Épületfizikai és épületenergetikai gyakorlati feladatok

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Épületfizikai és épületenergetikai gyakorlati feladatok"

Rudolf Biró
4 évvel ezelőtt
Látták:

Épületfizikai és épületenergetikai gyakorlati feladatok 2019. Április 8.

1 Épületfizikai és épületenergetikai gyakorlati feladatok Április 8. okl. építészmérnök, tudományos munkatárs BME Épületszerkezettani Tanszék

2 Épületfizika ismétlés nedves levegő állapotjellemzői Belső felületi állagvédelem (térelhatároló szerkezetek, hőhidak) Térelhatároló szerkezetek energetikai tervezése (7/2006 TNM I-II.) Fejlődő nedvesség elszállítása (szellőzés) Nedvességtranszport a szerkezeteken keresztül (rétegrendek, csomópontok)

3 A nedves levegő tulajdonságai (ideális gázok) Állapotjellemzők: T, P, V, m Egyesített gáztörvény: P V = n R T P V = m Rs T R = 8314 [J/molK] M [g/mol] Rs[J/kgK] Száraz levegő vízgőz T [K] hőmérséklet P [Pa] nyomás V [m3] térfogat m [kg] tömeg n [mol] anyagmennyiség R [J/molK] egyetemes gázállandó Rs [J/kgK] spicifikus gázállandó Levegő sűrűsége: m P = ρ = V R T s ρ [kg/m3] sűrűség

4 A nedves levegő tulajdonságai Levegő összetevői (épületfizikailag) : száraz levegő + vízgőz +... Dalton törvénye egymással kémiailag nem reagáló gázok úgy töltik ki a teret mintha a többi komponens nem lenne jelen az össznyomás a parciális nyomások összege Ptot = pda + p pda [Pa] száraz levegő parciális nyomása v pv [Pa] vízgőz parciális nyomása A víz több halmazállapotban is jelen van az épületeinkben légnemű (vízgőz) folyékony (víz) Egyensúly az egyes fázisok között... A levegő max. nedvességtartalma korlátozott! wmax = f(p,t)

5 A nedves levegő tulajdonságai Telítési páranyomás (közelítő képlet): P v, sat θ = a b C Pv,sat [Pa] telítési páranyomása θ [ C] léghőmérséklet 0 C < θ<30 C -20 C < θ<0 C a= a= b = b = n = 8.02 n = 12.3 Max. nedvességtartalom: Relatív nedvességtartalom: m P = w = V R T v,max v, sat max v P v ϕ = = P w w v, sat max θ = ϕ θ θ 112 Harmatpont (empirikus képlet): ( ) dp

6 Mollier diagram

7 Épületfizika ismétlés nedves levegő állapotjellemzői Belső felületi állagvédelem (térelhatároló szerkezetek, hőhidak) Térelhatároló szerkezetek energetikai tervezése (7/2006 TNM I-II.) Fejlődő nedvesség elszállítása (szellőzés) Nedvességtranszport a szerkezeteken keresztül (rétegrendek, csomópontok)

8 Belső felületi állagvédelem 1) Fém és üvegfelületeken a lecsapódás (harmatpont) elkerülése 2) Porózus szerkezeteken a penészesedés elkerülése A penészesedés feltételei: penészspóra tápanyag megfelelő felület (pl. kémhatás) megfelelő hőmérséklet megfelelő nedvességtartalom viszonyok Legegyszerűbb módszerek: saját léptékben vett hőmérséklet határérték: maximális relatív páratartalom határérték: RH < 75% penészesedés modellek... f Rs i θsi θe, = 0.7 θ θ i e

9 Egyszerű felületi állagvédelmi ellenőrzés menete 1) Adott szerkezeti megoldás 2) Adott méretezési állapot meghatározása: θi = 20 [ C], θe = -5 [ C] 3) Tervezési segédlet vagy hőhídszimuláció -> legalacsonyabb belső felületi hőm. (segédlet / tutorial a tanszéki honlapon!) 4) Telítési páratartalom számítása a leghidegebb ponton (a hőhídon) Pv,sat,hh = f(θmin) 5) Megengedett legnagyobb relatív páratartalom meghatározása (a hőhídon) φhh,max = 0.7 [-] 6) Megengedett legnagyobb parciális páranyomás számítása φhh,max = Pv,max / Pv,sat,hh 7) Maximális relatív páratartalom a levegőben φi,max = Pv,max / Pv,sat Pv,max = Pv,sat,hh* φhh,max

Egyszerű felületi állagvédelmi ellenőrzés menete 1 θi = 20 [ C] θe = -5 [ C] θmin = 15.25 [ C] frsi = 0.

