Předmět Stavební fyzika B (Akustika) na Fakultě stavební ČVUT s kódem 124YSFB se zaměřuje na základní principy šíření zvuku v konstrukcích a budovách, včetně problematiky kročejového hluku, kde plovoucí podlahy hrají klíčovou roli.
Akustické vlastnosti plovoucích podlah
Pojmy zvuk a hluk, kritéria a limity, stejně jako akustické veličiny, jejich značení a výpočet, jsou základem pro pochopení problematiky. Šíření zvuku v uzavřeném prostoru je klíčové pro správné navržení konstrukcí, které efektivně pohlcují zvuk. Doba dozvuku a poloměr dozvuku jsou důležité parametry pro hodnocení akustiky místnosti.
Vzduchová a kročejová neprůzvučnost
Vzduchová neprůzvučnost je hodnocena pomocí vážené a stavební neprůzvučnosti. Kromě toho je zásadní sledovat kročejový hluk, který je významně ovlivňován plovoucími podlahami. Vliv vedlejších cest při šíření zvuku konstrukcí je také podstatný. Přednášky v rámci oboru stavební akustiky se zabývají pojmy zvuku a hluku, lidským sluchem, akustickou intenzitou a její hladinou, akustickým tlakem a jeho hladinou, kmitočtem, oktávou, vlnovou délkou a principem šíření zvuku ve vzduchu.
Kritéria a limity hluku, stejně jako způsoby jeho snižování a veličiny akustické emise a imise jsou rovněž probírány. Součástí výuky je i šíření zvuku ve venkovním prostoru, včetně útlumu zvuku vlivem teploty, vlhkosti, terénu, vzdálenosti a překážek. V uzavřeném prostoru se pozornost věnuje difuznímu zvukovému poli, činiteli pohltivosti a poli přímých a odražených zvukových vln. Doba dozvuku a poloměr dozvuku jsou klíčové pro návrh konstrukcí na pohlcování zvuku. V rámci vzduchové neprůzvučnosti se studenti seznámí s váženou neprůzvučností, váženou stavební neprůzvučností, korekcí na vliv bočních/vedlejších cest a požadavky kladenými na konstrukce.
Materiálové a konstrukční parametry stavebních konstrukcí, technická a provozní metoda výpočtu, stejně jako práce se směrnou křivkou a posuzování jednoduchých vs. dvojitých konstrukcí, jsou součástí studia. Ochrana před zvukem, který se šíří vzduchem i konstrukcí, zahrnuje šíření zvuku mezi místnostmi, měření neprůzvučnosti a neprůzvučnost složené konstrukce. Zvláštní pozornost je věnována kročejovému zvuku a ochraně před ním, včetně vážené normované hladiny akustického tlaku kročejového zvuku. Vlastnosti pružné vrstvy u plovoucí podlahy, výpočet a měření kročejového hluku a útlum zvuku vlivem těžké plovoucí podlahy jsou klíčové aspekty.
Čtěte také: Postup pokládky plovoucí podlahy
Cvičení a výpočty
Cvičení zahrnují výpočet hladiny kročejového zvuku zadané těžké plovoucí podlahy. Následuje porovnání se směrnou křivkou a stanovení vážené hodnoty, což je zásadní pro praktické aplikace. Předmět Konstrukční cvičení s kódem 124KOCU na magisterském studiu se zaměřuje na procvičování návrhu a zakreslování stavebních konstrukcí včetně jejich posouzení z hlediska stavební fyziky.
Studenti se zdokonalí v konstrukčních návrzích staveb a předběžném dimenzování. Konkrétně se jedná o konstrukční a předběžný statický návrh monolitické / prefamonolitické / prefabrikované stropní konstrukce. Dále se studenti seznámí s posouzením střešní konstrukce s ohledem na jednorozměrné šíření tepla, vyloučení vzniku plísní a eliminaci možného kondenzátu. Důležitou součástí je i posouzení proslunění vybraného bytu nebo rodinného domu.
Tepelná ochrana budov
Základní principy šíření tepla a vodní páry v konstrukcích a budovách jsou klíčové pro bezpečný tepelně-vlhkostní návrh. Principy navrhování nízkoenergetických a pasivních budov, stejně jako způsoby minimalizace tepelných mostů a snižování rizika přehřívání místností v letním období, jsou nedílnou součástí kurzu.
Výpočetní postupy
Základní výpočetní postupy tepelné ochrany budov zahrnují tepelnou bilanci prostoru, výpočet součinitele prostupu tepla, ověření rizika růstu plísní a výskytu povrchové kondenzace. Dále se hodnotí riziko kondenzace vodní páry uvnitř konstrukcí a výpočet roční bilance vodní páry. Hodnocení energetické náročnosti budov a ověření tepelné stability místností v letním a v zimním období jsou rovněž důležité aspekty. Přednášky v části tepelná ochrana budov pokrývají šíření tepla konstrukcemi, základní fyzikální principy (vedení, proudění, sálání, výskyt v praxi, důsledky) a tepelné vlastnosti materiálů (součinitel tepelné vodivosti, emisivita...).
