.

VIRIVIRIKazalo

Vsebina

I. Prenos toplote in energijska

uèinkovitost stavb

II. Navla�evanje gradbenih

konstrukcij

III. Svetlobno ugodje in osvetlitev

stavb

IV. Akustika in zavoèna za�èita

stavb

V. Potek in znaèilnosti po�arov v stavbah

VI. Okolje in lokalno podnebje

v mestih

7

121

169

223

275

305

Gradbena fizika 45

I. Prenos toplote in energijska uèinkovitost stavb

sevanja (R

med 0,1 in 0,15). V sodobnih zasteklitvah

uporabljamo mehke nanose z emisivnostjo IR manj�o od 0,05,

zato zadostuje �e nanos na enem od stekel v regi.

Toplotno prehodnost zasteklitve zni�amo tudi z veè

zaporednimi regami in veè nizkoemisijskimi nanosi, po enem

v vsaki regi. Okvirne vrednosti toplotnih prehodnosti razliènih

zasteklitev navaja tabela I.9.

Okenske okvirje izdelujemo predvsem iz lesa, umetnih snovi

ali kovin (aluminija). Na izbiro snovi vplivajo mehanska trdnost,

pogostost vzdr�evanja, cena in zahtevana toplotna prehodnost

okvirja Uokv

. Pri okenskih okvirjih iz lesa dose�emo zahtevane

toplotne prehodnosti s polnim profilom debeline med 70 in

100mm. Pri okvirjih izdelanih iz umetnih snovi ali kovine

toplotno prehodnost zmanj�amo z delitvijo okvirja na prekate

ali komore in prekinitvami toplotnih mostov, ki nastanejo na

rebrih profila okvirja. Kljub temu je toplotna prehodnost takega

okvirja vi�ja kakor pri okvirjih, izdelanih iz lesa. Okna, ki so

primerna za vgradnjo v energijsko varène stavbe, imajo v okvir

vstavljene sloje toplotne izolacije tako, da toplotna prehodnost

okvirja Uokv

ni veèja od toplotne prehodnosti zasteklitve Us -

na primer okna, ki jih vgrajujemo v pasivne stavbe, morajo

imeti toplotno prehodnost zasteklitve in okvirja manj�o od 0,8

W/m2K.

Distanènik med stekli ima veè nalog. Z uporabo primarnega in

sekundarnega tesnila zagotavlja tesnost rege v zasteklitvi. Poleg

tega je napolnjen s snovjo (na primer s silikagelom), ki s

procesom adsorpcije ve�e molekule vodne pare, ki prehajajo

v rego zasteklitve z difuzijo ter tako zni�uje temperaturo rosi�èa.

Zato se stekla na povr�ini v regi tudi pri nizkih temperaturah

ne rosijo. Ko sonèno sevanje segreje okno in adsorpcijsko snov,

ta odda molekule vodne pare brez nevarnosti za rosenje stekla.

Na distanèniku nastane toplotni most,

ki ga vrednotimo s korekcijskim faktor-

jem toplotnega mostu d. Odvisen je

od snovi, iz katere je izdelan distanè-

nik. Za klasièni Al distanènik je d ~

0,10 W/mK, za distanènik izdelan iz

umetne mase pa le 0,03 - 0,04 W/mK.

Slika I.58.: Okenski okvir izdelan z

umetne mase; profil okvirja je deljen

na prekate ali komore, s katerimi

poveèamo upor prehoda toplote;

okvir na sliki �5 komorni� [6].

Slika I.59.: Okvir okna, ki je

primeren za vgradnjo v energijsko

varènih stavbah, ima dodatno

toplotno izolacijo in aluminijast

za�èitni okvir na zunanji strani

okvirja, zasteklitev je troslojna z

nizkoemisijskim nanosom na

povr�ini mejnih stekel proti regam,

ki so napolnjene s kriptonom [6].

Slika I.57.: Distanènik ima odprtine, skozi

katere prehajajo molekule vodne pare v

adsorpcijsko snov; na distanèniku so

navedene tudi osnovne lastnosti zasteklitve.

