GYAKORLATI ÉPÜLETFIZIKA

Az építés egyik célja olyan terek létrehozása, amelyekben a külső környezettől eltérő állapotok ésszerű ráfordítások mellett biztosíthatók. Adott földrajzi helyen uralkodó éghajlati hatások Éghajlat: az időjárási elemek időbeli összegzéséből tevődik össze, időszakokra vonatkozó statisztikai adatok jellemzik. Időjárási elemek: Külső hőmérséklet Szél Csapadék Napsugárzás Módosító hatások az épület közvetlen környezetében Domborzati és vízrajz Növényzet Környező beépítés Felszíni burkolatok Ipari tevékenység Légszennyezés 2 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

3 http://en.wikipedia.org/wiki/climate

Ultraibolya sugárzás Épületszerkezetek állagvédelme miatt fontos Látható fény A Földre érkező sugárzási energia majdnem fele Spektruma: ibolyától vörösig Infravörös sugárzás A Földre érkező sugárzási energia több mint fele Sugárzási intenzitás a sugárzás energiahozama: W/m 2 Atmoszférán kívül 1300-1400 W/m 2 Földfelszínre érkező sugárzás Direkt sugárzás Diffúz sugárzás (Visszavert sugárzás) 4 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

régió Dél Kelet Nyugat Észak I. 451 227 218 122 II. 433 217 209 117 III. 414 208 200 112 IV. 398 200 192 108 Magyarország területe 4 zónára bontható 5 Tóth Elek: Energetikai számítások a gyakorlatban (előadás)

Éves középhőmérséklet Havi középhőmérséklet Egy év hónapjainak havi középhőmérséklet sorozata jól jellemzi az éves ciklust Hőmérséklet lengés A napi hőmérséklet maximum és minimum különbsége havonként átlagolva jól jellemzi a napi ciklust Szélsőséges értékek Valaha regisztrált maximális vagy minimális pillanatnyi, napi közép, havi közép, stb. hőmérséklet Tervezési értékek A szélső értékeknél enyhébbek A tervezési értéknél kedvezőtlenebb érték előfordulásának kockázata elfogadhatóan kicsi 6 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

Kifejezi, hogy a fűtési idény folyamán a külső és a belső tér közötti hőmérsékletkülönbség mekkora és milyen hosszú időtartamú Idő hőmérsékletkülönbség Mértékegysége: nap-fok, óra-fok Belső, állandó hőmérséklet Külső, változó hőmérséklet Hőmérséklet, melynél a fűtést megkezdjük és befejezzük Fűtési időszak 8 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

régió adatforrás hőfokhíd [hk] fűtési idény [h] I. Pécs 68 000 4 100 II. Szeged 70 000 4 200 III. Debrecen 74 000 4 400 IV. Miskolc 78 000 4 600 V. Kékestető 100 000 5 000 Magyarország területe 5 régióra bontható 9 Tóth Elek: Energetikai számítások a gyakorlatban (előadás)

A légköri áramlások kialakulásának két alapvető oka: a terepfajták eltérő mértékű melegedése és a bolygó forgásából származó Coriolis-erő. Sebesség: nagyság + irány Sebesség intervallumok gyakorisága Égtájak szerint Évre, évszakra, hónapra Uralkodó szélirány Mérés: 10 méter magasan A szél a talaj közelében súrlódik Növényzet miatt Épített környezet miatt Parabolikus függvénykép 10 http://hu.wikipedia.org/wiki/sz%c3%a9l Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

Évre, évszakra, hónapra várható/jellemző mennyiség Egységnyi alapfelületre, a vízoszlop magassága mm-ben Zápor intenzitása Liter/perc*m 2 ; mm/perc*m 2 Hótakaró vastagsága Egységnyi alapfelületre, cm-ben Csapóeső jellemzése Csapadékmennyiség és a szélsebesség szorzata 12 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

