DEFINICJE

STRUMIEŃ CIEPŁA Q

ilość ciepła przepływająca z jednego ośrodka do drugiego w jednostce czasu

GĘSTOŚĆ STR. CIEPŁA q

ilość ciepła przepływająca z jednego ośrodka do drugiego w jednostce czasu przez jednostkę powierzchni.

Gęstość strumienia ciepła przepływając przez płaska przegrodę o gr. d, przewodności cieplnej λ i temp. powierzchni ϑ_i i ϑ_e jest określona wzorem

WSPÓŁ. PRZEWOD.

CIEPLNEJ MATERIAŁU λ

ilość strumienia ciepła, która w warunkach ustalonych przepływa przez 1 m² powierzch. jednolitej warstwy danego mater. o gr. 1 m² przy różnicy temp. na obu powierz. warstwy równej 1 K (związana ze strukturą materiału(( mat. cięższy ma większe λ )), może się zmieniać na skutek zawilgocenia.

OPÓR CIEPLNY WARSTWY MATERIAŁU (R)

stosunek gr. warstwy mat. do wartości wsp. przewodności cieplnej tego materiału

OPÓR CIEPLNY PRZEG.

suma wszystkich oporów cieplnych warstw materiału przegrody

WSPÓŁ. PRZEJMOWANIA CIEPŁAα

ilość strumienia ciepła przepływ. w warunkach ustalonych z ośrodka gazowego lub cieczy przez 1 m² pow. przegrody lub też przepływającą z powierzchni przegrody do ośr. gazowego lub cieczy przy różnicy temp. powierzch. przegrody i ośrodka równej 1 K

OPÓR PRZEJMOWAMIA CIEPŁA

odwrotność współczynnika przejmowania ciepła

OPÓR PRZENIKANIA CIEPŁA

opór cieplny wszystkich warstw materiału przegrody wraz z oporami przejmowania ciepła

WSPÓŁ. PRZENIKANIA CIEPŁA

ilość ustalonego strumienia ciepła przepł. przez 1 m² pow. przegrody rozdziel. dwa ośr. przy róż. temp. 1 K

CIŚNIENIE CZĄSTK. PARY W.

Takie ciśnienie, jakie wywierałaby para zawarta w powietrzu, przy danej temp. i ciśnieniu barometrycznym, gdyby sama wypełniała daną objętość bez udziału innych składników powietrza

CIŚNIENIE PARY NASYCONEJ

Max. ciśnienie cząstkowe

jakie może wywierać para wodna w danej temp. w powietrzu. Dalszy wzrost ilości w powietrzu zawierającym parę nasyconą nie prowadzi do zwiększenia cząstkowego ciśnienia pary lecz do jej wykroplenia

PRZENIKANIE CIEPŁĄ

Jednokierunkowe przenikanie ciepła

*przejmowanie ciepła przez pow. przegrody z pow. o temp. wyższej (konwekcja i promieniowanie)

*przepływ ciepła przez przegrodę wyżej niżej

(bez pustki - przewodzenie, z pustką wszystko)

*przejmowanie ciepła z powierzchni do powietrza o temp. niższej

Opory cieplne

1.Opory przejmowania ciepła R_i , R_e są odwrotnościami współczynników przejmowania ciepła

2.Opór cieplny przegrody jednolitej R lub warstwy jednolitej Rλ wchodzącej w skład przegrody

b=1.2 wełna

b=1.1 styropian

3.Opór cieplny przegrody złożonej z warstw jednolitych R i ewen. z zamkn

pustką powietrzną

4.Opór przenikania ciepła przez przegrody jednolitej R_c

5.Opór cieplny gruntu R_g przylegająceg

do podłogi

- I strefa R_g=0.5

- II strefa, w zależności od szerokości tej strefy

6.Opór cieplny gruntu R_g przylegająceg

do ścian należy przyjmować w zależności od wysokości H do górnej powierzchni podłogi od powierzchi terenu

Wielkość przegród przezroczystych

A_{0 max} =0.15A_z + 0.03A_w

A_z -powierzchnia rzutu poziomego każdej kondygnacji nadziemnej w pasie o szerokości 5m. określonym wzdłuż ścian

zewnętrznych [m²]

A_w -pow. rzutu poziom każdej kondygnacji nadziemnej wewnątrz pasa o pow. A_z [m²]

Współczynnik przenikania ciepła

Warstwa jednolita

k =1/R_c [W/(m²*K)]

R_c - opór przenikania ciepła [m²*K/W]

Dla przegród warstwowych

R_c =R_i + R + R_e

Temperatura na powierzchniach i wewnątrz przegrody

Temp. na powierzchni przegrody od strony pomieszczenia

Temp. w dowolnej płaszczyźnie wewnątrz przegrody

STATECZNOŚĆ

Stateczność cieplna przegród i pomieszczeń

Stateczność cieplna przegrody jest to zdolność przegrody do tłumienia wahań przepływ. przez nią strumienia ciepła

