometry do pomiaru temp. Powietrza

ZASADA DZIAŁANIA MIERNIKA GĘSTOŚCI STRUMIENIA CIEPLA HFM-2

Wyznaczenie wartości gęstości strumienia ciepła oparte jest na miniaturyzacji ścianki pomocniczej. Mierzone napięcie termoelektryczne z czujników za pośrednictwem przełącznika miejsc pomiarowych doprowadzone jest do wzmacniacza. Wybór zakresów pomiarowych, kontrola zera elektrycznego elektrycznego napięcia zasilania wybierane są przyciskami funkcyjnymi oraz przełącznikami miejsc pomiarowych.

PRZEBIEG POMIARÓW

Czujniki gęstości strumienia ciepła należy zamocować do powierzchni wew. badanej przegrody. Zamocowany czujnik do powierzchni przegrody nie zakłóca w sposób istotny przepływającego strumienia ciepła. Gęstość strumienia ciepła odczytuje się bezpośrednio na wyświetlaczu miernika. Odczytywanie wartości gęstości strumienia ciepła w poszczególnych miejscach wybierane jest ręcznie przez zmianę położenia kanałów. PO odczytaniu wartości strumienia ciepła q(W/m²) i obliczeniu różnicy temperatury Δt na powierzchniach przegrody możemy określić wartość oporu cieplnego przegrody (R) wg poniższego wzoru:

Δt - różnica temp. (Zew i wew pow. Przegrody)

q- gęstość strumienia ciepła (średnia wartośc)

wartość współczynnika przenikania ciepła:

*przy obliczaniu U metodą HFM-2;

q_n=U_n(t_i-t_e) po przekształceniu U_n=q/(t_i-t_e)

gdzie:

t_i - temp. wew, t_e - temp. zew

*wzór w postaci ogólnej:

R_i =
- opór napływu przyjmujemy 0,13

ΣR - sumaryczny opór wszystkich warstw przegrody budowlanej

R_e =
- opór odpływu przyjmujemy 0,04

Λ_i,e - przejmowanie ciepła

- gdy liczymy opór dla jakiegoś materiały(d-grubość ścianki,

λ-współczynnik przewodzenia ciepła
)

Przewodność cieplna jest jedną z podstawowych własności decydujących o przydatności danego materiału budowlanego do zastosowania w przegrodach zewnętrznych budynku.

Zdolność przewodzenia ciepła przez materiały budowlane określa współ. Przewodności cieplnej λ [W/(m⋅k)], który można zdefiniować jako gęstość ustalonego strumienia ciepła przepływającego przez jednolitą warstwę materiału, jeżeli spadek temperatury Δt w stosunku do grubości d wynosi 1K/1m

Przewodność cieplna materiałów budowlanych zależy od wielu czynników, między innymi od gęstości objętościowej, struktury, wilgotności i temperatury materiału.

Wraz ze wzrostem gęstości objętościowej rośnie również przewodność cieplna materiałów budowlanych.

Dla materiałów lekkich w gęstości objętościowej ρ = 20÷100 [kg/m³] (styropian, wełna mineralna, pianka poliuretanowa) λ = 0,03÷0,05 [W/m⋅k]

Dla materiałów kamiennych ρ = 2800 [kg/m³] (granit, marmur) λ = 3,5 [W/m⋅k].

Dla stali budowlanej ρ = 7800 [kg/m³], λ = 5,8 [W/m⋅k].

Ze wzrostem wilgotności materiałów wzrastają wartości współczynnika przewodzenia λ.

