GYAKORLATI ÉPÜLETFIZIKA

Átírás

1 GYAKORLATI ÉPÜLETFIZIKA

2 2

3 Győri Műszaki Szakképzési Centrum Speciális Szakiskolája 9023 Győr, Szabolcska Mihály utca tantermes nagyblokkos típusiskola, Engedélyeztetés: Használatba vétel: Tervező: Vidra Aladár 3

4 4 Tervek forrása: Iskola irattára, Városi Műszaki Levéltár

5 5 Tervek forrása: Iskola irattára, Városi Műszaki Levéltár

6 Hőátbocsátás levezetett képlete: 1 U = R si + d λ + R se egydimenziós, stacioner állapotra Instacioner állapotban? hőtárolás csillapítás, késleltetés nyári hőterhelés Többdimenziós állapotban? Két- és háromdimenziós vezetés Vonalmenti és pontszerű hőhidak Rétegtervi hőátbocsátási tényező számítása: 1 U = + U d g + U f + U r + lψ + nχ R si + + R λf T F m F se a 6

7 Időben nem állandósult, egydimenziós, forrásmentes vezetés Ha egy szerkezetbe belépő hőáram több mint a kilépő hőáram, akkor a szerkezet a különbséget feltárolja Az egyes elemi rétegek hővezetési ellenállásának megfelelően Ha egy szerkezetbe belépő hőáram kevesebb mint a kilépő hőáram, akkor a szerkezet a különbséget kibocsátja Hőtároló képesség függ A szerkezet fajlagos tömegétől m f [kg/m 2 ] A szerkezet anyagának fajhőjétől c [kj/kgk] A szerkezet rétegrendjétől A tárolt hő változása: 7 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

8 Egy szerkezetben feltárult hő teljes mennyiségét a hőfoklefutási görbe alatti terület mutatja Rétegrend szerepe hőtároló képesség Csak tartószerkezet Csak hőszigetelés Hőszigetelés kívül Hőszigetelés belül Hőszigetelés középen átlagos kvázi nulla maximális minimális átlagos A hőszigetelést arra az oldalra célszerű tervezni, ahol a nagyobb hőmérsékletváltozások várhatók. 8 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

9 Jelentős, ha a külső vagy a belső hőmérséklet időben változik Példa: Eredeti hőmérséklet: t e és t i A külső hőmérséklet csökken (éjjel, rossz idő esetén): t e A szerkezet kibocsátja magából a benne feltárolt hő egy részét. (Az eredeti és az új hőfoklefutási görbék alatti területek különbségét.) 9 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

10 Feltárolt hő van A külső, határoló szerkezetekben A belső szerkezetekben A feltárolt hő szerepe: nem kell nagy fűtő/hűtő teljesítményt tartalékolni, mert A szélsőségesen hideg/meleg időszakok kiegyenlítődnek A periodikus változások (pl.: napi ciklus) hatásai kiegyenlítődnek Hőtároláshoz, hőkibocsátáshoz idő kell: A folyamatban csak a szerkezet külső (elemi) rétegei vesznek részt A gyakorlatban napi ciklus esetén maximum 0,15 m 2 K/W hővezetési ellenállású réteggel számolunk, mint hőfelvevő vagy hőleadó Példák: Kerámia burkolatú padló jó hőtároló Habalátétes szőnyegpadló rossz hőtároló kis hővezetési ellenállás nagy hővezetési ellenállás 10 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

11 A gyakorlatban napi ciklus esetén maximum 0,15 m 2 K/W hővezetési ellenállású réteggel számolunk, mint hőfelvevő vagy hőleadó Ha ez egy szerkezeti rétegben található: Ha több (pl.: kettő) szerkezeti rétegben található: Ha a szerkezet hőtechnikai szempontból vékony Azaz a hővezetési ellenállása kisebb mint 2*0,15=0,3 m 2 K/W Akkor a teljes hővezetési ellenállás feléhez tartozó fajlagos hőtároló tömeget vesszük csak számításba Ha valamelyik réteg fa, annak sűrűségét háromszor vesszük Mivel a fa fajhője a szokásos építőanyagoknak cca. háromszorosa 11 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

