arh. fizika_ 2009-10!1!02-10_ - klimatologija, elem.komfora, tz

7/28/2019 Arh. FIZIKA_ 2009-10!1!02-10_ - Klimatologija, Elem.komfora, TZ

1/26

KLIMATOLOGIJA, ELEMENTI KOMFORA, TOPLOTNA ZATITA[1a]

Predmetni nastavnik:

Prof. dr Duan Vuksanovi, dipl.in.arh.

Univerzitet Crne Gore

ARHITEKTONSKI FAKULTET

ARHITEKTONSKA FIZIKA Predavanja

Semestar IV / Studijska god. 2009/2010.


2/26

Onos ovjeka i okoline

Karakteristike savremenog rutva i problemi koji ga prate oprinijeli su razvojunove nauke:

Nauka o okolini-sredini (environmental science) (fiziki i socijalni/psihosocijalni

aspekt)

Polje djelovanja ove nauke ukljuuje oblasti rada arhitekata: prostorno i urbanistiko planiranje,

urbanistiko i arhitektonsko projektovanje i graenje,

ali i elemente rugih nauka o znaaja za jelatnost arhitekata:

klimatologiju, ekologiju, orivi razvoj (sustainable evelopment)

februar 2010. 2


3/26

Klimatologija

KLIMA

3februar 2010.


4/26

Analiza interakcija u procesu izgranje kude i naselja:

uticaji odgovori

Uticaji faktora lokacije prirodnih (klime i tla) istvorenih uslova (objekti) na kreiranje arhitekture

bioklimatski principPovratni uticaji intervencija u prostoru na

prirodno okruenje

4februar 2010.


5/26

KLIMA I VRIJEME

Klima

srednje stanje atmosfere prosjek meteorolokih pojava koje karakteriu srenjestanje atmosfere na nekom mjestu u oreenom periou

KLIMATOLOGIJA

prouava viegoinji reim tipova vremena - klimu, poneblje oreenog mjesta,neke teritorije, kao i cjelokupne Zemljine povrine

primjena u urbanistikom planiranju i arhitektonskom projektovanju

5februar 2010.


6/26

KLIMA I VRIJEME

Vrijeme trenutno stanje atmosfere stanje meteorolokih elemenata i pojava uoreenom trenutku

METEOROLOGIJA

nauka o atmosferi - utvruje zakone po kojima se javljaju atmosferske

pojave i procesi i ustanovljavaju njihove uzajamne veze - fizika atmosfere

6februar 2010.


7/26

Podjela klime u odnosu na geografske kriterijume

Makroklima - klima velikih oblasti (pustinje, tunre, tropske ume)

Mezoklima - lokalna klima, klima geomorfolokih cjelina

Mikroklima - topoklima, klima ue lokacije

Klima gradova - poruje graa, graskog centra

Kriptoklima - klima zatvorenog prostora

7februar 2010.


8/26

KLIMATSKI ELEMENTI I KLIMATSKI FAKTORI

KLIMATSKI ELEMENTI

- Sunevo zraenje- Temperatura i vlanost vazduha

- Vazuni pritisak

- Vjetar

- Oblanost, magla

- Padavine (kia, snijeg)

KLIMATSKI FAKTORI

- Geografskairina i uina- Raspored kopna i mora

- Nadmorska visina

- Reljef - ekspozicija prema suncu

- Geoloke i peoloke karakteristike

- Biljni pokriva

8februar 2010.


9/26

Klasifikacija klime - globalna

U onosu na temperaturu i vlanost vazuha, kao kljune parametre (toplotnog)

komfora - klasifikacija klime za potrebe arhitekture i urbanizma: Hlana klima Umjerena klima (topla i hlana) Topla suva klima Topla vlana klima

9februar 2010.


10/26

Sunevo zraenje

Sunce kao izvor energije

temperatura povrine Sunca: 5800K

snaga zraenja Sunca: 3,9 x 1026 W

Karakteristini parametri ozraene

suneve energije

Snaga ozraene suneve energijena granici atmosfere:

solarna konstanta: 1353 W/m2

mjerena na povrinu upravnu na

pravac sunevih zraka

10februar 2010.


