Tepelně vlhkostní mikroklima faktory působící na vnitřní prostředí C:\Documents and Settings\Ales\Application Data\Microsoft\Media Catalog\Downloaded Clips\cl1\so02942_.wmf MCj03391180000[1] stavební konstrukce vnitřní faktory člověk technické vybavení budovy větrání vytápění klimatizace provoz budovy vnější faktory klimatické podmínky čistota venkovního vzduchu výsledný stav prostředí Tvorba tepelného vnitřního prostředí staveb zeměpisná poloha nadmořská výška charakter krajiny (rovina, hory, město) stěna okno vnější klimatické podmínky podnebí člověk vnitřní zařízení vnější prostředí vnitřní prostředí pohlaví věk hmotnost výška adaptace fyzická aktivita potrava PE03254_ budova stavební materiály základní mikroklima prostředí tok tepla a vodní páry Tvorba tepelně vlhkostního vnitřního prostředí staveb Tepelně vlhkostní mikroklima vnější faktory C:\Documents and Settings\Ales\Application Data\Microsoft\Media Catalog\Downloaded Clips\cl3d\j0153600.wmf Vnější faktory •Vnější makroklimatické podmínky – klimatologické veličiny - meteorologické faktory •teplota vzduchu •vlhkost vzduchu (entalpie) •intenzita slunečního záření •tlak vzduchu •vítr •sluneční svit (délka trvání) •Geografické faktory •nadmořská výška •zeměpisná šířka •orientace ke světovým stranám •konfigurace terénu • C:\Documents and Settings\Ales\Application Data\Microsoft\Media Catalog\Downloaded Clips\cl0\na01064_.wmf •Geografické faktory • • Zeměpisná šířka ovlivňuje polohu Slunce na obloze, tím množství dopadajícího záření a celkové teplotní poměry S nadmořskou výškou klesá teplota vzduchu Nedostupnost slunečního záření v údolích Vyšší polohy ztrácí v noci teplo sáláním proti obloze a chladný vzduch klesá do údolí Na jižních svazích přichází jaro o 2 týdny dříve Rozdíl mezi spotřebou energie na vytápění mezi domem na kopci a na svahu může dosáhnout až 20%. C:\Program Files\Common Files\Microsoft Shared\Clipart\cagcat50\BD05219_.WMF •Sluneční záření D:\Ola\skola\5T9 Mikroklima\EarthImage.jpg D:\Ola\skola\5T9 Mikroklima\zeme4.bmp Slunce utváří klimatické poměry na Zemi. •Teplota a vlhkost vzduchu Teplota venkovního vzduchu má pro dimenzování klimatizačního zařízení stěžejní význam. U zemského povrchu je určována jednak slunečním zářením a pohltivostí zemského povrchu, jednak prouděním vzduchu v atmosféře, větrem. Tím je možné, že i na místech málo osluněných je vysoká teplota vzduchu v důsledku proudění teplého vzduchu z jiných míst. Kvůli těmto závislostem podléhá teplota vzduchu dennímu, ročnímu a místnímu kolísání. • C:\Documents and Settings\Ales\Application Data\Microsoft\Media Catalog\Downloaded Clips\cl0\bs01999_.wmf •Denní průběh teploty a vlhkosti vzduchu D:\Ola\skola\5T9 Mikroklima\chmu_synopt.png Záznam ČHMÚ 25.9.2005 MCj03391180000[1] výsledný stav prostředí Tepelná bilance stavby LÉTO JARO PODZIM ZIMA Tepelně technické vlastnosti obálky budovy Tepelná akumulace stavby Vytápění Větrání Klimatizace Vnější prostředí MCBD08819_0000[1] VOLBA EXTRÉMNÍCH KLIMATICKÝCH PODMÍNEK Roční průběh teploty a vlhkosti vzduchu teplota_year Rozptyl teploty vzduchu v měsíci srpnu •Vítr Jako vítr se označuje proudění vzduchu v troposféře. Jeho příčinou jsou tlakové rozdíly. Rychlost větru vykazuje roční, denní a místní kolísání. V zimním období jsou nejdůležitějšími klimatickými faktory teplota vnějšího vzduchu a rychlost větru, mezi