50 10 15 20 25

sevaln

a to

plo

tn

a

presto

pn

ost

(W

/m

K)

s

2

razlika temperatur stekla T -T (K)1 2

1

0

30

5

4

3

2

6

IR,1

0,88

IR,1

0,08

IR,1

0,88

IR,2

0,88

IR,2

0,09

IR,2

0,08

Slika I.55.: Sevalna toplotna

prestopnost med stekli v okenski

zasteklitvi je odvisna od emisivnosti

dolgovalovnega toplotnega sevanja IR

povr�in stekel; naravno steklo ima

visoko emisivnost ( IR~ 0,88), zato na

povr�ino stekel nanesemo tanke

nizkoemisijske nanose z IR

~ 0,05 -

0,10; pri nizki emisivnosti nanosa

zadostuje nanos na samo eni povr�ini

stekel v regi.

Slika I.56.: Trojni odsev plamena

poka�e, da je na povr�ini stekla

nane�en tanek nizkoemisijski nanos.

I. Prenos toplote in energijska uèinkovitost stavb

112 Gradbena fizika

I.9. Energijska uèinkovitost stavb

Raba energije v Sloveniji in EU se poveèuje in to kljub

opozorilom, da trenutna oskrba z energijo, ki je znaèilna za

razvite dru�be, ni trajnostna in vodi k podnebnim spremembam.

V Sloveniji smo leta 2007 pretvorili 307 PJ primarne energije,

veèino primarne energije smo zagotovili s fosilnimi gorivi. V

strukturi konène energije izstopa toplota s skoraj poloviènim

dele�em (48%), sledijo tekoèa fosilna goriva za pogon

prometnih vozil (32%) in elektrièna energija (z 22% dele�em).

Dobro tretjino vse konène energije v Sloveniji pretvorimo v

stavbah. Razvoj tehnologij materialov in gradnje ter vrsta

evropskih direktiv na podroèju energijske uèinkovitosti stavb,

je v zadnjem desetletju pripomogla k precej ni�ji rabi toplote

in elektriène energije v novozgrajenih stavbah.

Na uèinkovito ravnanje z energijami in njihovo pretvarjanje v

stavbah vplivamo z razliènimi ukrepi:

s toplotno tehniènimi lastnostmi stavb, na primer ustreznimi

toplotnimi prehodnostmi gradbenih konstrukcij U, ustrezno

povpreèno toplotno prehodnost ovoja stavbe Um oz. H�

t,

ustrezno tesnostjo stavbe n50

, ustreznim senèenjem

transparentnih povr�in na ovoju stavbe poleti;

uèinkovitimi nizkoeksergijskimi (low-ex) sistemi stavbnih

instalacij, ki vkljuèujejo sisteme ogrevanja, prezraèevanja,

hlajenja, pripravo tople sanitarne vode in razsvetljavo ter

sisteme za njihovo vodenje;

sistemi energijske oskrbe, ki jih zagotavlja dr�ava s svojo

razvojno in energetsko politiko;

uvajanjem tehnologij za izkori�èanjem obnovljivih virov

energije, predvsem sonène energije s solarnimi sistemi za

ogrevanje in hlajenje stavb in proizvodnjo elektriène energije

s fotonapetostnimi sistemi.

SlikaI.157.: Vakuumski sprejemniki sonène energije na ravni strehi

Tehnolo�kega centra �pan na Brezovici, sprejemniki sonène energije na

gosti�èu na Kri�ni gori (zgoraj), solarni sistem za ogrevanje sanitarne vode

na DSU v Teznem in fotonapetostni sistem na stavbah v Weizu.

stavbe

32%

ne energetska

raba 5,5%

transport

30,5%

industrija

32%

Slika I.155.: V Sloveniji v stavbah

porabimo tretjino vse konène

energije.

nafta

36,5%

premog

20,4%

vodna

energija 3,9%

jedrska

energija

20,3%

plin

12,5%

OVE

6,4%

Slika I.154.: V letu 2007 smo v

Sloveniji pretvorili 307 PJ primarne

energije, predvsem iz fosilnih goriv -

premoga, nafte in plina [49].

plin

7,3%

ELKO

20,4%

biomasa

28,3%

elektrièna

energija

22,9%

daljinska

toplota

6,4%

Slika I.156.: Struktura konène

energije, ki jo porabimo v stavbah;

po oceni iz leta 2007 je

najpomembnej�i energent lesna

biomasa; v zadnjih 5 letih se naglo

poveèuje tudi �tevilo sistemov za

pretvarjanje sonène energije v

toploto in elektrièno energijo - v letu

2009 smo vgradili 22.000 m2

sprejemnikov sonène energije in

2.000 m2 fotonapetostnih modulov.

