EF-1 SGYMMAG209XXX ÉPÜLETFIZIKA I. (LBSc) ALAPADATOK FÉLÉV VEZETŐJE OKTATÓK, ELŐADÓK LEÍRÁS (ÖTSOROS) ELŐADÁSOK SZÁMA GYAKORLATOK SZÁMA (HETENTE) VIZSGA / ZH : DR. SZŰCS MIKLÓS PhD, egyetemi docens DR. TALAMON ATTILA PhD, egyetemi adjunktus Tartalom: Hő- és nedvességtechnikai alapfogalmak. Épülethatároló szerkezetek (tömör határoló szerkezetek, hőhidak, üvegezett nyílászáró szerkezetek, talajon fekvő padlók és pinceszerkezetek) hőtechnikai követelményei és méretezés. A szoláris építészet alapjai, passzív szolár rendszerek, a szoláris rendszerek szerkezetei. Épületek energiamérlege, energetikai követelmények. Épületek energetikai méretezése az érvényben lévő magyar épületenergetikai szabályozás épületfizikai vonatkozású követelményeinek és számításai módszereinek megfelelően. Benapozásvizsgálat bemutatása és gyakorlati alkalmazása. 1 óra/konzultációs alkalom (összesen 7x1 óra) 0 óra zárthelyi (1) a félévben/ vizsga 2 kreditpont OKTATÁSI CÉLOK: Az épületek energetikai-, és az épülethatároló szerkezetek hő- és páratechnikai méretezésével kapcsolatos alapfogalmak, követelmények és szerkezeti megoldások megismertetése és gyakorlati alkalmazása. Az épületenergetika alapfogalmainak megismertetése, az épületenergeikai számítások közül a rétegtervi hőátbocsátási tényező-, a fajlagos hőveszteségtényező, valamint a nyári túlmelegedés kockázata számításának megismerése, és számpálda segítségével történő elsajátítása. FÉLÉV MENETE HÉT ELŐADÁS 1 09.09. 2 09.23. 3 10.07. 1. Előadás: Bevezetés az épületfizikába. 1. Az épületfizika tárgyköre, 2. Fizikai mennyiségek. 3. Mérlegegyenletek, 4. Klimatikus jellemzők. 2. Előadás: Hővándorlás tömör épülethatároló szerkezeteken keresztül, állandósult (stacioner) állapotban 1. A hővezetés törvénye (Fourier), és számítása réteges falszerkezetekben, állandósult állapotban. 2. A hőátadás fogalma, számítása. 3. A hőátbocsátási tényező fogalma, számítása. 4. Hőmérsékleteloszlás számítása réteges falszerkezetben. 3. Előadás: A nedvességvándorlás formái épülethatároló szerkezetekben. Páradiffúzió. 1. A nedves levegő állapotjellemzői. 2. Nedvességhatások épületszerkezetekben. 3. Szorpció, kapilláris kondenzáció. 3. Egydimenziós páradiffúzió állandósult állapotban. 4. A kondenzációs zóna meghatározása. 5. A páralecsapódás és penészképződés megelőzése. 6. Töltési idő. 4. Előadás: Hőhidak. 1. Saját léptékben mért hőmérséklet, 2. Hőhidak fajtái. 3. Példák bemutatása (esettanulmányok). 4. A hőhidak feltárására alkalmas épületdiagnosztikai módszerek (hőkamera alkalmazása). 5. Előadás: Hőterjedés sugárzással. Üvegezett szerkezetek hőátbocsátása és szoláris hőnyereségek 1. A hősugárzás fizikai jellemzői. 2. Üvegezett szerkezetek hőátbocsátása és szoláris hőnyeresége. 3. Az üvegház-hatás (hőcsapda-elv) 4. Passzív szoláris rendszerek fajtái. 6. Előadás: Hőátvitel nem állandósult (instacioner) állapotban. 1. Hőtárolóképesség, csillapítás, késleltetés hőstabilitás 2. Padlók hőelnyelése, hővesztesége. GYAKORLÓ FELADATOK 1. gyak kiadása 1. gyak. konzultáció 1. gyak. konzultáció 4 10.21. 5 11.11. 7. Előadás: Az épületenergetikai szabályozás szintjei 1. Fajlagos hőveszteségtényező. 2. A nyári túlmelegedés kockázatának ellenőrzése. 3. Családiház épületenergetikai ellenőrzése a határoló szerkezetek hőátbocsátása és a fajlagos hőveszteségtényező szempontjából) (Példa) 8. Előadás: Felületek állagvédelmi ellenőrzése. Épületfizikai eredetű épületkárok elemzése 1. Esettanulmányok bemutatása. 2. Javaslatok a helyreállítás, illetve javítás módjára. 9. Előadás: Benapozás, árnyékmaszk szerkesztés. Árnyékoló szerkezetek. 1. Szoláris idő. 2. Nappálya diagramok használata (sztereografikus és hengeres nappályadiagram) 3. Árnyékmaszk szerkesztés. 4. Árnyékoló szerkezetek épületfizikai jellemzői. dr.talamon dr.talamon 2. gyak. kiadása 2. gyak. konzultáció
