OBVODOVÉ PLÁŠTĚ

1. OBVODOVÉ PLÁŠTĚ E-lerningová studijní podpora předmětu Pozemní stavitelství III Prezentace kapitoly 1

2. Náplň přednášek PSIII 2012 • Obvodové pláště budov • Vybrané konstrukce obvodových plášťů. • Doplňkové konstrukce ze dřeva,plastů a kompozitu • Doplňkové konstrukce zámečnické a klempířské. • Výplně otvorů • Okna, dveře, vrata • Transparentní konstrukce

3. Podle Vitruvia patří mezi základní požadavky na architekturu: „ VENUSTAS – FIRMITAS – UTILITAS “ (krása – pevnost– účelnost)

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

5. Pohodlné schodiště jako vstup do paláce Knossos

6. Trvanlivost výplní otvorů ve starověku je nad naše měřítka

7. Funkčními vzorky tady zůstaly do dnešních dnů

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

9. Obvodový plášť a sochaři

10. OP nám představuje budovu jako • Umělecké dílo, které výzdobou a pojetím působí na své okolí • Účelový objekt, kterýse věnuje provozním stránkám budovy. • Úsporný objekt • Protest zažitým způsobům • Přizpůsobení okolní zástavbě • Kombinace všech stylů, tak jak šel čas

11. Kombinace architektury s technikou

12. Obvodový plášť jako šokující napodobenina

13. OBVODOVÉ PLÁŠTĚ A VÝPLNĚ OTVORŮ • Výplně otvorů • stavební konstrukce určené především pro osvětlování vnitřních prostorů a pro komunikace • okna, světlíky dveře,vrata, výkladce • Obvodový plášť • stavební konstrukce tvořící obal budov oddělující vnější prostor od vnitřního (střecha a svislý obvodový plášť

14. FUNKČNÍ POŽADAVKY PRO OBVODOVÉ PLÁŠTĚ: • Mechanická odolnost a stabilita - Konstrukční požadavky • Požární bezpečnost - Požárně bezpečnostní požadavky • Hygiena, ochrana zdraví a životního prostředí • Bezpečnost při užívání • Ochrana proti hluku - Akustické požadavky • Ochrana na úsporu energie a tepla – Tepelně technické požadavky • Estetické požadavky • Aerodynamické požadavky • Hydrodynamické požadavky

15. Stavební zákon, vyhlášky a normy • Nové a rekonstruované stavby musí odpovídat • Energeticky účelným stavbám • Stavby mají mít architektonicky řešený interiér i exteriér, s jasnou strukturou a orientací provozu. • Trvanlivost jednotlivých konstrukcí musí odpovídat celkové životnosti stavby.

16. Ze stavebního zákona v souladu se směrnicí Rady ES 89 / 106 EEC vyplývá, že pro stavbu mohou být použity jen ty výrobky a konstrukce, které splňují následující požadavky: • Mechanická odolnost a stabilita • Požární bezpečnost • Hygiena, ochrana zdraví a životního prostředí • Bezpečnost při užívání • Ochrana proti hluku • Ochrana na úsporu energie a tepla

17. VENKOVNÍ PROSTŘEDÍ a OP • Vítr • Teplo,zima • Vlhkost vzduchu, země • Mikroklima • To vše v otevřeném nebo chráněném místě • Hluk a znečistění z místních zdrojů.

18. VNITŘNÍ PROSTŘEDÍ a OP • Užívání objektu lidmi zvířaty, vybavením. • Zásobování teplem, chladem, vodou, vzduchem. • Odvádění a úpravy znečistěného vzduchu, vody, splašků a odpadků. • Hluk spojený s užíváním objektu.

19. OBVODOVÝ PLÁŠŤ MUSÍ MÍT ODPOVÍDAJÍCÍ ODOLNOST • Konstrukce ve vztahu k působení vnitřních a venkovních sil. • Proti hluku . • Proti šíření a vzniku požáru. • Ve vztahu k ochraně zdraví a životního prostředí

20. JEDNOVRSTVÉ KONSTRUKCE OP • Jsou z jednoho základního materiálu, který plní všechny funkce obvodového pláště • Tepelný odpor • Difuzní odpor • Útlum hluku • Nosnou funkci ve vztahu k vlastní hmotnosti • Spolehlivost ve vztahu k provoznímu zatížení konstrukce

21. VÍCEVRSTVÉ KONSTRUKCE OP • Každá vrstva je odolná vůči jednomu nebo více požadavkům na OP • Příklad skladby sendvičového pláště. • Venkovní ochranná vrstva (pancéřová) • Izolace tepelná • Nosná část z ŽB panelu

22. ZDVOJENÉ KONSTRUKCE OP • Tyto konstrukce jsou rozděleny vzduchovou spárou uzavřenou nebo odvětrávanou. • Odvětrávaná mezera slouží k odvedení vlhkosti a snížení ochlazovacího účinku větru. • Uzavřená mezera je využívána jako doplněk TI a vylehčení konstrukce.

23. DVOJITÉ KONSTRUKCE OP • Tyto konstrukce využívají prostor mezi venkovním a vnitřním pláštěm k optimalizaci tepelných zisků, údržbě, snížení venkovní hladiny hluku. • Zvlášť vhodné jsou u inteligentních domů, které řídí a převádějí přebytky tepla a vlhkosti do prostor, kterým chybí.

