Úvod do předmětu Základní pojmy Faktory ovlivňující kvalitu vnitřního prostoru Působení Slunce na budovu



Podobné dokumenty
Tepelně vlhkostní bilance budov

PROJEKT III. (IV.) - Vzduchotechnika 1. Popis výpočtu tepelné zátěže klimatizovaných prostor podle ČSN

KLIMATIZACE A PRŮMYSLOVÁ VZDUCHOTECHNIKA VYBRANÝ PŘÍKLAD KE CVIČENÍ II.

Systémy pro využití sluneční energie

= [-] (1) Přednáška č. 9 Využití sluneční energie pro výrobu tepla 1. Úvod Součinitel znečištění atmosféry Z: Kde: I 0

Budova a energie ENB větrání

SFA1. Oslunění a proslunění budov. Přednáška 3. Bošová- SFA1 Přednáška 2/1

Budova a energie ENB vytápění a chlazení

Dřevostavby komplexně Energetická náročnost budov a nové energetické standardy

ZÁVISLOSTI DOPADAJÍCÍ ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ NA PLOCHU

Pohled na energetickou bilanci rodinného domu

Výpočet potřeby tepla na vytápění

Stavební Fyzika 2008/ představení produktů. Havlíčkův Brod

1.1 Oslunění vnitřního prostoru

2.1 Vliv orientace budovy ke světovým stranám na její tepelnou bilanci

Měření parametrů vnitřního prostředí v pasivní dřevostavbě MSDK

BH059 Tepelná technika budov

TZB - VZDUCHOTECHNIKA

OBSAH Úvod 3 1. Denní světlo a sluneční záření v budovách

1. Hodnocení budov z hlediska energetické náročnosti

VÝPOČET ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOV A PRŮMĚRNÉHO SOUČINITELE PROSTUPU TEPLA podle vyhlášky č. 148/2007 Sb. a ČSN

termín pasivní dům se používá pro mezinárodně uznávaný standard budov s velmi nízkou spotřebou energie a vysokým komfortem bydlení pasivní domy jsou

TZB - VZDUCHOTECHNIKA

Obr. 4 Změna deklinace a vzdálenosti Země od Slunce v průběhu roku

VÝPOČET ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI A PRŮMĚRNÉHO SOUČINITELE PROSTUPU TEPLA NÍZKOENERGETICKÝCH RODINNÝCH DOMŮ

Univerzitní centrum energeticky efektivních budov, České vysoké učení technické, Buštěhrad

Obnovitelné zdroje energie Solární energie

PROTOKOL MĚRNÉ ROČNÍ POTŘEBY TEPLA NA VYTÁPĚNÍ

Určeno pro Navazující magisterský studijní program Stavební inženýrství, obor Pozemní stavby, zaměření Navrhování pozemních staveb

Pasivní domy v době klimatické změny

VÝPOČET ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOV A PRŮMĚRNÉHO SOUČINITELE PROSTUPU TEPLA podle vyhlášky č. 148/2007 Sb. a ČSN

Úspory energie v pasivním domě. Hana Urbášková

Problematika nízkoenergetických budov

PASIVNÍ DOMY NÁVRH. ING. MICHAL ČEJKA Certifikovaný konzultant a projektant pasivních domů

Dostavba sportovní haly u ZŠ Černošice Mokropsy Vi. Studie zastínění, denního osvětlení a oslnění

Návrh nové vyhlášky, kterou se stanoví podrobnosti energetické náročnosti budov II. část

ENS. Nízkoenergetické a pasivní stavby. Cvičení č. 4. Vysoká škola technická a ekonomická V Českých Budějovicích

Téma sady: Všeobecně o vytápění. Název prezentace: základní pojmy 3

Ing. Pavel Hrzina, Ph.D. - Laboratoř diagnostiky fotovoltaických systémů Katedra elektrotechnologie K13113

Vysoká škola technická a ekonomická V Českých Budějovicích. Energetický audit budov EAB. Seminář č. 4. Ing. Michal Kraus, Ph.D. Katedra stavebnictví

rekreační objekt dvůr Buchov orientační výpočet potřeby tepla na vytápění stručná průvodní zpráva

Porovnání tepelných ztrát prostupem a větráním

THE APPLICATION OF MATHEMATICAL MODEL TO CALCULATE THE STABLE CLIMATE BY TERUNA SOFTWARE. Olga Navrátilová, Zdeněk Tesař, Aleš Rubina