12 Tervezési gyakorlat fogalmai a periodikus hőtárolás jellemzésére Hasznos: Nyári túlmelegedés elleni tervezéskor Hőtároló tömegre alapozott téli fűtés tervezésekor Késleltetés (ε) A külső hőmérséklet változásának megfelelő belső hőmérsékletváltozás késése a szerkezetek hőfelvétele, vagy hőleadása miatt Csillapítás (ν=t kmax -t bfmax ) A külső hőmérsékletváltozás maximumának és a belső hőmérsékletváltozás maximumának aránya 12 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

13 A vizsgált réteges fal, erősen egyszerűsített alapeset Épületsarkok, falcsatlakozások, nyílások Különböző építőanyagok alkalmazásával készült csomópontok Két- vagy háromdimenziós hőáram keletkezik Végeselemes módszerrel vizsgálható 13 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

14 A hőáramok az útjukba eső ellenállások leküzdésével un. disszipációs munkát végeznek Az áramkép úgy alakul, hogy a munka minimális legyen Az áramképet befolyásoló tényezők Anyagok hővezetési tényezői Geometriai úthossz Rendelkezésre álló keresztmetszet Hőáramok szemléltetése Izotermákkal Az áramlás útvonalai az izotermák ortogonális trajektóriái 14 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

15 Többdimenziós hőeloszlás = hőhíd Hőhidak kialakulásának okai: Geometriai forma Különböző hővezetési tényezőjű anyagok Egyenlőtlen felületi hőmérséklet-eloszlása Árnyékolt / napsütött felület Akadályozott légmozgás geometriai hőhíd szerkezeti hőhíd Hőhídmentes szerkezet nincs! Vizsgálatuk bonyolult > közelítő módszerek 15 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

16 Hőhidak általában vonal mentén jelentkező jelenségek Hőhíd keresztmetszetének izotermikus képe jellemzi Hőhíd zavarási sávja általában a szerkezetvastagság kétszerese mindkét irányban Vonalmenti hőátbocsátási tényező Mesterségesen kreált egyszerűsítő mutató Fizikailag értelmezhetetlen Hőhídkatalógusok 16 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp,

17 17 Higi Balázs: Belső oldali hőszigetelések, tanulmány, 2012.

18 18 Zöld András: Energiatudatos építészet. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1999.

19 19 AnTherm Thermal Bridge Visualization - window/frame/wall junction.

20 A vonalmenti hőátbocsátási tényező meghatározása történhet: hőhídkatalógus vagy, ±20% az MSZ EN ISO 10211:2008. Hőhidak az épületszerkezetekben. Hőáramok és felületi hőmérsékletek. Részletes számítások című szabvány vagy, ±20% az MSZ EN ISO 14683:2008. Hőhidak az épületszerkezetekben. Vonal menti hőátbocsátási tényező. Egyszerűsített módszer és felülírható kiindulóértékek című szabvány vagy, ±50% az MSZ EN ISO 13370:2008. Épületek hőtechnikai viselkedése. Hőátvitel a talajban. Számítási módszerek című szabvány vagy, számítógépes (végeselemes) hőhíd szimuláció alapján. ±5% 20 Lukács Dorottya: Hőhidak különböző vizsgálati módszereinek bemutatása a soproni Trefort téri óvoda utólagos hőszigetelésén, szakdolgozat, 2012.

21 Az EnEV a számításokhoz a külső méreteket írja elő, ezért ezen hőhídkatalógusban kizárólag ψ k külső méretekre vonatkoztatott hőhídveszteségi tényezőket alkalmazunk. 21

22 22 Lukács Dorottya: Hőhidak különböző vizsgálati módszereinek bemutatása a soporoni Trefort téri óvoda utólagos hőszigetelésén, szakdolgozat, 2012.

