skripta M03

sim vnit
ní povrchová teplota na konstrukci

5. Posouzení dle SN 73 0540-2:2002 ve znní Z1:2005
D
10 £ D
10,N [°C]
6,16 £ 6,9 [°C] fi KATEGORIE III
podlaha mén teplá
ZÁVR:
Navržená skladba podlahy vyhovuje pouze jako podlaha kategorie III., tj. pro:
obytné budovy: místnost koupelny, WC, pedsín ped vstupem do bytu;
obanské budovy: místnost WC, láze, chodby, ekárny, schodišt
nemocnic, tanení sál, výstavní sí atd;
výrobní budova: trvalé pracovní místo bez podlážky nebo pedepsané
teplé obuvi.

- 18 (45) -

Kontrolní otázky
Co vyjaduje tepelná jímavost látky?
Jaký parametr urujeme pi posuzování podlahové konstrukce oddlující
dv obytné místnosti z hlediska tepelné techniky. Do jakých kategorií
podlahy mžeme zatídit?
Vysvtlete a graficky znázornte rozdíl mezi teplou a studenou podlahou?

Píklad 2.2
Vypotte pokles dotykové teploty 
10 zadané podlahové konstrukce
na Obr. 3.5 pomocí poítaového programu TEPLO 2005.

ZÁKLADNÍ KOMPLEXNÍ TEPELN
TECHNICKÉ
POSOUZENÍ STAVEBNÍ KONSTRUKCE

podle
SN EN ISO 13788,
SN EN ISO 6946,
SN 730540 a STN 730540
Teplo 2005

KONTROLNÍ TISK VSTUPNÍCH DAT :
Typ hodnocené konstrukce : Podlaha - výpoet poklesu dotykové teploty

Skladba konstrukce (od interiéru) :
íslo Název D[m] L[W/mK] C[J/kgK] Ro[kg/m3] Mi[-]
1 PVC 0.0040 0.1600 1100.0 1400.0 17000.0
2 Betonová mazan. 0.0400 1.2300 1020.0 2100.0 17.0
3 Miner. vlna 0.0250 0.0560 880.0 100.0 1.0
4 Železobeton 0.1500 1.4300 1020.0 2300.0 23.0

Okrajové podmínky výpotu :

Tepelný odpor pi pestupu tepla v interiéru Rsi : 0.17 m2K/W
Tepelný odpor pi pestupu tepla v exteriéru Rse : 0.17 m2K/W

Návrhová venkovní teplota Te : 21.0 C
Návrhová teplota vnitního vzduchu Tai : 21.0 C
Návrhová relativní vlhkost venkovního vzduchu RHe : 50.0 %
Návrhová relativní vlhkost vnitního vzduchu RHi : 55.0 %

TISK VÝSLEDK
VYŠETOVÁNÍ :
Tepelný odpor a souinitel prostupu tepla dle SN EN ISO 6946:

Tepelný odpor konstrukce R : 0.61 m2K/W
Souinitel prostupu tepla konstrukce U : 1.05 W/m2K

Souinitel prostupu zabudované kce U,kc : 1.07 / 1.10 / 1.15 / 1.25 W/m2K
Uvedené orientaní hodnoty platí pro rznou kvalitu ešení tep. most vyjádenou pibližnou
pirážkou dle poznámek k l. B.9.2 v
SN 730540-4.

Difuzní odpor konstrukce ZpT : 3.8E+0011 m/s

Teplota vnitního povrchu dle SN 730540 a teplotní faktor dle SN EN ISO 13788:

Vnitní povrchová teplota v návrhových podmínkách Tsi,p : 21.00 C

Pokles dotykové teploty podlahy dle SN 730540:
Tepelná jímavost podlahové konstrukce B : 1013.68 Ws/m2K
Pokles dotykové teploty podlahy DeltaT : 5.71 C