Energetická náročnost budov

Studie snížení tepelné zátěže rodinného domu při použití stínicích prvků

IDENTIFIKAČNÍ ÚDAJE ZAKÁZKY ZHOTOVITEL: Thákurova 7, Praha 6, IČO: , DIČ:

Obnovitelné zdroje energie Budovy a energie

ICS Listopad 2005

Energetická certifikace budov v České republice. Petr Sopoliga ENVIROS, s.r.o., Praha

Astronomie jednoduchými prostředky. Miroslav Jagelka

Porovnání energetické náročnosti pasivního domu, nízkoenergetického domu a energeticky úsporného domu

TZB Městské stavitelsví

Okrajové podmínky pro tepelně technické výpočty

Komplexní vzdělávací program pro podporu environmentálně šetrných technologií ve výstavbě a provozování budov

Novinky v oblasti vytápění a přípravy teplé vody. Roman Vavřička. Teplá voda vs. Vytápění

ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA

Technologie staveb Tomáš Coufal, 3.S

Pokrytí potřeby tepla na vytápění a ohřev TV (90-95% energie užité v domě)

Vliv střešních oken VELUX na potřebu energie na vytápění

Návrh nové vyhlášky, kterou se stanoví podrobnosti energetické náročnosti budov. Jan Pejter, Enviros s.r.o., Praha

PROCESY V TECHNICE BUDOV 12

Obnovitelné zdroje energie Budovy a energie

Tematické okruhy z předmětu Vytápění a vzduchotechnika obor Technická zařízení budov

BH059 Tepelná technika budov přednáška č.1 Ing. Danuše Čuprová, CSc., Ing. Sylva Bantová, Ph.D.

Vyhláška 78/2013 Sb. o energetické náročnosti budov. Ing. Jan Schwarzer, Ph.D. 1

Porovnání energetické náročnosti pasivního domu, nízkoenergetického domu a energeticky úsporného domu

Energetický audit a hodnocení energetické náročnosti budov

Možné dopady měnícího se klimatu na území České republiky

solární systémy Copyright (c) 2009 Strojírny Bohdalice, a.s.. All rights reserved. STISKNI ENTER

ŘÍZENÉ VĚTRÁNÍ RODINÝCH DOMŮ A BYTŮ. Elektrodesign ventilátory s.r.o

Nezávislost na dodavatelích tepla možnosti, příklady. Tomáš Matuška Ústav techniky prostředí Fakulta strojní, ČVUT v Praze

Jak se projevuje změna klimatu v Praze?

EFEKTIVNÍ ENERGETICKÝ REGION JIŽNÍ ČECHY DOLNÍ BAVORSKO

Zakázka číslo: StaJ. Energetická studie pro program Zelená úsporám. Bytový dům Královická Brandýs nad Labem Stará Boleslav

Voda jako životní prostředí - světlo

EFEKTIVNÍ ENERGETICKÝ REGION JIŽNÍ ČECHY DOLNÍ BAVORSKO

základy astronomie 1 praktikum 3. Astronomické souřadnice

Studie oslunění a denního osvětlení. půdní vestavba objektu Tusarova 32, Praha 7

KVALITA VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ A HODNOCENÍ PROVOZU ENERGETICKY ÚSPORNÝCH STAVEB Miroslav Urban

Úloha V Modelování a výpočet proslunění obytných budov programem SunLis

SOFTWARE PRO STAVEBNÍ FYZIKU

VÝPOČET TEPELNÝCH ZTRÁT

Příloha č. 5 k vyhlášce č. xxx/2006 Sb Vzor protokolu pro průkaz energetické náročnosti budovy. 1. Identifikační údaje

SF1 Osvětlení a akustika

Infračervená termografie ve stavebnictví

Školení DEKSOFT Tepelná technika 1D

148 VYHLÁŠKA ze dne 18. června 2007 o energetické náročnosti budov

ENERGETICKÉ HODNOCENÍ BUDOV

Simulace letního a zimního provozu dvojité fasády

Ing. Václav Helebrant, Ing. Lada Turečková

VÝPOČET TEPELNÝCH ZTRÁT

10. Energeticky úsporné stavby

Solární kolektory a solární soustavy pro obytné budovy. Tomáš Matuška Ústav techniky prostředí, Fakulta strojní ČVUT v Praze

Vliv EPBD II, zákona o hospodaření energií a vyhlášky o energetické náročnosti budov na obálku budov

13/7.4 SAMOČINNÉ ŘÍZENÍ PROVOZU ŽALUZIÍ A OKEN VE VAZBĚ NA KLIMATIZAČNÍ FUNKCE A NA OSVĚTLENÍ

Klíčové faktory Průkazu energetické náročnosti budov

SOLÁRNÍ SYSTÉM S DLOUHODOBOU AKUMULACÍ TEPLA VE SLATIŇANECH ANALÝZA PROVOZU

Průměrný součinitel prostupu tepla budovy

WiFi: název: InternetDEK heslo: netdekwifi. Školení DEKSOFT Tepelná technika

2) Povětrnostní činitelé studují se v ovzduší atmosféře (je to..) Meteorologie je to věda... Počasí. Meteorologické prvky. Zjišťují se měřením.