Další témata zahrnují součinitel prostupu tepla, požadavky na něj, postupy výpočtů pro základní typy konstrukcí (bez tepelných mostů, s tepelnými mosty, vliv zeminy, vliv nevytápěných prostor, přirážky). Praktické seznámení s hodnocením v aplikačním SW se týká výpočtu součinitele prostupu tepla s pomocí 2D modelu. Principy nízkoenergetické výstavby, tepelná bilance prostoru a průměrný součinitel prostupu tepla jsou také probírány, včetně základních principů návrhu a realizace nízkoenergetických a pasivních domů, šíření tepla budovou a energetické bilance prostoru. Požadavky a postup výpočtu průměrného součinitele prostupu tepla budovy a vliv tepelných vazeb jsou rovněž důležité. Energetická náročnost budov zahrnuje potřebu tepla na vytápění, dodanou energii, primární energii a emise CO2, s praktickým seznámením s tvorbou energetického průkazu budovy v aplikačním SW.
Čtěte také: Plovoucí podlaha a beton: Kompletní návod
Lineární činitel prostupu tepla, jeho význam pro energetické hodnocení budov, normové požadavky a možnosti snížení vlivu tepelných vazeb jsou také součástí výuky. Způsoby výpočtu lineárního činitele prostupu tepla jsou vysvětleny. Vnitřní povrchová teplota konstrukcí, požadavky, výpočetní postupy, ověření rizika povrchové kondenzace a růstu plísní, stejně jako konstrukční opatření a tepelné mosty a vazby (výskyt v praxi, důsledky a rizika, možnosti řešení) jsou podrobně rozebírány. Praktické seznámení s posouzením tepelného mostu v aplikačním SW je součástí cvičení. Nestacionární šíření tepla a podlahové konstrukce se týkají akumulace tepla v konstrukcích, teplotního útlumu, fázového posunu teplotního kmitu a poklesu dotykové teploty podlahových konstrukcí (požadavky, princip výpočtu, principy navrhování).
Tepelná stabilita místnosti v zimním a v letním období (požadavky, princip výpočtu, principy navrhování) je rovněž důležitá. Šíření vodní páry zahrnuje základní fyzikální principy (adsorpce, sorpční křivka, difúze, efúze, termodifúze, povrchová difúze, kapilární vedení) a vlhkostní vlastnosti materiálů (součinitel difúze, faktor difuzního odporu, vliv spár). Difúze vodní páry a její kondenzace, požadavky, postup hodnocení (Glaserův model) a praktické seznámení s posouzením v aplikačním SW jsou součástí výuky. Roční bilance vodní páry, projekční doporučení, roční bilance zkondenzované a vypařené vodní páry (české a evropské normy) a principy vlhkostně bezpečného navrhování konstrukcí jsou probírány.
Kromě toho je k dispozici literatura k předmětu Akustika budov (124AKUB) od Kaňky a Nováčka: „Stavební fyzika 3: Akustika pozemních staveb“ z roku 2015.
Denní osvětlení a sluneční záření
Sluneční záření a jeho význam pro uživatele budovy (hygienický, ekonomický, ekologický), funkce oka a zdravotní přínosy přirozeného denního světla jsou základem této části. Stanovení polohy Slunce na obloze pomocí grafických metod a význam pojmů proslunění a oslunění, včetně legislativních požadavků, jsou klíčové.
Kritéria a limity denního osvětlení
Denní osvětlení, jeho kritéria a limity, stejně jako princip určení činitele denní osvětlenosti výpočtem a měřením, jsou detailně rozebírány. Další metody posuzování kvality světelného prostředí v budovách a pokročilé osvětlovací a stínící systémy budov jsou také součástí kurzu. Přednášky v části světelná technika zahrnují úvod do stavební fyziky, denní světlo v architektuře, budovy a prostředí, úvod do světelné stavební fyziky a fotometrie.
Čtěte také: Pokládka plovoucí podlahy na beton
Rozptýlené denní osvětlení, vliv okrajových podmínek na výpočet a měření denního osvětlení, základy měření denního osvětlení - činitel denní osvětlenosti, vyjádření úrovně a kvality denního osvětlení, osvětlovací systémy a terminologie jsou rovněž probírány. Faktory dostupnosti denního osvětlení v budovách zahrnují vliv blízkého okolí a tvaru objektu, vliv tvaru okenních otvorů, jejich vlastností a umístění a vliv řešení interiéru. Přímé sluneční záření, proslunění, složka denního osvětlení: přímé sluneční záření, pohyb Slunce na obloze, orientace ke světovým stranám, legislativní požadavky na proslunění a metody posouzení (diagram zastínění) jsou také součástí výuky. Možnosti stínění budov, metody posouzení (sluneční diagramy), posuzování rizika oslnění, dynamické výpočtové metody, využití klimatických dat a využití specifických osvětlovacích konceptů a nejnovějších technologií jsou probírány.