STOP, Teplo 2005
Neustálený teplotní stav
- 19 (45) -

Píklad byl zpracován v programu TEPLO 2005, porovnání výsledných
hodnot 
10:
• runí výpoet 
10 = 6,16 °C;
• výpoet v programu 
10 = 5,71 °C.
2.3 Tepelná stabilita místnosti
Z podmínek tepelné pohody prost
edí vychází funkní požadavek na zajištní
tepelné stability místnosti.
Definice
Tepelná stabilita charakterizuje teplotní vlastnosti prostoru, tvo
eného
stavebními konstrukcemi, ve vztahu k vnjším podmínkám.
Významnji ji ovlivují užité materiály obalových konstrukcí, a také materiály
vnit
ních konstrukcí, tvo
ících danou místnost. Tepelná stabilita se hodnotí
zvláš pro zimní a letní období. V zimním období je kriteriálním hlediskem
pokles výsledné teploty v místnosti 
v (t), v letním období nejvyšší denní
vzestup teploty vzduchu 
ai,max nebo nejvyšší denní teplota vzduchu
ai,max.
Místnost považujeme za tepeln stabilní tehdy, jestliže její tepelný stav
zstává v daném ase v dovolených mezích.
2.3.1 Tepelná stabilita v zimním období
V zimním období je kritériem pro hodnocení tepelné stability místnosti,
tzv. pokles výsledné teploty qv (t), ve °C. Tepelná stabilita v dob,
kdy probíhá vytápcí cyklus, se uruje na základ neustáleného teplotního
stavu v interiéru vytápné budovy. Požaduje se, aby prostor, který je ohranien
stavebními konstrukcemi ml takové fyzikální vlastnosti, jež by dovolovaly
p
erušení dodávky tepelné energie a p
itom jeho teplotní stav v daném
asovém úseku zstal v dovoleném rozmezí.

Obr. 2.6 Denní cyklus prbhu teplot v místnosti p
i p
erušovaném zpsobu
vytápní


- 20 (45) -

Definice
Hodnocení provádíme pro tzv. kritickou místnost v budov. Je to
místnost s nejvtší hodnotou prmrného souinitele prostupu tepla
konstrukcí ohraniujících místnost (nap
. rohová podst
ešní místnost).

Kritická místnost musí na konci doby chladnutí, tj. na konci otopné p
estávky

vykazovat pokles výsledné teploty podle vztahu:
 qv (t) qv,N (t)
kde qv,N (t) je požadovaná hodnota poklesu výsledné teploty v místnosti
v zimním období, ve °C, stanovená podle Tab. 2.2.

Tab. 2.2 Požadované hodnoty poklesu výsledné teploty v místnosti v zimním
období  qv,N (t)
Druh místnosti (prostoru) qv,N (t) [°C]
S pobytem lidí po p
erušení vytápní:
- p
i vytápní radiátory, sálavými panely a teplovzdušn;
- p
i vytápní kamny a podlahovém vytápní.
3
4
Bez pobytu lidí po p
erušení vytápní:
- p
i p
erušení vytápní otopnou p
estávkou
- budova masivní
- budova lehká
- p
i p
edepsané nejnižší výsledné teplot qr,min;
- p
i skladování potravin;
- p
i nebezpeí zamrznutí vody.


6
8
qi – qr,min
qi – 8
qi –1

Nádrže s vodou ( teplota vody) qi –1

Pro stanovení hodnoty  qv (t) je nutné stanovit:
• plochy jednotlivých stavebních konstrukcí obklopující danou místnost;
• výpoet tepelných ztrát místnosti (tepelná ztráta místnosti prostupem
tepla, tepelná ztráta místnosti vtráním);
• stanovení teplot na povrchu jednotlivých konstrukcí a jejich vrstvách;
• výpoet množství akumulované tepelné energie;
• urení teploty vnit
ního vzduchu a poklesu výsledné teploty.


Neustálený teplotní stav
- 21 (45) -
Pro zlepšení tepeln technického stavu je možno provést nkteré úpravy:
• zmenšení plochy prsvitných konstrukcí s ohledem na požadavek
z hlediska zajištní denního osvtlení;
• snížení výmny vzduchu s ohledem na hygienické hledisko;
• zvýšení tepelného odporu stavební konstrukce;
• zvýšení akumulaní schopnosti stavebních konstrukcí aj.