Transkript:

CT 52 Technika prostředí LS 2013 Úvod do předmětu Základní pojmy Faktory ovlivňující kvalitu vnitřního prostoru Působení Slunce na budovu 1. Přednáška Ing. Olga Rubinová, Ph.D. 1

Cíl předmětu / profil absolventa Vnitřní prostředí budov a jeho tvorba systémy techniky prostředí (vytápění + vzduchotechnika) Budova a energie 2

Cíl předmětu / profil absolventa CÍL PŘEDMĚTU Cílem předmětu je osvojení vědomostí o vnitřním prostředí budov a technických prostředcích k jeho tvorbě. Absolvent bude: schopen rozpoznat faktory ovlivňující kvalitu vnitřního prostředí budov, znát složky mikroklimatu budov, schopen analyzovat kvalitu vzduchu a navrhovat opatření k její optimalizaci, schopen vyhodnotit tepelnou bilanci lidského organismu a posoudit tepelný stres člověka v konkrétních podmínkách pracovního prostředí, znát hygienické požadavky na pracovní prostředí a bude schopen navrhnout technická opatření k jejich zajištění, mít přehled o energetických systémech budov schopen určit spotřebu energie na provoz systémů vytápění, chlazení, vzduchotechniky, ohřevu teplé vody a osvětlení. mít znalosti o systémech techniky prostředí v budovách s nízkou spotřebou energie. 3

Požadované předchozí znalosti pro Techniku prostředí 4

Motivace Kdyby lidem nevadily zima a vítr, žili by v jeskyni. Kdyby jim nevadil kouř, bydleli by v týpí s otevřeným ohništěm. Cílem budov je vytvořit příjemné, zdravé a bezpečné prostředí. Znalosti o vnitřním prostředí v budovách jsou tedy pro návrh staveb výchozí. K pochopení mechanismů, které formují vnitřní prostředí budov, k poznání způsobů, jak prostředí ovlivňuje lidské zdraví, k nastínění technických prostředků, jak prostředí cílevědomě utvářet. 5

Struktura předmětu Navazující magisterský studijní program Stavební inženýrství Ročník 1. Obor Pozemní stavby Zaměření NPS + TZB Aktivita ve cvičení ovlivňuje výsledek zkoušky! http://www.fce.vutbr.cz/tzb/rubinova.o OSNOVA PŘEDMĚTU týden přednáška 1 Faktory ovlivňující kvalitu vnitřního prostoru 2 Tepelná pohoda a rovnováha člověka 3 Vlhkost v budovách 4 Hodnocení tepelně vlhkostního mikroklimatu budov 5 Vzduch, který dýcháme 6 Hodnocení a zvyšování kvality vzduchu 7 Hygienické požadavky na pracovní prostředí 8 Energetická náročnost a legislativa ČR 9 ENB osvětlení a teplá voda 10 ENB vytápění a chlazení 11 ENB větrání 12 Problematika nízkoenergetických budov 13 Další složky mikroklimatu budov Rozsah 2 + 2 Ukončení Z + ZK PŘEDNÁŠKA CVIČENÍ Dílčí úlohy dokumentující roli techniky prostředí při tvorbě vnitřního prostředí budov 6

Osnova předmětu Harmonogram přednášek týden přednáška 1 Faktory ovlivňující kvalitu vnitřního prostoru 2 Tepelná pohoda a rovnováha člověka 3 Vlhkost v budovách 4 Hodnocení tepelně vlhkostního mikroklimatu budov 5 Vzduch, který dýcháme 6 Hodnocení a zvyšování kvality vzduchu 7 Hygienické požadavky na pracovní prostředí 8 Energetická náročnost a legislativa ČR 9 ENB vytápění a chlazení 10 ENB osvětlení a teplá voda 11 ENB větrání 12 Problematika nízkoenergetických budov 13 Další složky mikroklimatu budov 7

Osnova předmětu Harmonogram cvičení Početní příklady experiment 1 Oslunění staveb a vnitřního prostoru Sluneční hodiny 2 Orientace budovy a její tepelná bilance Výkon otopného tělesa 3 Produkce tepla člověkem Energetická bilance člověka 4 Vlhkost vzduchu a mikroklima budov Odpar vody z volné hladiny 5 Hodnocení tepelně vlhkostního mikroklimatu 6 Kvalita vzduchu a větrání Kvalita vzduchu 7 Pracovní prostředí Hra s vůněmi 8 Systémy vytápění a chlazení a mikroklima budov 9 ENB okrajové podmínky a teplá voda 10 Tepelná bilance a potřeba tepla pro vytápění 11 Energetická náročnost osvětlení 12 ENB větrání / klasifikace Tepelně vlhkostní MK v učebnách Protisluneční ochrana budov 8

Osnova předmětu Harmonogram cvičení Početní příklady Experiment 9

Webová stránka předmětu http://www.fce.vutbr.cz/tzb/rubinova.o 10

11

Základní pojmy agencie látky hmotnostního nebo energetického charakteru působící na subjekt optimalizace mikroklimatu = zásah do: zdroje - pole přenosu - subjekt zdroj agencií pole přenosu subjekt Příklad: zraková pohoda / oslnění 12

Základní pojmy komplexní ekosystém soustava složená ze: - subjektu (člověka) - prostředí, se kterým je v interakci = pole přenosu - zdroje agencií ekosystém zdroj agencií pole přenosu subjekt 13

14

Tvorba TV-IM staveb vnější faktory klimatické podmínky čistota venkovního vzduchu zeměpisná poloha nadmořská výška charakter krajiny (rovina, hory, město) stavební konstrukce stěna okno výsledný stav prostředí vnitřní faktory člověk technické vybavení budovy větrání vytápění klimatizace provoz budovy 15

Roční průběh teploty a vlhkosti vzduchu 16

Distribuce Slunečního záření na Zemi http://www.eamos.cz/amos/kek/externi/kek_407/02/02.htm 17

Zeleň ohraničení prostoru snížení slunečního jasu a tepelného záření regulace obtékání budovy větrem - větrná a hluková bariéra omezení denního vzestupu teploty (adiabatickým chlazením) a nočního sálání z listů se odpaří 10x více vody než ze stojaté hladiny se stejnou plochou. 1 m 2 ostříhaného trávníku má plochu až 150 m 2 čištění vzduchu a produkce kyslíku listnaté stromy v létě stíní a v zimě umožňují pasivní solární zisky 120 kwh/den (celková energie) 1 % fotosyntéza 5 10 % odražené světlo 5 10 % vysálané teplo 5 10 % ohřev půdy cca 60 % výpar vody (70 kwh, 250 MJ, 100l) Průměr koruny 5m plocha 20 m 2 18

Vodní plochy Akumulace tepelné energie zmenšení kolísání (amplitudy) vzduchu Menší noční sálání půdy v důsledku vyšší vlhkosti vzduchu Menší výskyt jarních a podzimních mrazíků Golfský proud 19

Teplota venkovního vzduchu a TV-IM staveb Teplota vzduchu je stěžejním faktorem tepelné bilance v zimním období. Téměř 300 dnů v roce se venkovní teplota pohybuje v rozmezí 0 až 20 C. Aktuální teplota vnějšího vzduchu je významná zejména pro větrání (dimenzování výměníků, distribuce teplotně neupraveného vzduchu). Volba výpočtové teploty ovlivňuje tepelný komfort za extrémních klimatických podmínek a také velikost zdrojů tepla a chladu. 20

Vlhkost venkovního vzduchu a TV-IM staveb Obsah vodní páry ve vzduchu závisí významně na jeho teplotě, proto v ročním cyklu vykazuje vlhkost vzduchu velké kolísání, nejnižší je v zimě a nejvyšší v létě. Proto je v zimě v interiéru budov suchý vzduch, zatímco v létě je vlhkost vysoká. Vlhkost vzduchu v konkrétní lokalitě ovlivňují také vodní plochy a rostliny (odparem). To ovlivňuje vlhkostní bilanci budov. Nejvyšší teploty vzduchu nejsou doprovázeny nejvyšší vlhkostí maxima teploty a vlhkosti vzduchu nejsou současná. Nejvyšší absolutní vlhkost má venkovní vzduch při cca 20 C. 21

22

Původ veškeré energie na Zemi je ve Slunci Na každý čtvereční metr zemského povrchu dopadá v našich podmínkách za jeden rok 1 200 kwh sluneční energie, to je srovnatelné s množstvím energie uvolněné při spálení 250 kg uhlí. Přenos energie od Slunce na zemský povrch trvá přibližně 8 minut. Spektrum slunečního záření zahrnuje: ultrafialové záření (cca 7%) viditelné záření (cca 48 %) infračervené záření (cca 45 % ) intenzita slunečního záření (výkon) energie slunečního záření sluneční svit (délka trvání) 23

Nerovnoměrnost pohybu Slunce kolem Země 24

Sluneční deklinace 23,45 sin 29,7 M 0,98 D 109 25

Délka dne a noci ve významných dnech roku kde prochází... +90,0 severní pól +66,5 severní polární kruh +50,0 rovnoběžka v ČR +23,5 obratník Raka 0,0 rovník dat. 20-21. 3. 21. či 22. 6. 23. 9. 21. či 22. 12. trvá (jarní) (letní) (podzimní) (zimní) rovnodenost slunovrat rovnodenost slunovrat den 24 h 24 h 24 h 0 h noc 0 h 0 h 0 h 24 h den 12 h 24 h 12 h 0 h noc 12 h 0 h 12 h 24 h den 12 h 16 h 12 h 8 h noc 12 h 8 h 12 h 16 h den 12 h 13,5 h 12 h 10,5 h noc 12 h 10,5 h 12 h 13,5 h den 12 h 12 h 12 h 12 h noc 12 h 12 h 12 h 12 h 26

Výška Slunce nad obzorem h arcsin sin sin cos cos cos h 27

Azimut Slunce a 180 arcsin sin cos cos h S τ = hodinový úhel τ = 15.H ZÁPAD SLUNCE VÝCHOD SLUNCE Z V a J 28

Pohyb Slunce na obloze v den rovnodennosti 29

Starověké solární observatoře Určení data letního slunovratu za využití východu Slunce: 21.června vycházející Slunce na severovýchodě vyzařuje své světlo mezi kamenem Heel stone a dopadá na oltářní kámen Altar stone ve středu Trilithonů či podkovy Stonehenge (3100-2600 př.n.l.). Loc: 51 10'44.013"N, 1 49'34.775"W 30

Archaické sluneční hodiny v ČR 30.4. (29.4.2000) Deklinace Slunce činí při východu 14,5 (+14 32' 11"); první paprsek se objevil (5:45:47; Azimut - 66 19') za rotundou sv. Jiří na Řípu, která byla v tom okamžiku dalekohledem velmi jasně rozpoznatelná. Zkamenělý pastýř u Klobouk 50 18 06 N; 13 59 08 E; 303 m n.m 31

Keltské solární dělení roku ZIMNÍ SLUNOVRAT δ= -23,3 ; 21.12 SAMHAIN PROSINEC LEDEN δ= 14,5 ; 2.11 LISTOPAD ÚNOR IMBOLC δ= -14,5 ; 5.2 ŘÍJEN TMA SVĚTLO JARNÍ ROVNODENNOST BŘEZEN δ= 0 ; 21.3 CHLAD ZÁŘÍ PODZIMNÍ ROVNODENNOST δ= 0 ; 23.9 TEPLO DUBEN BELTINE δ= 14,5 ; 30.4 SRPEN KVĚTEN LUGNASA δ= 14,5 ; 14.8 ČERVENEC ČERVEN LETNÍ SLUNOVRAT δ= 23,3 ; 21.6 32

Stínění okolní zástavbou Změna stínícího účinku budovy jejím tvarem 33

1 Příklad: Prokažte tvrzení Na Hromnice o hodinu více Hromnice 2.2 i když to tak nevypadá, Hromnice jsou svátek jara. Měsíc únor má název podle ledových ker, které se začínaly lámat na řekách a ponořovat pod vodu. Říkalo se, že se unořují a tak vznikl název měsíce únor. Teoretická doba slunečního svitu je od východu do západu Slunce. δ = 23,45. sin 29,7. M + 0,98. D 109 sin h = sin δ. sin φ + cos δ. cos φ. cos τ Východ a západ Slunce: h = 0 sin h sin σ. sin φ cos δ. cos φ τ = 15. H = cos τ VS = 12 H ZS = 12 + H Prodloužení dne od Vánoc do Hromnice +1,2 hodiny 49 s.š. 21.12 2.2 deklinace -23,4-17,3 max. h 17,6 23,7 východ S. 8:00 7:25 západ S. 16:00 16:35 TSČ 8,0 9,2 34

Sluneční deklinace 35

Doplňující otázky Závisí sluneční deklinace na zeměpisné poloze pozorovatele? Kdy je deklinace rovna 0? Co by znamenalo pro život na Zemi (v našem klimatickém pásmu), kdyby deklinace byla neměnná? 36

2 Příklad: Kdy zapadá Slunce nad Manhattanem? Manhattan je jedním z pěti newyorských městských obvodů Kolikrát ročně můžeme tento jev vidět?

Výchozí údaje New York 40 42' s.š., 74 00' z.d Západ Slunce: h = 0 a = 300 SZZ 30 38

Výpočet slunečních souřadnic δ = 23,45. sin 29,7. M + 0,98. D 109 sin a = sin τ sin h = sin δ. sin φ + cos δ. cos φ. cos τ τ = 15. H cos σ cos h sin x 2 + cos x 2 = 1 cos τ = 1 sin τ 2 Známe: a = 300 ; h= 2 (vidíme celý sluneční kotouč); φ = 40,6 ; Neznámé: δ, τ sin τ = sin a cos h cos σ sin h sin σ. sin φ cos δ. cos φ = cos τ δ = +23,4 ; H = 19:20 h; h = 1,5 ; a = 300 21.6. Východ slunce 4,5 h; Západ slunce 19,5 h

Doplňující otázky New York 40 42' s.š., 74 00' z.d. Jak se bude lišit místní čas od vypočteného času slunečního? Bude v Brně v určený den teoretická doba slunečního svitu delší, nebo kratší (delší - kratší den)? Kolik hodin bude v Brně ve vypočtenou dobu? 40

Tvar stavby Drsné studené podnebí Minimální povrch ku objemu Nárazové prostory Mírné podnebí Dobrá tepelná izolace Zimní insolace a letní stínění Horké suché podnebí Masivní atriová budova s malými okny 41

Tvar stavby Horké vlhké podnebí Účinné větrání Kryté verandy Velmi horké a suché podnebí Chlazení a zvlhčování vzduchu vodou odpařovanou ze stavební konstrukce 42

3 Příklad: Kdy byla pořízena fotomapa? Odhadněte, v kolik hodin byla přibližně pořízena tato fotografická mapa. 43

4 Příklad: Do kterého okna bude 1.5 v 15 h svítit Slunce? 44

Azimut Slunce a = 243 h = 40 ZS = 19,2 h 45

Výška Slunce nad obzorem a = 243 h = 40 ZS = 19,2 h 46

Doplňující otázky Bude někdy svítit Slunce do okna v přízemí? Porovnejte oslunění oken do ulice a do dvora. Jak zjistíme, zda bude osluněn dvůr domu? 47

48

Intenzita sluneční radiace dopadající na stěnu α sklon osluněné roviny na straně odvrácené od Slunce a azimut Slunce h výška Slunce nad obzorem γ azimut stěny z součinitel znečištění atmosféry θ prostorový úhel slunečního paprsku a normály stěny I DS intenzita přímého záření dopadajícího na orientovanou plochu I d intenzita difúzního záření I C celkové (globální) sluneční záření 49

Intenzita sluneční radiace dopadající na stěnu 21.7. Výkon (W) Energie = výkon x čas (J) SEVER VÝCHOD JIH ZÁPAD VODOROVNÁ 50

Průměrné měsíční hodnoty znečištění atmosféry z měsíc ČSN 73 0548 běžné podmínky Horské oblasti Cihelka venkov Města Průmyslové oblasti Řehánek Hradec Králové (280mn.m.) Milešovka (835 m n.m.) Leden 1,5 2,1 3,1 4,1 2,8 2,2 Únor 1,6 2,2 3,2 4,3 3,2 2,6 Březen 3 1,8 2,5 3,5 4,7 3,3 2,7 Duben 4 1,9 2,9 4,0 5,3 3,8 3,4 Květen 5 2,0 3,2 4,2 5,5 4,1 3,6 Červen 5 2,3 3,4 4,3 5,7 4,3 4,0 Červenec 5 2,3 3,5 4,4 5,8 4,1 3,8 Srpen 4 2,3 3,3 4,3 5,7 4,0 3,5 Září 4 2,1 2,9 4,0 5,3 3,8 3,1 Říjen 3 1,8 2,6 3,6 4,9 3,6 2,7 Listopad 1,6 2,3 3,3 4,5 3,0 2,5 Prosinec 1,5 2,2 3,1 4,2 2,8 2,1 51

0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 dopadající sluneční záření (W/m2) Dopadající sluneční záření na vodorovnou plochu 1400 1200 1.6.2010 1.6.2009 1000 800 23.6.2010 21.6-N 600 400 200 0 čas 52