Metody práce s denním osvětlením, fyziologie vidění, vliv světla na biorytmus člověka, posuzování výhledu, výpočty a postupy pro hodnocení osvětlení - praktické aplikace, požadavky dle funkce budovy a světlo v noci jsou rovněž součástí kurzu. Předmět Osvětlení a akustika (124OSIB) na magisterském studiu se zaměřuje na osvětlení v budovách a jeho význam pro uživatele (hygienický, ekonomický, ekologický). Rozebírá se denní osvětlení vs. elektrické osvětlení, radiometrie a fotometrie, přímé a difuzní světelné záření. Studenti se seznámí s požadavky norem a metodami jejich prokazování, kvalitativním hodnocením osvětlení (spektrální, prostorová distribuce, zrakový komfort) a stínícími systémy budov (požadavky, možnosti, ovládání a řízení).
Přehled přednášek a cvičení
Pořadí přednášek a cvičení se může měnit. Na první přednášce bude oznámeno, zda se začíná částí tepelná technika, světelná technika nebo stavební akustika.
Tepelná ochrana budov
- Šíření tepla konstrukcemi: základní fyzikální principy a tepelné vlastnosti materiálů.
- Součinitel prostupu tepla: požadavky a postupy výpočtů pro různé typy konstrukcí.
- Principy nízkoenergetické výstavby, tepelná bilance prostoru, průměrný součinitel prostupu tepla.
- Energetická náročnost budov: potřeba tepla na vytápění, dodaná a primární energie, emise CO2.
- Lineární činitel prostupu tepla: význam a způsoby výpočtu.
- Vnitřní povrchová teplota konstrukcí: požadavky, výpočetní postupy a rizika.
- Nestacionární šíření tepla a podlahové konstrukce: akumulace tepla a pokles dotykové teploty.
- Tepelná stabilita místnosti: v zimním a letním období.
- Šíření vodní páry: fyzikální principy a vlhkostní vlastnosti materiálů.
- Difúze vodní páry a její kondenzace: požadavky a postupy hodnocení.
- Roční bilance vodní páry, projekční doporučení.
Světelná technika
- Úvod do stavební fyziky, denní světlo v architektuře, rozptýlené denní osvětlení, faktory dostupnosti denního osvětlení.
- Přímé sluneční záření, proslunění, pohyb Slunce na obloze, legislativní požadavky, možnosti stínění.
- Metody práce s denním osvětlením, fyziologie vidění, vliv světla na biorytmus, posuzování výhledu.
Stavební akustika
- Zvuk a jeho vlastnosti: pojem zvuk, hluk, lidský sluch, akustické veličiny.
- Šíření zvuku ve venkovním prostoru: hladina akustického výkonu a tlaku, útlum zvuku.
- Šíření zvuku v uzavřeném prostoru: difuzní zvukové pole, doba dozvuku, konstrukce na pohlcování zvuku.
- Vzduchová neprůzvučnost: vážená a stavební neprůzvučnost, korekce na vliv bočních cest.
- Ochrana před zvukem, který se šíří vzduchem i konstrukcí: šíření zvuku mezi místnostmi, kročejový zvuk, plovoucí podlahy.
Cvičení
- Tepelná ochrana budov: Práce s klimatickými daty, součinitel prostupu tepla, průměrný součinitel prostupu tepla, tepelná bilance prostoru, energetický průkaz budovy, potřeba tepla na vytápění, riziko přehřívání prostoru, vlhkostní bilance prostoru, vnitřní povrchová teplota, riziko růstu plísní, difúze vodní páry, kondenzace, roční bilance.
- Světelná technika a akustika: Posouzení denního osvětlení v místnosti s trvalým pobytem osob, úvod do práce v Building Designu, posouzení proslunění bytu s využitím diagramu zastínění a stereografického slunečního diagramu, šíření zvuku ve venkovním prostoru, šíření zvuku v uzavřeném prostoru, zvukově izolační schopnost dělicích konstrukcí, šíření zvuku mezi místnostmi.
Pro úspěšné složení zkoušky je potřeba získat z každé části (tepelná technika, denní osvětlení a akustika) známku lepší než F.
Pro ilustraci výpočtů kročejového hluku u plovoucích podlah, které jsou zásadní pro ochranu před hlukem šířícím se konstrukcí, uvádíme příklad výpočtových parametrů:
| Parametr | Popis | Jednotka |
|---|---|---|
| Ln,w | Vážená normovaná hladina akustického tlaku kročejového zvuku | dB |
| ΔL | Útlum zvuku vlivem těžké plovoucí podlahy | dB |
| δ | Tloušťka pružné vrstvy | mm |
| Edyn | Dynamická tuhost pružné vrstvy | MN/m3 |
| m' | Plošná hmotnost roznášecí vrstvy podlahy | kg/m2 |
Tyto parametry jsou klíčové pro výpočet hladiny kročejového zvuku a pro návrh efektivních plovoucích podlah. Studium stavební fyziky na FSV ČVUT tak poskytuje komplexní pohled na problematiku plovoucích podlah z hlediska akustiky i tepelné techniky.
tags: #plovouci #podlaha #fsv #cvut