Pozemní stavitelství III Přednáší

1. Pozemní stavitelství IIIPřednáší Ing. Jan Mareček Ph.D. Katedra 225 / 311/1 Konzultace lze domluvit na adrese jan.marecek@vsb.cz

2. Obvodové pláště Stavební konstrukci, která tvoří obal budov oddělující vnější prostor od vnitřního nazýváme Obvodovým pláštěm Na konstrukcích svislého obvodového pláště, spodní stavby a střechy se podílí řada specialistů, kteří se musí dohodnout na konečné podobě stavebního díla. Na projektantovi je aby se dohodl s účastníky stavby na kvalitě a ceně, životnosti a odolnosti jednotlivých konstrukcí. Při přípravě se nesmí zapomenout na vnitřní prostředí, které bude sloužit po dobu provozu uživateli. Pro stavbu je určující, v jakém prostoru bude stavba umístěna, jakým povětrnostním podmínkám bude vystavena a jak stavba ovlivní stávající prostor.

3. Obvodové pláště a výplně otvorů Pro osvětlení a průhled slouží transparentní konstrukce Pro komunikace slouží dveře a vrata Pro průduchy jsou to komíny, mřížky a výdechy.

4. Doba kamenná nás překvapuje skladbou konstrukcí bez ohledu na hmotnost

5. Trvanlivost výplní otvorů ve starověku je nad naše měřítka

6. Funkčními vzorky tady zůstaly do dnešních dnů

7. Jednovrstvá akumulační podlaha lázní chladila v létě, hřála v zimě

8. Malé okénko do historie Podle Vitruvia patří mezi základní požadavky na architekturu: „ VENUSTAS – FIRMITAS – UTILITAS “ (krása – pevnost– účelnost)

9. Pohodlné schodiště vypráví o bohatství paláce Knossos

10. Požadavky kladené na obvodové pláště: • Mechanická odolnost a stabilita - Konstrukční normy • Požární bezpečnost - Požárně bezpečnostní normy • Hygiena, ochrana zdraví a životního prostředí • Bezpečnost při užívání • Ochrana proti hluku - Akustické normy • Ochrana na úsporu energie a tepla – Tepelně technické normy • Obvodový plášť by měl vypovídat o tom co se odehrává uvnitř budovy, kdo zde bydlí a pracuje.

11. Obvodový plášť a sochaři

12. Obvodový plášť a geometr

13. Pokřivený obvodový plášť

14. OP a jejich únosnost 1. NOSNÉ (OP tvoří součást nosného systému) 2. SAMONOSNÉ (vynášející svou hmotnost) 3. ZAVĚŠENÉ 4. VYSUTÉ (zakotvené do nosného systému) 5. KOMBINOVANÉ 6. TRANSPARENTNÍ (průhledné konstrukce) 7. PANELOVÉ 8. HRÁZDĚNÉ, RÁMOVÉ

15. OP podle materiálu nosné konstrukce: 1. ZDĚNÉ 2. BETONOVÉ monolitické panelové 3. DŘEVOSTAVBY 4. KOMBINOVANÉ 5. TRANSPARENTNÍ

16. OP podle zatížení • Zatížení kolmo na rovinu pláště • Zatížení v rovině pláště • Zatížení od konstrukcí zavěšených na Op • Zatížení od záchytných bodů pro zabezpečení údržby pláště • Zatížení termické • důsledek teplotních rozdílů, kterými jsou konstrukce vystaveny • vlivem částečného zastínění slunečního záření • vlivem rozdílných teplot v interiéru a exteriéru

17. OP podle umístění tepelné izolace: 1. BEZ IZOLACE - POROTHERM 2. SENDVIČOVÉ PANELY IZOLACE UVNITŘ 3. IZOLACE KONTAKTNÍ VENKOVNÍ VNITŘNÍ 5. ODVĚTRANÁ FASÁDA 6. TROMBEHO STĚNA