kterými lze nalézt i závislost, kdy pokles teploty vzduchu pro většinu oblastí s kontinentálním klimatem je obvykle spojený se snížením rychlosti větru. V přímořských oblastech je tomu obráceně. Z pozorování vyplynulo, že v převládajícím směru se převážně vyskytují i největší rychlosti větru. Minimální jsou často ve směru kolmém na nejrychlejší vítr. • C:\Documents and Settings\Ales\Application Data\Microsoft\Media Catalog\Downloaded Clips\cl0\na01635_.wmf •Denní průběh rychlosti a směru větru •a tlak vzduchu D:\Ola\skola\5T9 Mikroklima\chmu_synopt.png Záznam ČHMÚ 25.9.2005 Zeleň •ohraničení prostoru •snížení slunečního jasu a tepelného záření •regulace obtékání budovy větrem - větrná a hluková bariéra •omezení denního vzestupu teploty (adiabatickým chlazením) a nočního sálání – z listů se odpaří 10x více vody než ze stojaté hladiny se stejnou plochou. 1 m2 ostříhaného trávníku má plochu až 150 m2 •čištění vzduchu a produkce kyslíku •listnaté stromy v létě stíní a v zimě umožňují pasivní solární zisky • C:\Documents and Settings\Ales\Application Data\Microsoft\Media Catalog\Downloaded Clips\cl40\j0160020.wmf •Vodní plochy • •Akumulace tepelné energie – zmenšení kolísání (amplitudy) vzduchu •Menší noční sálání půdy v důsledku vyšší vlhkosti vzduchu •Menší výskyt jarních a podzimních mrazíků • C:\Documents and Settings\Ales\Application Data\Microsoft\Media Catalog\Downloaded Clips\cl3f\j0157655.wmf Teplota venkovního vzduchu a vnitřní prostředí: Teplota vzduchu je stěžejním faktorem tepelné bilance v zimním období. Téměř 300 dnů v roce se venkovní teplota pohybuje v rozmezí 0- 20°C. Aktuální teplota vnějšího vzduchu je významná zejména pro větrání (dimenzování výměníků, distribuce teplotně neupraveného vzduchu). Volba výpočtové teploty ovlivňuje tepelný komfort za extrémních klimatických podmínek a také velikost zdrojů tepla a chladu. j0232133 Vlhkost venkovního vzduchu a vnitřní prostředí: Obsah vodní páry ve vzduchu závisí významně na jeho teplotě, proto v ročním cyklu vykazuje vlhkost vzduchu velké kolísání, nejnižší je v zimě a nejvyšší v létě. Proto je v zimě v interiéru budov suchý vzduch, zatímco v létě je vlhkost vysoká. Vlhkost vzduchu v konkrétní lokalitě ovlivňují také vodní plochy a rostliny (odparem). To ovlivňuje vlhkostní bilanci budov. Nejvyšší teploty vzduchu nejsou doprovázeny nejvyšší vlhkostí – maxima teploty a vlhkosti vzduchu nejsou současná. Nejvyšší absolutní vlhkost má venkovní vzduch při cca 20°C. j0232133 Vítr a vnitřní prostředí Obtékání budovy větrem má při vyšší vzduchotěsnosti obálky (n50 > 5-10) vliv na proudění vzduchu v budově. Průtok vzduchu infiltrací je v důsledku proměnlivosti povětrnostních podmínek neustálený. Směr a rychlost větru mají vliv na přestup tepla konvekcí, který ochlazuje budovu. Směr a rychlost větru v konkrétní lokalitě závisí na konfiguraci terénu, okolní zástavbě, zeleni. Maximální rychlost větru se nevyskytuje při minimálních teplotách, ale přibližně při teplotách o 10°C vyšších. j0232133 •Původcem veškeré energie na Zemi je Slunce. • Na každý čtvereční metr zemského povrchu dopadá v našich podmínkách za jeden rok 1200kWh sluneční energie, to je srovnatelné s množstvím energie uvolněné při spálení 250kg uhlí. Přenos energie od Slunce na zemský povrch trvá přibližně 8 minut. Spektrum slunečního záření zahrnuje: •§ ultrafialové záření (cca 