I. Prenos toplote in energijska uèinkovitost stavb

114 Gradbena fizika

nvdor

=0,07.n50

(h-1). �tevilo izmenjav zraka n doloèimo pa

podlagi kriterijev kakovosti zraka. Ko stavba ni zasedena mora

biti n vsaj 0,2 h-1, med zasedenostjo pa ne pod 0,56 h

-1. Èe

je v sistem mehanskega prezraèevanja vgrajen prenosnik

toplote, v katerem se prena�a toplotni tok iz zavr�enega na

sve�i zrak, se koeficient prenosa toplote zaradi prezraèevanja

Hv,m

zmanj�a v razmerju temperaturnega izkoristka

prenosnika rek

:

Specifièna moè ogrevalnega sistema �NH

je enaka:

Najveèja dovoljena specifièna moè ogrevalnega sistema je

navedena v tabeli I.48. Specifièna moè hladilnega sistema

NC

(W/m3) se doloèa na temelju urne toplotne bilance stavbe

v poletnem projektnem dnevu, ki vkljuèuje tudi sonèno

sevanje in notranje vire toplote. Najveèja dovoljena

specifièna moè sistema za hlajenje je navedena v tabeli I.48.

najveèja dovoljena dovedena oziroma koristna toplota za

ogrevanje stavbe QNH

; je najbolj uveljavljen kriterij po

katerem ocenjujemo in razvr�èamo stavbe. QNH

doloèimo z

energijsko bilanco tokov toplotnih izgub in toplotnih

dobitkov v delu leta, ko stavbo ogrevamo:

V izrazu so Qt (kWh/a) transmisijske toplotne izgube zaradi

prehoda toplote v gradbenih konstrukcijah, Qv (kWh/a)

toplotne izgube zaradi prezraèevanja, Qs (kWh/a) dobitki

naravnega ogrevanja stavbe s sonènim obsevanjem in

Qn(kWh/a) notranji viri toplote, ki jo oddajajo ljudje in

naprave. Uèinek toplotnih virov NH

opredeljuje v kak�ni

meri se sonèno obsevanje in notranji viri toplote pretvorijo

v toploto za ogrevanje stavb. Odvisen je od shranjevanja

toplote v gradbenih konstrukcijah in razmerja med

toplotnimi dobitki in toplotnimi izgubami (primer na sliki

I.160). Potrebno letno dovedeno toploto QNH

doloèimo

mehansko prezraèevanjevdor zraka

v,m vdor stavbe rek

WH 0,34 n V 1 V

K

H aliV,n

HV,m

T v

NH i e,p 3

e

H H W

V m

Tabela I.48: Najveèji

dovoljeni specifièni moèi

ogrevalnega NH,max

in

hladilnega sistema Nc,max

, kot so opredeljene v

Pravilniku o uèinkoviti

rabi energije v stavbah iz

leta 2008, in najveèja

dovoljena specifièna moè

ogrevalnega sistema v

pasivnih stavbah.

zunanji zrak

o,e

i,e

o,i

i,i

odtoèni zrak

zavr�eni

zrak

vpihovan

zrak

Slika I.159: Ena od izvedb prenosnika

toplote v prezraèevalnem sistemu;

temperaturni izkoristek rek

je opredeljen

z izrazom:

V Pravilnikih o uèinkoviti rabi energije v

stavbah so opredeljeni najmanj�i

dovoljeni temperaturni izkoristki rek

; za

pasivne stavbe mora biti rek

veèji od

80%.

i,i i,e i,i i,e

rek

o,i i,e o,i i,e

1 ; 100 %

NH t v NH s n

kWhQ Q Q Q Q

a

Slika I.160: Potrebno dovedeno

toploto za ogrevanje stavbe QNH

doloèimo s toplotno bilanco

energijskih tokov v stavbi.