Direkt napsugárzás Szórt napsugárzás Párolgás Infravörös sugárzás a légkörből A test infravörös sugárzása Szél konvekció Visszavert napsugárzás Hővezetés A talaj infravörös sugárzása 14 http://thermalnet.missouri.edu/_images/heat_transfer.jpg

Az egyik általános szemléletű megfogalmazás szerint, azt mondja ki, hogy egy elszigetelt rendszer állapota az időben a termikus egyensúly felé halad. A tétel egyik következménye, hogy nem létezik másodfajú örökmozgó. Megfogalmazások: Rudolph Clausius: Nincs olyan folyamat, amely eredményeképpen a hő az alacsonyabb hőmérsékletű rendszer felől a magasabb hőmérsékletű felé adódik át. Lord Kelvin: Nem létezik olyan folyamat, amely során egy hőtartály által felvett hő teljes egészében munkává alakítható. Vagy: Elszigetelt rendszer entrópiája (egy rendszer rendezetlenségi foka) nem csökkenhet. Vagy: Spontán módon csak azok a folyamatok mennek végbe, amelyek entrópianövekedéssel járnak. 15 http://hu.wikipedia.org/wiki/a_termodinamika_m%c3%a1sodik_f%c5%91t%c3%a9tele https://hu.wikipedia.org/wiki/entr%c3%b3pia

Hő (energia) Kölcsönhatások következtében felvett vagy leadott energia Hőáram A hő hőmérsékletkülönbség hatására létrejövő áramlása Extenzív mennyiség Hőmérséklet Anyagok fizikai jellemzője, állapothatározó Hőáramsűrűség Az egységnyi felületen áthaladó hőáram Intenzív mennyiség 16 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

Kifejezi, hogy mekkora hőáram képes áthaladni egységnyi vastagságú, az áramlásra merőlegesen egységnyi felülettel bíró anyagon, egységnyi hőmérsékletkülönbség hatására Az anyagok testsűrűsége és a hővezetési tényezője között egyenes arányosság fedezhető fel. Értéke függ: Anyag hőmérsékletétől (elhanyagolható) Anyag nedvességtartalmától Anyag testsűrűségétől és annak változásaitól Korrigált hővezetési tényező Tükrözi az anyag beépítésének és használatának módját A korrekciós tényező Táblázatból választandó az anyag felhasználási módja szerint Több hatás esetén a korrekciós tényezőket összegezni kell Ugyanazon anyag különböző típusú beépítéseivel más és más hővezetési értéket kaphatunk 17 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

Egydimenziós, állandósult, forrásmentes Pl: palástján tökéletesen hőszigetelt rúd két végpontja között Pl.: végtelen nagy homlokfelületű sík fal párhuzamos felületei között A hőáram Egyenesen arányos A hőmérséklet különbséggel A homlokfelület nagyságával Az fal hővezetési tényezőjével Fordítottan arányos A fal vastagságával A hőáramsűrűség A két felület között konstans Homogén anyagú fal esetén a hőmérsékletváltozás a két felület között egyenletes 18 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

Réteges fal esete 19 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

Az előző képlet bevezetve a hővezetési ellenállás fogalmát 20 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

Ha folyadék vagy gáz egy tőle különböző hőmérsékletű szilárd test felületével érintkezik, akkor a közöttük hőáram indul meg. A hőáram nagysága: Hőátadási tényező: az egységnyi felületen, egységnyi hőmérsékletkülönbség hatására átadott hőáram. Értékét befolyásolja: Hőmérsékletkülönbség Felület nagysága Felület helyzete A folyadék vagy gáz áramlása Hősugárzás jelensége Hőátadási ellenállás: 21 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

Épületszerkezetek és a levegő közötti szokásos hőátadási tényezők 22 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

Hőátadás + Hővezetés + Hőátadás = Hőátbocsátás 23 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

Hőáram Hőátadás + Hővezetés + Hőátadás = Hőátbocsátás Tényezők Ellenállások 24 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.