Znečištění atmosféry v blízkosti velkých měst 53

Intenzita sluneční radiace procházející oknem Difúzní sluneční záření Přímé sluneční záření T D propustnost přímého záření sklem T d propustnost difúzního záření sklem θ prostorový úhel slunečního paprsku a normály stěny I DS intenzita přímého záření dopadajícího na orientovanou plochu I d intenzita difúzního záření I o sluneční záření procházející jednoduchým sklem 54

Prostup slunečního záření do budovy 500 W/m 2 Prostup slunečního záření oknem je okamžitý, prostup tepla stěnou je zpožděný a vykazuje teplotní útlum. 5 W/m 2 55

Výpočet tepelného zisku okna Závisí na denní a roční době, poloze osluněné roviny a oblačnosti Okno - rám Intenzita záření Průsvitná plocha Stínící součinitel Tepelný zisk Stínění překážkami (okolní budovy, slunolamy) Propustnost okna (fólie, počet skel) Pohyblivé stínící prvky (žaluzie, rolety) 56

dopadající záření (kj/m2.den) Dopadající sluneční záření v průběhu roku v Praze V létě dopadá na zemský povrch ze Slunce v ČR 10x více tepelné energie než v zimě. Racionální využívání solárních zisků musí být řízené. 35000 30000 25000 20000 2008 2007 2005 průměr trend prumeru 15000 10000 5000 57 0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 datum

Stínící technika Cíl = řídit průchod slunečního záření do místnosti Okenice Venkovní rolety Venkovní žaluzie Slunolamy a markýzy 58

5 Příklad: Zhodnoťte oslunění rodinného domu Vliv orientace ke světovým stranám Plocha oken k jednotlivým stranám 59

Dostupnost slunečního záření Je obytná místnost vhodně orientovaná? 21.6 v době, kdy h = min. 10 21.12 v době, kdy h = min. 10 60

Doplňující otázky Čím je oslunění vymezeno v dny rovnodennosti? 61

Sluneční záření a TV-IM Sluneční záření je zdrojem veškeré energie na Zemi. Od hodnoty dopadajícího slunečního záření a jeho proměnlivosti v čase se odvíjí teplota vzduchu v atmosféře. Osluněnost obálky budovy determinuje jak světelné, tak tepelné podmínky. V důsledku pohybu Slunce po obloze se oslunění budovy během roku mění. Poloha Slunce na obloze se mění se zeměpisnou šířkou. Znečištění oblohy, typ krajiny ovlivňuje množství dodaného slunečního záření až o 100%. Poloha osluněné roviny ovlivňuje přijatý tepelný tok přímou radiací, difúzní záření je stejné pro všechny směry. Vliv slunečního záření je dominantní v letním, u lehkých izolovaných staveb také v přechodném období 62

63

Tvorba tepelně vlhkostního vnitřního prostředí staveb vnější prostředí vnější klimatické podmínky podnebí budova stavební materiály vnitřní prostředí pohlaví věk hmotnost výška adaptace fyzická člověk aktivita potrava tok tepla a vodní páry vnitřní zařízení základní mikroklima prostředí 64

Tepelné zisky elektroniky administrativních budov monitor CRT monitor LCD stolní laser. tiskárna počítač 55 až 80 W 20 až 40 W 35 až 215 W 55 až 75 W Vyrovnaná tepelná bilance až celoroční chlazení 65

6 Příklad: Porovnejte tepelnou zátěž okny Okno osluněné, ve stínu a osluněné s venkovní žaluzií Pro polohu Slunce z předchozího příkladu (květen, 15 h) 1 2 3 66

Výpočet tepelného zisku okna Závisí na denní a roční době, poloze osluněné roviny a oblačnosti Okno - rám Intenzita záření Průsvitná plocha Propustnost skla Stínící součinitel Tepelný zisk Vlastnost okna Pevné nebo pohyblivé stínící prvky (žaluzie, rolety, fólie) 67

Stínící součinitel I o, e s I I o, i o, e Qor Sos. Io. co So Sos. Iod s. I o, i s 0,85 s 0,80 s 0, 60 s 0, 15 68

Výpočet solárního zisku oken Intenzita sluneční radiace I (W/m 2 ) procházející jednoduchým oknem s ocelovým rámem Q = I. g. s. A Q 1 = 595.0,8 = 476 W/m 2 Q 2 = 595.0,8.0,15 = 71 W/m 2 Q 3 = 143.0,8 = 114 W/m 2 Q 1 = 100 % Q 2 = 15 % Q 3 = 24 % Směr 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 S 123 143 158 167 171 167 158 143 123 139 SV 445 351 215 167 171 167 158 143 123 99 V 640 610 508 354 171 167 158 143 123 99 JV 532 595 595 534 421 270 158 143 123 99 J 185 316 427 500 525 500 427 316 185 99 JZ 123 143 158 270 421 534 595 595 532 412 Z 123 143 158 167 171 354 508 610 640 582 SZ 123 143 158 167 171 167 215 351 445 469 1 2 3 69