Stateczność cieplna pomieszczenia jest to zdolność pomieszczenia do przeciwdziałania wahaniom temp. powietrza w pomieszczeniu pod wpływem wahań strumienia ciepła

Wahania temp. powietrza w pomieszczeniu zależą od szybkości wystygania lub nagrzewania się przegród zaw. a także od szybkości wydzielania i pochłaniania ciepła przez przegrody wew., strat i zysków ciepła przez okna

1.Stateczność cieplna przegród

Wahania temp. na pow. prze. wynikają z:

*wahań temp. powietrza wewnątrz

*wahań temp. powietrza na zewnątrz- zima

*wahań intensywności nasłonecznienia

WSPÓŁCZYNNIK PRZYSWAJANIA CIEPŁA PRZEZ POWIERZCHNIĘ (U)

Jest to gęstość strumienia ciepła przejmowanego przez przegrodę , która powoduje zmianę temperatury na jej powierzchni od strony pomieszczenia o jeden stopień . Innymi słowy jest to stosunek amplitudy gęstości strumienia ciepła do amplitudy temperatury na powierzchni przegrody od strony pomieszczenia .

U =

Wartość wsp. przy. ciep. zależy od właściw. materiałów ,z których jest zbudowana przegroda i od długości okresu wahań temp. pow. wewnątrz pomieszczenia , związanej z wahaniami strumienia ciepła dostarczonego do pomieszczenia.

WSPÓŁCZYNNIK PRZYSWAJANIA CIEPŁĄ PRZEZ MATERIAŁ (S)

jest to ilość ciepła zakumulowana w ciągu 1 h na 1m² powierzchni mat. na skutek podniesienia temp. tego materiału (powierzchni) o 1 K.(zależy od λ, ciepła właściwego oraz masy objętościowej, okresu wahań strumienia cieplnego).

S=2,507

Np. dla τ=24h

S=0.51

dla τ=12h

S=0.72

♦Wahania temperatur na powierzchni przegrody:

WSKAŹNIK BEZWŁADNOŚCI CIEPLNEJ (D)

Jeśli przegroda budowlana składa się z kilku warstw to na wartość współczynnika przyswajania ciepła przez powierzchnię mają wpływ warstwy mat. położone w strefie wyraźnych wahań temp.( amplituda wahań temp. jest o połowę mniejsza od amplitudy na powierzchni przegrody)

W celu wyznaczenia grubości strefy w.w.temp. określa się WSKAŹNIK BEZWŁADNOŚCI CIEPLNEJ D

1. D>1 (cała strefa w.w.temp. znajduje się w pierwszej warstwie ,wielkość U tylko dla pierwszej warstwy , która to ma wpływ U=S

2. D<1, D+D>1 ⇒U= _

Strefa w.w.temp. obejmuje 1i2 warstwę

c) D+D+ D <1

D+D+ D >1 wówczas:

d) D+D+ +D <1

m- wskaźnik nierównomierności wydawania ciepła przez urządzenie grzewcze

m=

strefa w.w.temp. sięga do warstwy dla której ΣD=1, poczynając od tej warstwy oblicza się współ. przyswajania ciepła dla kolejnych pow. w kierunku przeciwnym do kierunku przepływu strumienia ciepła.

STATECZNOŚĆ W OKRESIE ZIMOWYM

Wskaźnik stateczności cieplnej przegr.

ψ =

Przy obliczaniu wskaźnika stateczności cieplnej wykorzystujemy teorię SIEMIONOWA (opartej na teorii Własowa)

Amplituda temperatury powietrza

Q -ilość ciepła oddawanego przez urządzenie grzewcze { } równa całkowitej wielkości strat ciepła z pomieszczenia.

F - powierzchnia poszczególnej przegrody { }

B =

m -wsp. nierówn. oddawania ciepła

STATECZNOŚĆ W OKRESIE LETNIM Ocena stateczności cieplnej w okresie letnim polega na określeniu zdolności tych przegród do tłumienia wahań temp. spowodowanych wahaniami temp. powietrza na zewnątrz i nasłonecznieniem (szer.geograf. , rodzaj powierzchni przegrody , szorstkość pow., kolor, orientacja do stron świata ).

Współczynnik tłumienia υ :

Stosunek amplitudy wahań temp. powietrza A na zewnątrz budynku do amplitudy wahań temperatury A występującej na powierzchni od strony pomieszczenia

ν =

Q , Q -max. i śr. promieniowanie słońca

p- współczynnik pochłaniania promien. słonecznego przez pow. przegrody

A -amplituda wahań temp. pow. na zewnątrz (dobowa)

ϕ- wsp. zależny od przesunięcia czasu pomiędzy max. i min. temperatury

Amp. wahań umownej temp. spowodow. Izolacją

A =

Całkowita amplituda

A =

Amp. wahań temp. na przegrodzie od strony wewnętrznej

A =

Max. ilość ciepła oddawana przez przegrodę do powietrza w pomieszczeniu

η - opóźnienie fazowe

η=

U -wsp. Przyswajania ciepła przez pow. Przegrody policzony przy przepływie w odwrotnym kierunku .

2. Stateczność cieplna pomieszczeń

Zależy od:

- cech przegród zew. i wew.

- urządzenia grzewczego

- wyposażenia pomieszczenia

Stateczność cieplna pomieszczenia charakteryzowana jest wielkością amplitudy wahań temp. powietrza wewnątrz pomieszczenia, która zależy od nierównomierności dopływu ciepła do pomieszczenia

Q - wydajność urządzenia grzewczego

B - współ. pochłaniania ciepła

OCHRONA PRZECIWDŹWIĘKOWA

DŻWIĘK-jest to zjawisko fizyczne polegające na drganiach mech. cząstek materialnych ośrodka sprężystego rozchodzących się w nim w postaci fal dżwiękowych.

Dźwięk wywołany jest zakłóceniami ośrodka sprężystego

WIBRACJE-drgania mech. ciał stałych o małych częstotliwościach odczuwalne bez pośrednictwa dźwięku (mniejsze niż te które wywołują dźwięki ). Wyczuwalne bez narządów słuchu

DRGANIA

1.sinusoidalne nietłumione (harmoniczne niezanikające)

Mają miejsce wówczas gdy ośrodek sprężysty znajduje się stale pod działaniem siły wzbudzającej.

2.sinusoidalne tłumione

Częstotliwość rezonansowa

F_r =1/(2*π) =

M-masa drgająca[g]

K-podatność ośrodka (sek²/g)

Częstotliwość zależy od: wymiarów,

kształtu, sprężystości ośrodka, źródła drgań ( dźwięki 16-20000Hz, infradźwięki ≤16 Hz, ultradźwięki ≥20000Hz

Drgania w kierunku rozchodzenia się fali - drgania podłużne (gazy , ciecze)

Drgania prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali - drgania poprzeczne

Oraz - złożone

Dźwięki:

-powietrze- rozchodzą się wokół źródła w postaci fal wywierających na hipotetyczną przeszkodę ciśnienie akustyczne.

-materiałowe- powstają w materiałach np. w stropie.

Fala dźwiękowa : stanowi słyszalne zaburzenie równowagi ośrodka

Fale :

-płaskie

-kuliste (źródłem jest pulsująca kula)

prędkość rozchodzenia się fal dźwiękowych zależy od ośrodka :

-gazowy C₁ = (cm/sek)

p₀ - ciśnienie statyczne (dyn/cm²)

δ₀ -gęstość ośrodka gazow. (g/cm³)

x -stała gazowa ,dla powietrza x=1.41

- ciecze C₂ =

G - współcz. ściśli cieczy g/(cm*sek²)

- ciała stałe drgania poprzeczne

C₃ =

Drgania podłużne

C₄ =

E -współcz. Sprężystości (g/cm²)

μ - liczba Poissona.

CIŚNIENIE AKUSTYCZNE (Pa) -jest to ciśnienie dynamiczne określone różnicą ciśnień statycznych powstającą w ośrodku sprężystym przy przejściu fali dźwiękowej

DŁUGOŚĆ FALI-jest to odległość jaką przepływa fala w czasie pełnego okresu (jednego okresu drgań).

λ (m.), (cm)

λ =c/f =T*c

(fale słyszalne w powietrz 1.7cm-21m)

MOC AKUSTYCZNA ŹRÓDŁA DŹWIĘKU- ilość energii akustycznej jaką wysyła źródło w jednostce czasu np: przy mówieniu (μW)

NATĘŻENIE DŹWIĘKU-moc akustyczna jaką przenosi fala dźwiękowa przez przekrój 1cm² prostopadły do kierunku rozchodzenia się fali Ι (μW/cm²)

Ι =N/F = Pa²/Z₀

F - pole (cm²)

Z₀ -oporność akustyczna właściwa ośrodka (charakteryzuje ośrodek w którym się rozchodzi)

Z₀ [g/(cm²*sek)]

Dla fali płaskiej:

Z₀ =δ*c

δ -gęstość akustyczna ośrodka

c-prędkość dźwięku

• Poziom natężenia: [dB] -natężenie dźwięku w skali logarytmicznej

i =10 lg (Ι₁/I₀)

I₁-natężenie dźwięku badanego

I₀-natężenie porównawcze

Promieniowanie i pochłanianie dźwięku

• Moc akustyczna:

N =(I²/Pa²)*R_op

R_op-odporność promieniowania [g/sek]

R_op =c_a*δ*F =Z*F

R_op =

r - promień kuli pulsującej

• Natężenie dźwięku w dowolnej odległości od źródła

dla fali płaskiej (w funkcji odległości)

Ι_r =Ι*e^-mr

R -odległość od źródła dźwięku[m]

m-współ. pochłaniania

Rozprzeszczenianie się dźwięku w pomieszczeniu

Współczynnik odbicia:

β =I₁^' /I₁ fala odbita/fala padająca

WSPÓŁ. POCHŁANIANIA DŹWIĘKU-jest to stosunek natężenia dźwięku fali pochłoniętej przy przenikaniu do natężenia dźwięku fali padającej

α =I_ω/I₁ =(4Z₀*Z/(Z₀ + Z)² )

Z warunku zachowania energii

α+β=1

Przy odbiciu fal dźwięk . od powierzchni wypukłych następuje ich rozproszenie ; wklęsłych skupienie, może nastąpić interferencja fal

Fala dźwiękowa napotykając na przegrodę ugina się i daje cień akustyczny:

W cieniu akustycznym słyszalne są tony niskie (ewentualnie średnie).Ugięcie następuje również przy przejściu przez szczeliny .

Średnie natężenie dźwięku w pomieszczeniu I =10^-4 (4N/A_p)

A_p -zdolność pochłaniania dźwięku przez powierzchnie pomieszczenia i elementy wyposażenia.

A_p =Σ α_{i *} F_i + Σ n_k*α_k

α_i - współ. pochł. dźwięku przez poszczególne ściany

F_i -powierzchnie poszczególnej przegrody

n_k - liczba przedmiotów lub osób w pomieszczeniu.

α_i =0 w pomieszczeniu o doskonale odbijających przegrodach.

Rezonans -zjawisko fiz. drgań ciał pod wpływem fal dźwiękowych o częstotliwościach drgań własnych lub bardzo zbliżonych.

Wibracje - drgania odczuwalne bez pośrednictwa słuchu

Poziom wibracji:

L = 10 l_g*3200A_z*f³ [pal]

f - częstotliwość drgań [Hz]

Zasady projektowania przegród pod względem akustycznym :

Przenikanie dźwięku :

1. przez materiał

2.przez nieszczelności i przelotowe kanaliki powietrzne w materiale

3.w skutek drgań całej przegrod

4.innymi drogami np. przez instal

zabezp przed 2i3 przez odpowiednią szczelność i sztywność przegrody.

Dźwięki materiałowe wzbudzają się wzdłuż ścian i mogą wywoływać dźwięki powietrzne. Dźwięki materiało

trudniejsze w tłumieniu.

Na dźwięki materiało wpływa

-straty energii przez tarcie wewnętrzne

- sposób zamocowania przegrody

-dylatacje

Materiały dźwiękochronne

Klasyfikacja:

-materiały nieobciążalne (wata szklana wełna mineralna)

-materiały sprężyste miękkie obciąż. do 0.2kg/cm² (guma gąbczasta)

-mat. średniej twardości 1.0kg/cm² (prasowane płyty korkowe ,miękkie płyty gumowe,pilśniowe)

-mat. półtwarde do 10kg/cm²

(twarde płyty pilśniowe, płyty wiórowo cementowe)

-mat. twarde (gazobetony i pianobetony)

Materiały dźwiękochłonne stosowane na powierzchniach spełniają rolę:

-uzyska potrze. czasu pogłosu

-obniżenie zbyt dużego natężenia średniego dźwięku

-eliminacja szkodliwych zjawisk: echo,rezonans ,interferencja.

-powiększają izolacyjność akustyczną.

Izolacyjność akustyczna przegród warstwowych.

Stykające się warstwy powinny się max różnić grubością i ciężarem objętościowym

Przegroda wielokrotna -przegro

Z przestrzenią powietrzną.Gdy za duża może być dudnienie rezonans itp. Optymalna przestrzeń 4-10cm.

Zabezpieczenie pomieszczeń przed szkodliwymi dźwiękami:

-celowe planowanie miast (strefowanie) urbanistyczne

-właściwe planowanie pomieszczeń użytkowych .

-obniżenie poziomu natężenia dźwięku na zewnątrz i wewnątrz budynku (np.trawniki)

-odpowiednia izolacyjność przegród - konstrukcyjna

-wytłumienie instalacji domow.

Środki zwiększające izolacyjność akustyczną ścian

-przekładki ze sprężystego materiału pod stropem ,na ścianach działowych

-oddzielenie ścian działowych od ścian konstrukcyjnych

-przekładki sprężyste pomiędzy podłogą a ścianą

-przegrody warstwowe nie powinny mieć mostków akusty.

-dylatacje od budynku i pomieszczeń hałaśliwych

Środki zwiększające iz. ak. stropów: -stropy podwójne i podłogi pływające (stropy <240 kg/m² wymagają izola. ak.