QNH

Qv

Qn

Qs

Qt

no

tran

ji viri

top

lo

te

do

bitn

i so

nèn

ega o

bsevan

ja

NH

leto izida

pravilnika

najveèja dovoljena specifièna moè

ogrevalnega NH,max in hladilnega NC,max sistema

2002 brez omejitev

2008

e

NH,max o 3

stavbe

V W2 10 f 0,1 n

V m

NC,max 3

W24

m

2010 brez omejitev

pasivne

stavbe NH,max 2 3

(A ) (V )u e

W W10 3,2

m m

II. Navla�evanje gradbenih konstrukcij

Gradbena fizika 149

Gradbena fizika v praksi

Diagrama na slikah prikazujeta temperaturi i in relativni

vla�nosti i zraka v dveh stanovanjih v starej�em

veèstanovanjskem objektu ter temperaturo okolice e v

desetdnevnem zimskem obdobju. Prvo stanovanje (levo na sliki

II.18.) ima stara lesena dvokrilna okna, drugo stanovanje

(desno) pa nova okna s plastiènim okvirjem in zasteklitvijo s

toplotno prehodnostjo (U =1,3 W/m

2K). Z metodo �vrat z

ventilatorjem� (glejte poglavje I.2.4.) je bila izmerjena

zrakotesnost obeh stanovanj. Pri nadtlaku 50 Pa je �tevilo

izmenjav zraka v stanovanju s starimi okni n50

=14h-1 in v

stanovanju z novimi okni n50

=2,4 h-1. Ta vrednost je le nekoliko

vi�ja od dovoljene s predpisom (n50,max

=2,0 h-1). Meritve relativne

vla�nosti zraka v stanovanju so pokazale, da je vla�nost zraka

skoraj ves èas vi�ja od 60%, kar ni neustrezno. Nasprotno pa je

stanovanje s starimi okni bolj prezraèevano in je zato povpreèna

relativna vla�nost zraka i okoli 35%, kar je ustrezno. Tudi ta

primer ka�e na pomembno vlogo ustreznega prezraèevanja

pri zagotavljanju ustrezne vla�nosti zraka v bivalnih prostorih

z vidika bivalnega ugodja. Ob tem pa moramo seveda zagotoviti,

da prezraèevanje poteka ob najmanj�i mo�ni porabi energije,

kar v primeru, ki ga opisujemo ni izpolnjeno !

Slika II.18.: Stanovanji v veèstano-

vanjskem objektu; levo stanovanje s

starimi okni (n50

=14h-1(!)) in desno

novimi (n50

=2,4 h-1) [12].

-10,0

-5,0

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

12:00 12:00 12:00 12:00 12:00 12:00 12:00 12:00 12:00 12:00

ura v dvenu

Tem

peratu

ra (°C

)

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

relativna vla�nost (%

)

Ti

Te

rel.vla�nost

-10,0

-5,0

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

12:00 12:00 12:00 12:00 12:00 12:00 12:00 12:00 12:00 12:00

ura v dvenu

Tem

peratu

ra (°C

)

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

rela

tivna v

la�nost (%

)

Ti

Te

rel.vla�nost

mo�en ukrep, s katerim prepreèimo kondenzacijo na

povr�ini je tudi temperiranje gradbenih konstrukcij;

konstrukcijo v podroèju do 1 metra nad tlemi segrevamo

preko celega leta na temperaturo med 15°C in 20°C s z

ogrevalnimi cevmi, ki so polo�ene v parapetu. Povr�inske

temperature so zato vi�je, ni�ja pa je vla�nost zidov. Metodo

pri nas uporabljamo predvsem v starej�ih, spomeni�ko

za�èitenih objektih. Uporabniki ugotavljajo, da je kakovost

zraka bolj�a, poslikave in oprema pa bolj obstojne.

Slika II.19.: Grelne cevi so v

parapetu cerkve Sv. Petra in Pavla v

Zagorju ob Savi vgrajene v dveh

nivojih. Preko celega leta v njih kro�i

voda s temperaturo med 25°C in

30°C. Ker ima cerkev vgrajen solarni

ogrevalni sistem, je tako ogrevanje

energijsko uèinkovito in cenovno

ekonomièno.