6 11.25 7 12.09. 10. Előadás: Levegőforgalom, természetes szellőzés. 1. A levegőforgalom szerepe az épület energiamérlegében. 2. Levegőminőség összetevői. 3. Légcsereigény. 4. A természetes szellőzés alapvető változatai. 5. Passzív hűtés. 11. Előadás: Hőérzeti méretezés. 1. A hőérzet fogalma. 2. A hőérzetre ható tényezők. 3. Hőérzeti ellenőrzés. ZÁRTHELYI dr.talamon dr.talamon 1-2. gyak. beadása FELADATOK / ZH 1. FELADAT 2. FELADAT ZH ÖSSZESEN LEÍRÁS BEADANDÓ PONTÉRTÉK A megadott határoló falszerkezetváltozat hő- és páratechnikai ellenőrzése, valamint a hőfokesés és páradiffúzió grafikus ábrázolása a szerkezetben, A kiadott családi ház építési engedélyezési terve alapján, az 1. ban hő- és páratechnikai szempontból már ellenőrzött falszerkezet felhasználásával a további épülethatároló szerkezetek rétegtervi-, és vonalmenti hőátbocsátási tényezőinek meghatározása, valamint az épület fajlagos hőveszteségtényezőjének, és nyári túlmelegedése kockázatának kiszámítása a vonatkozó 7/2006 (V.24) TNM rendelet, alapján. A okat kizárólag kézi számítással és szerkesztéssel (számítógépes programok alkalmazása nélkül) lehet beadni. A gyakorló ok beadásának határidejét a tematika tartalmazza. A gyakorló ok félév-végi végső beadásának elmulasztása a félév megtagadását vonja maga után. max. 25 pont (min. 13 pont) max. 25 pont (min. 13 pont) max. 50 pont (min. 26 pont) max:100 pont ÉRTÉKELÉS 0-60 pont 61-70 pont 71-80 pont 81-90 pont 91-100 pont 1- ELÉGTELEN 2 - ELÉGSÉGES 3 - KÖZEPES 4 - JÓ 5 - JELES FÉLÉV DOKUMENTÁLÁSA HALLGATÓK TARTALOM FORMÁTUM / MÓD TANSZÉK Zárthelyi-, és vizsga dolgozatok tárolása A4 formátumú irattartóban lefűzve Irodalom: JUHARINÉ DR. KORONKAY ANDREA DR. KUBA GELLÉRT- DR. MAJOROS ANDRÁS DR OSZTROLUCZKY MIKLÓS DR. REIS FRIGYES DR. VÁRFALVI JÁNOS DR. ZÖLD ANDRÁS: Épületfizika, Budapest, 1991., DR. OSZTROLUCZKY MIKLÓS: Épületfizika I. YMMF, Budapest, 1997. (9706), ZÖLD ANDRÁS: Energiatudatos építészet, Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1999. /BAUMANN MIHÁLY DR. CSOKNYAI TAMÁS DR. KALMÁR FERENC DR. MAGYAR ZOLTÁN DR. MAJOROS ANDRÁS DR. OSZTROLUCZKY MIKLÓS SZALAY ZSUZSA PROF.:ZÖLD ANDRÁS: Épületenergetika. Segédlet. PTE, PMMK, 2009 Ellenőrző kérdések Épületfizika I. c. tantárgyból (2016. őszi félév) 1. Ismertesse a makro-, mezo-, és mikroklíma fogalmát, és alapvető jellemzőit. (felsorolás) 2. Ismertesse a fizikai mennyiségek fogalmát, fajtáit (példák bemutatásával). 3. Ismertesse a transzportfolyamatok és mérlegegyenletek fogalmát, fő jellemzőit (példák bemutatásával) 4. Ismertesse a hővezetési tényező fogalmát, dimenzióját. Mire jellemző, és mitől függ a nagysága? 5. Ismertesse a hőszigetelő anyag hővezetési tényezője korrekciójának módját, ha külső oldali hőszigetelő rendszert alkalmazunk, és a hőszigetelő táblákat dübelekkel rögzítjük? 6. Ismertesse a hőátadási tényező fogalmát, dimenzióját és összetevőit. 7. Ismertesse a hőátbocsátási tényező fogalmát, dimenzióját, és számításának módját. 8. Ismertesse a hőáramsűrűség fogalmát, dimenzióját valamint jellemzőit stacionárius állapotban. 9. Ismertesse a hőátadási- és a hővezetési ellenállás fogalmát, dimenzióját, számításának módját. 10. Ismertesse a hőhidak fogalmát, jellemzőit, alapvető változatait. 11. Ismertesse a saját léptékben mért hőmérséklet fogalmát, számítását. 12. Ismertesse a vonalmenti hőátbocsátási tényező fogalmát, dimenzióját, és számításának módját talajjal érintkező szerkezetek esetén. 13. Ismertesse az üvegezett szerkezetek hőátbocsátási tényezője számításának módját.