>300kg/m² można nie izolować

Środki zwięk. izol. drzwi i okien

-zw. ciężaru skrzydeł drzwi

-okna przez uszczelnienie skrzyde

Zmniejszenie hałaśliwości urządzeń i instal. domowych

-bezszmerowe zawory z zamknięciem stopniowym w inst

wodnych

-bezszmerowe zawory i płuczki klozetowe

-pośrednie połączenie z rurociągami hałaśliwych urządzeń np. pomp, hydroforów

-izolowanie przewodów od konstrukcji przy przejściach przez stropy i ściany

-nóżki wanien na podst. z gumy

-miski klozetowe na warstwie elastycznego materiału

-płuczki klozetowe(górnopłuki) nie powinny być wieszane na ścianach mniejszych niż pół cegły

-maszynownie dźwigu akustycznie odizolowane od reszty budynku

-szyby wind oddylatowane od konstrukcji (spusty ,zsypy)

KLIMAT I MIKROKLIMAT

KOMFORT CIEPLNY-stan zadowolenia człowieka ze środowiska fiz. które go otacza

Czynniki powodujące brak komfortu

⇒ ogrzewanie radiacyjne

( napromienniki ciepła )

⇒ ogrzewanie sufitowe ( duża temp. podłogi )

⇒ złe oświetlenie ( najlepsze lampy sodowe )

⇒ źle zaprojektowany ruch powietrza

Sprawność fizyczna i manualna gwałtownie spada gdy temp. rośnie do 33°C; a gdy 24-33°C to maleje o 1% na każdy 1K

KLIMAT-cechy charakterystycz. układu i zmienności zjawisk atmosferycznych na danym terenie, uwarunkowanych jego położeniem geograficznym umożliwiającym określenie przebiegu pogody.

Klimat ulega zmianie w czasie.

Elementy klimatu:

⇒ promieniowanie słońca

⇒ temp. powietrza

⇒ wilgotność powietrza

⇒ opady atmosferyczne

⇒ ciśnienie atmosferyczne

Czynniki kształtujące klimat:

⇒ szerokość geograficzna

⇒ cyrkulacja atmosferyczna

⇒ właściwości atmosfery ( zawartość CO₂)

⇒wysokość n.p.m

⇒rozkład lądów i mórz

⇒ zmiany ilości ciepła odbieranego od słońca

⇒ ciepło wewnętrzne ziemi

⇒ działalność człowieka

Elementy klimatu miasta:

⇒ zanieczyszczenie powietrza

(ograniczenie dopływu promieniowania słonecznego)

⇒ własny system ruchu powietrza

⇒ podwyższenie temp. powietrza

⇒częste mgły

Czynniki kształtujące klimat miasta:

⇒ ukształtowanie pionowe terenu

⇒ rodzaj zabudowy

⇒ budowle inżynierskie

⇒ układ wodny

⇒ szata roślinna

⇒ układ przestrzenny okolicy

MIKROKLIMAT- cechy charakterystycz. układu i zmienności elementów klimatu w niewielkiej przestrzeni (np: łąka, las)

Zespół termiczny elementów mikroklim.

⇒ temp. powietrza

⇒ średnia temp. promieniowania

⇒ wilgotność względna powietrza

⇒prędkości ruchu powietrza

Zespół pozatermiczny mikroklimatu:

⇒ zanieczyszczenie powietrza

⇒ jonizacja powietrza

⇒ pole elektryczne i elektromagnetycz.

⇒ promieniowanie radialne przegród

⇒ poziom hałasu

⇒ mikroflora i mikrofauna

⇒ oświetlenie i barwa

Czynniki wpływające na kształtowanie elementów mikroklimatu:

⇒ogrzewanie

⇒klimat miejscowy (dominujący poza okresem grzewczym)

⇒właściwości izolacyjne przegród zewnętrznych

⇒sposób eksploatacji

⇒położenie(na kondygnacji)

⇒orientacja do stron świata

⇒wyposażenie pomieszczenia.

WILGOTNOŚĆ PRZEGRÓD BUDOWLANYCH

Przyczyny zawilgocenia przegród: *wilgoć budowlana a) zawilgocenie technologiczne (np. woda zarobowa wprowadzona do elementu ,stany zerowe ,warstwy wyrównawcze itp. )

b)zawilgocenie opadami w okresie wznoszenia obiektu.

*wilgoć opadowa -podwyższają poziom wilgotności ustabilizowanej

-związane z uszkodzeniami ,zła konstrukcja rynny, itp.

∗od podciągania kapilarnego w gruncie

∗ zawilgocenie użytkowe

-zawilgocenia kondensacyjne

Wilgotność bezwzględna powietrza-ilość wody w gramach zawarta w jednostce objętości powietrza w danej temperaturze. Φ ( )

♦ciśnienie cząstkowe pary P ( )-ciśnienie pod którym para znajdująca się w powietrzu zmienia się pod wpływem zmiany temp. i zmiany ciśnienia barometrycznego.

♦graniczna wartość ciśnienia cząstkowego-ciśnienie pary nasyconej

P ( ) ,po przekroczeniu następuje roszenie.

Ciśnieniu pary nasyconej odpowiada max. wartość wilgotności bezwzględnej powietrza

Φ ( ) Φ =

wilgotność względna powietrza

ϕ ( % ) ϕ =

stosunek ciśnienia cząstkowego pary do ciśnienia pary nasyconej w tej samej temperaturze.