24. KONSTRUKČNÍ POŽADAVKY NA OP: • Nenosné OP • Konstrukce obvodového pláště vynáší jen vlastní hmotnost, jsou samonosné. Vodorovné konstrukce je nezatěžují. • U skeletových konstrukcí jsou stěny OP výplňovým prvkem a nesou pouze vlastní váhu. • Nosné OP • Tyto pláště vynáší vlastní váhu i vodorovné konstrukce, jsou součástí nosného systému

25. 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

26. Obvodový plášť z kontajnerů

27. Venkovní prostředí stavby

28. Tlak vzduchu

29. Tlak vzduchu

30. Celkový tlak vzduchu

31. Vlhkost

32. Rychlost větru

33. Pocit teplené pohody • Objektivní faktory: • Teplota vnitřního vzduchu • Povrchová teplota • Radiační teplota • Relativní vlhkost vzduchu • Rychlost proudění vzduchu • Subjektivní faktory: • Hodnota metabolismu • Tepelně izolační vlastnosti oděvu

34. OPTIMÁLNÍ TEPLOTA • . V prostorech, kde člověk odpočívá nebo vykonává jen velmi lehkou práci, je optimální teplota vzduchu mezi 18 a 22 °C. • V místnostech pro nemocné, malé děti a staré osoby by měly být teploty vzduchu nad 22 °C. • Uvedené teploty platí pro rychlost proudění vzduchu do 0,3 m.s

35. ROZDÍL TEPLOTY • Vertikální rozdíl teploty vzduchu způsobuje místní teplotní diskomfort člověka z důvodu nerovnoměrného ochlazování nebo oteplování jednotlivých částí těla. • Vertikální rozdíl mezi teplotou vzduchu v úrovni hlavy a v úrovni kotníků, který by neměl být větší než 2 °C pro stojícího a 1,5 °C pro sedícího člověka.

36. Poměr teplot ta a tp • Požadujeme-li v místnosti výslednou teplotu 18,5 až 21,5 °C, pak má být teplota vzduchu 15 až 25 °C a průměrná teplota vnitřních povrchů konstrukcí se může měnit v rozmezí 12 až 28 °C. • Místní tepelný diskomfort způsobuje asymetrie sálání jednotlivých ploch v místnosti. Ta může být způsobena teplým stropem, chladnou zdí, chladným stropem nebo teplou zdí.

37. 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

38. Šíření tepla konstrukcí: • 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 skutečná hodnota součinitele prostupu tepla konstrukce UNpožadovaná hodnota součinitele prostupu tepla konstrukce Existují dvojí normové hodnoty součinitele prostupu tepla, a to: požadovaná a doporučená hodnota součinitele prostupu tepla pro jednotlivé konstrukce, přičemž doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla jsou určeny pro energeticky úsporné objekty.

39. Výpočet součinitele prostupu tepla U: Výpočet z tepelného odporu 1 1 U = = [W.m-2.K-1] R R R R + + se si 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

40. 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. Vhodné posuzovat bezrozměrnou veličinou TEPLOTNÍ FAKTOR VNITŘNÍHO POVRCHU fRsi ≥ fRsi,N[-] Šíření tepla konstrukcí:

41. Lineární i bodový činitel prostupu tepla

42. AERODYNAMICKÉ VLASTNOSTI STAVBY: • -z hlediska statiky a dynamiky nosných konstrukcí se jedná o minimalizaci tlaku větru. Proto se snažíme o aerodynamický tvar budovy. Hladká fasáda neklade odpor vzduchovým proudům v jednom směru ale pokud dojde ke změně větru nemusí být její tuhost dostatečná. • -z hlediska stavební fyziky se snažíme o minimalizaci ochlazovacího účinku větru vytvářením koutů, říms, závětří a strukturálních fasád. Při turbulenci prostředí kolem vyčnívajících konstrukcí, dochází k odtlačení hlavních větrných proudů a k minimalizaci ochlazování stěn.

43. AERODYNAMICKÉ VLASTNOSTI STAVBY: • Rychlost průměrného větru je 25 m/s při kterém má součinitel přestupu tepla na povrchu stěny hodnotu α=25 W/m2K • Průměrná rychlost větru se mění v čase podle výšky budovy, členitosti terénu. • Vedle průměrné rychlosti musíme brát ohled i na maximální rychlosti podle větrné růžice každého místa stavby.

44. Obtékání budovy větrem

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

47. Tlak větru

48. Vlhkost vzduchu • Ve formě par, jako drobné kapičky • rozptýlené vlhkosti udávané v procentech k hmotnosti možné vlhkosti při nasycení 1m3 vzduchu. • Od toho stavu se odvozuje i parciální tlak par • Průměrné vlhkosti uvedené v tabulce.

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

50. Vodní páry Mohou podobně jako tepelný tok prostupovat konstrukcí. K objasnění toku vodních par je nutný gradient částečných tlaků vodních par. DIFUZE – schopnost molekul vodní páry pohybovat se z prostředí o vyšším parciálním tlaku do prostředí s nižším parciálním tlakem. Difuzní odpor [m] je odpor tloušťky konstrukce (stěny),která odpovídá úplné izolační schopnosti od vlhkosti.