14. Ismertesse naptényező fogalmát, meghatározásának módját. 15. Ismertesse a teljes napenergia áteresztési tényező fogalmát, és összetevőit. 16. Ismertesse az állandó tulajdonságú üvegezések fő fajtáit (felsorolás). 17. Ismertesse a nem állandó tulajdonságú üvegezések fő fajtáit (felsorolás). 18. Ismertesse az üvegházhatás (hőcsapda-elv) fogalmát, szerepét az energiatudatos építésben. 19. Ismertesse a fűtési hőfokhíd fogalmát. 20. Ismertesse a passzív szoláris rendszerek fogalmát, alapvető változatait (vázlatos ábrákkal) 21. Ismertesse a szorpciós izoterma fogalmát, és jellemző értékeit (készítsen ábrát) 22. Ismertesse a telítési-, és a részpáranyomás fogalmát és a kettő közötti kapcsolatot a páradiffúziós méretezés során. 23. Ismertesse Dalton törvényét. 24. Ismertesse a harmatpont fogalmát. 25. Ismertesse a páradiffúziós tényező fogalmát. Mire jellemző, és mely tényezők határozzák meg nagyságát? 26. Ismertesse a páradiffúziós ellenállás szám fogalmát. Mire jellemző? 27. Ismertesse a páradiffúziós ellenállás fogalmát. Mire jellemző? 28. Ismertesse a kondenzációs zóna grafikus meghatározásának módszerét? 29. Hogyan előzhetjük meg a páralecsapódást a határoló külső falszerkezetekben? 30. Hogyan előzhetjük meg a páralecsapódást lapostetőkben? 31. Hasonlítsa össze a hővándorlás fő jellemzőit az időben állandósult, és az időben nem állapotban. 32. Ismertesse a hőtárolás szerepét a határoló szerkezet hőtechnikai minősége szempontjából.(vázoljon fel jellemző falszerkezet-típusokat) 33. Ismertesse a hőtárolási szám, és a feltárolt hőmennyiség fogalmát. 34. Ismertesse a hőcsillapítás, késleltetés fogalmát. 35. Ismertesse a töltési idő fogalmát. 36. Ismertesse a magyar energetikai szabályozás (7/2006 (V.24.) TNM rendelet) szabályozási szintjeit. Milyen összefüggés van az egyes szabályozási szintek között? 37. Ismertesse a fajlagos hőveszteségtényező fogalmát, dimenzióját és összetevőit. 38. Ismertesse az összesített energetikai jellemző fogalmát, dimenzióját, összetevőit. 39. Ismertesse a felületek állagvédelmi ellenőrzésének célját és az állagkárosodások fő okait. 40. Ismertesse benapozás-, és árnyékmaszk szerkesztés célját, valamint a Nap helyzetét meghatározó adatokat. 41. Ismertesse a szoláris idő fogalmát. 42. Ismertesse a leggyakrabban használt két nappálya diagram-típus ábrázolásának módját (vázlatos ábrákkal). 43. Ismertesse az árnyékmaszk fogalmát, és szerkesztésének menetét a hengeres nappálya diagram felhasználásával (vázlatos ábrákkal). 44. Ismertesse a szoláris ablak fogalmát (vázlatos ábrával). 45. Ismertesse a légcsere fogalmát, és a légcsere mértékét befolyásoló tényezőket. 46. Ismertesse a filtrációs levegőforgalom fogalmát, és fő fajtáit. 47. Ismertesse a természetes szellőzés fogalmát, és alapvető változatait. 48. Ismertesse a mesterséges szellőzés fogalmát, és alapvető változatait. 49. Ismertesse a passzív hűtés fogalmát, és alapvető módjait (felsorolás). 50. Ismertesse a hőterhelés csökkentésének módjait épületek passzív hűtése során. 51. Ismertesse a hőterhelés eltávolításának módjait épületek passzív hűtése során. 52. Ismertesse a hőterhelés hatása csillapításának módjait épületek passzív hűtése során. 53. Ismertesse az árnyékoló szerkezetek fő fajtáit és alkalmazásuk alapvető épületfizikai szempontjait. 54. Ismertesse a zöldtetők alkalmazásának épületfizikai előnyeit. 55. Ismertesse a hőérzeti tényezők fogalmát és fő fajtáit. 56. Ismertesse a kellemes hőérzet fogalmát és számszerűsíthetőségének módját. 57. Ismertesse a metabólikus hő fogalmát és összetevőit. 58. Ismertesse az emberi test hőleadásának módjait, és arányait. 59. Ismertesse a közepes sugárzási hőmérséklet fogalmát. 60. Ismertesse az operatív hőmérséklet fogalmát. 61. Ismertesse a várható szubjektív hőérzet jellemzésére használt fő paramétereket. 62. Ismertesse a helyi diszkomfort tényezők fogalmát és kiváltó okait. 63. Ismertesse a szélsőséges hőérzeti viszonyok fogalmát és megnyilvánulási formáit.
