Gradjevinska Fizika

1.

Uvod, osnovna nacela, okruzenje, energija, ekologija, efikasnost

Građevinski fakultet, Univerzitet u Sarajevu GRAĐEVINSKA FIZIKA

GRAĐEVINSKA FIZIKA 2013/2014

Red.broj predavanja 1.

Nastavne jedinice

Napomena 08.10.2013

Uvod, osnovne oblasti, energija, ekologija, efikasnost, prirodno okruzenje, standardi

2.

15.10.2013.

3.

Klimatski parametri i parametri komfora

22.10.2013.

4.

Faktor oblika zgrade i strategije uštede energije, termički most

29.10.2013.

5.

Termodinamika, komuniciranje toplote Koeficijent prolaza toplote; Metode proračuna koeficijenta prolaza toplote. Primjeri

vježbe

05.11.2013.

6.

Komuniciranje vodene pare:, zahtevi u pogledu difuzije vodene pare. Metode proračuna; građevinske štete usljed difuzije vodene pare. Primjer

vježbe

12.11.2013.

7.

test

19.11.2013. 26.11.2013.

8.

Srednji koeficijent prolaza toplote. Toplotna stabilnost građevinske konstrukcije u letnjem periodu i metode njenog proračuna. Primjeri.).

9.

Toplotni gubici zgrada. Transmisijski i ventilacioni gubici. Oblici transmisionih toplotnih gubitaka (površinski, linijski, tačkasti

03.12.2103.

10.

Vrste toplinskih izolacija Lastro gost predavac

10.12.2013.

11.

Ostakljenja u funkciji toplinske, zvucne, zastite od sunca I sigurnosti

17.12.2013.

12.

Termografija, utopljavanje objekata , primjer

24.12.2013.

13.

vjezbe

14.

Gradjevinska akustika, zracna i strukturna, udarna buka vibracije, opisati pojmovi i nacini sprecavanja transvera zvucne energije

07.01.2014.

15.

test

14.01.2014.

vjezbe

31.12.2013.

Ralativno mlada naučna disciplina građevinarstva koja istražuje fizikalne pojave (toplina, vlaga, zvuk, požar) na relaciji unutrašnji-vanjski prostor na granicama građevinskog objekta. Osnovna područja: 1. Okruzenje, klimatske karakteristike (klimatski elementi I faktori) spoljašnji projektni uslovi 2. Klima unutrašnjeg prostora (kriptoklima) - unutrašnji projektni uslovi: toplotni, vazdušni, svjetlosni i akustički komfor 3. Termodinamika (transfer toplote i materije): toplinska zaštita (ušteda energije) difuzija vodene pare Toplinska stabilnost i ljetna toplinska zaštita 4. Akustika prostora i zaštita od: zračne buke strukturne, udarne buke i vibracija 5. Osvjetljenje

Građevinski fakultet, Univerzitet u Sarajevu GRAĐEVINSKA FIZIKA

GRAĐEVINSKA FIZIKA (arhitektonska fizika, fizika zgrade)

Mjere toplinske zaštite: termički proračun, prenošenje toplote kroz spoljašnje konstrukcije zgrada; proračun koeficijenta prolaza toplote, homogene i heterogene konstrukcije, termički mostovi Mjerama toplinske zaštite treba umanjiti nepoželjan toplinski tok na relaciji untra vani i obrnuto (zima/ljeto). Difuzija vodene pare (transfer materije, čestica vodene pare koje se kreću s područja veće koncentracije (većeg parcijalnog tlaka) k području manje koncentracije – do uspostave ravnoteže parcijalnih tlakova): proračun, gustina difuzijskog toka, ukupna količina kondenzata i isušenje građevinskih konstrukcija; principi spriječavanja stvaranja kondezata u konstrukciji (nestacionarnog difuznog toka), kako se ne bi narusila mikroklima prostora i sama građevinska konstrukcija. Toplotna stabilnost spoljašnjih građevinskih konstrukcija u ljetnjem periodu, mjera inertnosti građevinske konstrukcije pod djelovanjem sunčevog zračenja, odnosno obrnutog toplinskog toka: vremenski pomak faze i prigušenje amplitude oscilacije temperature Zvučna izolacija: vazdušna i strukturna građevinske konstrukcije - pregrade

buka,

principi

izolovanja

Toplotna i zvučna zaštita građevinskih konstrukcija: materijali i tehnička rješenja

Građevinski fakultet, Univerzitet u Sarajevu GRAĐEVINSKA FIZIKA

Toplotna tehnika u građevinarstvu: Tehnički uslovi za projektovanje i materijaliyaciju zgrada

Potreba čovjeka za energijom je najizraženija u oblasti građevinarstva, a vezana je za svaki njegov dio, od projektovanja i izgradnje do korištenja objekta cijelim vijekom njegovog trajanja. Neprilagođeno prirodi ljudsko biće treba energiju za ugodan i zdrav život, za grijanje i hlađenje prostora u kome boravi tokom većeg ili manjeg dijela godine, zavisno od klimatskog područja u kojem živi. Te potrebe su ogromne i iznose skoro polovinu ukupne potrošnje energije.