18. Teplá voda a architektura

19. Tepelně technické požadavky: • Vývoj tepelné techniky (Stavební fyzika) ve 2.polovině 20. stol. • Návrh konstrukcí vytvářející tepelnou pohodu v interiéru a vedoucí k úspoře energie na vytápění • norma ČSN 73 0540: Tepelná ochrana budov část 1: Terminologie část 2: Požadavky část 3: Návrhové hodnoty veličin část 4: Výpočtové metody

20. Normy

21. ČSN 73 0540 – 2 : 2007 Popis tepelně technického chování konstrukcí z následujících hledisek: • Šíření tepla konstrukcí • Šíření vlhkosti konstrukcí • Šíření vzduchu konstrukcí • Tepelná stabilita místnosti • Prostup tepla obálkou budovy

22. Nejnižší vnitřní povrchová teplota V zimním období, v prostředí s relativní vlhkostí vnitřníhovzduchu do 60% , musí konstrukce (stavební konstrukce a výplně otvorů) splňovat podmínku pro nejnižší vnitřní povrchovou teplotu. Šíření tepla konstrukcí: Je vhodné posoudit TEPLOTNÍ FAKTOR VNITŘNÍHO POVRCHU fRsi ≥ fRsi,N[-]

23. Šíření tepla : Součinitel prostupu tepla Konstrukce ve vytápěných budovách, prostředí s relativní vlhkostí vnitřního vzduchu do 60%, musí konstrukce splňovat podmínku pro součinitel prostupu tepla, podle vztahu: U ≤Un[W/m2.K] kde U je skutečná hodnota součinitele prostupu tepla UNpožadovaná hodnota součinitele prostupu tepla konstrukce

24. Výpočet součinitele prostupu tepla U: Výpočet z tepelného odporu 1 1 U = = [W.m-2.K-1] R R R R + + si se T kde R odpor na při přestupu tepla na vnitřní straně konstrukce R odpor na při přestupu tepla na vnější straně konstrukce R tepelný odpor konstrukce d tloušťka vrstvy součinitel tepelné vodivosti si se d R  = λ λ

25. Přestup tepla • Ochlazování fasády (na vnější straně) závisí na teplotě a rychlosti proudění vzduchu. • Přestup tepla (na vnitřní straně) závisí na proudění vzduchu v interiéru • uprostřed stěny se liší od proudění v rozích • do součinitele přestupu započítáváme i část vyzařování povrchu.

26. Norma ČSN 73540

27. Vážený průměr součinitele prostupu tepla • Výpočet : Plocha rámu x U rámu Plocha skla x U skla Délka rámečku x Ψ rámečku Ztráty celkem / plocha okna

28. Lineární i bodový činitel prostupu tepla

29. Prostup tepla stěnou v cm Rozměry v cm

30. Návrh 2PROSTUP TEPLA – podklady Popis konstrukce typové stěny Řez stěnou v cm Vypočteme jednotlivé tepelné odpory vrstev Řez stěnou vyneseme v měřítku tepelných odporů. Popis venkovního a vnitřního prostředí Na svislou osu naneseme teplotu v interiéru a v exteriéru, označte rozdíl teplot Průběh teplot je mezi hraničními body je lineární. Na výkrese vyznačte teploty na hranici vrstev.

31. Tepelný odpor izolace Tepelný odpor zdiva Prostup tepla v měřítku teplotních odporů stěny Přechodový odpor Přechodový odpor ti Rozdíl teplot Δt te Teplotní odpor konstrukce včetně přechodových odporů

32. Návrh 2PROSTUP TEPLA – POVRCHOVÁ TEPLOTA Grafické znázornění průběhu tepla vrstvami stěn. Skladbu stěn vyneseme na vodorovnou osu v měřítku tepelných odporů. Na svislou osu naneseme stupně návrhových teplot. Průběh teplot je mezi hraničními body je lineární.