7%) •§ viditelné záření (cca 48 %) •§ infračervené záření (cca 45 % ) • Sunset • intenzita slunečního záření • teplota vzduchu • vlhkost vzduchu (entalpie) • tlak vzduchu • vítr • sluneční svit (délka trvání) ivan0909-1245z Působení sluneční energie v atmosféře - Hurikán •Význam Slunce v lidských obydlích • • + tvorba vitamínu D • potlačuje tvorbu plísní • chuť k jídlu a k životu vůbec • - rakovina kůže, zánět spojivek • popáleniny • • C:\Documents and Settings\Ales\Application Data\Microsoft\Media Catalog\Downloaded Clips\cl2\bd07236_.wmf Distribuce slunečního záření na Zemi Distribuce slunečního záření na Zemi Průměrné měsíční hodnoty znečištění atmosféry z měsíc ČSN 73 0548 běžné podmínky Cihelka Řehánek Horské oblasti venkov Města Průmyslové oblasti Hradec Králové (280mn.m.) Milešovka (835 m n.m.) Leden 1,5 2,1 3,1 4,1 2,8 2,2 Únor 1,6 2,2 3,2 4,3 3,2 2,6 Březen 3 1,8 2,5 3,5 4,7 3,3 2,7 Duben 4 1,9 2,9 4,0 5,3 3,8 3,4 Květen 5 2,0 3,2 4,2 5,5 4,1 3,6 Červen 5 2,3 3,4 4,3 5,7 4,3 4,0 Červenec 5 2,3 3,5 4,4 5,8 4,1 3,8 Srpen 4 2,3 3,3 4,3 5,7 4,0 3,5 Září 4 2,1 2,9 4,0 5,3 3,8 3,1 Říjen 3 1,8 2,6 3,6 4,9 3,6 2,7 Listopad 1,6 2,3 3,3 4,5 3,0 2,5 Prosinec 1,5 2,2 3,1 4,2 2,8 2,1 Znečištění atmosféry v blízkosti velkých měst Sluneční souřadnice Sluneční souřadnice Intenzita sluneční radiace dopadající na stěnu Intenzita sluneční radiace procházející oknem •Denní průběh sluneční radiace D:\Ola\skola\5T9 Mikroklima\chmu_synopt.png Záznam ČHMÚ 25.9.2005 Příklad – Ať Svítí ! • Určete maximální výšku budovy tak, aby bylo zajištěno plné oslunění prosklené střechy zimní zahrady min. 3 hodiny denně po 9 měsíců v roce. •? L=5m zimní zahrada H=3m C:\Documents and Settings\Ales\Application Data\Microsoft\Media Catalog\Downloaded Clips\cl74\j0292136.wmf C:\Documents and Settings\Ales\Application Data\Microsoft\Media Catalog\Downloaded Clips\cl4d\j0193324.wmf Vliv orientace ke světovým stranám 176 94 170 131 139 124 173 136 167 163 83 155 119 125 112 161 125 155 167 S S Vliv orientace obytné místnosti ke světovým stranám a polohy v objektu na celkovou tepelnou bilanci za otopné období Stínění okolní zástavbou • Změna stínícího účinku budovy jejím tvarem Sluneční záření a vnitřní prostředí: Sluneční záření je zdrojem veškeré energie na Zemi. Od hodnoty dopadajícího slunečního záření a jeho proměnlivosti v čase se odvíjí teplota vzduchu v atmosféře. Osluněnost obálky budovy determinuje jak světelné, tak tepelné podmínky. V důsledku pohybu Slunce po obloze se oslunění budovy během roku mění. Poloha Slunce na obloze se mění se zeměpisnou šířkou. Znečištění oblohy, typ krajiny ovlivňuje množství dodaného slunečního záření až o 100%. Poloha osluněné roviny ovlivňuje přijatý tepelný tok přímou radiací, difúzní záření je stejné pro všechny směry. Vliv slunečního záření je dominantní v letním, u lehkých izolovaných staveb také v přechodném období C:\Documents and Settings\Ales\Application Data\Microsoft\Media Catalog\Downloaded Clips\cl5c\j0232133.wmf Příklad – Hledejte sever • Určete orientaci objektu vzhledem ke světovým stranám s přesností na 45° tak, aby celková hodnota dopadajícího slunečního záření v nejkritičtější hodinu do místnosti byla: • a) minimální, • b) maximální •? okno 5 m2 okno 10 m2 C:\Documents and Settings\Ales\Application Data\Microsoft\Media Catalog\Downloaded Clips\cl74\j0292136.wmf Tepelně