Byggfysik PDF

Byggfysik **Värmeförluster i byggnader** - **Transmission**: Värme förloras genom byggnadens klimatskal (tak, väggar, fönster) genom tre huvudsakliga mekanismer: - **Ledning**: Värme överförs genom fasta material som trä eller betong. - **Konvektion och strålning**: Vär...

Byggfysik **Värmeförluster i byggnader** - **Transmission**: Värme förloras genom byggnadens klimatskal (tak, väggar, fönster) genom tre huvudsakliga mekanismer: - **Ledning**: Värme överförs genom fasta material som trä eller betong. - **Konvektion och strålning**: Värme sprids genom porösa material som mineralull. - **U-värde**: Anger hur mycket värme som förloras genom en byggnadsdel per kvadratmeter och grad temperaturskillnad (W/m²K). - **Ventilation**: Nödvändig för att få in frisk luft och ventilerad bort gammal luft. Det leder också till värmeförluster: - **Självdrag**: Ventilation utan fläktar som utnyttjar varm luft som stiger. - **Frånluftsventilation**: Luft sugs ut genom fläktar, och värme kan återvinnas. - **Från-tilluftssystem**: Kontroll av både in- och utgående luft, återvinner värme effektivt. - **Luftläckage**: Otätheter i byggnaden leder till värmeförluster genom läckande luft. Den luft som läcker ut ersätts av kallare luft utifrån, och detta kan inte återvinnas. **Värmetillskott** - **Solinstrålning**: Bidrar till uppvärmning genom fönster, beroende på fönstrets storlek och orientering. - **Hushållsel**: Elektroniska apparater producerar värme baserat på deras energiförbrukning. - **Personvärme**: Människor avger värme beroende på aktivitetsnivå. Vid fysisk aktivitet avges mer värme än vid vila. - **Fastighetsel**: Elanvändning för fläktar och cirkulationspumpar i byggnaden. - **Tappvarmvatten**: Varmvatten som används för dusch, tvätt och disk medför värmeförluster genom avloppssystemet. **Uppvärmningssystem** - **Pannor**: Effektiviteten hos bränsleeldade pannor varierar beroende på deras verkningsgrad (60--90%). - **Fjärrvärme**: Värme levereras via en värmeväxlare med liten förlust. - **Värmepumpar**: Kan överföra mer värme än den elektriska energi de förbrukar (verkningsgrad \>100%). - **Solpaneler och solfångare**: Solenergi samlas in för uppvärmning eller elproduktion. Effektiviteten är låg för solceller men solfångare kan lagra värme för senare användning. **Andra viktiga begrepp** - **Eldningssäsong**: Perioden då uppvärmning krävs, oftast när månadsmedeltemperaturen är under 10°C. Värmetillskott räknas endast under denna period. - **Värmefaktor (COP)**: Förhållandet mellan värmeenergi som produceras av en värmepump och den elenergi som krävs för att driva den. Tentor 1. I ett badrum är det 23 ℃ och det bildas kondens på rummets ytor, vad är ånghalten i luften? 2. Kallvindar är en riskkonstruktion med avseende på fukt. Förklara vilka olika orsaker det finns. Förklara också varför problemen med fukt på kallvindar ökade som en konsekvens av energikrisen på 70-talet. **Fuktproblem på kallvindar** Kallvindar är känsliga för fukt på grund av: 1. **Varm, fuktig luft som läcker upp** från bostaden och kondenserar på kalla ytor. 2. **Dålig ventilation**, som hindrar fukt från att ventileras bort. 3. **Temperaturskillnader** som kyler luften till daggpunkten. 4. **Otillräcklig isolering**, som leder till ojämn temperatur och värmeläckage. **Energikrisen på 1970-talet** Efter energikrisen blev hus tätare och bättre isolerade, vilket gjorde kallvindarna kallare. Mindre värmeläckage ökade risken för kondens, samtidigt som brist på ventilation förvärrade problemen. Detta ledde till mer mögel och rötskador. 3. Träet i ett vardagsrumsgolv har lagts för tätt och börjar bukta på grund av fuktdeformationer. När på året är det störst risk för att träet ska bukta? Svaret ska motiveras. Trä i golv buktar främst under **sommaren** på grund av hög luftfuktighet som gör att träet sväller. Om golvet lagts för tätt utan utrymme för rörelse, kan det inte expandera sidledes och börjar bukta uppåt. På vintern är luften torrare, och träet krymper snarare än sväller. Därför är risken störst under sommarmånaderna. 4. Fuktbelastningen på byggnader kommer bland annat från våta aktiviteter inne i byggnaden, så som städning och matlagning. Ge tre andra typer av fuktbelastning som kan påverka byggnaden -  **Markfukt** -- Fukt som stiger från marken genom grunden. -  **Regnvatten** -- Vatten som tränger in via tak, väggar eller dålig dränering. -  **Kondens** -- Bildas på kalla ytor vid hög luftfuktighet. 