2. Gyakorlat Épületfizikai számítások az épületenergetikai szabályozás I.-II. szintjéhez A célja, hogy a jelenleg érvényes épületenergetikai szabályozás (7/2006.(V.24.) TNM rendelet, ) I.-II. szabályozási szintjéhez kapcsolódó alapvető épületfizikai fogalmakat és számítási módszereket megismertesse, és egy gyakorló példa keretében módot adjon a számítás gyakorlására is egy meglévő épület (családiház) esetében. Az elvégzendő számítási ok (egyszerűsített módszerrel): A szabályozás I szintjén: meghatározandók az épület (ld. 1. sz. Melléklet: Fszt alaprajz, A-A, és B-B metszet) geometriai jellemzői és a A/V arány (a kiadott minta felhasználásával) meghatározandó a fűtött épületrészt határoló fal-, és födémszerkezet hőhidasságot is figyelembe vevő rétegtervi hőátbocsátási tényezője, valamint a talajon fekvő padló vonalmenti hőátbocsátási tényezője. - A számítás során egyénenként felhasználandó az 1. gyakorlatban korábban már hő- és páratechnikai szempontból ellenőrzött saját falszerkezet rétegterve (oly módon, hogy a belső falsíkok kontúrvonala ne változzon). Abban az esetben, ha az 1. ban a falszerkezet páratechnikai ellenőrzésének eredménye nem megfelelő, akkor a kiindulási rétegtervet módosítani kell oly módon, hogy mind páratechnikai-, mind hőtechnikai szempontból megfelelő legyen (U R értékére az U R,fal U m =0,45 W/m 2 K). - A padlásfödém hőszigetelésének vastagságát oly módon kell meghatározni, hogy az U R,padlásfödém U m =0,30 W/m 2 K) követelménynek megfeleljen. A háromféle megadott födémszerkezet-típusból (Porotherm-födém, fafödém és vasbeton lemez) a névre szólóan kijelölt változatot kell számításba venni, a kiadott Excell táblázat alapján. A rétegtervek a 2. sz. Mellékletben találhatók. - A ban a T1 és T2 tájolási változatot a személyre szólóan kiadott adatsort tartalmazó Excell táblázat alapján kell felvenni. A felújítás során beépített faablakokat U= 1,2 W/m 2 K, a bejárati ajtót U=1,5 W/m 2 K értékkel kell számításba venni. - A talajon fekvő padlók rétegeinek eredő hővezetési ellenállását és vonalmenti hőátbocsátási tényezőjét a terven szereplő mindkét padló változatban (laminált padló, illl. mázas kerámia burkolat) a 2.sz. Mellékletben megadott rétegtervek alapján kell meghatározni az U R,padló U m =0,50 W/m 2 K követelmény figyelembevételével. A szabályozás II. szintjén: a fajlagos hőveszteségtényező mértékadó értékének (q m ) és számított tényleges értékének (q) meghatározása és a vonatkozó követelmény (q<q m ) ellenőrzése; a nyári túlmelegedés kockázatának számítása ( t b,nyár ). A ot kézi számításként, (a részletszámításokat is bemutató módon) ceruzával kézzel írt, formában, vagy doc. fájlban CD-n, a részletszámításokat is mellékelve lehet leadni a féléves tematikában megjelölt időpontig a névsor alapján kijelölt konzulenseknek. A esetleges elektronikus változatának e-mailon történő elküldése (leadása) nem lehetséges. Budapest, 2016.09.01. dr. Szűcs Miklós egyetemi docens
1. sz. Melléklet: Meglévő családiház alaprajza és metszete az Épületfizika I.- 2. Gyakorló hoz (Családiház energetikai ellenőrzése a 7/2006. (V.24.)TNM rendelet 1.-2. szabályozási szintje követeményeinek megfelelően) (Megjegyzés: Az alaprajzon jelölt É-jel a T1 tájolás-változat, és az ezzel ellentétes irányú a T2 tájolás-változat. (Együtt kezelendők az egyénenkénti méretezési adatokat tartalmazó, kiadott Excell táblázattal!)