⇒ W pomieszczeniach przeznacz. na stały pobyt ludzi nie może nastąpić roszenie

⇒ Warunki dopuszczenia kondensacji:

* bilans kondensacji musi być

ujemny

* zawilgocenie musi być mniejsze

od dopuszczalnego

temperatura punktu rosy: t lub ( )

znajdujemy ją mając dane t ϕ

z tablic (t )⇒p * ϕ = p → t (temp.pkt. rosy).

SKRAPLANIE WILGOCI

Skraplanie wilgoci zachodzi wówczas gdy powietrze stykające się z chłodnymi powierzchniami przegród ochładza się poniżej temp. punktu rosy

Algorytm sprawdzenia skraplania

1. wyznaczyć temp. na powierzchni przegrody od strony pomieszczenia

2. znając temp. i wilgotność powietrza w pomieszczeniu wyznaczyć ciśnienie cząstkowe pary wodnej

3. z tab. odczytać temp. punktu rosy dla wyznaczonego ciśnienia cząstkowego p_i

4. jeżeli temp. punktu rosy okaże się wyższa od obliczonej temp. na powierzchni przegrody to wystąpi roszenie

KONDENSACJA WILGOCI WEW.

PRZEGRODY

Można dopuścić kondensację gdy:

1.Ujemny bilans roczny zawilgocenia (to co się zim ą skondensuje latem musi wyschnąć);

2.Maksymalny wzrost zawilgocenia materiału w strefie kondensacji powinien być mniejszy niż dopuszczalny dla danego materiału.

Warunkiem przepływu pary wodnej przez przegrodę Rysiek ty chuju jest różnica ciśnień cząstkowych pary po obu stronach przegrody .Para przenika od ciśnień wyższych do niższych(wyrównanie ciśnień)

Prawo FICK′A(gęstość strumienia pary)

g =

-gradient

δ - wsp. paro przewodności materiału

Prawo F. obowiązuje dla temp.<30°C

δ - ilość pary wodnej w warunkach ustalonych w ciągu jednej godziny przez 1m². warstwy materiału o grubości 1 m. przy różnicy ciśnień na powierzchniach warstwy równej 1 ^N/m² .Jest miarą przepuszczalności materiału.

• (g*m/N*h)

g (g/m²*h)

g =

(P_i - P_e) gradient

P_i -ciśnienie cząstkowe pary po wewnętrznej (cieplejszej)stronie przegrody ( N/m²)

P_e - ciśń. cząst. pary po chłodniejszej str. przegrody. (N/m²)

Opór dyfuzyjny- opór jaki stawia materiał przepływającemu przezeń ciśnieniu pary

R_v = d/δ

♦dla przegrody warstwowej:

R_v =1/β_i + R_v1 +R_v2 +R_v3 + _..... +R_vn + 1/β_e

β_i - wsp. napływu pary wodnej (wsp. wnikania po stronie napływu) →opór napływu ( g/h*N )

β_e -wsp. wnikania po stronie odpływu

(g/h*N ) ;→opór odpływu

β_i = 0.2 pog. bezwietrzna

β_i = 0.1 pog. wietrzna

♦przegroda jednomateriałowa:

p_i

p_e

♦przegroda wielowarstwowa

p_i

p_e

R_v^`

Wartości ciśnień cząstkowych na granicy warstw:

P_x = P_i -

R_v - suma oporów wszystkich warstw

Wszystkie powyższe wzory ważne poza strefą występowania kondensacji(odnoszą się do wody w postaci pary a nie wody skroplonej ).

Algorytm obliczania kondensacji:

1. przyjmujemy t_e=-5°C , ϕ_e=85%

t_i oraz ϕ_i ( z tab.)

2. obliczamy wartości temp.

na granicznych powierzchniach oraz temp. na granicach poszczególnych warstw materiałów ( max. gr. warstwy 10 cm, jeżeli jest więcej to należy podzielić )

3. dla obliczonych temp. w pkt.2 odczytujemy z tab. wartości ciśnienia nasyconej pary wodnej p_s

4. określenie ciśnień pary wodnej nasyconej w pomieszczeniu p_s,i oraz na zewnątrz p_s,e , a następnie oblicza się ciśnienia rzeczywiste

p_i =

p_e =

5. obliczenie oporów dyfuzyjnych r_w dla warstw i całej przegrody (m²*h*Pa/g )

r = r_w1 + r_w2 +_..... +r_wn

6. sporządzenie wykresu ciśnień pary nasyconej p_s w przekroju przegrody, rysując przekrój przegrody w skali oporów dyfuzyjnych

7. punkty ciśnienia p_i oraz p_e po obu stronach przegrody łączymy prostą p_k. Jeżeli linie te przetną się , to w przegrodzie występuje kondensacja i wówczas należy określić temperaturę powietrza na zewnątrz, przy której zaczyna się kondensacja (tzw. temperatura początku kondensacji ). Dalej wyzn. się na wykresie płaszczyznę max. kond. w miejscu , w którym występuje max. różnica ciśnień (p_k - p_s ) oraz określa się opór cieplny R oraz opór dyfuzyjny r_k części przegrody pomiędzy powierzchnią przegrody od strony pom. i P.M.K.