III. Svetlobno ugodje in osvetlitev stavb

Gradbena fizika 205

pogosto je zahtevano trajanje vsaj 2 uri 19. februarja. Ponekod

je predpisano minimalno skupno trajanje osonèenja v dalj�em

èasovnem obdobju - na primer vsaj 25% teoretièno mogoèega

trajanja v �estih zimskih mesecih (med septembrom in marcem).

Poznani so primeri, ko je zahtevano trajanje osonèenja

povezano s �tevilom bivalnih prostorov v stanovanju.

Trajanja osonèenja lahko doloèimo s fotografskimi posnetki, z

grafiènimi metodami ali raèunalni�kimi orodji. Fotografske

posnetke okolice izdelamo kot panoramske ali cilindriène (fish

eye), ki jih prekrijemo z diagramom sonène poti. Grafièno

trajanje osonèenja ugotavljamo za posamezno toèko s polarnim

ali cilindriènim diagramom sonène poti v katerega vri�emo

objekte v okolici, ki toèko senèijo. Postopek temelji na

naslednjih korakih:

na tlorisu doloèimo mejne toèke na objektih, ki senèijo

analizirano toèko (v primeru, ki ga prikazuje slika III.66.,

so to toèke A do C na objektu 1 in D do H na objektu 2) in

izmerimo azimute teh mejnih toèk - njihove kotne odmike

od nebesne smeri juga;

Slika III.72.: Azimute mejnih toèk na objektih pred toèko, za katero

doloèamo trajanje osonèenja, doloèimo na tlorisu.

na tlorisu izmerimo tudi oddaljenost L posamezne mejne

toèke od analizirane toèke, na narisu razliko h v vi�ini med

mejnimi toèkami in analizirano toèko;

izraèunamo kotno vi�ino mejnih toèk z izrazom:

mejne toèke vri�emo v diagram sonène poti in jih pove�emo

v silhueto obeh objektov; dodamo �e mejna azimutna kota

Slika III.71.: Tloris stavbe s toèko, za

katero ugotavljamo trajanje osonèenja

ter objekta 1 in 2 pred stavbo, ki

analizirano toèko senèita [21].

Tabela III.9.: Vi�inski koti in azimuti

mejnih toèk na obeh objektih, ki

senèita analizirano toèko iz primera.

h

tan °

L

mejna

toèka

vi�inski

kot

[°]

azimuti

mejnih

toèk [°]

A 21 37

B 40 33

C 32 0

D 8 - 7

E 10 - 21

F 7 - 30

G 15 - 13

H 11 - 24

Slika III.70.: Sodobne elektronske

naprave imajo vgrajen elektronski

kompas ter GPS in na posnetkih lahko

samodejno prika�ejo tudi pot sonca

[20].

IV. Akustika in zvoèna za�èita stavb

250 Gradbena fizika

V tabeli spodaj je izraèunana potrebna ekvivalentna

absorpcijska povr�ina in zvoèna absorptivnost stropa. Iz podatka

za zvoèno absorptivnost pri frekvenci 500 Hz in slike IV.41.

doloèimo razred zvoène absorptivnosti.

Re�itev: Povr�ina stropa bo morala imeti zvoèno absorptivnost

razreda E.

V kompleksnih in veèjih �e zgrajenih prostorih preverjamo

odmevni èas s preizkusi. V prostor namestimo vir zvoka, ki

oddaja beli ali pink �um. Raven zvoènega tlaka merimo z

mikrofonom in analiziramo v terènih frekvenènih obmoèjih.

Ker je pogosto zvok oziroma hrup ozadja (na primer hrup, ki

prihaja v prostor iz zunanjega okolja) tako velik, da ne moremo

zagotoviti zmanj�anja zvoène ravni za 60 dB, se zadovoljimo

z zmanj�anjem za 30 dB. Tako dobimo odmevni èas T30

, ki ga

preraèunamo v podatek za T60

z izrazom:

p,30bBL

60

t

T 60 s

30

Gradbena fizika v praksi [4]

S preizkusom smo doloèili odmevni èas v predavalnici Fakultete za arhitekturo. Meritve se opravijo

v praznem prostoru. Vir �uma je oddajal pink �um enakomerno v vse smeri v prostoru. Name�èen je

bil na mestu govorca. Raven zvoènega tlaka smo merili na dveh mestih, v prvi in zadnji vrsti sede�ev.