Više od 86 % primarne energije, koja se koristi u svijetu potiče od fosilnih goriva, a najveće zagađenje sa CO2, prouzrokovano je njegovim sagorijevanjem.

Potrošnja energije u zemljama EU

Građevinski fakultet, Univerzitet u Sarajevu GRAĐEVINSKA FIZIKA

1.ENERGIJA I GRAĐEVINARSTVO

Energetske promjene i zagađenja utiču na ekosistem emisijom štetnih tvari. Emisije čestica čađi, dima, onečišćenog zraka, oksida dušika NOx , ugljikomonoksida (CO, O3) direktno djeluju na okolinu, a emisija oksida sumpora SOx ima za posljedicu pojavu kiselih kiša. Djelovanje emisija SOx je koncentrirano na područja razvijenih ze Prolaskom sunčevog zračenja kroz atmosferu, dio zraka se reflektuje od nju, a dio prolazi i apsorbira u atmosferi, u stakleničkim plinovima. Ovi plinovi predstavljaju mehanizam održanja temperature atmosfere. Bez njih bi temperatura bila 30°C niža i postojeći život ne bi bio moguć.

Građevinski fakultet, Univerzitet u Sarajevu GRAĐEVINSKA FIZIKA

Ljudsko djelovanje na Zemlji ima, osim toga, uticaj na promjene okoline sa velikim posljedicama na ekološki sistem, klimu i zdravlje živih bića.

Građevinski fakultet, Univerzitet u Sarajevu GRAĐEVINSKA FIZIKA

Staklenički plinovi: ugljen dioksid (CO2) nastaje izgaranjem fosilnih goriva, Natrium oksid (NO2) u industrijskim pogonima i poljoprivredi kao i Metan (CH4), te hidrofluor i perfluor HFC, PFC i SF6, a njihova prekomjerna emisija izaziva povećanje temperature i fenomen globalnog zagrijavnja.

Staklenički plinovi uništavaju zaštitni (ozonski) omotač koji štiti Zemlju od prekomjernog zračenja i time uzrokuju globalno zagrijavanje atmosrfere. To može dovesti do ekstremnih meteoroloških promjena, povećanja razine mora (za 1 m do kraja 21 stoljeća) i površina pustinja, smanjenja zaliha pitke vode, uništenja mnogih biloških vrsta i dr. Sa druge strane, “onečišćenje” zraka sa prisutnim česticama sumpor dioksida, uključujući prašinu, čađ, dim i druge suspendirane materije smoga (nus pojave sagorijevanja fosilnih goriva), uzrokuje se pojačana refleksija i raspršivanje sunčeve energije natrag u svemir. Time se smanjuje transfer toplote na Zemlju, što dovodi do fenomena globalnog zatamnjenja Smatra se, da se uticaji globalnog zagrijavanja mogu smanjiti globalnim zatamnjenjem. Rješavanje problema na način, da se globalno zagrijavanje spriječi bez smanjenja stakleničkih plinova, a na račun povećanja koncentacije i emisije sitnih čestica u atmosferi, je varijanta rješavanja problema razvijenih zemalja. Ova opcija je “nemoralna” i nedopustiva.

Građevinski fakultet, Univerzitet u Sarajevu GRAĐEVINSKA FIZIKA

Fenomen globalnog zagrijavanja atmosrfere i fenomen globalnog zatamnjenja

Pojave koje prate savremeno društvo I utiču na naš odnos prema okruženju NEKONTROLISANA SJECA SUMA

SIROMAŠTVA I MIGRACIJE SUŠA I EROZIJA ZEMLJE

TOPLOTNO ZAGAĐENJE GRADOVA

INTEZIVNA URBANIZACIJA GRADOVA, SAOBRAĆAJ I ZAGAĐENJE, TOPLOTNO ZAGAĐENJE GRADOVA POVEĆANA POTREBA ZA ENERGIJOM I ENERGETSKIM RESURSIMA

SIROMASTVO

ISCRPLJIVANJE PRIRODNIH RESURSA FOSILNIH GORIVA (drvo, nafta, ugalj)

Građevinski fakultet, Univerzitet u Sarajevu GRAĐEVINSKA FIZIKA

PORAST:

To podrazumjeva obezbjeđenje OPTIMALNIH UVJETA za komforan život i rad u skladu sa sve strožijim energetskim, a prije svega ekološkim zahtjevima.