Aparat bocka-celem jest zapoznanie z prakt metoda wyznaczania wielkosci wspol przewodzenia ciepla roznych materialow na probkach 25x25cm i gr 10cm.Aparat sklada się z plyty grzejnej,z plyty ochronnej oraz plyty chlodzacejidea przyrządu polega na umieszczeniu przygotowanej do badan probki miedzy dwoma plytami:grzejna i chlodzaca.Energia cieplna z plyty grzejnej przez przewodzenie zmienia stan energetyczny probki a le od dolu chlodnica również odzialywuje na badana próbkę,na stykach powierzchni mamy temperature plyt(z gory grzejnej, z dolu chłodzącej) Na termostatach przygotowujących ciecz krazaca w plytach ustawia się tak temp aby osiągnąć roznice temp ok. 10C zalecana jest dla plyty grzejnej 30C i chłodź 20C

Probka-z materiałow stalych w kształcie plyty kwadratowej o boku od 22 do 25 cm i gr od 3 do 10cm w zależności od materialu.powierzchnie probki stykające się z plyta grzejna i chlodzaca powinny przynajmniej w czesci srok o sred 20cm stanowic płaszczyzny aby na styku tych pow nie powstaly szczelinki powietrzne dajace znacznie wieksze opory przenikania ciepla niż badany material.probki z materiałów nieporowatych pokrywa się cienka warstwa oleju w celu wyeliminowania pęcherzyków pow.badana probka powinna być wysuszona do stalej masy i zwazona.przebieg---odczyt grub probki na 4 srobach mikrometrycznych

-wstepny czas rozruchu potrzebny do uzyskania warunkow stacjonarnych pomiary Za=(ro)*c*d2/2*lambda [h], gdzie: ro-gestos probki[kg/m2] -c-cieplo właściwe[właściwe/kgK] -d-grubosc[mm] lambda-przewidywana wartość[wartość/hmK]

do otrzymanej wart czasu Za należy dodac 0,5h na nagrzanie wody w termostatach

do obliczenia współ lambda wzor-

lambd=(q*d/∆t-q*w)*1,163[W/mK] gdzie:

q-ilosc wydzielone ciepla obl w arkuszu,d-grubosc badanej probki w m, /∆t-roznica temp z arkusza,w-stala aparatu wynoszaca 0,0016

Żródła dżwięku i drgań

Dźwięk jako zjawisko falowe wywołane jest draganiem cząstek dowolnego ośrodka sprężystego. Fale akustyczne wytwarzane są zasadniczo przez dragania mechaniczne i przez przepływy turbulentne. Źródłem dźwięku są struny głosowe, praca maszyn, instalacji, środki transportu, itp. Dźwięk, który ze względu na swój poziom, charakter lub miejsce i czas występowania staje się elemntem uciążliwym lub szkodliwym nazywa się hałasem.

Fale dźwiękowe

w zależności od geometrii czoła fali rozróżnia się: fale kuliste(w środku punktowe źródło dźwięku), fale cylindryczne(w osi liniowe źródło dźwięku), fale płaskie(fale leżą w płaszczyżnie prostopadłej do kierunku rozchodzenia się dżwięku). W zależności od ośrodka rozprzestrzeniania się fal akustycznych rozróżnia się: dźwięki powietrzne(powietrze lub inny gaz), dźwięki materiałowe(ośrodek stały lub ciecz), dźwięki uderzeniowe(rozprzestrzeniające się w postaci dźwięków materiałowych, a następnie powietrznych)

charakterystyka fali dźwiękowej

Parametry fali:

częstotliwość Hz, długość λ m, prędkość c m/s. przedział pomiędzy dowolną częstotliwością a częstotliowścią dwukrotnie większą nazywa się oktawą, a 1/3 oktawy tercją. Środkowe częstotliowści pasm oktawowych( zakres słyszalny): 31,5; 63; 125; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000 Hz. Od częstotliwości zależy wysokość tonu, która wzrasta wraz ze wzrostem częstotliowości. Ze względu na częstotliwość i długość fali dźwięki dzielą się na: infradźwięki ( niesłyszalne dla ucha ludzkiego) o czest.f<16Hz i dł. λ>21m

dźwięki słyszalne o częst. 16 ≤ f ≤ 20000Hz i dł. 0,017 ≤ λ ≤ 21m, ultradźwięki(niesłyszalne) o częst.f > 20000Hz i dł. λ < 0,017m λ= c/f=T*c gdzie T=1/f [s]

Parametry dźwięku:

Moc akustyczna L_p'=10 lg P_a/P_o [dB], P_a- moc akustyczna żródła [W], P_o- moc akustyczna odniesienia