Odmevni èas je bil doloèen za terèna frekvenèna obmoèju v obmoèju med 50 Hz in 10.000 Hz.

Meritve so izvedli sodelavci Laboratorija za akustiko Razvojnega instituta Klima in Fakultete za

strojni�tvo v Ljubljani.

Slika IV.45.: Pleènikova predavalnica

na Fakulteti za arhitekturo v Ljubljani

(levo), vir pink �uma je izotropen, torej

oddaja zvok enakomerno v vse smeri v

prostoru (desno).

ekvivalentna absorpcijska povr�ina po Sabinu

A (m2

)

pri srednjih frekvencah oktavnih obmoèij (Hz)

povr�ina, elementi

125 250 500 1000 2000 4000

tla(20 m2

) 0,4 0,4 0,6 0,8 1,0 1,0

stoli (100 m2

) 5,0 5,0 5,0 5,0 8,0 5,0

stene mavène ploèe

(570 m2

)

11,4 17,1 22,8 28,5 34,2 45,6

stene, perforerane

plo�èe iz vlaken

(30 m2

)

7,8 26,4 29,7 27,3 30 30

skupaj 24,6 48,9 58,1 61,6 73,2 81,6

potrebna

ekvivalentna

absorpcijska

povr�ina stropa (m2

)

73,2 48,9 39,7 36,2 24,6 16,2

potrebna zvoèna

absorptivnost stropa 0,49 0,33 0,26 0,24 0,28 0,11

V. Potek in znaèilnosti po�arov v stavbah

282 Gradbena fizika

Z vidika gradbene fizike in zahtev po�arne varnosti v stavbah

potek po�ara razdelimo na obdobje pred preskokom plamena

(angl. pre-flashover) in obdobje po preskoku (angl. post-

flashover). V prvem obdobju moramo zagotoviti varno

evakuacijo stanovalcev, zato je pomembno, kako se gradbene

snovi odzivajo na ogenj in kako nastale dimne pline odvajamo

s podroèja gibanja ljudi. V obdobju po preskoku plamena pa

je pomembno, da gradbene konstrukcije ohranijo nosilnost in

prepreèijo �irjenje po�ara na sosednje po�arne sektorje ali

stavbe. Zato je z vidika po�arne varnosti v tem obdobju

pomembna po�arna odpornost gradbenih konstrukcij.

V.4. Odziv gradbenih snovi pri po�aru

Opeka je negorljiva snov in ne poveèuje po�arne obremenitve

stavb. Prve predpise o obvezni uporabi opeke zaradi po�arne

varnosti zasledimo v 17. stoletju po po�aru v Londonu (1666).

V po�aru se opeène stene redko po�kodujejo. Iz opeke se pri

po�aru ne izloèajo plini in saje, ima visoko toplotno vpojnost

zato se med po�arom spro�èena toplota delno absorbira in

shrani v opeènih stenah. Po�arna odpornost opeènih sten je

odvisna od debeline stene ter vi�ine in dol�ine gradbene

konstrukcije. Z uporabo opeke dose�emo najveèjo po�arno

odpornost gradbenih konstrukcij.

Posledica izpostavljenosti jekla visokim temperaturam pri

po�aru je zni�ana tlaèna in natezna trdnosti ter velik

temperaturni raztezek. Tlaèna in natezna trdnost

konstrukcijskega jekla se praktièno prepolovita, �e ko se jeklo

segreje na 550°C. Zaradi velike toplotne prevodnosti ter

razmerja med povr�ino, na kateri prestopa toplotni tok, in

prostornino, se celotni jekleni nosilec hitro segreje in razteza.

10 m dolg jeklen nosilec se pri povi�anju temperature na 550°C

Slika V.4.: Po�arni preizkus gorenja pograda v �tirih obdobjih: obdobju

razvoja po�ara (A,B), v trenutku preskoka plamena (flashover, C) in v

obdobju pojemanja po�ara (D) [4] .