2. sz. Melléklet 1) Rétegtervek): 1.1. Padlásfödém rétegterv-változatok (R3) (Követelmény minden födém-változatra: U padlás, <U m 0,30 W/m 2 K): a) Porotherm födém rétegei: - x cm (számítandó vastagságú!) járható kőzetgyapot hőszigetelés (λ= 0,039 W/mK) - Vázkerámiás Porotherm födém (R f =0,325 m 2 K/W) - 1,5 cm vakolat (λ= 0,87 W/mK) b) Fafödém rétegei: - x cm (számítandó vastagságú!) járható kőzetgyapot hőszigetelés (λ= 0,039 W/mK) - 15 cm kőzetgyapot hőszigetelés a szarufák között (λ= 0,039 W/mK) (a fafödém gerendái 1,0 m tengelytávolságra helyezkednek el egymástól, a gerendák keresztmetszete 10x15 cm) (λ fa = 0,13 W/mK) - párafékező fólia - 2,4 cm fenyő deszkázat (λ fa = 0,13 W/mK, a rostok irányára merőlegesen) - 1,5 cm vakolat nádazásra (λ= 0,87 W/mK) c) Vasbeton lemez födém rétegei: - x cm (számítandó vastagságú!) járható közetgyapot lemez hőszigetelés (λ= 0,039 W/mK) - 15 cm vtg. vasbeton lemez födém (λ= 1,55 W/mK) - 1,5 cm vakolat (λ= 0,87 W/mK) (Megjegyzések: a belső (felfelé hűlő) padlásfödém vonatkozó hőátadási tényezőinek értékei az MSZ-04-140-2:1991 szerint: e =12, i =10 W/m 2 K). 1.1. Talajon fekvő padlók rétegeit (R1) az épület alaprajza (ld. 1. sz. melléklet) helyiségenként tartalmazza (Követelmény minden talajon fekvő padló-változatra: U padló <U m 0,50 W/m 2 K): Laminált hajópadló burkolat rétegei: - 0,5 cm vtg. laminált hajópadló (filc alátétre helyezve) (λ= 0,15 W/mK) - 1 cm padlókiegyenlítő réteg (λ= 0,93 W/mK) - 5,0 cm úsztató betonréteg (λ= 1,28 W/mK) - x cm (számítandó vastagságú!) Austrotherm lépésálló hőszigetelés (λ= 0,035 W/mK) - (2 rtg. talajnedvesség elleni bitumenes lemez szigetelés) - 8 cm aljzatbeton (λ= 1,28 W/mK) - (10 cm kavicsterítés) - (termett talaj) Mázas kerámia burkolat rétegei: - 0,5 cm vtg. rag. mázas kerámia burkolat (λ= 1,05 W/mK) - 1 cm padlókiegyenlítő réteg (λ= 0,93 W/mK) - 6,0 cm úsztató betonréteg (λ= 1,28 W/mK) - x cm (számítandó vastagságú!) Austrotherm lépésálló hőszigetelés (λ= 0,035 W/mK) - (2 rtg. talajnedvesség elleni bitumenes lemez szigetelés) - 8 cm aljzatbeton (λ= 1,28 W/mK) - (10 cm kavicsterítés) - (termett talaj) (Megjegyzés: A talajjal érintkező padlószerkezetek esetében a külső oldali hőátadási tényező hatása elhanyagolható, a belső oldali hőátadási tényező értéke: i =6 W/m 2 K). Az egyes rétegek hővezetési ellenállásainak számítása során a 2 rtg talajnedvesség elleni szigetelést-, és az aljzatbeton alatti (zárójelben szereplő) rétegeket a hőtechnikai számításban figyelmen kívül kell hagyni.