33. Prostup tepla v měřítku teplotních odporů stěny POVRCHOVÁ TEPLOTA INTERIÉRU ti POVRCHOVÁ TEPLOTA EXTERIÉRU Rozdíl teplot Δt te Teplotní odpor konstrukce včetně přechodových odporů

34. Vlhko a teplo v dokumentaci V popisu prostředí místností bychom měli vždy uvést Projektovanou teplotu vzduchu ve stupních Celsia, kterou bude topný systém udržovat. Projektovanou vlhkost v procentech parciálního tlaku vodní páry, která se bude v místnosti udržovat. Příklad popisu místnosti: Teplota v místnosti 20 oC vlhkost 60%. To znamená, že bude udržována teplota 20 oC, Parciální tlak nasycené vodní páry 2337 Pa bude udržován na 60% své hodnoty. Při takovém tlaku se bude hmotnost 1m3 vlhkosti vzduchu pohybovat kolem 60% ze 17g/m3 .

35. Vlhkost v interiéru podle užívání • Koupelna v provozu 700 g/hod • Kuchyň dtto 1500 g/hod • Sprcha 2600 g/hod • Odpočívající člověk 60 g/hod • Pracující člověk 300 g/hod • Akvárium 900 g/hod • Rostliny podle velikosti

36. Šíření vlhkosti konstrukcí: • Roční bilance zkondenzované vodní páry uvnitř konstrukce Mc ≤ Mev[kg.m-2.a-1] • Zkondenzovaná vodní pára uvnitř konstrukce Mc = 0 Mc ≤ Mc,N

37. Difuse vodních par DIFUZE – schopnost molekul vodní páry pohybovat se z prostředí o vyšším parciálním tlaku do prostředí s nižším parciálním tlakem. Podle toho, jaký odpor kladou materiály OP podle toho se pohybují molekuly par přes stěnu z místa většího množství do místa menšího množství par ve vzduchu okolního prostředí. Vzduch při teplotě 20oC pojme při 100% nasycení cca 17 g/m3 . Venkovní vzduch při teplotě -15oC pojme při 100% cca 1 g/m3.

38. Kdy dochází ke kondenzaci vodní páry uvnitř konstrukce?

39. Vlhkost venkovního vzduchu podle teploty

40. Tlak a hmotnost nasycených vodních par

41. Změny hmotnosti par v závislosti na provozu místnosti

42. Úprava vlhkosti v místnosti Větráním – výměna suchého venkovníhos vnitřním znehodnoceným vzduchem. Rekuperací – vysušení a úpravou ve vzduchotechnice Difuzí- přes plášť místnosti Infiltrací – přes spáry výplně otvorů Sorpcí - do konstrukce pláště místnosti a interiéru

43. Šíření vzduchu konstrukcí: • norma stanovuje průvzdušnost funkčních spár výplní otvorů iLV ≤ i LV,N [m3.s-1.m-1.Pa-0.67] iLV - součinitel průvzdušnosti funkčních spár výplní otvorů • norma doporučuje výměnu vzduchu v místnosti (v užívané a v neužívané)

44. Energetická charakteristika budovy je hodnocena podle průměrného součinitele prostupu tepla obálkou budovy

45. Tepelné mosty: • Jsou to místa v konstrukci, která se v porovnání se zbývající částí konstrukce odlišuje: • změnou hustoty tepelného toku • změnou vnitřní povrchové teploty • Tzn. že tepelný most je část obvodové konstrukce, kde je výrazně změněn tepelný odpor. • Dva druhy tepelného mostu: • lineární (se shodnými řezy v libovolném řezu) • bodový (bez shodných řezů v libovolném směru) • Tepelné mosty mohou být příčinou vzniku kondenzace a následně vzniku plísní!

46. Aerodynamické požadavky: • Aerodynamika budov se zabývá prouděním vzduchu okolo budov ve vztahu k členitosti OP a jiných vlastností proudění vzduchu. • Z hlediska statiky a dynamiky nosných konstrukcí (zatížení větrem tlak a sání) • z hlediska stavební fyziky • Přestupu tepla • Iinfiltrace • Průvan

47. Tlak a sání větru

48. AERODYNAMICKÉ VLASTNOSTI STAVBY: • Rychlost průměrného větru je 25 m/s Průměrná rychlost větru se mění : • podle výšky budovy, • podle terénu, • podle větrných oblastí.

49. Při proudění kolem dlouhých budov se rychlost zvětší Rychlost bude větší tak aby se objem vzduchu zachoval