Stavební fyzika 1 PDF - 2. prosince 2018

Stavební fyzika1 2. prosince 2018 PŘEDNÁŠKA Č.1 STAVEBNÍ SVĚTELNÁ TECHNIKA PROSLUNĚNÍ = přímý dopad slunečních paprsků do interiéru. OSLUNĚNÍ = přímý dopad slunečních paprsků na venkovní plochy (rekreační). DENNÍ OSVĚTLENÍ = osvětlení inter...

Stavební fyzika1 2. prosince 2018 PŘEDNÁŠKA Č.1 STAVEBNÍ SVĚTELNÁ TECHNIKA PROSLUNĚNÍ = přímý dopad slunečních paprsků do interiéru. OSLUNĚNÍ = přímý dopad slunečních paprsků na venkovní plochy (rekreační). DENNÍ OSVĚTLENÍ = osvětlení interiérů denním světlem, na kterém se účastní jak přímé sluneční záření, tak sluneční světlo rozptýlené v atmosféře. AKUSTIKA = vliv hluku na člověka, šíření zvuku (hluku) v budově SLUNEČNÍ ZAŘENÍ ULTRAFIALOVÉ ZÁŘENÍ 100 až 380 nm (cca 7%) AKUTNÍ ÚČINEK – solární zánět kůže následným ochranným zesílením svrchní vrstvy kůže a pigmentací CHRONICKÝ ÚČINEK degenerativní změny kůže včetně tvorby zhoubných nádorů. UV ZÁŘENÍ neproniká až k sítnici oka a ne-může ji poškodit. METABOLISMUS KALCIA: UV záření je nezbytné pro tvorbu vitamínu D v lidském organismu. Nedostatek tohoto vitamínu se může projevit onemocněním kostí. BAKTERICIDNÍ PŮSOBENÍ – likviduje choroboplodné zárodky (viry a baktérie). Desinfikuje interiér. Průchodem přes zasklené okno se tento účinek zeslabuje až 100 x. Přesto v interiéru toto působení neztrácí svůj význam. CHEMICKÉ ZMĚNY materiálů a povrchů (umělé hmoty, nátěry, potraviny, chemikálie...) VIDITELNÉ ZÁŘENÍ = SVĚTLO 380 – 770 nm (cca 48%) Přímé i rozptýlené světlo v atmosféře je zdrojem denního světla pro interiér. Má příznivý vliv na psychiku obyvatel. Přímé sluneční záření může být příčinou zhoršení zrakové pohody protože způsobuje vysoký kontrast jasů mezi ozářenými a neozářenými plochami a tím oslňuje buď přímo či odrazem od lesklých ploch. 1 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 INFRAČERVENÉ ZÁŘENÍ 770 – 1400 nm (cca 45%) Je vnímáno člověkem převážně povrchem těla jako působení tepla. V chladných obdobích roku je zdrojem energetických zisků a může přispívat k vytápění budovy. Naopak v letních měsících může být příčinou nadměrného vzestupu teploty ve vnitřním prostoru budovy. SYSTÉMY SOUŘADNIC NA HEMISFÉŘE HORIZONTOVÉ SOUŘADNICE Horizont Almukantarát Vertikál Slunce Výška Slunce – úhel, který svírá sluneční paprsek s horizontální rovinou proloženou místem pozorování (max=při kulminaci-poledne PSČ – J - A=0) Azimut Slunce – úhel, který svírá kolmý průmět slunečního paprsku do vodorovné roviny s jižním směrem (A= - dopoledne, A= 0 vpoledne, A=+ odpoledne) SYSTÉMY SOUŘADNIC NA HEMISFÉŘE ROVNÍKOVÉ SOUŘADNICE Paralela Slunce (rovnodennost: paralela=svět.rovník) Deklinační kružnice Slunce (kulminace: paralela=světový rovník) Meridián = vniká ztotožněním delklinační kružnice s vertikálem Slunce při kulminaci Slunce Zeměpisná šířka Deklinace - úhel, který svírá sluneční paprsek s rovinou světového rovníku, obdoba výšky Slunce Hodinový úhel – obdoba azimutu, parametr závislý na PSČ GRAFICKÉ ZPŮSOBY ZNÁZORNĚNÍ SLUNEČNÍCH DRAH SLUNEČNÍ DIAGRAMY znázorňují zdánlivé dráhy Slunce na obloze z místa pozorování ! Pravoúhlý ! Polární – Ortografický– Stereografický– Ekvidistantní– Kotangensový (diagram zastínění) 2 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 PROBLEMATIKA OBYTNÝCH OBJEKTŮ § 1013 odst.