8.Liczę dalej p_s i p_k

Gdy (p_k - p_s )>0 to w przegr. nadal występuje kondensacja

Gdy (p_k - p_s )= 0 to w przegr. rozpoczyna się kondensacja

Wzrost zawilgocenia mater. w strefie kondensacji i spr. czy jest mniejszy od dopuszczalnego :

Δ U_m. =Q_vk / 10*α*q < Δ U_nF

możliwość wysychania wilgoci w strefie kondensacji :

τ_w =365 -τ_z =307 *24 (godz.) =7368 h

warunek

Q_vw > Q_vk

WSPÓŁ. PAROPRZEWODNOŚCI MATERIAŁU

jest to masa pary wodnej wyrażona w gramach, która dyfunduje w ustalonych warunkach i przy bezruchu powietrza w czasie 1h/1m² warstwy materiału o grubości 1m przy różnicy ciśnień cząstkowych pary wodnej na powierzchniach warstwy materiałów równej 1 Pa

OPÓR DYFUZYJNY PRZEGRODY

jest to suma oporów dyfuzyjnych wszystkich warstw mat. przegrody

Infiltracja powietrza przez przegrody budowlane

Różnica ciśnień po obu stronach przegrody może być spowodowana:

1.różnicą temp. po obu stronach

-- może być ilościowo opisana

Δp_t = (ρ_pe - ρ_pi ) (N/m₂ )

H - połowa wysokości pomieszczenia w świetle w (m. )

ρ_pe - masa objętościowa powietrza na zewnątrz (chłodniejszego) (N/m³ )

ρ_pi - (cieplejszego)

2.działaniem wiatru

Δ_pw =0.0625 v²

v - prędkość wiatru

Współczynnik infiltracji: ε (m.*kg/N*h)

ilość powietrza w kg. przenikająca w warunkach ustalonych w ciągu 1 h przez 1m² warstwy materiału o gr. 1 m na skutek różnicy ciśnień powietrza na obu powierzchniach warstwy równej (1N/m² )

Opór przenikania powietrza przez materiał R_a (N*h/kg )

R = d/ε

W przeg. Wielowarstwowych:

R_a =R_a1 + R_a2 + _...... +R_an

Strumień powietrza przenikający przez przegrody: W =Δ_p/R_a (kg/m²*h)

Wody środowiskowe

1.opadowe (deszcz ,śnieg)

2.powierzchniowe (wodocieki powierzchniowe oraz zbiorniki powierzch.-jezior, staw,ocean itp.

3.podziemne

3.1 woda wolna(gruntowa) obowiązuje zasada naczyń połączonych i prawo ciążenia

3.2 w zależności od uziarnienia gruntu →strefa wód kapilarnych

gr. drobnoziar.→duże podciąga

gr. gruboziar.→niskie podciągan

3.3 wody przesiąkające (wody opadowe które znajdują się pod powierzchnią

3.4 woda zaskórna

3.5 para wodna -tam gdzie w parach znajduje się powietrze, dąży do wyrównania stężeń (z temp. wyższych do niższych)

3.6 wody inne(związane trwale z ziarnami gruntu)

4.wody eksploatacyjne - przeważnie w postaci pary (również w postaci ciekłej), które powstają w pomieszczeniu na skutek procesów technologicz

Przenikają przez przegrody do przestrzeni nieogrzewanej (zawilgacają przegrody)

Sposób oddziaływa na obiekty

budowlane i sposoby zabezpiecz

1.wody opadowe (pochylenie połaci ,prawidłowe pokrycie , drożne i o odpowiednich przekr.

Urządzenia odprowadz. wodę

Problem gdy róża wiatrów jest niekorzystna.Głównie miejscow

Górskie. Wody opadowe działaj

z wiatrem powodują zawilgoceni

dużych połaci ścian. Wymagaj

zabezp. konstrukcyjnego:

albo pokrycia ściany wyprawą

szczelną dla wody ale przepuszczającą parę

2. wody powierzchniowe:

wywołuje parcia hydrostatyczne

3.wody podziemne

3.1 wody gruntowe

Wywiera parcie hydrostat.(usiłuj

wpenetrować do budynku

3.2 wody kapilarne - nie wywołują parcia hydrostat.

Zawilgacają części budynku znajdujące się w strefie wód kapilarnych (beton, cegła itp.)

3.4 wody eksploatacyjne

3.5 para wodna →izolacja typu lekkiego

3.6 wody zaskórne →działają podobnie jak wody gruntowe; izolacja odcinająca typu ciężkiego(wywołuje parcie hydrostatyczne).

