VLIV SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ NA VĚTRANÉ STŘEŠNÍ KONSTRUKCE

Transkript

1 VLIV SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ N VĚTRNÉ STŘEŠNÍ KONSTRUKCE ZÁKLDNÍ PŘEDPOKLDY Konstrukce douplášťoých ětraných střech i fasád ke sé spráné funkci yžadují tralé ětrání, ale případě, že proedeme, zjistíme, že ne ždy konstrukce ětrají a pokud ano, tak často elmi nestejnoměrně. Faktorů které toto ětrání oliňují je celá řada, to také dalo podnět k ýzkumu, který má za cíl zjistit hlaní oliňující faktory proudění a zda je s nimi spráně počítáno i metodice současného způsobu ýpočtu a následného nárhu ětraných konstrukcí, která je uedena ČSN CHRKTERISTIK OBJEKTŮ Měření probíhaly periodicky po dobu 2 měsíců a to jak u šikmých střech, tak i u fasád a to ždy na několika místech, nicméně tomto článku je řešeno pouze sronání dou objektů se šikmou střechou, které pro názornou ukázku plně dostačují. Poronejme tedy teorii s praxí. Volba objektů byla náhodná, ale byly zoleny tak, aby se nacházely jedné lokalitě pro možnost poronání. Charakteristika objektů: Objekt - Šikmá střecha délka nadmořská ýška 445 m.n.m. sklon 48 Objekt 2 - Šikmá střecha délka nadmořská ýška 436 m.n.m. sklon 4 Obr. : Zkoumaný objekt č. (neytápěná část a bez tepelné izolace) Obr. 2: Zkoumaný objekt č. 2 (ytápěný, s tepelnou izolací) VÝSLEDKY Z MĚŘENÍ U každého je zde přiložena tabulka se základními informacemi o místě, jako jsou datum, čas a základní charakteristika ětrané mezery místě kde bylo proáděno. Z grafů je patrný průběh teplot konstrukci (ruboá strana krytiny, teplota zduchu mezeře a teplota rosného bodu) a souislosti s průběhem teplot je idět i průběh proudění zduchu. Záislost rychlosti proudění na nárůstu teploty během dne je zde zcela eidentní. Také je zde možno idět praktické zastaení proudění zduchu e ětrané mezeře během noci. Proudění probíhá e dne i noci e stále stejné konstrukci, jedinými proměnnými podmínkami jsou zde změny dne a noci. Z toho lze usoudit, že li slunečního záření je zcela zásadní. Vli ětru, deště a dalších možných aspektů zde byl také řešen díky podpoře hydrometeorologického ústau, ale jejich ýznam oproti slunečnímu záření byl o dost menší a měl ýznam jen na částečném zýšení či snížení rychlosti proudění zduchu, což je idět i z určité nepraidelnosti a ýchylkách grafů.

2 místo den začátek konec délka nadmořská ýška orientace ke sětoým stranám :0 24: :00 24:00 -d :00 24: m.n.m :00 24: :00 6:3 sklon ýška plocha nasáacích a odáděcích otorů hloubka ětrané mezery mm 670 mm 959 mm 2 /m 3786 mm 2 /m 20 mm 20 mm Obr. 3: Tabulka specifikace místa - prní na objektu č., strana d (prní strana - u okapu) Teplota zduchu Teplota krytiny Rosný bod ,500 m/s Rychlost proudění,250 m/s,000 m/s 0,750 m/s 0,500 m/s 0,250 m/s 0,000 m/s Vlhkost zduchu 00% Obr. 4: Grafy průběhů teplot a rychlostí proudění zduchu - objekt č., strana d (prní strana - u okapu) 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 0% 0% 30 mb Tlak par 25 mb 20 mb 5 mb 0 mb Obr. 5: Místo proádění - objekt č., strana d (prní strana - u okapu) 5 mb [mm] Obr. 6: Detail místa proádění - objekt č., strana d 0 mb 2

3 místo den začátek konec délka nadmořská ýška orientace ke sětoým stranám :4 24: :00 24:00 5-2d :00 24: :00 24: m.n.m mm 70 mm 959 mm 2 /m 086 mm 2 /m 20 mm 20 mm :00 24: :00 7:59 sklon ýška Obr. 7: Tabulka specifikace místa - páté na objektu č., strana 2d (druhá strana - u okapu) plocha nasáacích a odáděcích otorů hloubka ětrané mezery Teplota zduchu Teplota krytiny Rosný bod :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00:00,500 m/s Rychlost proudění,250 m/s,000 m/s 0,750 m/s 0,500 m/s 0,250 m/s 0,000 m/s :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00:00 Vlhkost zduchu 00% Obr. 8: Grafy průběhů teplot a rychlostí proudění zduchu - objekt č., strana 2d (druhá strana - u okapu) 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 0% 0% :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00:00 30 mb Tlak par 25 mb 20 mb 5 mb 0 mb Obr. 9: Místo proádění - objekt č., strana 2d (druhá strana - u okapu) 5 mb [mm] Obr. 0: Detail místa proádění - objekt č., strana 2d 3 0 mb :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00:00