vlhkostní mikroklima faktory stavby Tepelně technické vlastnosti OP Prosklení a stínění C:\Program Files\Common Files\Microsoft Shared\Clipart\cagcat50\PE01460_.wmf základní - hustota ρ - měrná tepelná kapacita c - tepelná vodivost λ - poměrná pohltivost slunečního záření ε odvozené - teplotní vodivost a - součinitel prostupu tepla U (tepelný odpor R) - součinitel přestupu tepla α - teplotní útlum (setrvačnost) a zpoždění - stínící součinitel s - difúzní odpor Rd Tepelně technické vlastnosti stavebních konstrukcí materiál Pohltivost - emisivita Kovy lesklé 0,05 – 0,10 Beton, cihly, dřevo, omítka 0,90 Tvar stavby Drsné studené podnebí Minimální povrch ku objemu Nárazové prostory Mírné podnebí Dobrá tepelná izolace Zimní insolace a letní stínění Horké suché podnebí Masivní atriová budova s malými okny Tvar stavby Horké vlhké podnebí Účinné větrání Kryté verandy Velmi horké a suché podnebí Chlazení a zvlhčování vzduchu vodou odpařovanou ze stavební konstrukce Stavební konstrukce a vnitřní prostředí: Význam tepelně technických vlastností konstrukcí obvodového pláště je značný, dominantní vliv má prosklení. Mírou přenosu tepla z vnějšího prostředí je u neprůsvitných konstrukcí součinitel prostupu tepla (tepelný odpor obálky budovy) Kolísání vnitřní teploty je závislé na teplotním útlumu obvodových konstrukcí, rozhodující je jejich hmotnost a měrná tepelná kapacita (vysoká plošná hmotnost a tloušťka), významná je také akumulační schopnost vnitřních konstrukcí Průsvitné konstrukce předávají teplo zejména sálavé sluneční radiace, mírou je stínící součinitel. C:\Documents and Settings\Ales\Application Data\Microsoft\Media Catalog\Downloaded Clips\cl5c\j0232133.wmf Nehomogenity v teplotních polích tepelné mosty a jejich vliv na povrchovou teplotu a vlhkost stěn tepl_5 tlak_5 vlhk_5 tepl_7 vlhk_7 Tepelně vlhkostní mikroklima vnitřní faktory člověk teplá jídla odpar z vodních ploch vnitřní vybavení budov (svítidla, elektronika) větrání, vytápění klimatizace C:\Documents and Settings\Ales\Application Data\Microsoft\Media Catalog\Downloaded Clips\cl56\j0215831.wmf vnější klimatické podmínky podnebí člověk vnitřní zařízení vnější prostředí vnitřní prostředí pohlaví věk hmotnost výška adaptace fyzická aktivita potrava PE03254_ budova stavební materiály základní mikroklima prostředí tok tepla a vodní páry Tvorba tepelně vlhkostního vnitřního prostředí staveb základní mikroklima prostředí vytápění klimatizace větrání výsledný stav prostředí BD07153_ hypotermie neutrální pásmo mokré pocení hypertermie chladné optimální pásmo horké ohřev chlazení zvlhčování odvlhčování výměna vzduchu 002566o2 D:\Ola\knihovna\tepelne zisky elektronika_files\002566o4.gif D:\Ola\knihovna\tepelne zisky elektronika_files\002566o5.gif Tepelné zisky elektroniky administrativních budov monitor 55-80 W stolní laser. tiskárna 35-215 W počítač 55-75 W C:\Documents and Settings\Ales\Application Data\Microsoft\Media Catalog\Downloaded Clips\cl87\j0339638.wmf Příklad – Úpravy vzduchu •Zakreslete v hx diagramu základní úpravy vzduchu. •Jaké úpravy vzduchu použijete v počasí: •velmi chladném •chladném a vlhkém •teplém a suchém •teplém a vlhkém C:\Documents and Settings\Ales\Application Data\Microsoft\Media Catalog\Downloaded Clips\cl74\j0292136.wmf ohřev chlazení zvlhčování odvlhčování - vzduchu A zazvonil a máme tady konec. MCj01961740000[1]