2.3.2 Tepelná stabilita v letním období
Vnit
ní prostory se z hlediska tepelné stability v letním období hodnotí
na základ podmínek neustáleného teplotního stavu, který je definován
výpotovými hodnotami:
• prmrné letní denní teploty vnjšího vzduchu;
• výsledné teplotní amplitudy vnjšího prost
edí;
• amplitudy intenzity globálního sluneního zá
ení;
• st
ední intenzitou sluneního zá
ení;
• intenzitou výmny vzduchu v místnosti;
• tepelnými zisky z vnit
ních zdroj tepla;
• odpor p
i p
estupu tepla na vnit
ní a vnjší stran konstrukce.

Pro urování kritérií pro posouzení obytných a obanských budov z hlediska
zajištní tepelné pohody v letním období se vychází ze základní podmínky
tepelné pohody:
CaC
C
sii
msii
£ £
£+
2727
51
max,max,
,
qq
qq

kde
i je výpotová teplota vnit
ního vzduchu v místnosti [°C] a
si,m
je prmrná teplota povrch stn místností [°C], p
i relativní vlhkosti vzduchu
i = 35 až 50% a rychlosti proudní vzduchu vi = 0,1 m.s-1.

Nejvyšší denní vzestup teploty vzduchu
ai,max [°C] v místnosti v letním
období se stanoví ze vztahu:
























 F-=D
E
t zai max,max, .exp
1124q


- 22 (45) -

z, max maximální tepelný zisk [W]
t doba denní periody [s], t = 86400s
E akumulovaná tepelná energie v neoslunných konstrukcích
tvo
ících místnost [J]

V letním období se tepelná stabilita místnosti hodnotí pomocí nejvyššího
denního vzestupu teploty vzduchu v místnosti qai,max a nejvyšší denní
teploty vzduchu v místnosti qai,max.

Definice
I v tomto p
ípad provádíme hodnocení pro kritickou místnost
v budov, což je z hlediska letního období místnost s nejvtší plochou
p
ímo oslunných výplových konstrukcí orientovaných na Z, JZ, J, JV,
V. Pro posuzování tepelné stability v zimním a letním období tedy
mohou být v budov rzné kritické místnosti.
Kritická místnost musí vykazovat bu:
• nejvyšší denní vzestup teploty vzduchu v místnosti v letním období

ai,max [°C], podle vztahu:
ai,max  ai,max, N
kde 
ai,max, N je požadovaná hodnota nejvyššího denního vzestupu teploty
vzduchu v místnosti, ve °C, stanovená z Tab. 2.3.
• nejvyšší denní teplotu vzduchu v místnosti v letním období
ai,max [°C],
podle vztahu:
ai,max  ai,max, N
kde
ai,max, N je požadovaná hodnota nejvyšší denní teploty vzduchu
v místnosti, ve °C, stanovená z Tab. 2.3.

Druh budovy
Nejvyšší denní
vzestup teploty
vzduchu
v místnosti
v letním období
Dqai,max [°C]
Nejvyšší denní
teplota vzduchu
v místnosti
v letním období
qai,max [°C]
Nevýrobní 5,0 27,0
Ostatní s vnit
ním zdrojem tepla
– do 25 W.m-3 vetn 7,5 29,5
Ostatní s vnit
ním zdrojem tepla
– nad 25 W.m-3 9,5 31,5
Tab. 2.3 Požadované hodnoty nejvyššího denního vzestupu teploty
vzduchu v místnosti v letním období a nejvyšší denní teploty vzduchu