4 orientace ke plocha nasáacích a místo začátek konec nadmořská ýška den sětoým sklon odáděcích otorů délka ýška stranám :50 24: :00 24:00 3-d :00 24: m.n.m mm 840 mm mm 2 /m 970 mm 2 /m :00 24: :00 7:20 hloubka ětrané mezery 39 mm 39 mm Obr. : Tabulka specifikace místa - třetí na objektu č. 2, strana d (prní strana - u okapu) Teplota zduchu Teplota krytiny Rosný bod :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00:00,500 m/s Rychlost proudění,250 m/s,000 m/s 0,750 m/s 0,500 m/s 0,250 m/s 0,000 m/s :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00:00 Vlhkost zduchu Obr. 00% 2: Grafy průběhů teplot a rychlostí proudění zduchu - objekt č. 2, strana d (prní strana - u okapu) 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 0% 0% :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00:00 30 mb Tlak par 25 mb 20 mb 5 mb 0 mb Obr. 3: Místo proádění - objekt č. 2, strana d (prní strana - u okapu) Obr. 4: Detail místa proádění - objekt č. 2, strana d [mm] 5 mb 0 mb :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00:00 4

5 TEORETICKÝ VÝPOČET Výpočtem můžeme snadno yčíslit rychlost prodění zduchu dle normy ČSN , kde se rychlost proudění zduchu e ětrané zduchoé rstě ca [m s - ] stanoí takto: a) přibližně, hodnotami pro nárh a oěření e dou mezních polohách 0, a 0, a ca, min 3 ca, max 9 b) přesněji ýpočtem ze ztahů V normě je elmi podrobný ýpočet dle bodu b), který bere úahu řadu dalších faktorů, jako jsou například tlakoá ztráta třením, délka ětrané mezery, ýškoé rozdíly, sazené odpory atd., nicméně ani zde není nikterak započten li slunečního záření, které je z grafů zcela eidentní. Z tohoto důodu můžeme pro sronání požít ýpočet základní rychlosti proudění pouze dle bodu a). Objekt č. strana =, ,67=0,0080 m 2 (plocha průřezu stupního nebo ýstupního otoru - menšího z nich) = ,67=0,034 m 2 (plocha průřezu, pro který se stanouje rychlost proudění) a =,50 m s - (rychlost enkoního zduchu dle ČSN budoa nechráněná, zatížení zýšené) 0,0080 m s 0,034 0,0080, max 0,9 a 0,9,50 0, 806 m s 0,034 ca, min 0,3 a 0,3,50 0, 269 ca Objekt č. strana 2 =0, ,7=0,0077 m 2 (plocha průřezu stupního nebo ýstupního otoru - menšího z nich) = ,7=0,042 m 2 (plocha průřezu, pro který se stanouje rychlost proudění) a =,50 m s - (rychlost enkoního zduchu dle ČSN budoa nechráněná, zatížení zýšené) 0,0077 m s 0,042 0,0077, max 0,9 a 0,9,50 0, 732 m s 0,042 ca, min 0,3 a 0,3,50 0, 244 ca Objekt č. 2 strana =9, ,84=0,0082 m 2 (plocha průřezu stupního nebo ýstupního otoru - menšího z nich) = ,84=0,0328 m 2 (plocha průřezu, pro který se stanouje rychlost proudění) a =,50 m s - (rychlost enkoního zduchu dle ČSN budoa nechráněná, zatížení zýšené) 0,0082 m s 0,0328 0,0082, max 0,9 a 0,9,50 0, 338 m s 0,0328 ca, min 0,3 a 0,3,50 0, 3 ca 5

6 SHRNUTÍ Sronání naměřených a ypočtených hodnot zjistíme o kolik se liší. naměřené hodnoty [m s - ] ypočtené hodnoty [m s - ] měřený úsek ca, min ca, max ca, min ca, max objekt -d 0,000 0,728 0,269 0,806 objekt -2d 0,000,02 0,244 0,732 objekt 2-d 0,000 0,65 0,3 0,338 Z tabulky je zcela patrné, že během noci když dle proudění prokazatelně ustáá, by nám dle ýpočtu měl stále konstrukci proudit zduch. měřené období objekt 2 (s minerální izolací) objekt (bez minerální izolace) ca, průměr za rok [m s - ] ca, průměr za rok [m s - ] noc 0,03 0,06 den - bez oslunění 0, 0,7 den - li oslunění 0,6 0,20 Tabulka ukazuje průměrné hodnoty za období jednoho roku (2007/2008). I když objekty měli různou ellikost ětrací mezery, li oslunění je zde u obou patrný a to nárůstu průměrné rychlosti proudění o cca 30%. Rozdíl mezi dnem a nocí je zde podstatně ýraznější a to až desetinásobně, průměrně činí cca 300%. ZÁVĚR Z ýsledku idíme, že dosaadní normoé ýpočetní postupy zatím nepočítají se zásadním liem slunečního záření, respektie doby, kdy sluneční záření na konstrukci nikterak nepůsobí. Do této kategorie kromě nočních hodin patří i li tralého stínu zástabě, lesního porostu či sněhoé pokrýky zimním období na střechách, kde díky téměř úplnému zastaení proudění dochází k elmi rychlému zýšení relatiní lhkosti zduchu e ětrané mezeře. KREL SEDLÁČEK Ing. Karel Sedláček (*979) absolent FS ČVUT Praze, obor pozemní staby a architektura. V současné době absoluje studium doktorského programu na ČVUT - FS Praze, katedra konstrukcí pozemních staeb a pracuje e společnosti Saint-Gobain Orsil s.r.o. jako produktoý manažer. Recenzoal: Ing. Jiří Sedláček, CSc Literatura: ČSN ČSN ČSN ČSN Zdroje: Text byl zpracoán za podpory MSM