Slika V.5.: Po�arna odpornost opeènih

gradbenih konstrukcij; definicija

po�arne odpornosti je navedena v

poglavju V.7.2 [2].

60 120 180 240

po�arna odpornost (min)

polna opeka

votla opeka

mavèna plo�èa

zraèna rega

debelina opeke

100 mm 150 mm 200 mm 200 mm

to

plo

tn

i to

k Q

(kW

)

.

500 100 150 200 250 300

A

3000

2250

1500

750

3750

4500

5250

èas (s)

350 400 450 500 550 600

B

C

D

VI. Okolje in lokalno podnebje v mestih

308 Gradbena fizika

v stavbi zagotovimo s katero od

tehnologij naravnega ogrevanja

in hlajenja stavb. Med te

tehnologije uvr�èamo naravno

ogrevanje s soncem, izkori�èa-

nje notranjih virov toplote v

stavbi, uravnavano prezraèe-

vanje, hlapilno hlajenje zraka

pred vstopom v stavbo in

naravno hlajenje s shranjeva-

njem toplote in hladu v grad-

benih konstrukcijah.

VI.3. Lokalne podnebne znaèilnosti

mestnega okolja (B. Vidrih, S. Medved)

Med znaèilne lastnosti mestnega okolja uvr�èamo oblikovanje

lokalnega podnebja ali mestnih podnebnih znaèilnosti, z

naslednjimi lastnostmi:

nastanejo toplotni otoki; zaradi veèje gostote pozidave in

naèina gradnje sodobnih stavb, se moèno poveèa kolièina

shranjene sonène energije, kar ima za posledico, da so v

mestih temperature vi�je kakor na pode�elju; k nastanku in

jakosti toplotnega otoka dodatno prispevajo manj�e sevalno

hlajenje povr�in zaradi vi�jih in o�jih ulic ter manj�e

ozelenjene in vodne povr�ine;

spremenijo se tokovne razmere; naravno gibanje zraka v

ulicah mest se zaradi vi�jih stavb in o�jih ulic preoblikuje,

kar vpliva tako na temperature, kakor tudi na redèenje

�kodljivih snovi, ki jih spro�èamo v ozraèje; oblikujejo se

t.i. uliène soteske;

spremeni se sonèno sevanje; zaradi manj�e prepustnosti, ki

je posledica bolj onesna�enega ozraèja, se spremeni sonèno

obsevanje; zaradi raztrosa sonènih �arkov na molekulah

plinov in trdnih delcev, pa zmanj�a �tevilo sonènih ur;

spremenjena je kolièina padavin in re�im vodotokov, kot

posledica bolj onesna�enega ozraèja z veèjim �tevilom trdnih

delcev, ki so kondenzacijska jedra; padavine so bolj izrazite,

s povr�ja pa hitro odteèejo, saj se ne zadr�ijo na ozelenjenih

povr�inah.

Med opisanimi pojavi sta pomembna predvsem nastanek

toplotnega otoka in oblikovanje specifiènih razmer v uliènih

kanjonih. Opisali jih bomo v nadaljevanju.

Slika VI.1.: Bioklimatski diagram za Ljubljano z vrisanimi obmoèji povpreènih

najni�jih in najvi�jih dnevnih temperatur e ter vla�nosti zunanjega zraka

e v

prvih sedmih mesecih leta; prikazane so tudi tehnologije naravnega ogrevanja

in hlajenja, s katerimi lahko, v posameznih obdobjih leta, zagotovimo v stavbah

primerno toplotno ugodje.

Slika VI.2.: Veèja gostota pozidave,

naèin gradnje sodobnih mest, velika

poraba energije in izpusti onesna�il so

razlog za nastanek toplotnih otokov v

mestih in oblikovanje uliènih kanjonov.

podroèje toplotnega

ugodja

prezraèevanje

shranjevanje

toplote in

noèno

hlajenje

gradbenih

konstrukcij

hlapilno hlajenje

ogrevanje s sonèno energijo

viri toplote v stavbi

100%relativna vla�nost zraka e (%) 80% 60% 40%

20%

JF M

M

J

J

A

temperatura zraka (°C)e

-10 0 10 20 30 40 50