11/26

Struktura ozraene suneve energije

Nosioci suneve energije: Elektromagnetni talasi sa talasnim uinama u opsegu o 0,29 o 4,75m

- nevidljivi dio spektra ultravioletni dio spektra, 1% energije- vidljivi dio spektra svjetlosni dio spektra, 39% energije

- infracrveni dio spektra toplotni dio spektra, 60% energije

Najznaajniji aspekti apsorpcije atmosfere

- Ozon (O3) apsorbuje najvedi io ultravioletnog zraenja;

- Vodena para i CO2 apsorbuju znatan io infracrvenog zraenja.

11februar 2010.


12/26

Karakteristini parametri ozraene suneve energije

Snaga ozraene suneve energije na Zemljinoj povrini zavisi od:

upanog ugla sunevih zraka / uine puta kroz atmosferu

stanja atmosfere

Geometrijske aspekte sunevog zraenja uslovljavaju geografska irina lokacije,

goinje oba i oba ana...

Stanje atmosfere vezano je za oblanost, prisustvo voene pare, zagaenost

vazduha...

12februar 2010.


13/26

Karakteristike sunevog zraenja na Zemljinoj povrini

Globalno zraenje: ukupno zraenje koje ospijeva na Zemljinu povrinukoje ine vije komponente: irektno i ifuzno zraenje koja su uvijek

prisutna u razliitim proporcijama

Direktno zraenje

Dominantno zraenje pri vedrom nebu (10% pripaa ifuznom zraenju);

max. ozraena energija intenzitet sunevog zraenja 1kW/m2 ljeti,kada je sunce u zenitu

Difuzno zraenje

Dominantno zraenje pri oblanom nebu; uvijek prisutno kao posljedica

prolaska kroz atmosferu (apsorpcija, refleksija, rasipanje prisustvo

razliitih estica), na ta oatno utiu oblaci koji u uslovima potpune

oblanosti ine cjelokupno sunevo zraenje ifuznim.

13februar 2010.


14/26

Ponaanje zemljine povrine

Zraenje koje pane na zemljinu povrinu, shono karakteristikama povrinskogsloja, ponaa se kako slijei:

io suneve energije se apsorbuje,

io apsorbovane energije se vrada u atmosferu izraivanje zemljine povrine

io ozraene energije se reflektuje ka atmosferi albedo refleksioni koeficijent

zemljine povrine, srenja vrijenost 30%; albeo utie na ifuzno zraenje: usluaju oblanog neba, zraenje reflektovano ka atmosferi ponovo se o oblaka

reflektuje ka zemljinoj povrini.

Bilans zraenja

G = S + DQ = S + D - R

Q = G - aG

G globalno zraenjeS irektno zraenje

D ifuzno zraenje

a albedo

Q bilans zraenja

14februar 2010.


15/26

Ponaanje zemljine povrine

15februar 2010.


16/26

Oreivanje poloaja Sunca

Poloaj Sunca na nebeskom svou (u oreenom trenutku) u onosu na taku

posmatranja oreuje se preko va ugla: visina Sunca : ugao izmeu sunevog zraka i njegove horizontalne projekcije

azimut (Sunca) : ugao izmeu horizontalne projekcije sun.zraka i meriijana ka

istoku pozitivni, ka zapadu negativni

Primjena

u arhitekturi: provjera osunanja razliito orijentisanih prostorija u urbanizmu: provjera odstojanja zgrada konstrukcija sjenki

16februar 2010.


17/26

Duina trajanja sijanja Sunca

Duina trajanja sijanja Sunca u satima za oreeni perio (mjesec, goina)

Zavisi o geografske irine, namorske visine, reljefa i stepena oblanosti...

Za primjenu u praksi: relativno trajanje sijanja Sunca u % o mogudeg

(potenciujalnog) trajanja

Intenzitet sunevog zraenja i trajanje sijanja Sunca su proporcionalne veliine...

Naelno: ko lokacija sa istom geografskom irinom javide se razlike u koliini

ozraene suneve energije uslje jelovanja lokalnih klimatskih i fizikih faktora

17februar 2010.


18/26

Dijagram horizontalnih sunevih putanja

Horizontalna projekcija nebeskog svoda

18februar 2010.


19/26


20/26

Vjetar Ostali klimatski elementi

Oblanost ... u desetinama neba naosnovu osmatranja

Vedro nebo: oblanost 2/10;

Oblano nebo: oblanost 8/10

Vlanost vazuha

Apsolutna vlanost i relativna vlanost

Temperatura vazduha

Promjena pravca vjetra kao

posljeica poloaja zgraa

20februar 2010.