[P_o=10^-12W]. Natężenie: I=P_o/S [W/m²], S-powierzchnia [m²]. Poziom natężnia dźwięku: L_I=10lg I/I_o [dB]

I-natężenie dźwięku żródła [W], I_o- natężnie dźwięku odniesienia[ I_o=10^-12 W/m²].\Poziom ciśnienia akustycznego: L_p=10lg(p_a/p_o) [dB], p_a-ciśnienie akustyczne [Pa], p_o-ciśnienie akustyczne odniesienia

(p₀=20 μPa)

Zasady rozprzestrzeniania się dźwięku

Zmiejszenie się poziomu ciśnienia akustycznego w funkcji odległości od źródła zależne jest od rodzaju tego żródła. Podwojenie odległości od źródła punktowego wpływa na spadek poziomu ciśnienia akustycznego o 6dB, a w przypadku żródła liniowego-o 3dB. W rzeczywistości zmiana poziomu ciśnienia akustycznego zależy również od: odbicia od terenu lub od obiektów; ekranowania(przegrody naturalne, sztuczne),;pochłaniania przez powietrze, zieleń; warunków meterologicznych. W pomieszczeniach zamnkniętych, ze względu na fale odbite, rozprzestrzeniania się dźwięku ma inny charakter. Przebieg zaniku dźwięku w pomieszczeniu wpływa na czas pogłosu. Czasem pogłosu pomieszczenia o objętości V, w zależności od chłonności A, określana jest zdolność pomieszczenia do pochłaniania.

Rozkład ciśnienia akustycznego w pomieszczeniu

Poziom ciśnienia akustycznego w pomieszczeniu ze żródłem dźwięku jest w każdym punkcie pomiszczenia wypadkową poziomu cisnienia fali bezpośredniej i odbitej. Zwiększenie chłonności akustycznej pomieszczenia powoduje zmniejszenie poziomu dźwięku o wartość wyrażoną wzorem. ∆L=10lg A₂/A₁ = 10 lg T₁/T₂ [dB] A₁- chłonność akustyczna pomieszczenia przed wyciszeniem[m₂], T₁- czas pogłosu przed wyciszeniem[s], A₂- chłonność akustyczna pomieszczenia po wyciszeniu, T₂- czas pogłosu po wyciszeniu.

Charakterystyka wymagań normowych dotyczących hałasu

Do scharakteryzowania i oceny hałasu niezbędne są dane dotyczące charakterystyki częstotliowści hałasu i jego przebiegu w czasie. Charekterystyka częstotliowściowa hałasu dotyczy rozkładu poziomu ciśnienia akustycznego w funkcji środkowych częstotliowości pasm oktawowych. Częściej stosuje się pojęcie poziomu dźwięku A, będący wypadkową skorygowanych poziomów ciśnienia akustycznego danego sygnału akustycznego w poszczególnych pasmach oktawowych częstotliowości. Korekcja ma na celu przybliżenie wyniku pomiaru do wrażenia słuchowego odbiranego przez ucho. Poziom dźwięku można ocenić przez bezpośredni pomiar hałasu miernikiem z filterem akustycznym i układem ważenia A.

Klasyfikacja hałasu

Hałas, którego poziom dźwięku A w określonym miejscu mierzony przy włączonej charakterystyce S miernika zmienia się nie więcej niż o 5dB, jest hałasem ustalonym, w przeciwnym wypadku mamy do czynienia z hałasem nie ustalonym. Hałas skłądający się z jednego lub wielu impulsów dźwiękowych o czasie trwania każdego z nich mniejszym niż 1s nazywa się hałasem impulsowym. Wskazania przyrządu pomiarowego w punkcie pomiarowym niewywołane mierzonym hałasem, noszą nazwę poziomu tła. Na stanowisku pracy, ze względu na ochronę słuchu dopuszczalny równoważny poziom dźwięku A wynosi 85dB, dla czasu ekspozycji w czasie jednej zmiany trwającej 8h. Pod względem szkodliwości hałas można podzielić na: nieszkodliwy, ale denerwujący 35dB; działający ujemnie 37-70dB; zmniejszający wydajność pracy i mogący wpłynąć szkodliwie na zdrowie 70-85dB; hałas powodujący uszkodzenie słuchu oraz zaburzenia układu krążenia i układu nerwowego 85-130dB; halas pobudzający do drgań organy wewnętrzne, powodujący nawet ich zniszczenie 140dB.