Neustálený teplotní stav
- 23 (45) -

V budovách s klimatizací se musí p
i výpadku klimatizace splnit v letním
období podmínku nejvyššího denního vzestupu vzduchu v místnosti
qai,max  12°C nebo podmínku nejvyšší denní teploty vzduchu v místnosti
qai,max  32°C a do výpotu se nezahrnuje chladící výkon klimatizace a tepelné
zisky od technologických za
ízení a kancelá
ského vybavení. Dle lánku 8.2.2
(SN 73 0540) se doporuuje budovy s klimatizací navrhovat a provádt pouze
ve výjimených p
ípadech, kdy prokazateln nelze stavebním
ešením splnit
požadavky na zajištní letní tepelné stability.
Pro zvýšení tepelné stability místnosti v letním období dle je možné aplikovat
nkteré z následujících opat
ení:
• Vhodný architektonický návrh objektu.
• Zvýšení akumulaní schopnosti jak obalových tak vnit
ních konstrukcí
– užití hmotných stavebních konstrukcí.
• Povrchová úprava obalových konstrukcí – tepelnou zátž obalových
konstrukcí lze také snížit vhodnou volbou povrchové úpravy
konstrukcí. Snahou je snížit pohltivost sluneního zá
ení vnjšího
povrchu obvodového plášt. Pohltivost sluneního zá
ení je závislá
na barv a charakteru vnjšího povrchu, proto je dležité volit svtlé
odstíny, abychom docílili co nejvtšího odrazu sluneních paprsk.
U pláš  st
ešních konstrukcí, kde je nedostatená tlouš ka tepelné
izolace, proniká do interiéru v letním období urité množství tepelné
energie, které zpsobuje p
eh
ívání interiéru. Proto volíme povrchové
materiály s vysokou odrazivostí sluneního zá
ení.
• Vhodný návrh a skladba obalových konstrukcí.
• Návrh odvtrávané vzduchové vrstvy – volba vtrané vzduchové vrstvy
mže mít pozitivní vliv na snížení tepelného namáhání obvodové
konstrukce. Vtraná vzduchová vrstva se umís uje k vnjšímu povrchu
s vhodným umístním nasávacích a odvádcích otvor.
• Úprava transparentních ástí obalových konstrukcí, redukce zasklených
ploch - volba použitého druhu zasklení záleží na úelu budovy
a na požadavcích, které jsou kladeny na interiér. Každý druh skla má
rzné tepeln technické, optické a energetické vlastnosti.
Vždy vycházíme z posouzení reálného stavu a teprve na základ jeho
analýzy provedeme návrh vhodného opat
ení. Je nutné pamatovat
na zajištní dostatku denního osvtlení v místnosti, vtrání, ochrany
proti oslnní, umožnní výhledu z okna a i zohlednní estetického
hlediska. Snížení tepelných zisk dosáhneme i redukcí zasklených
ploch. Jedná se o tzv. „stupe prosklení fasády“, kdy vztahujeme
plochu prsvitných ástí k celkové ploše obvodového plášt.
Tento faktor nám výrazn ovlivuje mikroklima vnit
ních prostor
u staveb s lehkou obalovou konstrukcí. V technické literatu
e
se doporuuje stupe prosklení fasády okolo 25 – 30%.
• Užití stínících prvk – jedná se o za
ízení, které jsou aplikovány
na transparentní ásti obalových konstrukcí, a už z vnjší nebo vnit
ní
strany, nap
. žaluzie, rolety, slunolamy. Obecn platí, že nejúinnjší

- 24 (45) -

ochranu poskytuje clona umístná ze strany exteriéru a je regulovatelná.
P
i jejich návrhu je dležité neopomenout zajištní denního osvtlení
a vtrání v interiéru. Mezi p
irozené stínící prvky
adíme vzrostlou
zele v okolí objektu, která p
i vhodném umístní mže eliminovat
nadmrné oslunní objektu. Nejvhodnjší pro tento úel jsou listnaté
stromy, které v lét zamezí svými listy prostupu p
ímého sluneního
zá
ení do interiéru a na podzim po opadaní list umožní pot
ebné
osvtlení interiéru denním svtlem. Další volbou je užití stavebních
konstrukcí, které svým umístním eliminují (cloní) slunení zá
ení
vnikající do objektu, nap
.
ímsy, balkóny.
• Aplikace klimatizaního za
ízení, pop
. zajištní chlazení interiéru.