(1) Občanského zákoníku (zákon č.89/2012) (1) Vlastník věci se zdrží všeho, co působí, že odpad, voda, kouř, prach, plyn, pach, světlo, stín, hluk, otřesy a jiné podobné účinky (imise) vnikají na pozemek jiného vlastníka (souseda) v míře nepřiměřené místním poměrům a podstatně omezují obvyklé užívání pozemku! to platí i o vnikání zvířat. Zakazuje se přímo přivádět imise na pozemek jiného vlastníka bez ohledu na míru takových vlivů a na stupeň obtěžování souseda, ledaže se to opírá o zvláštní právní důvod. § 69 odst. 1 Stavebního zákona 183/2006 (1) Právnické osoby, fyzické osoby a příslušné orgány veřejné správy jsou povinny při územně plánovací a projektové dokumentaci, při povolování, provádění, užívání a odstraňování staveb respektovat záměry územního plánování a obecné požadavky na výstavbu stanovené prováděcími právními předpisy. § 25 Vyhlášky o obecných požadavcích na využívání území č. 501/2006 (1)Vzájemné odstupy staveb musí splňovat požadavky urbanistické, architektonické, životního prostředí, hygienické, veterinární, ochrany povrchových a podzemních vod, státní památkové péče, požární ochrany, bezpečnosti, civilní ochrany, prevence závažných havárií, požadavky na denní osvětlení a oslunění a na zachování kvality prostředí. Odstupy dále musí umožňovat údržbu staveb a užívání prostoru mezi stavbami pro technická či jiná vybavení a činnosti, například technickou infrastrukturu. § 11 Vyhlášky o technických požadavcích na stavby 268/2009 (1) U nově navrhovaných budov musí návrh osvětlení v souladu s normovými hodnotami řešit denní, umělé i případné sdružené osvětlení, a posuzovat je společně s vytápěním, chlazením, větráním, ochranou proti hluku, prosluněním, včetně vlivu okolních budov a naopak vlivu navrhované stavby na stávající zástavbu. (2) Obytné místnosti musí mít zajištěno denní osvětlení v souladu s normovými hodnotami. (4) V pobytových místnostech musí být navrženo denní, umělé a případně sdružené osvětlení v závislosti na jejich funkčním využití a na délce pobytu osob v souladu s normovými hodnotami. (5) Pobytové místnosti musí mít zajištěno dostatečné přirozené nebo nucené větrání a musí být dostatečně vytápěny s možností regulace tepla § 13 Vyhlášky o technických požadavcích na stavby 268/2009 (1) Prosluněny musí být všechny byty a ty pobytové místnosti, které to svým charakterem a způsobem využití vyžadují. Přitom musí být zajištěna zraková pohoda a ochrana před oslněním, zejména v pobytových místnostech určených pro zrakově náročné činnosti. 3 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 (2) Byt je prosluněn, je-li součet podlahových ploch jeho prosluněných obytných místností roven nejméně jedné třetině součtu podlahových ploch všech jeho obytných místností. Při posuzování proslunění se vychází z normových hodnot. (3)U samostatně stojících rodinných domů, dvojdomů a koncových řadových domů má být součet podlahových ploch prosluněných obytných místností roven nejménějedné polovině součtu podlahových ploch všech obytných místností bytu. § 45 Nařízení, kterým se stanovují obecné požadavky na využívání území a technické požadavky na stavby v hlavním městě Praze (pražské stavební předpisy) 10/2016 (1)U bytů a pobytových místností, které to svým charakterem a způsobem využití vyžadují, musí být dodrženy požadavky na proslunění stanovené podle odstavce 2. Pokud charakter stávající zástavby neumožňuje zabezpečit požadavky na proslunění, musí být při navrhování bytů prosluněno minimálně 80% navrhovaných bytů. (2)Byt je prosluněn, je-li součet podlahových ploch jeho prosluněných obytných místností roven nejméně jedné třetině součtu podlahových ploch všech jeho obytných místností. Při posuzování proslunění se vychází z normových hodnot. (3)V navrhovaných obytných místnostech a v jednotkách dlouhodobého ubytování musí být splněna úroveň denního osvětlení podle normových hodnot. PROSLUNĚNÍ ČSN 734301 Obytné budovy (červen 2004) (Z1-2005, Z2-2009, Z3-2012) Všechny byty musí být navrhovány tak, aby byly prosluněny Byt je prosluněn, je-li součet ploch jeho prosluněných obytných místností roven nejméně 1/3 součtu ploch všech jeho obytných místností (rodinné domy 1⁄2 ploch – samostatné, dvojdomy a koncové sekce) ČSN 734301 Do součtu ploch z jedné strany prosluněných obytných místností ani do součtu ploch všech obytných místností se pro tento účel nezapočítávají části obytných místností, které leží ve větší vzdálenosti od okna než je : 2,3 násobek světlé výšky obytné místnosti. (viz obrazek) 4 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 ČSN 734301 Obytná místnost se považuje za prosluněnou jsou-li splněny tyto podmínky: (viz obrazek) ČSN 734301 Požadovaná doba proslunění Při zanedbání oblačnosti musí být dne 1.3. doba proslunění nejméně 90 minut. Požadovanou dobu proslunění pro den 1.3. lze nahradit bilancí, při které mimo přestupné roky je celková doba proslunění ve dnech od 10. 2. do 21. 3. včetně 3600 minut (jedná se o 40 po sobě jdoucích dní s průměrnou dobou proslunění 90 minut. ČSN 734301 Definice úhlů neefektivního dopadu (viz obrazek) ČSN 734301 STÍNÍCÍ PŘEKÁŽKY Při navrhování obytných budov se bere v úvahu stínění nejen podle současného stavu okolí, ale také potom možnost pozdějších změn v případě realizace výstavby podle podmínek územního rozhodnutí nebo podle regulačního plánu popř. územního plánu zóny nebo územního projektu, jsou-li pro dané území schváleny. ZASTÍNĚNÍ STÁVAJÍCÍCH OBJEKTŮ Při umisťování obytné budovy do území je nutno prověřit dodržení požadavků na proslunění také u obytných místností stávajících budov. Tyto požadavky není nutno dodržet, jedná- li se o doplnění stávající souvislé zástavby výstavbou v prolukách, popř. formou nástaveb a přístaveb, jestliže doplněná budova zachová půdorysný rozsah a výškou úroveň zástavby sousedních budov. 5 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 ČSN 734301 DEFINICE PROLUKY Prolukou se rozumí dočasně nezastavěný prostor ve stávající souvislé zástavbě, který je určen k zastavění. Pro nezastavěné nároží (např. při blokové zástavbě) lze použít termín rohová proluka. OSLUNĚNÍ POZEMKŮ Venkovní zařízení a pozemky v okolí obytných budov sloužící k rekreaci jejich obyvatel mají mít alespoň polovinu plochy osluněnou alespoň 3 hodiny dne 1. 3. MERIDIÁNOVÁ KONVERGENCE Rozdíl mezi geografickým a kartografickým severem C= (24°50‘ – λ) / 1,34(°) λ...zeměpisná délka posuzovaného místa Pootočení severu po směru hodinových ručiček o velikost C C pro Prahu je cca 7,8° PŘEDBĚŽNÉ POSOUZENÍ BYTU-RD Předběžné posouzení plochy bytu –obytných místností podle orientace (S!!!) Předběžné posouzení velikosti oken v obytných místnostech (0,9m!!!) Specifikace a určení kritických bodů Snaha o minimalizaci práce – volba nejnepříznivěji umístěných kritických bodů, které budou určující pro zbytek objektu (postupujeme od nejnižších podlaží!!!) SLUNEČNÍ DIAGRAMY ! Pravoúhlý ! Polární 1. Ortografický 2. Stereografický 3. Ekvidistantní 4. Kotangensový (diagram zastínění) DIAGRAM ZASTÍNĚNÍ d = délka stínu překážky, která má výšku 4a (viz obrazek) 6 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 PŘEDNÁŠKA Č.2 OSLUNĚNÍ A PROSLUNĚNÍ BUDOV GRAFICKÉ ZPŮSOBY ZNÁZORNĚNÍ SLUNEČNÍCH DRAH SLUNEČNÍ DIAGRAMY znázorňují zdánlivé dráhy Slunce na obloze z místa pozorování ! Polární diagramy – Ortografický – Stereografický – Ekvidistantní – Kotangensový (diagram zastínění) ! Pravoúhlý sluneční diagram KONTROLA SLUNEČNÍ RADIACE DŮVODY: DOSTATEČNÁ INSOLANCE INTERIÉRU – ZDRAVOTNÍ ÚČINKY (zajištění dostatku sluneční radiace – baktericidní působení) VIZUÁLNÍ POHODA INTERIÉRU (oslunění – příznivý dojem interiéru, pozor na oslnění) ZAJIŠTĚNÍ TEPELNÉ POHODY INTERIÉRU (oteplování povrchu budovy – zatěžovací účinky na fasádu a styky, vnikání okny do interiéru!narušení tepelné pohody v interiéru v létě, energetický přínos v zimě) NA ČEM ZÁVISÍ INSOLANCE: NA GEOGRAFICKÉ POLOZE MÍSTA NA ATMOSFÉRICKÝCH PODMÍNKÁCH NA URBANISTICKÉM ŘEŠENÍ ZÁSTAVBY (orientace ke světovým stranám, výška budov....) NA KONSTRUKČNÍM ŘEŠENÍ BUDOVY (konstrukční systémy hlavních traktů, řešení obvodového pláště vč. oken, balkónů,....) NA POUŽITÍ PROSTŘEDKŮ KE KONTROLE SLUNEČNÍ RADIACE PROSTŘEDKY KE KONTROLE SLUNEČNÍ RADIACE: ORIENTACE BUDOV NA NESLUNEČNOU ČI STÍNĚNOU SVĚTOVOU STANU REDUKCE ZASKLENÝCH PLOCH ZEJMÉNA NA INTENZIVNĚ OSLUNĚNÝCH PRŮČELÍCH POUŽITÍ SPECIÁLNÍCH DRUHŮ SKEL REDUKUJÍCÍCH TEPELNOU SLOŽKU SLUNEČNÍ RADIACE NAKLONĚNÍ PROSKLENÉ ROVINY SLUNEČNÍ CLONY 7 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 REDUKCE ZASKLENÝCH PLOCH ZEJMÉNA NA INTENZIVNĚ OSLUNĚNÝCH PRŮČELÍCH - zasklené budovy s velkou propustností slunečního záření!SKLENÍKOVÝ EFEKT (narušení tepel. pohody) - opatření: redukce ploch okenních otvorů, ale nutná kontrola světelného prostředí uvnitř dispozice POUŽITÍ SPECIÁLNÍCH DRUHŮ SKEL REDUKUJÍCÍCH TEPELNOU SLOŽKU SLUNEČNÍ RADIACE - rozlišujeme dva základní typy: a) skla tepelné záření pohlcující b) skla tepelné záření odrážející Př.: čiré obyčejné sklo odráží cca 8% tepelného záření X sklo s povrchovou úpravou vrstvami kovu či oxidů kovu odrazivost až 90% POZOR: na zhoršení světelně technických podmínek POZOR: barevná skla-změna barev. podání obrazu NAKLONĚNÍ PROSKLENÉ ROVINY - lze tímto snížit tepelné zisky interiéru SLUNEČNÍ CLONY - vnitřní - pevné - vnější - pohyblivé - vmístěné mezi skly - vodorovné (horozontální) - J : plné a lamelové - svislé–VaZ - kombinované (okenice) POŽADAVKY NA NÁVRH CLON OPTIMÁLNÍ TEPELNÉ PODMÍNKY V INTERIÉRU OPTIMÁLNÍ SVĚTELNÉ PODMÍNKY V INTERIÉRU NEZKRESLENÝ VIZUÁLNÍ KONTAKT S VNĚJŠÍM PROSTŘEDÍM ODVOD TEPLA PROUDĚNÍM VZDUCHU ZAJIŠTĚNÍ OTEVÍRATELNOSTI OKEN 8 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 PŘEDNÁŠKA Č.3 DENNÍ OSVĚTLENÍ BUDOV 21 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 22 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 23 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 24 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 25 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 26 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 PŘEDNÁŠKA Č.4 DENNÍ OSVĚTLENÍ BUDOV 9 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 10 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ SVĚTELNĚ TECHNICKÉ PROSTŘEDÍ FAKTORY MIMO STAVBU: a) stav oblohy (zataženo, jasno...) b) okolní zástavba (barva fasád, výška, tvar...) c) terén (tmavý, zvlněný...) VNITŘNÍ FAKTORY: a) konstrukční řešení (k. systém, k. výška, hloubka...) b) proporční řešení interiéru c) zařízení a vybavení interiéru (vybavení, barevnost...) d)uspořádání vzhledem k umístění pracovního místa ve vztahu ke směru osvětlení ROZMEZÍ EXTERIÉR – INTERIÉR -> OBVODOVÁ STĚNA a) šířka obvodové stěny (tloušťka) včetně pevných prvků b) plocha okenních otvorů (umístění, výška parapetu, výška nadpraží, sklon okenního otvoru...) c) konstrukce okenního otvoru (rám, příčle...) d) navrhované druhy skel 11 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 SVĚTELNĚ TECHNICKÝ POSUDEK - zpracovává se na základě úplné projektové dokumentace - průvodní zpráva obsahuje: a) místo stavby a funkci investičního celku b) výkres situace (1:500) se všemi náležitostmi c) charakteristika povrchů (budovy, terén...) - stavební výkresy: a) půdorysy a řezy místnostmi s kótami a popisem b) označení polohy a rozměru okenních otvorů - okenní otvory: a) členění okenních otvorů – výkres M1:2, 1:5 b) materiál zasklení c) materiál okenního rámu d) popis případných regulačních zařízení - interiér a) funkce (určení požadavků) b) zařízení interiéru (pevné zařiz. předměty) c) popis povrchů (materiál,...) d) zakreslení prac. míst do půdorysu (zóny) - doporučení a závěr KONTROLA DENNÍHO OSVĚTLENÍ - Regulace pomocí světlo propustných materiálů - Regulace pomocí světlo směřujících prvků A)Odrazné systémy B) Prismatické systémy C)Holografické systémy D)Hybridní systémy SYSTÉMY DENNÍHO OSVĚTLENÍ BUDOV Návrh budov vyžaduje komplexní návrh s ohledem na světelnou a tepelnou pohodu -> optimalizace osvětlovacích prvků Dle způsobu získávání a využití denního světla se systémy rozdělují na pasivní a aktivní systémy 12 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 PASIVNÍ SYSTÉMY DENNÍHO OSVĚTLENÍ Přístup denního světla do budovy bez technických zařízení Pomocí vhodného stavebního a dispozičního řešení a vhodnou volbou povrchových úprav a uspořádání interiéru okna, transparentní stěny, střešní okna, světlíky, vikýře, anglické dvorky, světlovody ANGLICKÉ DVORKY Možné řešení pro prostory umístěné těsně pod úrovní terénu – osvětlení, větrání Dle využití prostoru vhodně zvolit hloubku, šířku a výškové osazení anglického dvorku, ale také barvy, materiály dvorku a druh zasklení Zdroj [Osvětlování neosvětlitelných prostor,Plch, Mohelníková,2004] HELIOSTATY Parabolická zrcadla soustřeďující sluneční záření – po dopadu na zrcadlovou plochu se paprsky odrážejí a koncentrují do ohniska Tyto zrcadlové plochy se během dne natáčejí za sluncem Využívají se pro směrování a vedení světla OPTICKÉ ČOČKY Koncentrují sluneční záření Nejznámější Fresnelovy čočky – jinak tlusté čočky , které jsou stupňovitě posunuty , což způsobuje koncentraci slunečních paprsků do ohniska OPTICKÁ VLÁKNA Transparentní vlákna velmi malého průměru (zlomky nanometrů – milimetry), která jsou opláštěná Světlo vstupuje do vlákna, vláknem putuje na základě principu odrazu světla s co možno nejmenšími ztrátami a poté světlo z vlákna volně vystupuje do prostoru Zdrojem je buď umělý zdroj, sluneční záření (heliostaty nebo Fresnelovy čočky) 13 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 Přednáška č.5 AKUSTIKA 14 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 15 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 16 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 17 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 18 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 19 Stavební fyzika1 2. prosince 2018 DIAGRAM ZASTÍNĚNÍ- VZOR PRO KRESLICÍ ÚLOHU ČSN 730581 Diagram zastínění 50°s.z.š. a den 1.3. DIAGRAM ZASTÍNĚNÍ ČSN730581 Příklad posouzení diagramem zastínění 20