21/26

Pojave koje prate savremeno rutvo i utiu na stanje

prirodne i graene sreine

intenzivna urbanizacija

intenziviranje saobradaja

povedanje zagaenja

NEGATIVNI UTICAJI NA MIKROKLIMU GRADA

povedanje temperature povedanje potrebe za energijom

prljave tehnologije - zagaenje okoline

iscrpljivanje prirodnih energetskih resursa (fosilna goriva drvo, ugalj, nafta)

ODGOVOR NA NEGATIVNE UTICAJE: prihvatanje novih koncepata koncept orivog razvoja, to ukljuuje i primjenuobnovljivih izvora energije

februar 2010. 21


22/26

Graevinska fizika fizika zgrade

Negativni aspekti klime zatvorenog prostora i mikroklime gradadoprinijeli su razvoju graevinske fizike fizike zgrade, kao posebnog

poruja djelovanja arhitekata (i ininjera rugih tehnikih struka)

usmjerenih na fizike fenomene koje neki objekat ispoljava, ili im je izloen(toplota, zvuk, svjetlost, poar,....);

Inicijalizacija razvoja ove primijenjene nauke interdisciplinarnogkaraktera:

Svjetska energetska kriza sedamdesetih godina XX vijeka

februar 2010. 22


23/26

Uticaji koji mogu usloviti ponaanje nekog objekta i

njegovu materijalizaciju

1. Zahtjevi korisnika

2. Uslovi/uticaji sredine

3. Nain koridenja prostora

4. Zahtjevi (meusobne uslovljenosti) koji proizilaze iz konstrukcije - sklopa u kojem

se materijal/proizvod nalazi

Uslovi sredine po porijeklu:1. van omotaa (spoljanji)

a) iz atmosfere

b) iz tla

2. unutar omotaa (unutranji)

a) posljedica namjene / naina koridenja prostorab) posljedica projekta

Uslovi sredine po vrsti:mehaniki, elektromagnetni, toplotni, hemijski, bioloki

februar 2010. 23


24/26

Zahtjevi korisnika i zahtjevi komfora

Zahtjevi korisnika

pojam obuhvata sve one zahtjeve koji se postavljaju pred arhitektonski objekat;

najeda podjela zahtjeva korisnika podrazumijeva njihovu kategorizaciju na:

zahtjeve koji se tiu bezbjednosti

zahtjeve koji se tiu komfora

Zahtjevi komfora - osnovni oblici komfora:

1. vazuni

2. toplotni

3. vizuelni (svjetlosni)4. akustiki (zvuni)

5. prostorni u domenu arhitektonskog projektovanja

februar 2010. 24


25/26

Tretman toplotne zatite zgraa kroz istoriju

1. princip graenja u sklau sa prironim uslovima lokacije

dobro poznavanje karakteristika mikrolokacije (pozitivnih i negativnih)

rugaije shvatanje kriterijuma toplotnog komfora o ananjeg skromniji zahtjevi

2. zaboravljanje klimatskih principa kao posljedica otkrida fosilnih goriva

primjena razliitih sistema grijanja u objektima

razvoj novih materijala i tehnologija graenja

jeftino gorivo (energija) kojim se kompenzuju nedostaci koje objekti ispoljavaju u

pogledu toplotnog komfora (zimi i ljeti)

pojava graevinskih teta kao posljedica nedovoljno promiljene primjene novih

materijala i tehnologija graenja podsticaj za razvoj prvih propisa iz oblastitoplotne zatite

februar 2010. 25


26/26

Savremeni tretman toplotne zatite zgraa

danas u svijetu:

kriterijumi termike zatite se ne zaravaju u okvirima minimalnih zahtjeva zatoplotnom zatitom, ved se insistira na pojaanoj/povienoj toplotnoj zatiti u cilju

postizanja energetske efikasnosti (!)

tretman objekta zajedno sa instalacionim i drugim sistemima koji se ugrauju

razmatranje energije vezane za funkcionisanje zgrada ukupne potrebe i realnapotronja energije jednog objekta

arhitektonski koncepti i koncepti instalacija uvoenje novih koncepcijskih i

tehniko-tehnolokih reenja

februar 2010. 26

arh. fizika_ 2009-10!1!02-10_ - klimatologija, elem.komfora, tz

Documents