5. I projekteringen av en villa med 3 rok delar man ett av rummen i två mindre sovrum. Hur påverkar det byggnadens beräknade primärenergital? Motivera svaret. Att dela ett rum i två sovrum påverkar inte primärenergitalet, eftersom Atemp förblir oförändrad. Små justeringar kan ske i energianvändningen, exempelvis för ventilation eller belysning, men dessa påverkar primärenergitalet marginellt​ 6. Vilka är de tre vanligaste transportmekanismerna för värmetransport? Förklara kortfattat hur värmen transporteras.  **Ledning** -- Värme transporteras genom direkta molekylära kollisioner i fasta material, som metaller och väggar.  **Konvektion** -- Värme överförs genom rörelse av vätskor eller gaser, exempelvis varm luft som stiger.  **Strålning** -- Värme överförs via elektromagnetiska vågor, som solens strålar mot en yta 7. Förklara skillnaden mellan effekt och energi. Ge två olika enheter för energi och en enhet för effekt. - **Energi** är den totala mängd arbete eller värme som överförts, exempelvis under en tidsperiod. - **Effekt** är hur snabbt energi överförs eller används, alltså energi per tidsenhet. - Energi: Joule (J), kilowattimme (kWh) - Effekt: Watt (W) 8. Springorna mellan golvbrädorna i ett vardagsrum varierar över året på grund av att träet sväller när det lagrar in vatten. När på året kommer springorna mellan brädorna vara som störst? För att få poäng måste svaret förklaras. Springorna mellan golvbrädorna är som störst under **vinterhalvåret**. Detta beror på att luftfuktigheten inomhus är lägre under vintern, eftersom kall utomhusluft värms upp inomhus, vilket sänker dess relativa fuktighet. Träet förlorar då fukt till den torra luften och krymper, vilket ökar springorna mellan brädorna. 9. Varför kan frånluftsventilation ses som en del i byggnadens fuktskydd? Frånluftsventilation kan ses som en del av byggnadens fuktskydd eftersom den hjälper till att reglera luftfuktigheten inomhus genom att avlägsna fuktig luft. Detta förhindrar kondensbildning och fuktskador på byggnadens material, vilket är avgörande för att undvika mögel och andra fuktrelaterade problem. 10. En boende öppnar fönstret i sovrummet när hen sover. Om byggnadens övriga system fortsätter fungera som vanligt. Hur påverkas följande faktorer av att fönstret öppnas. Motivera svaren 11. Vilka negativa konsekvenser finns det för en byggnad som har för otäta väggar, utöver att det kan dra kallt för de boende i huset. 12. Ge ett exempel på ett material som kan påverkas av frostsprängning. Förklara hur och varför frostsprängning uppstår. Ett exempel på material som påverkas av frostsprängning är betong. Det sker när vatten i materialets porer fryser, expanderar och skapar tryck som kan orsaka sprickor om trycket blir för högt. 13. Om man antar att veden i en vedbod är i jämvikt med omgivningen, vilken årstid kommer veden ha högst fukthalt, sommar eller vinter? För att få poäng måste svaret förklaras 14. Varför beskriver man lampors färg med enheten Kelvin? Lampors färg beskrivs i Kelvin eftersom det anger ljusets färgtemperatur, baserat på vilket ljus en svartkroppsstrålare skulle avge vid en viss temperatur. Detta ger en objektiv skala från varmt (gul-rött) till kallt (blå-vitt) ljus. 15. Varför blir det viktigare att huset är tätt om man har FTX ventilation jämfört med om man har frånluftsventilation? Med FTX-ventilation är husets täthet viktig för att minimera luftläckage, så att systemet kan återvinna värmen effektivt och bibehålla energibesparingen 16. Varför delas grunden in i olika areor när man ska beräkna U-värdet? Grunden delas in i olika areor för att kunna ta hänsyn till olika material och konstruktioner som påverkar värmeöverföringen olika. Genom att beräkna U-värdet för varje del får man en mer exakt bedömning av grundens isoleringsegenskaper och kan identifiera värmeförluster. 17. Vad är konsekvenserna för byggnaden om det växer mögel i en vägg? Mögel i en vägg kan orsaka skador på byggmaterial, hälsoproblem, fuktskador, dålig lukt och försämrad luftkvalitet. Det är viktigt att åtgärda mögel snabbt för att undvika dessa konsekvenser. 18. När är den relativa fuktigheten i inomhusluften lägst? Under sommaren eller under vintern? Varför är den lägst just då? Den relativa fuktigheten är lägst under vintern eftersom kall luft kan hålla mindre fukt, och när den värms upp inomhus sjunker den relativa fuktigheten.