Píklad 2.4
Stanovte nejvyšší denní vzestup teploty 
ai,max v místnosti v letním období
pibližnou metodou. initel pohltivosti sluneního záení obvodového plášt
 = 0,90, propustnost sluneního záení oknem = 0,81 – dvojité sklo
obyejné. Skladba konstrukcí je uvedena v tabulce 3.4, objekt je situován
v teplotní oblasti A.

Tepelnou stabilitu místnosti v letním období lze hodnotit tmito zpsoby:
• pibližnou metodou podle SN 73 0540-4:2005;
• poítaové ešení (nap. program STABILITA 2005, ESP-r).


Obr. 2.5 Schéma místnosti
Neustálený teplotní stav
- 25 (45) -
d r c l
Materiál [m] [kg.m-3] [J.kg-1.K-1] [W.m-1.K-1]
1 Železobeton 0,25 2300 1020 1,430
2 Polystyren 0,05 20 1270 0,043
Tab. 2.4 Skladba obvodového plášt

Výpoet:
1. Stanovení teplotního útlumu obvodového plášt
a) Tepelný odpor
12
2
2
1
1 ..338,1
043,0
050,0
430,1
250,0 -=+=+= WKmddR
ll
12* ..538,107,0338,113,0 -=++=++= WKmRRRR
sesiT
b) Tepelná pohltivost jednotlivých vrstev
12
2
12
1
..28,0201270043,000853,0
..62,1523001020430,100853,0
00853,0
--
--
= =
= =
=
KmWs
KmWs
cs jjjj rl

c) Urení tepelné setrvanosti konstrukce D
R1. s1 = 0,175 . 15,62 = 2,73
R2. s2 = 1,163 . 0,28 = 0,33
D = 3,06 [-]
d) Hodnota exponenciální funkce
][70,8206,3exp2exp -==D
e) Tepelná pohltivost jednotlivých povrch
- pro Rj . sj  1 potom uj = sj
- pro Rj . sj < 1 potom
1
1
2
.1
.
-
-
+
+=
jj
jjj
j uR
usRu
R1. s1 = 2,73 > 1 fi u1 = s1 = 15,62 W.m-2.K-1
R2. s2 = 0,33 < 1 fi u2 =
= 12
2
12
1
2
22 ..82,0
62,15163,11
62,15280,0163,1
1
--=
+
+ =
+
+ KmW
uR
usR





- 26 (45) -

f) Výpoet teplotního útlumu a fázového posunu teplotního kmitu
][7,6907,0/1 82,007,0/182,028,0 62,1528,0
62,1562,15
7,762,1570,87,0
/1
/1
2exp7,0 *
2
*
22
12
11
01*
-=+ ++
++ =+ ++ ++




 =
se
se
R
uR
us
us
us
usDu
y = 2,7 . D = 2,7 . 3,06 = 8,26 hod
2. Uríme plochy jednotlivých konstrukcí
Okno 3,78 . 1,1 = 3,40 m2 (odeten okenní rám – 10%)
Jižní stna 8,22 m2
Západní stna 9,00 m2
Píky 19,40 m2 (bez dveí)
Podlaha = Strop 12,00 m2
3. Vypoteme tepelný zisk prsvitnými výplovými konstrukcemi w,j
w,j = Aw,j . Jm,j . j
w,j = 3,40 . 199 . 0,81 = 548,0 W

w,j tepelný zisk prsvitnými výplovými konstrukcemi vlivem sluneního
záení [W]
Aw,j plocha zasklení j-té otvorové výpln ( bez okenních rám ) [m2]
Jm,j stední intenzita globálního sluneního záení dopadajícího kolmo na
j-tou otvorovou výpl [W.m-2], dle SN 73 0540-3:2005 (Píloha H)
j propustnost sluneního záení j-tou výplovou konstrukcí [-]
4. Vypoteme tepelný zisk vnjšími konstrukcemi prostupem tepla ej