Hałas w budownictwie

Ze względu na ochronę zdrowia, dopuszczalne wartości poziomu ciśnienia akustycznrgo odnoszą się do pasm oktawowych o środkowych częstotliwościach 8;16;31,5 Hz. Wartości te nie mogą przekraczać 110 dB, a w pasmie oktawowym o częst. Środkowej 31,5 Hz-105dB. Wartości normatywne ekspozycji na hałas infradźwiękowy odnoszą się także do zmiany roboczej trwającej 8 h. w pomieszczeniach do wykonywania prac precyzyjnych dopuszczalny poziom ciśnienia akustycznego wynosi 90dB, a w pomieszczeniach administarcyjnych 85dB.

Miernikiem można mierzyć:

Poziom ciśnienia akustycznego w pasmie oktawowym, poziom dźwięku na jednej z trzech wybranych charakterystycznych korekcyjnych A, B i C

Miernik może być stosowany do następujących badań:

Pomiaru hałasów w celu akustycznej ochrony środowiska człowieka i kontroli akustycznych warunków BHP, pomiaru hałasów przemysłowych i komunikacyjnych, badania hałaśliwości maszyn i urządzeń, badania właściowści akustycznych pomieszczeń i przegród budowlanych.

OSWIETLENIE

Zakres fal promieniowania elektromagnetycznego odbiarany przez oko ludzkie nazywamy promieniownaie widzialnym, a dział techniki obejmującym sposoby wytwarzania i stosownia światła - techniką świetlną. Oko ludzkie przebywającego w jasnej przestrzeni odbiera fale elektromagnetyczne w zakresie od 380 nm do 760nm, czyli w zakresie barw od fioletu do czerwieni. Strumień świetlny charakteryzuje dane żródło światła pod względem oddziaływania wysyłanego struminienia sergetycznego na odbiornik selektywny.

Strumien świetlny: Φ=K_m całka λ₂ λ₁ d Φ_e/d λ V_λ d λ

K_m -wsp. przeliczeniowy z jednostek energetycznych [W] na jednostki świetlnej o wartości 680lm/W

λ₂ λ₁ - graniczne watrości długości fal zakresu widzialnego

d Φ_e/d λ d λ - strumień energetyczny odpowiadajacy promieniowaniu zawartemu między λ a λ+d λ[W]

V_λ - względna widmowa skuteczność świetlna.

Skutecznośc świetlna jest pewnego rodzaju miarą „sprawności” danego żródła światła.

Natężenie oświetlenia. Jeżeli na daną powierzchnię pola pada strumień świetlny, to wytwarza on na tej powierzchni natęzęnie oświelenia wprost proporcjonalne do wartości tego strumienia i odwrotnie proporcjonalne do powierzchni oświetlanej. E= Φ /S, E-średnie natężenie oświetlenia[lx], S-pole powierzchni oświetlanej[m²].

Podstawowym miernikiem stosowanym w fotometrii jest luksomierz. Składający się z sondy fotometrycznej i czułego miliamperimierza. Pod wpływem promieniowania elektromagnetycznego padającego na powierzchnię czynną fotoogniwa, w układzie płynie prąd proporcjonalny do energii tego promieniowania. Odczyt nastepuje bepośrednio w lx, a więc w jednostkach natężenia oświetlenia. Ogniwo wraz z miernikiem wyskalowane jest dla światła żarowego, dla którego współczynnik korekcyjny barw jest równy jedności. Dla pozostałych typów żródeł światła, różniących się rozkładem widmowym promieniowania od światła żarowego, wsp. korekcyjne barw różne są od jedności. Badanie parametrów oświetleniowych we wnętrzach obejmuje najczęściej pomiary: natężenia oświetlenia w różnych punktach i płaszczyznach, rozkładu średniego natężnenia oświetlenia, równomierności oświeltlenia, wsp. odbicia i pochłaniania ścian, sufitów, podłóg.