10 Egyszerű felületi állagvédelmi ellenőrzés menete 1 θi = 20 [ C] θe = -5 [ C] θmin = [ C] frsi = 0.81 [-] Forrás: Markus Kuhnhenne: Energetische Qualität von Gebäudehüllen in Stahl-Sandwichbauweise, PhD Disszertáció, Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, 2009

11 Egyszerű felületi állagvédelmi ellenőrzés menete 2 θi = 20 [ C] θe = -5 [ C] θmin = 3.75 [ C] frsi = 0.35 [-] Forrás: Markus Kuhnhenne: Energetische Qualität von Gebäudehüllen in Stahl-Sandwichbauweise, PhD Disszertáció, Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, 2009

12 Épületfizika ismétlés nedves levegő állapotjellemzői Belső felületi állagvédelem (térelhatároló szerkezetek, hőhidak) Térelhatároló szerkezetek energetikai tervezése (7/2006 TNM I-II.) Fejlődő nedvesség elszállítása (szellőzés) Nedvességtranszport a szerkezeteken keresztül (rétegrendek, csomópontok)

Gebäudehüllen in Stahl-Sandwichbauweise, PhD

13 Térelhatároló szerkezetek energetikai tervezése U érték Forrás: Markus Kuhnhenne: Energetische Qualität von Gebäudehüllen in Stahl-Sandwichbauweise, PhD Disszertáció, Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, 2009

14 Térelhatároló szerkezetek energetikai tervezése U érték Forrás: Markus Kuhnhenne: Energetische Qualität von Gebäudehüllen in Stahl-Sandwichbauweise, PhD Disszertáció, Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, 2009

15 Térelhatároló szerkezetek energetikai tervezése U érték Nem ismétlődő hőhidak korrekciója:

16 Térelhatároló szerkezetek energetikai tervezése padló Hőveszteség a talaj irányába:

17 Épületfizika ismétlés nedves levegő állapotjellemzői Belső felületi állagvédelem (térelhatároló szerkezetek, hőhidak) Térelhatároló szerkezetek energetikai tervezése (7/2006 TNM I-II.) Fejlődő nedvesség elszállítása (szellőzés) Nedvességtranszport a szerkezeteken keresztül (rétegrendek, csomópontok)

18 Egyszerű páramérleg számítás 1) Alapadatok (80 m2-es lakás, 4 fő, belmagasság 2.7 m) V = 216 [m3], θi = 20 [ C], φi = 0.4 [-], θe = -5 [ C], φe = 0.9 [-] 2) Belső nedvességfejlődés meghatározása: G = 4* *0.01 = 0.5 [kg/h] (4 alvó ember, száradó ruhák, 10 növény) 3) Külső és belső levegő nedvességtartalmának meghatározása w,i = [g/m3] w,e = [g/m3] 4) Egységnyi térfogatú szellőzési levegővel elszállítható nedvesség: w = w,i-w,e [g/m3] 5) Szükséges légcsereszám a meghatározott max. rel. nedvességtartalom tartásához G = ACH * V * w [kg/h] [1/h] [m3] [kg/m3]

19 Egyszerű páramérleg számítás számítási adatok Havi átlag külső léghőmérséklet és páratartalom: hónap θ e,d [ C] ϕ e,d [-] p e [Pa] január -1,9 0, február 0,5 0, március 5,8 0, április 11,6 0, május 18,0 0, június 20,0 0, július 22,0 0, augusztus 21,2 0, szeptember 15,8 0, október 9,2 0, november 4,7 0, december -0,5 0,

20 Egyszerű páramérleg számítás számítási adatok Nedvességfejlődés:

21 Épületfizika ismétlés nedves levegő állapotjellemzői Belső felületi állagvédelem (térelhatároló szerkezetek, hőhidak) Térelhatároló szerkezetek energetikai tervezése (7/2006 TNM I-II.) Fejlődő nedvesség elszállítása (szellőzés) Nedvességtranszport a szerkezeteken keresztül (rétegrendek, csomópontok)

Nedvességtranszport a szerkezeteken keresztül Nedvességtranszport mechanizmusai: Gáz fázis (pára): páradiffúzió molekuláris diffúzió oldódásos diffúzió konvekció Rétegrendi tervezés (pl.

