Fizika Zgrade 13-14

8/12/2019 Fizika Zgrade 13-14

1/77

Dio TOPLINA

Tema: OSNOVNI POJMOVI1. Objasnite pojam oploja zgrade.Pojam OPLOJE ZGRADE(OMOTA ZGRADE) seodnosi na obodne graevnedijelove grijanog dijela zgrade.Oploje zgradeje ukupna plotina graevnih dijelova (zidovi, prozori, podovi, krovovi, meukatne konstrukcije, ...)koji razdvajaju grijani dio zgrade od vanjskog prostora, tla ili negrijanih dijelova zgrade.

2. to se podrazumijeva pod fizikalnim procesom u graevnom dijelu, zato se mora postii ispravan fizikalni

proces i o emuon sve ovisi?FIZIKALNI PROCESI U GRAEVNIM DIJELOVIMA su procesi koji se dogaaju unutar graevnih dijelova ili nanjihovoj povrini, a mogu biti uzrok graevinskoj teti. Fizikalne procese promatramo u razliitim unutarnjim ivanjskim klimatskim uvjetima kojima je graevni dio izloen.Osim o klimatskim uvjetima, fizikalni proces ovisi i o:- vrsti i svojstvima materijala od kojeg je graevni dio sastavljen,- debljini pojedinog sloja materijala,- redosljedu pojedinih slojeva.

3. Opiite ispravan fizikalni proces u graevnom dijelu (obrazloite skicama i tekstom).Zbog prirodnog procesa izmjene topline i vlage izmeuunutarnjeg i vanjskog prostora graevne dijelove trebaprojektirati na nain da se osigura ispravan fizikalniproces. ISPRAVAN FIZIKALNI PROCES nee dopustitikondenzaciju vodene pare u graevnom dijelu ili nanjemu u mjeri koja moe izazvati graevinsku tetu.ISPRAVAN FIZIKALNI PROCESToplina:Kretanje topline se ne moe zaustaviti, ono semoe samo usporiti (toplinskim otporomgraevnog dijela).Vodena para:Najpovoljniji fizikalni proces pretpostavlja da vodena para proe kroz graevni dio bezzaustavljanja i beznavlaenja materijala.To je mogue ako su materijali paropropusni.

Nepovoljno je ako se u sastavu graevnog dijela nalazi paronepropusni sloj i ako je on smjeten na krivom mjestu.


2/77

4. Koji se zahtjevi postavljaju na zgradu u zimskom razdoblju?Zahtjevi u zimskom razdoblju su da zgradu treba toplinski zatititi da se postigne:- ugodna mikroklima unutarnjeg prostora- smanjenje gubitaka topline- sprjeavanje oroavanja oplojaUgodna mikroklima prostora osigurava normalno koritenje prostora (prostor nije hladan).Smanjenje gubitaka topline omoguuje utedu toplinskeenergije.Zbog prirodnog procesa izmjene topline i vlage izmeuunutarnjeg i vanjskog prostora graevne dijelove trebaprojektirati na nain da se osigura ispravan fizikalniproces.

5. Kako se u graevnbim dijelovima oituje graevinska teta uzrokovana neispravnim nainom sastavljanja slojeva?GRAEVINSKA TETA se oituje u navlaenju materijala i posljedici da se on mijenja:gubljenje toplinsko-izolacijskih svojstava, propadanje materijala, mogu razvojmikroorganizama.

6. Zato su kod prozora gubici topline u pravilu vei nego li kod neprozirnih graevnih dijelova? Prozori: Kod prozora su gubici topline vei nego li kod neprozirnih graevnih dijelova gdje se toplinsko-izolacijskimmaterijalima moe postii bolja toplinska zatita. Kod prozora kljunu ulogu imaju i ventilacijski gubici topline kroz sljubnice prozora.Toplinski mostovi: Jaki toplinski mostovi su oni gdje se kod spajanja elemenata pojavljuju propusne sljubnice ilipostoji prekid toplinske izolacije zbog konstruktivnih razloga.

7. Objasnite pojam toplinskog mosta. Zato je na toplinskom mostu unutarnja povrinskatemperatura nia odunutarnje povrinske temperature ostalih dijelova omotaa?Toplinski mostovi su mjesta u oploju grijanog dijela zgrade gdje se toplinski tok mijenjaradi promjene materijala, debljine ili geometrije graevnog dijela. Promjena materijala: Mjesto gdje su spajajurazliiti materijali je toplinski most zbog razliitihpojedinanih svojstava materijala i kroz to razliitih tokova topline iuzajamnog djelovanja. Promjena debljine i geometrije: Mjesta gdje je promjena debljine sloja materijala ilipromjena geometrije graevnog dijela je toplinski most jer postoji razlika izmeu povrina kroz koje ulazi iizlazitoplina. Na toplinskim mostovima je povean gubitak topline s kojim treba raunati kodtoplinske bilance zgrade.Zbog poveanih toplinskihgubitaka na toplinskim mostovima postoji razlika u unutarnjim povrinskimtemperaturama izmeu karakteristinog dijelaoploja i mjesta gdje je toplinskimost. Ukoliko je unutarnjapovrinskatemperatura preniska moe doido povrinske kondenzacijevodene pare.

8. Koje su posljedice povrinske kondenzacije unutarnje plohe graevnih dijelova? Povrinska kondenzacija se primjeuje na unutarnjim plohama oploja kao roenje: Na staklu kao zamagljenje, ana zidovima i stropovima roenje ima za posljedicu razvoj gljivica i plijesni koje su opasne po zdravlje.

9. Smjer kretanja topline i vodene pare (vlage).

4


3/77

10. Kako se odreuju rubne temperature i vlanost zraka?Prilikom odreivanja sastava graevnog dijela potrebno je poznavati RUBNE TEMPERATURE I VLANOSTZRAKA radi procjene fizikalnog procesa.Rubne temperature i vlanost zraka ovise o:- klimatskom podruju lokacije zgrade : Vanjska projektna temperatura i vlanost zraka se odreuje se premapodacima referentne meteoroloke postaje za lokaciju na kojoj se zgrada nalazi.- namjeni unutarnjeg prostora : Unutarnja projektna temperatura i vlanost zraka ovise o djelatnosti koja se odvija utom prostoru. - vade se i tablice

11. Kada se projektira provjetravana fasada?

12. Opiite razliku izmeu toplog i hladnog krova.


4/77


5/77

standarda niskoenergetskih i pasivnih kua, teposebice u vrlo hladnim podnebljima na Zemlji. Potreba za sveveim debljinama toplinskeizolacije potie tehnologiju novih materijala(VIP ploe, ...) koji mogu biti tanji.

Tema: ZAHTJEVI16. Podjela novih zgrada prema Tehnikom propisu RUETZ.Prema namjeni i veliini zgrade: stambene zgrade nestambene zgrade slobodnostojee zgrade s korisnom povrinom manjom od 50 m2

Prema unutarnjoj temperaturi: zgrade grijane na unutarnju temperaturu vee ili isto18C

(normalna unutarnja temperatura) zgrade grijane na unutarnju temperaturu izmeu 12 i 18 C(niska unutarnja temperatura) zgrade unutarnje temperature 12 C(negrijane ili kvazi negrijane zgrade)

17. Koji se zahtjevi postavljaju na neprozirne graevne dijelove u ljetnom razdoblju (dinamike toplinskekarakteristike)?Vanjski neprozirni graevni dijelovi, koji su izloeni sunevu zraenju, moraju imati odgovarajue dinamiketoplinske karakteristike kako bi se smanjio njihov doprinos zagrijavanju zraka u zgradi tijekom ljetnih mjeseci

(zatita unutarnjeg prostora od pregrijavanja ljeti).Masivni graevni dijelovi (plone mase 100 kg/m2) zadovoljavaju dinamike toplinskekarakteristike.Laki graevni dijelovi(plone mase < 100 kg/m2)- ajvee doputene vrijednosti koeficijenta prolaskatopline U [W/(m2K)] graevnih dijelova s plonommasom < 100 kg/m2:za vanjske zidove: U 0,35 W/(m2 xK) x=puta! :)za krovove: U 0,30 W/(m2 xK)

18. Koji se zahtjevi postavljaju na prozirne graevne dijelove u ljetnom razdoblju?Vanjski prozirni graevni dijelovi prostorije, odnosno pripadajueg krova te prostorije trebaju ispuniti zahtjev zatiteod sunca:gtot f < 0,20 kada je srednja mjesena temp. vanjskog zraka najtoplijeg mjeseca na lokaciji zgrade 21 C, odn.g

tot f < 0,25 kada je srednja mjesena temperatura vanjskog zraka najtoplijeg mjeseca na lokaciji zgrade < 21 C.

Proraun ukljuuje tehniko rjeenje za zatitu od sunevog zraenja (naprave ili sl.)gtot- stupanj proputanja ukupne toplinske energije kroz ostakljenje ukljuivo i predvienu zatituf o- dnos plotine prozora i ukupne plotine proelja (zida s prozorom)Za prozirne graevne dijelove orijentirane prema sjeveru i one koji su cijeli dan u sjeni produkt g totx f se smijepoveati za 0,25.OSTALI ZAHTJEVI : Prozori, ostakljene stijene i balkonska vrataKod zgrade koja se grije na temperaturu 18 C ili viu koeficijent prolaska topline Uprozora, balkonskih vrata,krovnih prozora i drugih prozirnih elemenata u omotaugrijanog dijela zgrade ne smije biti vei od:1,80 W/(m2K)Kod zgrade koja se grije na temperaturu viu od 12 C, a manju od 18 C, mogu se ugraditi prozori, krovni prozorii/ili drugi prozirni elementi u omotau grijanog dijelazgrade s koef. prolaska topline ne veim od:3,00 W/(m2K)Kod zgrade grijane na temperaturu viu od 12 C koeficijent prolaska topline vanjskihvrata s neprozirnim vratnim

krilom ne smije biti vei od:2,90 W/(m2K)

19. Koja vrsta graevinske tete moe biti zbog promjene temperature?Zbog promjene temperature dolazi do irenja i stezanja materijala (rad materijala).Graevinska teta se oituje upucanju materijala kada on nema prostor za rad.Materijali koji su izloeni promjenama temperature trebaju bitiugraeni na nain da se omogui toplinski rad.- PRORAUN DEFORMACIJE ZBOG PROMJENE TEMPERATURE:Veliina deformacije t (mm/m) ovisi o vrsti materijala i razlici temperature:t = t x (mm/m)- Priblian izraun izduenja elementa L zbog promjene temperature:L= t x L = t x x L (mm)t= koeficijent toplinskog istezanja materijala (mm/mza 100 Cili za 1C)

= razlika temperature u odnosu na 100 C (C)L = duina elementa (m)


6/77

20. Koja su dva zahtjeva (ogranienja) koji se odnose na racionalnu uporabu toplinske energije (nazivi, oznake ijedinice)?1. ogranienje godinje potrebne topline za grijanje Q"H,nd[kW h/(m

2 a) za stambene zgrade] ili Q' H,nd [kW h/(m3 a) za nestambene zgrade]2. ogranienje koeficijenta transmisijskog toplinskog gubitka po jedinici oploja grijanog dijela zgrade Htr,adj

21. Zahtjevi ogranienja godinje potrebne topline za grijanje QH,nd' ili QH,nd i zahtjevi ogranienja transmisijskogtoplinskog gubitka Htr,adj' se temelje na elementu oblikovanja. Kojem (naziv i opis)?Faktor oblika je odnos izmeu ukupnog oploja i grijanog volumena zgrade fo= A / Ve(m

-1)

A - ukupna plotina oploja grijanog volumena zgrade (m2)Ve - brutto volumen grijanog dijela zgrade (m

3)Oploje grijanog dijela zgrade: vanjski zidovi, prozori, krovovi, podovi na tlu, zidovi u tlu, stropovi iznad otvorenog,graevni dijelovi prema negrijanim prostorima, ..

22. Kojim zahtjevom (normiranom vrijednosti) se trai minimalna toplinska zatita? Zahtjev je razliit za .... ...(navesti).Minimalna toplinska zatita je propisana za graevne dijelove omotaa grijanog dijela zgrade kroz: najveu doputenu vrijednost koeficijenta prolaska topline U u W/(m2K),Ova normativna vrijednost se kod pojedinih graevnih dijelova razlikuje za: - temperature unutarnjeg zraka- plone mase graevnih dijelova- srednju mjesenu vanjsku temperaturu najhladnijeg mjeseca na lokacijiVrijednosti najvee doputene vrijednosti U su dane u Tehnikom propisu RUETZ:Tablica 5., iz Priloga CTehnikog propisa (NN br. 110/08)a odnosi se na graevne dijelove plone mase 100 kg/m2.Tablicom su odreene najvee doputene vrijednosti koeficijenta prolaska topline za postizanjeminimalnetoplinske zatite, a odnose se na svaki graevni element plotine 0,5 m2 ili vei. Graevni elementi plotine manjeod 0,5 m2 su u kategoriji toplinskih mostova koji se zasebno proraunavaju.

23. Navedite zahtjeve toplinske zatite za: stijenke kutije za rolete, povrinsko (panelno) grijanje, grijaa tijelasmjetena ispred ostakljene stijene. (navesti U i mjernu jedinicu).Stijenke kutije za roleteKod zgrade koja se grije na temperaturu viu od 12 C koeficijent prolaska toplineU stijenki kutije za rolete nesmije biti vei od:0,80 W/(m2K)Povrinsko (panelno) grijanjeU sluaju povrinskog grijanja (npr. podno grijanje) koef. prolaska topline slojeva graevnog dijela, koji se nalazeizmeu povrine grijanja i vanjskog zraka, zemlje ilinegrijanog dijela zgrade, ne smije biti vei od: 0,35 W/(m2K)Grijaa tijela smjetena ispred ostakljene stijeneGrijae tijelo doputeno je postaviti ispred prozirnih vanjskih povrina samo ako je onosa stranje strane zatienooblogom i ako koeficijent prolaska topline te obloge nije vei od:0,9 W/(m2K)

24. Navedite zahtjeve za zrakonepropusnost omotaa zgrade i zrakopropusnost reki prozora, balkonskih vrata ikrovnih prozora.Zahtjevi za zrakonepropusnost omotaa zgrade odnosi se na sljubnice spojeva pojedinih graevnih dijelova kojitrebaju biti zrakonepropusni u skladu s trenutnim dosegnutim stupnjem razvoja tehnike i tehnologije.

Zahtjevi za zrakopropusnost reki prozora, balkonskih vrata ikrovnih prozora:Prilog C Tehnikog propisa:Tablica 3. Razredi zrakopropusnosti reki prozora, balkonska vrata i krovnih prozora

25. Navedite zahtjeve za provjetravanje prostora zgrade.Zgrada mora biti projektirana i izgraena da osigura minimalno provjetravanje prostora:

.

26. Navedite zahtjeve kod rekonstrukcija i adaptacija postojeih zgrada: koji zahtjevi su kod veih, a koji kodmanjih obuhvata.Svi zahtjevi koji se odnose na nove zgrade primjenjuju se i na postojee zgrade ukoliko se kod rekonstrukcije iliadaptacije grijane zgrade (>12C) :


7/77

(VEI OBUHVATI)- korisna povrina povea za vie od 50 m2- obnavljaju ili zamjenjuju graevni dijelovi (najmanje po 25% svakog graevnog dijela, ili najmanje 75% ukupnogomotaa (oploja) grijanog dijela zgrade.- prenamijeni negrijani prostor u grijani na korisnoj povrini > 50 m2 Samo zahtjevi iz tablice 5., Priloga C (NN br. 110/08): (MANJI OBUHVATI)- kod obnavljanja pojedinih graevnih dijelova vanjskog plata zgrade na vie od 25 % plotine tog graevnogdijela

27. Navedite obvezan sadraj Projekta racionalne uporabe energije i toplinske zatite kod zgrada. Sadri tehniki opis, proraun fizikalnih svojstava zgrade glede racionalne uporabe energije i toplinske zatite,proraun godinje potrebne toplinske energije za grijanje zgrade za stvarne klimatske podatke, proraun godinjepotrebne toplinske energije za hlaenje za zgradu s instaliranim sustavom za hlaenje za stvarne klimatskepodatke, program kontrole i osiguranja kvalitete, nacrte, te Iskaznicu potrebne toplinske energije za grijanje ipotrebne toplinske energije za hlaenje, ako posebnim propisom nije drukije odreeno.Iskaznica potrebnetoplinske energije za grijanje i toplinske energije za hlaenje zgrade jesastavni dio glavnog projekta, a sadri svepodatke o zgradi i potrebnoj energiji.

28. Navedite zahtjeve za graevne proizvode i zahtjeve za odravanje zgrade.ZAHTJEVI ZA GRAEVNE PROIZVODE

Odnose se na ispunjavanje opih i posebnih zahtjeva za graevne proizvode u pogledu tehnikih svojstava ipotvrivanja sukladnostiODRAVANJE ZGRADEOdravanje zgrade u odnosu na racionalnu uporabu energije i toplinsku zatitu mora biti takvo da se tijekomtrajanja zgrade ouvaju njezina tehnika svojstva i ispunjavaju zahtjevim odreeni projektom zgrade i ovimPropisom, te drugi zahtjevi koje zgrada mora ispunjavati u skladu s posebnim propisom donesenim u skladu saZakonom o prostornom ureenju i gradnji.

Tema: PRORAUNSKE OSNOVE: TOPLINA, VLAGA, LJETNA ZATITA, TOPLINSKA BILANCA29. Navesti izraze za izraunavanje vrijednosti prolaska topline U za homogene i nehomogene pregrade?Obrazloite elemente izraza.


8/77


9/77

30. (6 bodova) Izraunajte vrijednost prolaska topline U homogene pregrade sastava prema skici i s podacima koji

su navedeni (u prilogu pitanja: skica graevnog dijela, ispis sastava i materijala, tablice s podacimaa: ; ; cp; ;Rsi; Rse, normativi, lokacija, vrst zgrade). U izrazima je potrebno prikazati sve koritene podatke! Navestinormativ, a izraunatu vrijednost obrazloiti - usporediti s normativom.

31. Kako se ispravlja vrijednost U i zbog ega sve?


10/77

32. Opiite razliku u prikazivanju dijagrama temperatura prema proraunskoj i grafikoj metodi.

33. Napiite izraz za izraun povrinske temp. si na unutarnjoj plohi graevnog dijela te obrazloite el. izraza.


11/77


12/77

39. Izraunajte difuzni otpor sd sloja mineralne vune debljine 10 cm,0.1 m jer je 1 x 0.1 = 0.1 m

40. (6 bodova) Opiite i navedite: a) kako se crta graevni dio za dijagram difuzije vodene pare prema Glaserovojmetodi; b) koje se dvije krivulje u dijagramu prikazuju; c) izrazi i jedinica za izraunavanje unutarnjeg i vanjskogparcijalnog pritiska Pi i Pe ?


13/77

41. (6 bodova) Koji je meusobni odnos krivulje parcijalnih pritisaka i krivulje zasienja kada u graevnom dijelunema kondenzacije? Prikaite s jednom skicom (sa svim potrebnim oznakama).

42. (6 bodova) Koji je meusobni odnos krivulje parcijalnih pritisaka i krivulje zasienja kada se u graevnomdijelu pojavljuje kondenzacija? Prikaite jednom skicom (sa svim potrebnim oznakama).


14/77

43. U prikazanom dijagramu difuzije vodene pare potrebno je oznaiti krivuljep ip, upisati oznaku dimenzijaslojeva i oznaiti koja je strana unutarnja a koja vanjska. Treba utvrditi da li u graevnom dijelu: a) postojikondenzacija vodene pare, b) nema kondenzacije vodene pare

44. Koje su mogue mjere kod prekomjernog navlaenja sloja materijala?Kondenzacija vodene pare unutar graevnog dijela je doputena ako nije vea od najvee doputene za tajmaterijal i ako se tijekom ljetnog vremena moe isu iti.Kod prevelikog navlaenja materijala potrebno je:- izmijeniti sastav graevnog dijela ili- s toplije strane materijala u kojem se kondenzira vodena para postaviti parnu branuPotreban difuzni otpor parne brane se proraunava.

45. to je to parna brana, zato se koristi, kako se odreuje i gdje joj je mjesto u graevnom dijelu?

46. Navedite nekoliko uinkovitih parnih brana (navesti i difuzni otpor sd).


15/77


16/77

51. (6 bodova) Prozirni dijelovi zgrade trebaju zadovoljiti odreenu vrijednost. a) to je produkt ..... (izraz, objasnitipojedine dijelove izraza); b) navesti zahtjeve za dvije srednje mjesene temperature najtoplijeg mjeseca u godiniu Hrvatskoj; c) navesti zahtjev za sjevernu orijentaciju; d) navesti kako se odreuje sjeverna orijentacija.

52. O emu ovisi: a) stupanj proputanja ukupne suneve energije kroz ostakljenje g ; b) faktor umanjenjanaprave za zatitu od suneva zraenja Fc ?


17/77

53. (6 bodova) Navedite i skicirajte mogue tipove vanjskih naprava za zatitu od sunca. Obrazloite uinkovitostsvake.

54. (6 bodova) O emu ovisi potrebna duina istake iznad prozora za zatitu od sunca? Za prozordimenzijaprema priloenoj skici konstruirajte priblino potrebnu dimenziju istake (prikaz u presjeku i tlocrtu) za odreenuorijentaciju (zadano: istona, juna ili zapadna).


18/77


19/77

55. Objasnite pojam: akumulacija topline. Gdje se smjetava toplinska izolacija kod prostora koji se povremenogriju i zato?Akumulacija topline je nagomilavanje toplinske energije u graevnim dijelovima.Materijali s velikom sposobnou upijanja i pohrane topline su oni s velikom gustoom (masom): beton, armiranibeton, opeka vee gustoe i dr.Sposobnost materijala da upija (akumulira) toplinu mjeri se specifinim toplinskim kapacitetom materijala cp.Specifini toplinski kapacitet materijala cp J/(kg . K)Specifini toplinski kapacitet cp je koliina topline koja je potrebna da se 1 kg nekog materijala zagrije za 1 K.Materijali s malim toplinskim kapacitetom zagrijavaju se brzo, a oni s relativno velikim toplinskim kapacitetom se

zagrijavaju sporije. Smjetaj toplinske izolacije s unutarnje strane primijeniti: - kad je potrebno brzo zagrijavanje unutarnjeg prostorakoji se povremeno koristi

56. Kako utjee boja na vanjskoj povrini graevnog dijela na zagrijavanje povrinskog sloja? Navedite najmanje 1primjer.

57. Izraz za proraun toplinske bilance cijele zgrade QH,nd (navesti izraz, jedinicu i objanjenje elemenata izraza).


20/77

58. Izraz za proraun toplinskih gubitaka QH,ht (navesti izraz, jedinicu i objanjenje elemenata izraza).

59. Izraz za proraun toplinskih dobitaka QH,gn (navesti izraz, jedinicu i objanjenje elemenata izraza).


21/77


22/77

63. O emu se govori u lanku 9. direktive EPBD/2010/31/EU i koji se zahtjev spominje?

64. Opiite to je to nula-energetska zgrada.Zgrada koja u ukupnoj energetskoj bilanci ne troi energiju i koja ne emitira CO2 u okoli. Koristi sunevu energiju idruge obnovljive izvore energije,sama proizvodi elektrinu energiju ali nije potpuno neovisna o javnoj energetskojmrei jer zimi koristi dio elektrine energije iz mree,a ljeti joj viak predaje. Graena je prema svim principimaprojektiranja za postizanje energetske uinkovitosti, te s odgovarajuim materijalima i njihovim debljinama s kojimase postiu visoke toplinsko izolacijske vrijednosti.

Tema: OBLIK ZGRADE, SMJETAJ, ORIJENTACIJA, GRAEVNI DIJELOVI65. Na koje sve vanjske utjecaje treba prilikom projektiranja zgrada i naselja obratiti panju, a u cilju postizanjaenergetske uinkovitosti? Navesti i obrazloiti.66. Navedite bitne imbenike koji utjeu na koncept utede toplinske energije i toplinske zatite prilikomprojektiranja same zgrade i njezinih graevnih dijelova.

- unutarnji i vanjski klimatski uvjeti- smjetaj zgrade u prostoru- orijentacija zgrade i prostorija u zgradi u odnosu na strane svijeta- geometrija zgrade- graevni dijelovi (vrste, materijali, veliine i spojevi)- ventilacija i ureaji za grijanje i hlaenje, primjena alternativnih izvoraenergije


23/77


24/77

67. Zato je bitno boravine prostore i vee otvore smjestiti prema jugu (jugoistok do jugozapad)? Dati primjerodnosa povoljne i nepovoljne orijentacije prostorija.


25/77

68. Koja je uloga staklenika u utedi toplinske energije?Staklenici (zimski vrtovi) imaju ulogu prihvata topline od sunevog zraenja u zimsko doba, ime dio oplojazgrade ima manju razliku temperature zraka izmeu unutarnjeg i vanjskog prostora.

69. (6 bodova) Zato je povoljniji kompaktniji oblik zgrade? Napiite izraz za faktor oblika zgrade fo te izraunajte foza zgradu dimenzija prema skici.


26/77

70. Navedite pravila projektiranja graevnih dijelova i njihovih spojeva u svrhu smanjenja toplinskih gubitaka? Graevne dijelove i njihove spojeve treba projektirati tako da imaju to manje gubitke topline.To postiemo:- odabirom toplinsko izolacijskih materijala s visokim svojstvima toplinske izolacije- veim debljinama toplinsko izolacijskih dijelova konstrukcije- kontinuiranom toplinskom zatitom oploja (minoriziranje toplinskih mostova)- smanjenjem povrine dijelova oploja s loijim toplinsko-izolacijskim svojstvima.Dobra toplinsko izolacijska svojstva odnose se na transparentne i netransparentne graevne dijelove:Netransparentni graevni dijelovi (zid, krov, pod, ...) se rjeavaju vrstama materijala i/ili njihovim veim debljinama.

S ovim dijelovima oploja zgrade moemo postii najvee utede topline!Transparentni graevni dijelovi (otvori ostakljeni dijelovi) se rjeavaju s vrstama stakla i okvira.Velika povrina ostakljenih ploha u suvremenojarhitekturi je imbenik koji e odrediti vrstustakla i okvira s kojimae biti zadovoljenizahtjevi ogranienja gubitaka topline.Veliina otvora utjee na toplinske gubitke i dobitke.Svojstva otvora (vrijednost U, stupanj proputanja sunevogzraenja g(okomito) i zasjenjenje - sjena ili vrst zatite od sunca) odluuju da li e biti vei toplinski dobitak ilitoplinski gubitak.

71. Navedite definiciju toplinskog mosta i vrste toplinskih mostova? Na priloenoj skici zaokruite skice spojeva graevnih dijelova koje prikazuju toplinske mostove s naglaenim toplinskim gubicima.Tehniki propis o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zatiti kod zgrada (110/08) definira pojam toplinskog mosta: lanak 4, st.17:

Toplinski most jest manje podruje u omotau grijanog dijela zgrade kroz koje je toplinski tok povean radipromjene materijala, debljine ili geometrije graevnog dijela. definira zahtjev smanjenja utjecaja toplinskog mosta: lanak 26, st. 1:(1) Zgrada koja se grije na temperaturu viu od 12 C mora biti projektirana i izgraena na nain da utjecajtoplinskih mostova na godinju potrebnu toplinu za grijanje bude to manji. Da bi se ispunio taj zahtjev, prilikomprojektiranja treba primijeniti sve ekonomski prihvatljive tehnike i tehnoloke mogunosti.

72. Navedite i obrazloite dvije bitne posljedice toplinskih mostova.


27/77

73. (6 bodova) Skicirajte i opiite: a) tokaste toplinske mostove; b) dvodimenzionalne (linijske) toplinske mostove;c) trodimenzionalne toplinske mostove.


28/77


29/77

74. Kojim se sve metodama moe ustanoviti utjecaj toplinskih mostova (poveanje vrijednosti U)?

75. (6 bodova) Skicama prikaite povoljna rjeenja za smanjenje utjecaja toplinskog mosta kod prodora armirano betonske stropne (balkonske) ploe kroz vanjski zid.


30/77


31/77

78. (6 bodova) Skicama prikaite principijelna rjeenja toplinskih mostova kod spojeva vanjskih zidova s temeljem,prozorom, krovom, ... (iz kataloga DIN-a, izvedbenih detalja i sl.)


32/77


33/77


34/77


35/77


36/77

80. Navedite obnovljive izvore energije. Koji obn. izvor ima najveu primjenu u zgradamai koji su nainiprimjene.Obnovljivi izvori energije: suneva energija, toplina iz okolia, toplina zemlje, vode bio masa (ne ukljuuje ogrjevno drvo)Najea je primjena energije sunca:- pasivna (kroz dobitke od sunca),- aktivna (solarni kolektori)

81. Opiite PCM materijal (definiciju) i navedite za to se koristi u arhitekturi.PCM: fazno promjenjivi materijal - Phase Change MaterialPCM su materijali visoke latentne topline koji taljenjem ili kristalizacijom primaju ili otputaju veliku koliinuenergije, a temperatura taljenja je u podruju koje je iskoristivo za regulaciju temperature (sobne temperature).

Dio ZVUK i SVJETLOTema: OSNOVNI POJMOVI I FIZIKALNE VELIINE1. to je zvuk, kako nastaje i kako se iri?Zvuk je fizioloka pojava koja se utvruje organom sluha, a posljedica je naizmjeninihpromjena zranog tlaka.Zvuk nastaje kada u elastinom mediju postoji titrajue tijelo ili kadaestice elastinog medija dou u stanje titranjauslijed neke pobuujue sile. Posljedice tog titranja su zvuni valovi (izmjenini predtlak i podtlak) koji se irimedijem.

2. Brzina irenja zvuka

3. Frekvencija zvuka, valna duljina


37/77


38/77

4. Zvuni tlak

5. Intenzitet zvuka


39/77

6. Zvuna snaga


40/77

7. to je decibel i kako se utvruje?

8. to su i kako se definiraju: razina zvunog tlaka, razina zvunog intenziteta, razina zvune snage?


41/77

9. Zbrajanje decibela

10. Zvuni spektar


42/77


43/77


44/77


45/77

Tema: BUKA1. to je buka?Bukom nazivamo svaki zvuk kojeg smatramo neeljenim, neugodnim ili ometajuim. Razlika izmeu buke i zvukaje dakle sasvim subjektivna. Gruba procjena mogueg djelovanja buke na ovjeka:- do 60 dB(A) samo psiholoko djelovanje (onemoguava koncentraciju, smanjuje panju,remeti odmor i san,poveava razdraljivost, nervira);- od 60 do 85 dB(A) jako psiholoko djelovanje te fizioloki efekti (poveava se broj otkucaja srca, raste krvni tlak,modificira se ritam disanja, itd.);- preko 85 dB(A) pored jakih psiholokih i fiziolokih efekata jo i oteenje sluha.

2. Osnovne vrste buke1. Buka koja se stvara u prostoriji u kojoj smeta.2. Zrana buka koja se prenosi izvana ili iz druge prostorije u prostoriju u kojoj smeta.3. Vibracijska buka, koja se u prostoriji u kojoj smeta prenosi preko graevinskih konstrukcija.

3. Zatita od buke13. Zatita od buke ugraene opreme i ureaja u zgradi objasnite.14. Objasnite zatitu od buke poveane odjenosti. Kako je mogue smanjiti ovu buku?Zahtjeve zatite od buke treba uvaavati kod:- izbora lokacije zgrade,- projektiranja i odreivanja elemenata zgrade,- izvedbe.Elaborati u glavnom projektu graevine:- Elaborat akustikih svojstava graevine- Elaborat zatite od buke

Projektom se predvia zatita zgradaod buke koja moe bitia) minimalna,b) poveana.Normom su navedeni zahtjevi za minimalnu zatitu od buke koja u boravinim prostorijama,kod uobiajenogkoritenja, prua ljudima dovoljnu zatitu.Poveana zatita postoji kada je zahtjev za zatitu od buke vei od normom propisanog minimalnog zahtjeva.NAPOMENA: Unato ispunjenju minimalnih zahtjeva moe zbog ponaanja korisnika nastati u zgradi smetajuabuka koja se iri kao zrani, udarni ili ostali strukturni zvuk u tue stanove ili radne prostorije i tamo se uje, osobitona lokacijama sa niskom razinom buke okolia.Poboljanju moe doprinijeti samo uzajamna obazrivost krozizbjegavanje neprimjerene smetajue buke kao i pridravanje vremena mirovanja.

Za zatitu od buke treba osigurati:- zatitu od vanjske buke,- zatitu od zrane i udarne buke unutar zgrade,- zatitu od buke ugraene opreme u zgradi,- zatitu okolia od buke za zgradu vezanih izvora buke, - zatitu od buke poveane odjenosti.


46/77

4. Zakon o prostornom ureenju i gradnji (NN 76/07) - Bitni zahtjevi za graevinu


47/77


48/77

10. O emu ovisi najvie doputena ocjenska razina buka imisije LRAeq u otvorenom prostoru?


49/77

11. O emu ovisi najvie doputena ocjenska ekvivalentna razina buke LRAeq u zatvorenom boravinomprostoru?

15. Smanjenje razine buke u prostoru


50/77


51/77


52/77

18. Za zadanu prostoriju izraunajte smanjenje razine buke (na frekvenciji od ______ Hz) koritenjem apsorpcijske obloge na____% povrine stropa i ____% povrine zida. Tablica s koeficijentima apsorpcijenalazi se u prilogu ovog zadatka.


53/77

Tema: ZRANI ZVUK1. Vrste zvuka u zgradarstvuZrani Rw i Udarni Lw

2. Prenoenje zranog zvuka iz prostorije u prostoriju

3. Razlika razina

4. Izolacijska mo pregrade


54/77


55/77

5. Objasni Rw i R'w ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ^^

6. Ispitivanje izolacijske moi pregrade na zrani zvuk


56/77

7. Jednostruke pregrade - faktori koji utjeu na zvunoizolacijsku moAkustiki jednostruki graevinski elementi obino su izvedeni od jednog materijala (beton, opeka, drvo, ...) ili odvie materijala slinih akustikih karakteristika (npr. obukane pregrade od betona ili opeke).Na zvuno izolacijsku mo pregrade utjee vie faktora:1. povrinska masa,2. elastinost,3. boni graevinski elementi,4. propusnost graevinske pregrade na zrak.


57/77


58/77

9. Dvostruke pregrade - faktori koji utjeu na zvunoizolacijsku mo10. Rezonantna frekvencija dvostruke pregradeZa postizanje velike izolacijske moi jednostrukom pregradom treba toj pregradi poveati povrinsku masu. estoje to poveanje neekonomino i neracionalno. U tim sluajevima koriste se dvostruke ili viestruke pregrade koje,uz odreene uvjete, relativno malom povrinskom masom postiu veliko zvuno guenje. Dvostruke pregrade sastoje se od dva dijela meusobno odvojena slojem zraka ili nekim mekanim (apsorbirajuim)materijalom. Ponaanje dvostruke pregrade moe se usporediti s ponaanjem mehanikog sustava od dvije masem1 i m2 meusobno povezane oprugom odreene krutosti.


59/77

11. Lagane pregrade

12. Lagane predstjenkeKako bi poveali izolacijsku mo jednostrukih pregrada esto koristimo lagane pregrade - lagane predstijenke.Izmeu predstijenke i masivne jednostruke pregrade potrebno je staviti elastian meusloj.


60/77


61/77

13. Zvuna izolacija pregrada sastavljenih od vie dijelova razliite zvunoizolacijske moi


62/77

Tema: UDARNI ZVUK1. Prenoenje udarnog zvuka iz prostorije u prostoriju

2. Ispitivanje izolacijske moi pregrade na udarni zvuk


63/77

3. Spreavanje prenoenja udarnog zvukaAko elimo sprijeiti ili ograniiti energiju udarca trebamo:- promijeniti okolnosti na poetku irenja udarca,- izvesti zapreke na putu kojim se val iri,- stvoriti prekide u konstrukciji kojom se val iri.Postizanje zadovoljavajue vrijednosti izolacije udarnog zvuka moe se postii:

- izvedbom mekog zavrnog sloja poda,- izvedbom plivajueg poda,- izvedbom sputenog stropa (uz odreene uvjete).


64/77

4. Plivajui pod - pravilnosti i pogreke


65/77


66/77

6. Drveni podovi


67/77

7. Sputeni stropovi


68/77

Tema: PROSTORNA AKUSTIKA

1. Zadatak prostorne akustikeZadatak je arhitektonske (prostorne) akustike da u prostorima stvori uvjete za dobro sluanje.Dobru akustiku osigurava zadovoljavanje slijedeih uvjeta:1. U prostoriji ne smije biti buke, ni unutarnje ni one koja dolazi izvana,2. Zvuk u prostoriji mora biti dovoljno glasan na svim mjestima,3. U prostoriji ne smije doi do pojave jeke,4. Glasnoa zvuka mora biti priblino jednaka na svim sjedalima,

5. U prostoriji ne smije doi do neeljenih rezonancija,6. Odjek u prostoriji mora biti dovoljno malen da bi se izbjegla preklapanja uzastopnih zvukova (slogova i tonova) ugovoru i muzici, ali ujedno prostorija mora biti i dovoljno iva na svim frekvencijama, kako bi sluanje govora ilimuzike bilo popraeno ugodnim osjeajem. Pri tomedirektan zvuk treba biti u stanovitom odnosu premareflektiranom zvuku.

2. Apsorpcija zvuka u zatvorenom prostoru4. Koeficijenti apsorpcije zvukaU zatvorenom prostoru, pod utjecajem zvunih valova, stvara se zatvoreno zvuno polje koje je rezultat refleksija iapsorpcija pregrada koje formiraju prostor. Zvuni valovi se od pregradnih stijena djelom reflektiraju, a djelomapsorbiraju.U zatvorenom prostoru apsorpcija zvuka ovisi o karakteristikama obodnih povrina. Kada zvunival udari u

graninu plohu koja omeuje neku prostoriju, dio energije vala apsorbira materijal granine plohe, a preostali dioenergije vraa se s reflektiranim valom u prostoriju.Sposobnost apsorpcije nekog materijala karakterizira sekoeficijentom apsorpcije - alfa - koji je jednak odnosu apsorbirane snage i ukupne snage upadnog vala.

Vrijednost koeficijenta apsorpcije nekog materijala ovisi o frekvenciji zvuka i o kutu njegova upada na povrinupromatranog materijala. Vrijednost koeficijenta apsorpcije moe se kretatiizmeu 0 i 1. Materijali koji imajuvrijednost koeficijenta apsorpcije iznad 0.3 nazivaju se apsorpcijski materijali. Uobiajeno je da se vrijednostikoeficijenata apsorpcije materijala daju za frekvencije (125), 250, 500, 1000, 2000 i (4000) Hz.Svrha je apsorpcionih materijala i konstrukcija da:

skrate vrijeme odjeka otklone pojavu jeke prigue buku

3. Vrste apsorbera


69/77


70/77


71/77


72/77

6. JekaZvune impulse koji jedan iza drugog slijede u vremenu duem od 0.05 do 0.1 sekunde uho uje svaki posebno.

Pojava da se zvuni impulsi po drugi put uje nakon reflektiranja od neke plohe naziva se jekom.Uz zakanjenje reflektiranog zvuka prema direktnom zvuku od 0.05 sekundi (to odgovara razlici putova od 17metara) jeka se uje onda, ako je reflektirani zvuk istog intenziteta kao i direktni. Vrijeme zakanjenja od 0.1sekunde (razlika u putu 34 metra) odnosi se na sluaj kada je intenzitet reflektiranog zvuka upola slabiji oddirektnog zvuka. Jeka je prilikom sluanja neugodna i oteava razumijevanje. Jeka se javlja u prostorijama savisokim stropom i u suvie dugim prostorijama.

DifuzoriPrilikom projektiranja koncertnih dvorana i muzikih studija nastoji se postii rasprivanje zvukau prostoru(difuzija) kako bi se dobila bolja jednolikost raspodjele zvuka po prostoriji.Danas se za te svrhe najee upotrebljavaju prizmatine ili polucilindrine povrine, a katkad isferne.


73/77

7. Dozvuk i odjek


74/77

8. Vrijeme odjekaKoliko e vremena trajati slabljenje zvuka u nekoj prostoriji ovisi o ekvivalentnoj apsorpcijskoj povrini (A) i ovolumenu prostorije. to je vea ekvivalentna apsorpcijskapovrina (A), to ezvuna energija biti prijeapsorbirana. to je vei volumen prostorije zvuni valovi e izmeudvije uzastopne refleksije prevaliti dulji put. Uzmanje refleksija apsorbira se u jedinici vremena manje zvune energije, te proces odjeka traje due.Brzina slabljenja zvune energije u prostoriji karakterizira se vremenom T koje je potrebno da bise razina zvunogtlaka u prostoriji smanjila za 60 dB nakon iskljuivanja izvora zvuka. Ovovrijeme T se naziva vrijeme odjeka ilireverberacije i predstavlja osnovnu akustikukarakteristiku prostorije.

9. Za zadanu prostoriju izraunajte vrijeme odjeka (na frekvenciji od ______ Hz).Zavrne obloge unutarnjih povrina prostorije su:Zidovi:Pod:

Strop:Otvori:Tablica s koeficijentima apsorpcije nalazi se u prilogu ovog zadatka.

Tema: SVJETLO1. Navedite osnovne karakteristike dnevnog svjetla i opiite svaku od njih.promjenjivost / dinaminostovisno o dobu dana, o godinjem dobu, o klimatskim karakteristikama...usklaivanje ovjekovog bioritma sa ritmom ireg okoliausmjerenosttono definirana ovisno o dobu dana ili godinjem dobu

generiranje sjena > jasnija prostorna percepcija objekata i plohaolakano gledanje i raspoznavanjeterapeutski uinakpozitivno djelovanje na ljudsko tijelo i psihupoveana koncentracija i motiviranostnedostatak > negativan fizioloki i psiholoki utjecajraspoznavanje bojaniti jedan umjetni izvor svjetla nema usporedivu kvalitetu raspoznavanja bojaprirodne boje variraju tijekom danapercepcija prostoranajuinkovitija kroz igru svjetlo/tama, bljesak/sjenaarhitektoninost prostora se najbolje doivljava kroz promjenjive dnevnosvjetlosne parametre

utedapravilno projektiranje > utede u rasvjeti, grijanju i hlaenju prostora


75/77


76/77

Spektar vidljivog zraenja ine:ljubiasta (najvea frekvencija, najkraa valna duljina) cca 390 430 nmplava cca 430480 nmzelena cca 480570 nmuta cca 570 590 nmnaranasta i cca 590 640 nmcrvena boja (najnia frekvencija, najdulja valna duljina) cca 640750 nm

4. to su boje i o emu ovisi boja promatranog tijela ili plohe?

BOJA - dio zraenja koji se REFLEKTIRAkada je ploha osvijetljena bijelom svjetlou.Ovisi o frekvencijireflektiranog zraenja.Ploha je uta zato to se sve bojeosim ute upijaju unutar plohe, asamo se uta boja reflektira.Bijela povrina u jednakoj mjerireflektira sva valna podruja bijelesvjetlosti.Crna povrina u potpunostiapsorbira bijelu svjetlost.Siva povrina u jednakoj mjerireflektira sva valna podruja bijelesvjetlosti, ali ih i djelominoapsorbira.

5. Bijela svjetlostBIJELA SVJETLOST: kontinuirani niz svih boja (valnih duljina) vidljivog spektra. Izvor bijele svjetlosti je Sunce.

6. FotometrijaFOTOMETRIJA dio optike koji se bavi prouavanjem svjetlosti (vidljivog dijela EM spektra)

mjerenje / usporedba karakteristika izvora svjetlosti i osvijetljenih povrinaIZVORI SVJETLOSTI - tijela koja emitiraju svjetlosttokastilinijskipovrinskivolumniOSNOVNE FOTOMETRIJSKE VELIINEsvjetlosni tok (fluks)svjetlosna jakost (intenzitet)rasvijetljenost (iluminacija)sjajnost (luminacija)

7. Svjetlosni tokdefinicija i mjerna jedinica8. Svjetlosna jakostdefinicija i mjerna jedinica9. Rasvijetljenostdefinicija i mjerna jedinicaSVJETLOSNI TOK ()ukupna snaga zraenja koju emitira svjetlosni izvor u jedinici vremenamjerna jedinica = lumen (lm)SVJETLOSNA JAKOST (I)snaga po jedinici prostornog kuta koji izlazi iz tokastog izvorapredstavlja svjetlosni tok u odreenom smjeruIzvor svjetlosti koji ima vei tok svjetlosti ima i vei intenzitet.Da bismo mogli usporeivati izvore svjetlosti razliitih intenziteta definira se mjerna jedinica 1 kandela (cd).

SVJETLOSNA JAKOST = SVJETLOSNI TOK / PROSTORNI KUT I = /Intenzitet tokastog svjetlosnog izvora koji emitira svjetlosnu energiju jednoliko u svim pravcimanumeriki jejednak svjetlosnom toku koji prolazi kroz prostorni kut od jednog steradijana.Steradijan (sr) odgovaraprostornom kutu iji se vrh nalazi u sreditu kugle,a na njenoj plohi omeuje povrinu jednaku kvadratu polumjerakugle. 1 lumen je svjetlosni tok koji izlazi iz tokastog izvora svj . jakosti 1 cd kroz prostorni kut od 1 steradijana.RASVIJETLJENOST ILI ILUMINACIJA (E) E = /Akoliina svjetla koja okomito pada na odreenu povrinuizraava se u luxima (lx)1 lx je osvijetljenost povrine 1 m na koju okomito pada ravnomjerno rasporeen svjetlosni tok 1 lumena

PRVI LAMBERTOV ZAKONrasvijetljenost plohe opada sa kvadratom udaljenosti tokastog izvora svjetla

dvostruko vea udaljenost od izvora svjetla = etiri puta manja rasvijetljenost DRUGI LAMBERTOV ZAKONrasvijetljenost plohe se mijenja ovisno o kutu upada svjetla na njuukoliko svjetlosni tok pada na istu povrinu, ali pod odreenim kutem, rasvijetljenost povrinee biti manja uodnosu na okomiti upad


77/77

Documents

Fizika Zgrade 13-14