OPTIMALNE KONDICIJE ARHITEKTONSKOG PROSTORA KOMFOR-

7E

Energetski i ekološki, efikasana i ekonomična gradnja postignuta uz edukaciju i etičnost, posebnih Pčelinje saće: ti = -10˚C te = +30˚C unutra

vani

estetskih vrijednsti

Simbol održive gradnje i dizajna 7E

Građevinski fakultet, Univerzitet u Sarajevu GRAĐEVINSKA FIZIKA

ALARMANTNA SITUACIJA NAMETNULA JE NOVI KONCEPT: KONCEPT ODRŽIVOG RAZVOJA I GRAĐENJA

1. Poštovanju prirodnog ambijenta: • efikasnije korištenje obnovljivih izvora energije ( energije sunca, vjetra, biomase, geotermalne energije i sl.). 2. Korišćenju ekoloških materijala i smanjenje troškova održavanja: • napuštanje konvencionalnih načina građenja, • korištenje građevinski neškodljivih materijala, • poticanje recikliranja otpada nastalog u postupku građenja i rušenja. • sprovođenju mjera energetske efikasnosti • racionalizacija energetskih potreba u arhitektonskim objektima, odnosno energetska efikasnost (EE) i optimalizacija specifične potrošnje eneregije. 3. Smanjenju zagađenja i emisije CO2: • modernizacija industrijskih tehnologija i poljoprivrede, • korištenje prevoznih sredstava koja manje zagađuju, • pošumljavanje površina, 4. Pružanju prilika novim ekološki prihvatljivim dostignućima i tehnologijama, kojim će biti angažovan veći broj zaposlenih. 5. Harmonizaciji zakonodavnih okvira.

Građevinski fakultet, Univerzitet u Sarajevu GRAĐEVINSKA FIZIKA

Kompleksnim sagledavanjem ove problematike, osnovna načela održivog razvoja, sadržana su u slijedećem:

Hidroenergija prednosti mane

- zanemariva emisija CO2 - ekološke štete, dizanje nivoa vode, plavljenje korisnog zemljišta, slaba isplativost malih HE

Biomasa prednosti mane

- zanemariva emisija CO2, (što je po nekim podacima upitno) - slaba energetska moć, teška kontrola ostalih emisija, potrebna velika površina, eventualno skup transport.

Građevinski fakultet, Univerzitet u Sarajevu GRAĐEVINSKA FIZIKA

Pitanje obnovljivih izvora energije su na preispitivanju i za sada se smatra, da obnovljivi izvori, neće moći pokriti onoliko potreba koliko se nadamo, zbog visoke cijene, zbog male ekonomske iskorištenosti, što je vidljivo iz nekoliko primjera:

Ono što preostaje jeste: • • • • • • •

racionalno korištenje energije, bez obzira na vrstu energenta i borba za očuvanje preostalih resursa, briga o otpadu i zagađivanju i recikloranje materijala ulaganje u obnovu i kvalitet objekata, redovnu izmjenu instalacija, ulaganje u kvalitetne tehnologije i korištenje certificiranih građevinskih materijala i proizvoda.

Gradnja kuća sa koeficijentom U = cca 1.2 – 1.5 W/m²K, je ekonomski nonsens ili možemo reći, katastrofa za budućnost, a to je uglavnom sadašnje stanje.

Građevinski fakultet, Univerzitet u Sarajevu GRAĐEVINSKA FIZIKA

Slični problemi se javljaju, i kad se analiziraju, sunčeva energija, energija vjetra, te geotermalna energija.

WSVO Qh 250-100 kWh/(m²·a)

EnEV* Niskoenergetske kuće

KfW-60* Qp≤ 60 kWh/(m²·a)

KfW-40* Qp ≤ 40 3-Litar-Kuća kWh/(m²·a)

Pasivna kuća

U W/(m2K) 0,4 - 0,6 0,3 -0,5 0,4 - 0,5 1,3-1,8 1

U W/(m2K) 0,25 - 0,5 0,20 - 0,4 0,25 -0,4 1.2- 1,4 1/2/3

U W/m2K) 0,15 -0,30 0,15 - 0,25 0,20 - 0,30 1,2- 1,4 2/3

U W/(m2K) 010-0,30 0,10 -0,20 0,20 - 0,30 0,70- 1,2 1/2/3

U W/(m2K)