Wartość średnia natężenia oświetlenia: E_śr=suma E_1-n/n [lx]; suma E_1-n-suma wartości natężenia oświeltlenia w punktach od 1 do n [lx], n- liczba punktów pomiarowych

Równomierność oświetlenia: δ=E_min/E_śr, E_min-najmniejsza zmierzona wartość natężenia oświetlenia [lx]

Współczynnik oświetlenia dziennego: e=E_wew/E_zew 100%; E_wew-natężenie oświetlenia w wewnątrz pomieszczenia, E_zew - 5000lx-poziom odniesienia

Współczynnik oświetlenia dziennego jest miarą względnego natężenia oświetlenia dziennego w danym punkcie określonej płaszczyzny. Wyrażony jest on stosunkiem natężenia oświetlenia w tym punkcie wnętrza do równocześnie występującego natężenia oświtlenia w otwartej przestrzeni na płaszczyżnie poziomej, pochodzącego od całkowitego nie załoniętego nieboskłonu o założnonym lub znanym rozkładzie luminacji.

Do kategorii II zalicza się biura konstrukcyjne i kreślarskie, pomieszczenia laboratoryjne i naukowe, w których wykonywane sa czynności precyzyjne. Zakłady naukowe i szkoły, przedszkola, żłobki, zakłądy opieki zdrowotnej i czytelnie zaliczmy do III kategorii. W kategorii IV mieszczą się pomieszczenia biurowe i administracyjne, stołówki, hale i poczekalnie dworcowe. Do kategorii V należą pokoje i kuchnie w domach mieszkalnych, hale i węzły sanitane. Schody przejścia, korytarze, klatki schodowe, szatnie i umywalnie mieszczą się w kategorii VI.

W przypadku oświetlenia światłem elektrycznym ma się do czynienia z oświetleniem ogólnym, miejscowym i złożonym. Natężenie oświetlenia wynosi od 50 lx do 1000lx, dla równomierności oświetlenia równej 0,65, na płaszczyźnie roboczej przy pracy ciągłej oraz dla równomierności 0,4 przy pracy krótkotrwałej i w strefach komunikacyjnych.

MIKROKLIMAT

Celem ćw jest zapoznanie się z praktyczną metodą wyznaczania wieklości PPD i PMV.

Metodyka badań przyrządy do pomiarów: ZMM-1, tablice oporu odzieży, mikrokomputer z programem „mikro”

Skład sondy pomiarowej: sonda kierunkowa promieniowania temperaturowego, termometr suchy, termometr mokry, czujnik prędkości ruchu powietrza, czarna kula z sondą do pomiary temp.

Z ZMM-1 odczytujemy i wpisujemy do „MIKRO”:

-temp. powietrza

-wilgotność powietrza w postaci prężności pary wodnej

-prędkość ruchu powietrza

-metabolizm, praca zew., oporność cieplna odzieży- z literatury

PMV-wskaźnik śr. oceny warunków w 7 st. skali: + 3 - gorąco + 2 - ciepło + 1 - dość ciepło 0 - obojętnie - 1 - dość chłodno - 2 - chłodno - 3 - zimno

Zaleca się, aby wskaźnik PMV mieścił się w zakresie: -0,5<PMV<+0,5

PPD- przewidywany odsetek niezadowolonych z warunków panujących w danym pomieszczeniu

Wartości PPD: od 5% dla 0-obojętne do 80% dla -2 i +2

Temperatura- miara stopnia nagrzania ciała, stan cieplny danego ciała

Wilgotność bezwzględna - zawartość pary wodnej w powietrzu, w jednostce objętości równej 1m³, wyrażona w gramach [g/m³].

Wilgotność względna - stosunek ciśnienia cząstkowego pary wodnej zawartej w powietrzu do ciśnienia nasycenia, określającego maksymalne ciśnienie cząstkowe pary wodnej w danej temperaturze.

Komfort cieplny - stan, w którym człowiek czuje, że jego organizm znajduje się w stanie zrównoważonego bilansu cieplnego, tzn. nie odczuwa ani uczucia ciepła, ani zimna.

---