22 Nedvességtranszport a szerkezeteken keresztül Nedvességtranszport mechanizmusai: Gáz fázis (pára): páradiffúzió molekuláris diffúzió oldódásos diffúzió konvekció Rétegrendi tervezés (pl. páravándorlás irányában csökkenő páradiffúziós ellenállás) Légzáróság! Folyékony fázis (víz): kapilláris nedvességvezetés felületi diffúzió gravitációs áramlás hidraulikus áramlás elektrokinézis ozmózis extrém példa (1mm rés, 1m, dp=20 [Pa]) párdiffúzió (sd=30[m]): 0.5 g/m2 24h konvektív nedvességáram: 800 g/m 24h

23 Nedvességtranszport a szerkezeteken keresztül

24 Hűtőházak

25 Hűtőházak speciális problémái Igénybevételek: csapadék hőmérsékletváltozás szél, hó... belső hideg (vagy fagyhatás) a szokásostól eltérő irányú páradiffúzió Követelmények: csapadékbiztonság szél- és hóteher állóság tartósság vagyonvédelem... hőveszteség ill. hőnyereség korlátozása fokozott légzárás páratömörség kondenzáció mentesség fagykárok elkerülése

26 Hűtőházak szerkezeti megoldásai Nagyobb épületen belüli kisméretű hűtőkamrák

27 Hűtőházak szerkezeti megoldásai Egyhéjú szerkezet

28 Hűtőházak szerkezeti megoldásai Külső tartószerkezet

29 Hűtőházak szerkezeti megoldásai Teljesen kéthéjú átszellőztetett fal és tető

30 Hűtőházak szerkezeti megoldásai Mélyhűtött (<0 C) terek padlószerkezete θi = -25 [ C] θe θsoil= 10 [ C]

A páratechnikai tervezés feladatai Mélyhűtött (<0 C) terek padlószerkezete Fém fegyverzetű hűtőházi szendvicspanel MANIPULÁCIÓS TÉR Műgyanta padlóburkolat Vasaltbeton padlólemez Nagy teherbírású

31 A páratechnikai tervezés feladatai Mélyhűtött (<0 C) terek padlószerkezete Fém fegyverzetű hűtőházi szendvicspanel MANIPULÁCIÓS TÉR Műgyanta padlóburkolat Vasaltbeton padlólemez Nagy teherbírású hőszigetelő hab Talajpára/ talajnedv. elleni szigetelés Aljzatbeton Zúzottkő alépítmény FAGYASZTÓ KAMRA Műgyanta padlóburkolat Vasaltbeton padlólemez PE fólia technológiai szigetelés Nagy teherbírású hőszigetelő hab Fagymentesítő fűtés Talajpára/ talajnedvesség elleni szigetelés Aljzatbeton Zúzottkő alépítmény

32 Ipari épületek térelhatárolószerkezeteinek hőtechn. IFBS, Ralf Podleschny: Dach- und Wandkonstruktionen Energieffizienz und Dichtheit IFBS, Bauphysik Wärmecrückenatlas der Metall- Sandwichbauseise European Comission: Energy and thermal improvements for construction in steel Markus Kuhnhenne: Energetische Qualität von Gebäudehüllen in Stahl-Sandwichbauweise Leichtbausysteme aus Stahl für Dach und Fassade - Energie- und kosteneffiziente Lösungen für Neu- und Bestandsbau

33 Az épületfizikai méretezés eszközei szabvál. tárgyak! Köszönöm a figyelmet!

Hasonló dokumentumok

Épületfizika: Hő és páratechnikai tervezés alapjai Április 9. Dr. Bakonyi Dániel

Épületfizika: Hő és páratechnikai tervezés alapjai 2018. Április 9. okl. építészmérnök, tudományos munkatárs BME Épületszerkezettani Tanszék A nedves levegő tulajdonságai (ideális gázok) Állapotjellemzők: