Detail předmětu

Fyzika stavebních látek

BJA009 předmět zařazen v 1 studijním plánu

Bc. prez. program BPC-SI > spM povinný letní semestr 3. ročník 4 kredity

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.

Garant předmětu

prof. RNDr. Ing. Stanislav Šťastník, CSc., Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav technologie stavebních hmot a dílců

Výsledky učení předmětu

Získání základních poznatků o fyzikálních vlastnostech stavebních materiálů, teorii šíření tepla a šíření vlhkosti v pórovitých, nepórovitých stavebních materiálech, vzduchových vrstvách. Po absolvování předmětu by měl student samostatně zvládnout popis tepelně-izolačního účinku vrstvové stavební konstrukce, vysvětlit účinnost jednotlivých materiálových vrstev, vymezit využitelnost stavebních materiálů pro stávající a budoucí stavební objekty vzhledem k předpokládané energetické náročnosti objektu, vymezit riziko hromadění vnitřní vlhkosti ve stěnách a také posoudit některé speciální projevy stavebních konstrukcí vzhledem k současnému trendu zateplování. Podle strukturních vlastností staviva posoudit jejich tepelně-izolační i vlhkostně-vodivostní schopnosti. V předmětu studenti získají přehled o principech alternativních zdrojů energií pro zásobování budov, současném vývojovém trendu ve stavebnictví. Studenti se seznámí s postupy tepelné diagnostiky budov a experimentálními metodami.

Prerekvizity

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

Korekvizity

Tento předmět se studuje paralelně s předmětem BJ07 - Izolační materiály. Tento souběh umožňuje studentům poskytnout přehled o tepelně-izolačních a akustických vlastnostech staviv, studentům přednáší teorie šíření akustického vlnění ve stavebních materiálech a stavebních konstrukcích.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka probíhá formou přednášek, praktických cvičení a samostudia. Účast na přednáškách je doporučená, na cvičeních povinná.

Způsob a kritéria hodnocení

Ve cvičení studenti odevzdávají vedoucímu cvičení 5 protokolů o provedených fyzikálních měření a jeden test.
Zkouška má povinnou písemnou část, kde student prokáže schopnost samostatného vyřešení dvou výpočtových příkladů z oblasti teorie šíření tepla a vlhkosti. Pro postup do povinné ústní části je nezbytné dosáhnout alespoň 3. bodů ze 6. možných. Pro úspěšné složení ústní části zkoušky je nezbytné odpovědět na dvě položené otázky, v nerozhodném případě je studentovi položena doplňující otázka

Cíl

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.

Přednáška

2 hod./týden, 13 týdnů, nepovinné

Osnova přednášek

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

2 hod./týden, 13 týdnů, povinné

Osnova cvičení

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.