Re: [Ekodum] fyzikalni princip "teple" hlinene steny?

[Karel Srdečný <karel.srdecny AT ekowatt.cz>]

Při výpočtu teplotního chování budovy jsme si obvykle vystačili s tzv. kvazistacionárním vedením tepla, tj. řešil se vždy ustálený stav, který v praxi sice nikdy nenastává, ale u běžných staveb to byla malá chyba. 

Šlo o to zjednodušit si život, výpočtové metody se vyvíjely v době kdy ve většina věcí počítala na logaritmickém pravítku. Máte-li PC, můžete použít i dynamický výpočet  - můžete simulovat chování budovy třeba po hodinách. Takové nástroje existují, nicméně potíž je v tom, že do takového výpočtu vstupuje spousta dalších proměnných, z nichž zejména chování lidí v budově se simuluje dosti obtížně. Otázka zní, nakolik takovýto přesnější výpočet má smysl - obávám se, že právě chování lidí v domě vnáší do výpočtu řádově větší chybu než je chyba způsobená použitím jednoduššího výpočtu. 

Co je důležité: u domů s nízkou spotřebou energie je i velká chyba ve výpočtu jen poměrně malé absolutní číslo (např. při nákladech na vytápění pasivního domu 5 tis. kč/rok je i 20% chyba tisícovka ročně a to už se v ostatních nákladech domácnosti ztratí). 

Tak jako se v tradičních výpočtech používaly různé empirické hodnoty, potřebovali bychom asi něco podobného pro "netradiční" stavby - ale k tomu je třeba zkoumat nějaký statisticky významný vzorek budov. Jistě je to tedy  téma na rozsáhlý výzkum. S hlínou je ta potíž, že není dosti laboratorně prozkoumaná, už proto,
že v každém domě bývá použita trochu jiná hlína. Další potíž je ta, že
třeba tepelná vodivost u hlíny se dost výrazně mění podle obsahu
vlhkosti, přičemž právě vlhkost v průběhu roku může dost kolísat.


Pokles dotykové teploty s výše uvedeným moc nesouvisí, jde o dynamický proces odehrávající se ve velmi krátkém čase (sekundy) a to lze simulovat celkem dobře. Potíž je v nedostatku vstupních dat pro hlínu a jiné "netradiční" materiály. 

