Detail předmětu

Fyzika stavebních látek

FAST-BJA009Ak. rok: 2022/2023

Náplň předmětu je členěna do tří částí, a to části fyzikálních vlastností materiálů, stavební tepelné techniky a šíření vlhkosti. Z hlediska návaznosti získávání poznatků u studentů se teorie v předmětu rozšiřuje na obecných poznatcích fyziky, nauky o stavebních hmotách a materiálech s využitím některých matematických postupů.
V předmětu je rozpracována zejména teorie šíření tepla, difúze vodní páry a šíření vlhkosti strukturou stavebních materiálů a průvzdušnosti s ohledem na jejich specifické vlastnosti, příp. nehomogenní uspořádání ve stavebních fragmentech, a to za stacionárního i dynamického působení okolního prostředí. Obecnými principy transmise tepla i vlhkosti jsou zdůvodněny noremní posuzovací kritéria stavebních konstrukcí. Rovněž jsou uvedeny hlavní principy navrhování stavebních konstrukcí a budov. Osnova předmětu obsahuje kapitoly o experimentálních možnostech stanovení materiálových vlastností staviv, dokladování noremních a závazných vlastností pro navrhování. Cvičení má zčásti laboratorní a zčásti výpočtový charakter.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. Ing. Jiří Zach, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav technologie stavebních hmot a dílců (THD)

Výsledky učení předmětu

Student zvládne cíl předmětu získáním znalostí o teorii fyzikálních a užitných vlastností stavebních materiálů ve stavu zabudování do stavebních konstrukcí, interakci použitých staviv s okolními materiály, fyzikálních projevech stavebních konstrukcí se zaměřením na tepelnou techniku budov, vlhkostním šíření v budovách, vytváření vnitřního mikroklimatu v budovách, vlivu na životní prostředí, využití alternativních tepelných zdrojů a tepelné náročnosti staveb.

Prerekvizity

Znalosti ze všeobecné fyziky, numerické matematiky, teorie stavebních hmot. Ovládnutí poznatků aplikované fyziky.

Osnovy výuky

1. Zákonitosti šíření tepla ve stavebních materiálech.
2. Tepelně-technické vlastnosti stavebních látek.
3. Stav materiálu, tepelně-izolační vlastnost staviv.
4. Vzduch, vzduchové vrstvy, tepelně-izolační vlastnosti vzduchových vrstev.
5. Stacionární, nestacionární šíření tepla materiálem.
6. Tepelné mosty, hygienické kritérium při jejich vlivu.
7. Zdroje vlhkosti ve stavebních konstrukcích.
8. Vlhký vzduch, difuze vodní páry.
9. Vlhkostní vlastnosti materiálů.
10. Celoroční bilance vlhkosti.
11. Posuzovací kritéria stavebních konstrukcí. Normativní podmínky podle národní a evropské technické legislativy.
12. Propustnost vzduchu, infiltrace.
13. Tepelná stabilita, energetická náročnost objektů. Experimentální metody v tepelné technice.

Učební cíle

Teorie fyzikálních a užitných vlastností stavebních materiálů ve stavu zabudování do stavebních konstrukcí, interakce použitých staviv s okolními materály. Fyzikální projevy stavebních konstrukcí se zaměřením na tepelnou techniku budov, vlhkostní šíření v budovách, vytváření vnitřního mikroklimatu v budovách, vliv na životní prostředí, využití alternativních tepelných zdrojů, tepelná náročnost staveb.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

ČSN 730540 Tepelná ochrana budov (části 1 - 4), Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, Praha (CS)
HALAHYJA, M. Stavebná tepelná technika, akustika a osvetlenie. Alfa, Bratislava, 1985 (SK)
Chmurný, I., Stavebná tepelná technika, Základy tepelnej ochrany budov, Vydavatelstvo STU, 2014 , ISBN: 978-80-227-4147-7 (SK)
Vaverka, J.; Chybík, J., Mrlík, F. Stavební fyzika 2, stavební tepelná technika. 1. vyd. Brno: VUTIUM, 2000. 420 s. ISBN 80-214-1649-1. (CS)
VAVERKA, J. kol. Stavební fyzika I. VUTIUM, Brno, 1998. ISBN 80-214-2910-0 (CS)

Doporučená literatura

Bošová, D.,  Stavební fyzika II. Stavební tepelná technika, ČVUT, 2019, ISBN: 978-80-01-05645-5 (CS)
CHYBÍK, J. Přírodní stavební materiály. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, a.s., 2009. 272 s. ISBN978-80-247-2532-1 (CS)
KÜNZEL, H.M. Simultaneous Heat and Moisture Transport in Building Components.One- and two-dimensional calculation using simple parameters. PhD Thesis. Stuttgart: Fraunhofer Institute of Building Physics, 1995 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-SI bakalářský

    specializace M , 3 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jiří Zach, Ph.D.

Osnova

1. Zákonitosti šíření tepla ve stavebních materiálech. 2. Tepelně-technické vlastnosti stavebních látek. 3. Stav materiálu, tepelně-izolační vlastnost staviv. 4. Vzduch, vzduchové vrstvy, tepelně-izolační vlastnosti vzduchových vrstev. 5. Stacionární, nestacionární šíření tepla materiálem. 6. Tepelné mosty, hygienické kritérium při jejich vlivu. 7. Zdroje vlhkosti ve stavebních konstrukcích. 8. Vlhký vzduch, difuze vodní páry. 9. Vlhkostní vlastnosti materiálů. 10. Celoroční bilance vlhkosti. 11. Posuzovací kritéria stavebních konstrukcí. Normativní podmínky podle národní a evropské technické legislativy. 12. Propustnost vzduchu, infiltrace. 13. Tepelná stabilita, energetická náročnost objektů. Experimentální metody v tepelné technice.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jiří Zach, Ph.D.
Ing. Vítězslav Novák, Ph.D.
Ing. Jan Bubeník, Ph.D.

Osnova

1. Úvodní cvičení, požadavky pro absolvování předmětu, bezpečnostní předpisy k provádění praktické laboratorní části cvičení. 2. Stanovení součinitele tepelné vodivosti Bockovou metodou. 3. Stanovení součinitele teplotní vodivosti. 4. Stanovení rozložení teplotního pole elektroanalogickou metodou. 5. Stanovení teplotního útlumu a fázového zpoždění ve stěně. 6. Stanovení relativní vlhkosti vzduchu a zjišťování vlhkosti pórovitého vzorku staviva nepřímou metodou. 7. Výpočet a posouzení tepelného odporu vícevrstvé stěny. 8. Výpočet tepelného odporu vzduchových vrstev. 9. Výpočet teplotního útlumu stavební konstrukce. 10. Zjištění rizika vnitřního hromadění vlhkosti ve stěně. 11. Výpočet intenzity vnitřní kondenzace ve stěně. 12. Roční bilance vlhkosti ve stěně. 13. Kontrola splnění povinností ve cvičení, zápočtový test.