7 Případová studie prosluněný klimatizovaný byt 70

15.6.2010 14:00:00 22:00:00 06:00:00 16.6.2010 14:00:00 22:00:00 06:00:00 17.6.2010 14:00:00 22:00:00 06:00:00 18.6.2010 14:00:00 22:00:00 06:00:00 19.6.2010 14:00:00 22:00:00 06:00:00 20.6.2010 14:00:00 22:00:00 06:00:00 21.6.2010 14:00:00 22:00:00 06:00:00 22.6.2010 14:00:00 22:00:00 06:00:00 23.6.2010 14:00:00 22:00:00 06:00:00 24.6.2010 14:00:00 22:00:00 06:00:00 25.6.2010 14:00:00 22:00:00 teplota ( C) Průběh teploty v klimatizované místnosti (byt) 28 26 T-přívod T2 T3 T4 T-ext T-sání T nastavená 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 čas (den, hodina) 71

8 Prognóza teploty v místnosti s oknem Metoda tepelné rovnováhy ZISKY (solární, vnitřní lidé, svítidla) ZTRÁTY (prostup a větrání) 72

Prognóza teploty v místnosti s oknem 34,9 C s = 0,7 s = 0,15 25,6 C s = 0,15 Q = 200 W 28,2 C Stěna 5x3 m (dovnitř 4 m) Okno 3x1,6 m na jih 73

9 Příklad: Porovnejte vliv orientace ke světovým stranám 3 m 2 10 m 2 Určete energii slunečního záření procházející oknem pro měsíce únor a červen. 74

2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 sluneční záření dopadající na vodorovnou plochu (W/m2) Výkon/intenzita Práce a energie Výkon intenzita = okamžitá hodnota (W, W/m 2 ) Práce energie = VÝKON*ČAS (J, Wh) 1200 1100 1000 900 800 700 Porovnání intenzity slunečního záření dle ČSN 730548 a ze stanice TUBO FAST 26.6 2.6 2.7 5.7 8.7 22.6 29.6 ČSN 73058 600 500 400 300 200 100 0 Energie čas (h) 75

Výpočet tepelných zisků po měsících Energie dopadající na orientovanou rovinu (kwh/m 2.měsíc) měsíc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 S 7 13 23 32 47 52 47 38 24 17 9 6 J 50 56 82 95 97 87 93 100 95 75 36 29 V 15 26 51 74 104 115 100 88 60 34 14 11 JV 37 47 73 92 109 108 103 101 82 51 25 23 JZ 44 51 76 86 98 88 97 100 86 71 32 26 Z 20 28 53 72 93 88 93 88 64 48 18 12 SZ 12 20 37 49 73 73 75 63 40 25 11 9 SV 12 20 36 51 79 91 78 64 38 21 10 9 H 23 40 79 118 161 166 162 143 96 57 24 17 2) 0,8.(26.10+56.3)= 342 W 0,8.(56.10+28.3)= 515 W 0,8.(51.10+3.20)= 456 W 6) 0,8.(115.10+87.3)= 1412 W 0,8.(87.10+88.3)= 908 W 0,8.(88.10+3.73)= 879 W Q Z /Q L 4,1 1,8 1,9 76

Doplňující otázky K čemu se použije vypočtený tepelný zisk (W)? K čemu je užitečná hodnota energie slunečního záření proniklé do budovy za 1 den/měsíc? 77

10 Příklad: Západ a východ Slunce, soumraky 24.6 Od sv. Jana Křtitele běží Slunce již k zimě a léto k horku. Svatý Jan otevírá zimě dveře. O sv. Janu Křtiteli si noc na prahu posedí. Na sv. Jana nebývá noc žádná. δ = 23,45. sin 29,7. M + 0,98. D 109 sin h = sin δ. sin φ + cos δ. cos φ. cos τ Občanský soumrak číst tisk, konat venkovní práce (do -6 ) Nautický soumrak viditelnost hlavních hvězd k orientaci na moři (-6 až -12 ) Astronomický soumrak vhodné k pozorování hvězdné oblohy (-12 až -18 C) 78

Děkuji za pozornost 79