Karel Srdečný


> From: Gaati [mailto:Gaati AT seznam.cz]
> To: Ekologické stavebnictví [mailto:ekodum AT fsv.cvut.cz]
> Sent: Tue, 27 May 2008 20:20:19 +0200
> Subject: Re: [Ekodum] fyzikalni princip "teple" hlinene steny?
>
> Dobrý den,
>
> Jsem velice rád, že občas se tu ozve někdo, kdo ctí fyziku a příspěvěk Jiřího Čecha v tomto kontextu rozhodně je.
> Malá připomínka.
> Mimo veličin jímavost, kondenzace, tepelný odpor, atd. což jsou veličiny statické, pro posouzení je důležitý i časový faktor.
> Rozdíl u masivních a lehkých konstrukci je diametrálně odlišný, do hry vstupuje k menovaným veličinám i akumulace a změna tepelného spádu a spádu parciálních tlaků páry v interiéru a exteriéru.
> Bylo by to zajímavé ( možná na diplomovku ), simulovat průběh dějů v hliněné stěně na základě faktografických meteorologických hodnot napr. z průběhu zimy, jara, léta a podzimu.
>
> S pozdravem
>
> Tibor Ganzer
>
> >  ------------ Pôvodná správa ------------
> >  Od: Jiří Čech <jiri.cech AT email.cz>
> >  Predmet: Re: [Ekodum] fyzikalni princip "teple" hlinene steny?
> >  Dátum: 27.5.2008 15:08:06
> >  ----------------------------------------
> >  Dobry den,
> >  
> >  pocit "tepleho" pri dotyku je dan dvema velicinami: teplotou materialu 
> >  (vnitrni povrchova teplota steny) a tepelna jimavost materialu. Podrobne 
> >  je to reseno v pripade podlah, kde se hodnoti pokles dotykove teploty 
> >  chodidla, stejny princip funguje i na dlan na stene.
> >  Jimavost materialu B[W s^0,5 m^-2 k^-1] je součin tepelne vodivosti, 
> >  merne tepelne kapacity a obj. hmotnosti. Beton, palena cihla a hlina 
> >  maji tyto B
> >  beton           1,3 x 1020 x 2200 = 2917 e3
> >  palena cihla  0,8 x 900 x 1700 = 1224 e3
> >  hlina             0,7 x 750 x 1600 = 840 e3
> >  
> >  Hlina by tedy mela byt cca 2-3x teplejsi nez ostatni materialy nehlede 
> >  na vlhkost.
> >  
> >  Nevidim duvod, proc by mela para v omitce kondenzovat ve vodu a proc by 
> >  se mela na konci omitky zase menit v paru. Vlhkost v konstrukci se chova 
> >  podle parcialnich tlaku (vztah konkretni vlhkosti se 100% vlhkosti), 
> >  takze ke kondenzaci dojde v mistech blizko vnejsimu povrchu, kde uz je 
> >  nizka teplota, do ktere se dostava relativne vlhky interierovy vzduch. 
> >  Pocital jsem to a vychazi to tak, tzn pro interier - hlina 3cm - 
> >  climatizer 40cm (nemam vlastnosti slamy, climatizer je snad podobny) - 
> >  exterier je kondenzace nekde na 40tem cm (37. slamy) a to v mnozstvi 
> >  0,026kg/m2/rok. K odparu dochazi az pri otepleni exterieru, takze nejaky 
> >  energeticky zisk ze skupenskeho tepla by v dobe "zimy" mohl byt s tim, 
> >  ze se samozrejme odecte pri vysychani konstrukce (v lete).
> >  
> >  Merne skupenske teplo vody je 2 257 000 J/kg = 0,627kWh/kg. Takze na m2 
> >  plochy zdi to dela 0,016kWh. Mizive mnozstvi.
> >  
> >  Ve variante 2 jsem pridal hlinu i na vnejsi lic (hlina - climatizer - 
> >  hlina), kon.zona na podobnem miste, mnozstvi kondenzatu 0,69kg/m2/rok, 
> >  to je 0,43kWh. Pokud ma dum 10x10 vysky 2,5m, tj plocha 100m2, tak je to 
> >  43kWh, coz je zpatky 0,43kWh/m2 podlahove plochy/rok - doufam, ze jsem 
> >  nevyvratil nevyvratitelny fenomen, ktery nabada co nejvic podporit 
> >  kondenzaci v konstrukci, abysme nemuseli topit :-)
> >  
> >  Jirka Cech
> >  
> >  
> >  
> >  Jan Marton napsal(a):
> >  > Dobry den vsem,
> >  >
> >  > rika se, ze pri dotyku s hlinenou interierovou stenou ma clovek pocit tepleho
> >  povrchu. Uvazoval jsem, jak je to mozne, resp. jestli to ma nejake fyzikalni
> >  opodstatneni. Moje teorie je tedy takova: Mame dobre zateplenou stenu (muzeme
> >  uvazovat slamu), difuzne otevrenou smerem do exterieru, kde vnitrni hlinena
> >  omitka s vysokym obsahem jilu je parobrzdou. V zimnim obdobi, kdyz je venku
> >  suchy mrazivy vzduch a v interieru teply nasyceny vlhkosti, potom je vlhkostni
> >  spad smerem do exterieru. Omitka pojima vlhkost, tim se meni skupenstvi vodni
> >  pary na vodu a tim je na povrchu emitovana tepelna energie, ktera dela onen
> >  "teply povrch". Vlhkost dale postupuje stenou, odparuje se do baliku (opacny
> >  proces - ochlazovani?) a postupuje do exterieru, kde opet v kondenzacni zone
> >  meni skupenstvi na vodu. Otazka jen je, nakolik se skutecne meni v omitce vodni
> >  para na vodu, pripadne nakolik prostupuje jako vodni para bez zmeny skupenstvi.
> >  Proces samozrejme nefunguje, pokud je za hlinenou omitk!
> >   ou!
> >  >   jina parobrzda typu OSB. Dale je pro me otazkou, co donuti vodu ke zmene
> >  skupenstvi, resp. jaky by to musel byt vlhkostni spad, aby toho byla schopna?
> >  Nebo to souvisi s necim jinym?
> >  >
> >  > Jeste je mozne, ze to cele souvisi s tepelnou vodivosti, a sice ze proste
> >  hlinena omitka prakticky neodnima pri dotyku teplo z dlane, proto je pocit 
> >  "teply", nicmene si predstavuju, ze vlastnosti budou podobne jak ma treba
> >  beton...
> >  >
> >  > Muzete mi nekdo korigovat/potvrdit/vyvratit moji teorii? 
> >  >
> >  > PS. Tohle premysleni se odviji diky jednomu clovekovi, ktery se se kdesi
> >  docetl, ze fazova premena na povrchu omitky vyviji tolik tepla, ze je schopna
> >  vytopit pasivni dum... to spis pro informaci, to myslim nikdo ani nemusi
> >  vyvracet :o)  
> >  >   
> >  > ------------------------------------------------------------------------
> >  >
> >  > _______________________________________________
> >  > Ekodum mailing list
> >  > Ekodum AT fsv.cvut.cz
> >  > http://mailman.fsv.cvut.cz/mailman/listinfo/ekodum
> >  >   
> >  
> >  
> >  
> >  
> >  
> >  
>
> Ahoj
>
> _______________________________________________
> Ekodum mailing list
> Ekodum AT fsv.cvut.cz
> http://mailman.fsv.cvut.cz/mailman/listinfo/ekodum