23 C1 Pozitív falsarok ψ=0,15 W/mK C5 Negatív falsarok ψ=-0,15 W/mK R5 Tetőcsatlakozás ψ=0,80 W/mK F1 Külső fal - közbenső födém ψ=0,10 W/mK IW1 Belső falcsatlakozás ψ=0,10 W/mK IW6 Belső fal födém ψ=0,10 W/mK W18 Nyílászáró ψ=0,20 W/mK GF5 Külső fal padló ψ=0,75 W/mK 23 Lukács Dorottya: Hőhidak különböző vizsgálati módszereinek bemutatása a soporoni Trefort téri óvoda utólagos hőszigetelésén, szakdolgozat, MSZ EN ISO 14683:2008. Hőhidak az épületszerkezetekben. Vonal menti hőátbocsátási tényező.

24 24 Lukács Dorottya: Hőhidak különböző vizsgálati módszereinek bemutatása a soporoni Trefort téri óvoda utólagos hőszigetelésén, szakdolgozat, 2012.

25 25 Lukács Dorottya: Hőhidak különböző vizsgálati módszereinek bemutatása a soporoni Trefort téri óvoda utólagos hőszigetelésén, szakdolgozat, 2012.

26 A felületi, szerkezeti csatlakozásoknál keletkező hőhídveszteségeket a) részletes módszer alkalmazása esetén az MSZ EN ISO szabvány szerinti vagy azzal azonos eredményt adó számítás alapján, b) egyszerűsített módszer alkalmazása esetén a következő összefüggés szerint: U R = U 1 + kell figyelembe venni. A korrekciós tényező nem használható a gyártási, kivitelezési, tervezési hibák figyelembevételére és az ezek miatt időben bekövetkezett hőhidasság figyelembevételére (pl. hőszigetelt panelos rendszerek gyártási hibái). 26 7/2006. (V. 24.) TNM rendelet az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról

27 27 Határoló szerkezetek Külső falak 1) Lapostetők 2) külső oldali, vagy szerkezeten belüli megszakítatlan hőszigeteléssel egyéb külső falak Beépített tetőteret határoló szerkezetek 3) A hőhidak hatását kifejező korrekciós tényező, χ gyengén hőhidas 0,15 közepesen hőhidas 0,20 erősen hőhidas 0,30 gyengén hőhidas 0,25 közepesen hőhidas 0,30 erősen hőhidas 0,40 gyengén hőhidas 0,10 közepesen hőhidas 0,15 erősen hőhidas 0,20 gyengén hőhidas 0,10 közepesen hőhidas 0,15 erősen hőhidas 0,20 Padlásfödémek 4) 0,10 Árkádfödémek 4) 0,10 Pincefödémek 4) szerkezeten belüli hőszigeteléssel 0,20 alsó oldali hőszigeteléssel 0,10 Fűtött és fűtetlen terek közötti falak, fűtött pincetereket határoló, külső oldalon hőszigetelt falak 7/2006. (V. 24.) TNM rendelet az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról 0,05

28 1) [Külső falak] Besorolás a pozitív falsarkok, a falazatokba beépített acél vagy vasbeton pillérek, a homlokzatsíkból kinyúló falak, a nyílászáró-kerületek, a csatlakozó födémek és belső falak, erkélyek, lodzsák, függőfolyosók hosszának fajlagos mennyisége alapján (a külső falak felületéhez viszonyítva). 2) [Lapostetők] Besorolás az attikafalak, a mellvédfalak, a fal-, felülvilágító- és felépítmény-szegélyek hosszának fajlagos mennyisége alapján a (tető felületéhez viszonyítva, a tetőfödém kerülete a külső falaknál figyelembe véve). 3) [Padlásfödémek] Besorolás a tetőélek és élszaruk, a felépítményszegélyek, a nyílászáró-kerületek hosszának, valamint a térd- és oromfalak és a tető csatlakozási hosszának fajlagos mennyisége alapján (a födém kerülete a külső falaknál figyelembe véve). 4) [Árkádfödémek] A födém kerülete a külső falaknál figyelembe véve. Határoló szerkezetek A hőhidak hosszának fajlagos mennyisége (fm/m 2 ) alapján gyengén hőhidas közepesen hőhidas erősen hőhidas Külső falak < 0,8 0,8-1,0 > 1,0 Lapostetők < 0,2 0,2-0,3 > 0,3 Beépített tetőtereket határoló szerkezetek < 0,4 0,4-0,5 > 0,5 28 7/2006. (V. 24.) TNM rendelet az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról

29 29 Berechnung der Waermeverluste des Kellerraumes ueber den Erdboden

30 Lábazati fal, pincefal, alapozás hőhídjai Sokváltozós modell geometria (mélység, magasság, szélességek) talaj összetétele és hőtechnikai tulajdonságai talaj mennyisége a modellben szerkezetek hőtechnikai tulajdonságai szerkezetek kialakítása (pl.: hőhídmegszakítás) stb. 30 Nagy Balázs: Padloszerkezetek hőtechnikai modellezese es energiatudatos tervezésük in: [Fátrai Gy., Horváth T.]: XL. Epületszerkezettani Konferencia, Győr Pannonhalma, majus

31 31 Nagy Balázs: Padloszerkezetek hőtechnikai modellezese es energiatudatos tervezésük in: [Fátrai Gy., Horváth T.]: XL. Epületszerkezettani Konferencia, Győr Pannonhalma, majus

32 A padlószerkezet hővezetési ellenállása (R=d/λ; m 2 K/W) a kerület mentén legalább 1,5 m szélességű sávban (A szigetelt sáv függőleges is lehet: a szigetelés a pincefalon vagy a lábazaton is elhelyezhető (a magasságkülönbség előjelének megfelelően). A vízszintes és függőleges helyzetű szigetelt sávok összegezett kiterített szélességének minimális szélessége 1,5 m.) z (m) Szigete -letlen 0,20- -0,35 0,40- -0,55 0,60- -0,75 0,80- -1,00 1,05- -1,50 1,55- -2,00 2,05- -3,00 3,05-4,00 4,05-5,00 5,05-6,00 6,05-7,00-6, , ,05 0,20 0,20 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0, , ,55 0,40 0,40 0,35 0,35 0,35 0,35 0,30 0,30 0,10 0, , ,85 0,60 0,55 0,55 0,50 0,50 0,50 0,45 0,40 0,20 0,15 0,10 0-1, ,25 0,80 0,70 0,70 0,65 0,60 0,60 0,55 0,45 0,30 0,22 0,177 0,13-1, ,75 1,00 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 0,55 0,40 0,31 0,25 0,21-0, ,45 1,20 1,05 1,00 0,95 0,90 0,80 0,75 0,65 0,50 0,40 0,33 0,29-0, ,25 1,40 1,20 1,10 1,05 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,49 0,41 0,37-0, ,20 1,75 1,45 1,35 1,25 1,15 1,05 0,95 0,85 0,70 0,58 0,50 0,45 0,25...0,40 2,10 1,70 1,55 1,45 1,30 1,20 1,05 0,95 0,75 0,62 0,53 0,48 0,45...1,00 2,35 1,90 1,70 1,55 1,45 1,30 1,15 1,00 0,80 0,66 0,56 0,51 1,05...1,50 2,55 2,05 1,85 1,70 1,55 1,40 1,25 1,10 0,95 0,70 0,60 0, /2006. (V. 24.) TNM rendelet az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról

33 33 Nagy Balázs: Padloszerkezetek hőtechnikai modellezese es energiatudatos tervezésük in: [Fátrai Gy., Horváth T.]: XL. Epületszerkezettani Konferencia, Győr Pannonhalma, majus