Błędy projektowe

-niedokładne rozpoznanie sytuacji(warunki gruntowo wodn

geologicznej (poziom wody grunt

-projekt techniczny powinien mieć integralną część dotyczącą zabezpieczenia przed wodą (przeważnie pomijane)

-błędy wykonawców (uwzględnienie możliwości wykonawczych)→wynikają najczęściej z niedoprecyzowania projektów

-uwzględnienie zaleceń firmy produkującej materiały izolacyj

(technologie wykonania)

-przegrzewanie lepików (koksowanie lepików)

-niedokładność wykonania przez wykonawców

-nieprawidłowo wykonany remont (bez ustalenia przyczyn zawilgocenia)

Zewnętrzne czynniki wpływ.

na stan zawilgocenia :

1.prace regulacyjne w zakresie zasobów wód powierzchniowych

2.post. zanieczyszcz. powietrza→

chemiczne skażenie wód

3.zmiana sposobu użytkowania budynku

☻Teren i grunt - zagospodarowan

powierzchniowe i wgłębne

Odcięcie lub max ograniczenie wód środowiskowych.

Do zabezpieczenia stanowiących elementów zagospodarowania powierzchni terenu należą:

-celowe ukształtowanie poziome i pionowe przylegającego terenu

-wykonanie wodo cieków powierzchniowych dla szybkiego odprowadzenia wód opadowych (ażeby jak najmniej wsiąkło)

-wykonanie trudnoprzepuszczaln

nawierzchni w bezpośrednim sąsiedztwie ścian obiektów (opaski)

-inne →żeby najmniej wsiąkło i najszybciej odpłynęło

Zabezpiecze. elem. zagospodaro

wgłębnego :

1.melioracje wodne ,osuszające

2.drenaże indywidualne

3.otwarte rowy przyścienne

4.trudnoprzepuszczalne zasypki wykopów

5.inne

Drenaż wgłębny:

Otwarte rowy przyścienne:

Rozwiązania konstrukcyjne i funkcjonalne:

Najlepsze rozw. kształtu → takie żeby powierzchnia styku budynku z gruntem zawilgoconym była jak najmniej

gorzej lepiej najlepiej

Część przyziemia ściany:

źle słabo

lepiej dobrze

najlepiej

Spadki od budynku

♀grunt łatw .

♂grunt

trudnoprzepuszcz

Opaska:

0.5 m. poza wykop

Izolacje

-Typu lekkiego np. powłoki gruntujące ,powłoki malarskie (2x farba olejna ); lepik na gorąco i na zimno .Wrażliwa na uszkodzenia mechaniczne.

-Typu średniego izolacje bitumiczne

•warstwa gruntująca -nasycenie podłoża

•warstwa lepiku

•pierwsza wkładka papowa

•warstwa lepiku

•druga warstwa papowa

•warstwa lepiku

•warstwa dociskowa

-Typu ciężkiego :

•warstwa gruntująca

•warstwa lepiku

•wkładka papowa lub jutowa

•lepik

•wkład np. z folii ,juty

•lepik

•trzecia wkładka

•lepik

•warstwa dociskająca

Jeżeli linie p_s i p_k nie przetną się to nie ma kondensacji, jeśli natomiast linie przetną się to w przegrodzie jest kondensacja i należy określić temp. powietrza na zewnątrz przy której zaczyna się kondensacja

8. zwiększając temp. co 5°C i powtarzamy obliczenia do momentu kiedy nie wystąpi kondensacja:

( p_k - p_s )<0

9. oblicza się temp. powietrza zaw. t'_e przy której rozpoczyna się kondensacja

( p_k - p_s )=0

10. dla temp. t'_e odczytuje się liczbę dób „z” o temp. równej lub niższej t'_e oraz średnią temp, powietrza zew. t''_e

11. dla średniej temp. powietrza zewn. t''_e oraz wilgotności ϕ_e=85% powtarza się obliczenia w celu wyznaczenia strefy kondensacji lub płaszczyzny kondensacji

- odczytujemy z rysunku r' i r” oraz p'_s i p”_s i obliczamy ilość kondensatu

12. obliczenie przyrostu wilgotności warstw materiału Δu %

13. ilość wilgoci wysychającej

Wielokierunkowy przepływ ciepła w warunkach ustalonych.

Zgodnie z prawem Fouriera , ilość ciepła które napływa z kier. x

Σ ilości ciepła dopływająca i odpływająca do elementu sześcianu musi być równa zero.

Równanie pola temperaturowego przy ustalonym w czasie przepływie ciepła

Równanie płaskiego pola temperaturowego

♦Metoda różnic skończonych w zastosowaniu do płaskich pól temperaturowych polega na zamianie równ. różniczk. w danym obszarze na układ liniowy

⇒gdy pom. 2 warstwami nie występuje zmiana materiału wówczas

⇒gdy pomiędzy węzłami przebiega granica materiału

⇒gdy węzeł siatki leży na krawędzi przegrody:

Np. pole temp.?

1. nakładamy siatkę kwadratów

dla każdego z węzłów przypisuje się równanie temperatury. Powstaje w ten sposób układ równań który wygląda:

wynik obliczeń pola

Po rozwiązaniu można wykreślić obraz izoterm.

---