 =F
*
,*5,0
j
jsiej
vej
hAA
u
Wej 0,5062,487,69 29,140,97,69 29,1422,81,315,0 @=




 + =F 
ej tepelný zisk všemi vnjšími konstrukcemi prostupem tepla [W]
Av* výsledná teplotní amplituda vnjšího prostedí v letním období [°C], dle
SN 73 0540-3:2005 (Píloha H)
Aej plocha vnjší konstrukce [m2]
hsi,j* souinitel pestupu tepla na vnitní stran konstrukce v letním období
[W.m-2.K-1]
j* teplotní útlum konstrukce [-]
5. Vypoteme trvalý tepelný zisk z,max
( ) WABS ejjwz 5980,500,548,max, =+=F+F=F 
Neustálený teplotní stav
- 27 (45) -
6. Uríme akumulovanou tepelnou energii v neoslunných konstrukcích
tvoících místnost
)( ,,
1
,
1
, mmjmj
m
mj
j
mjm dcAE qr =  
Píka: E1 = MJ65,465,20210,02300102040,19 =
Strop: E2 = MJ56,865,2015,02300102000,12 =
Podlaha: E3 = MJ20,375,2018,0100084000,12 =
E = E1 + E2 + E3 = (46,65 + 86,56 + 37,20). 106 = 170,41 .106 J

Am plocha vnitního povrchu m-té konstrukce v místnosti [m2]
cj,m mrná tepelná kapacita j-té vrstvy i-té konstrukce místnosti [J.kg-1.K-1]
rj,m objemová hmotnost j-té vrstvy m-té konstrukce místnosti [kg.m-3]
dj,m tlouš
ka j-té vrstvy m-té konstrukce místnosti [m]

mj,m stední teplota j-té vrstvy m-té konstrukce místnosti v ase ustáleného
vytápní na poátku chladnutí [°C] pro letní období
7. Vypoteme nejvyšší denní vzestup teploty vzduchu 
ai,max
C
E
tai z =










-=














-=D

F 26,6
11241124
6
max,
1041,170
86400598)exp(max,q
t doba denní periody [s] , t = 86400 s

ZÁVR:
Nejvyšší hodnotou denního vzestupu teploty v teplotní oblasti A je u bytových
a obanských staveb:

ai,max 
ai,max, N

ai,max = 6,26°C 
ai,max, N = 5°C
Posuzovaná místnost nespluje požadavek normy SN 73 0540:2002
ve znní Z1:2005. K dosažení normového požadavku lze provést adu opatení.
Lze doporuit zastínní oken žaluziemi, okenicemi nebo zajistit astjší výmnu
vzduchu v místnosti.






- 28 (45) -

Píklad 2.5
Stanovte nejvyšší denní vzestup teploty 
ai,max v místnosti v letním období
dle píkladu 3.4. V pípad nesplnní podmínky 
ai,max  
ai,max,N , navrhnte
opatení vedoucí k jejímu zajištní. Výpoet provete pomocí poítaového
programu STABILITA 2005.

TEPELNÁ STABILITA MÍSTNOSTI V LETNÍM
OBDOBÍ
podle
SN 730540 a STN 730540
Stabilita 2005

KONTROLNÍ TISK VSTUPNÍCH DAT :

Teplotní oblast: A Sou. pestupu h,e: 14.3 W/m2K

Návrh.teplota int.vzduchu Tai: 21.0 C Sou. pestupu h,i: 7.7 W/m2K

Mrné objemové teplo vnitního vzduchu: 1217.0 J/m3K
Jiné trvalé tepelné zisky i ztráty v místnosti: 0 W
Objem vzduchu v hodnocené místnosti: 36.0 m3
Násobnost výmny vzduchu: 0.5 1/h
Jednotlivé konstrukce v místnosti:


Konstrukce íslo 1 ... Neprsvitná kce
Typ konstrukce: Obvodová

Plocha konstrukce: 8.22 m2 Pohltivost vnjšího povrchu: 0.90


vrstva . Název d [m] Lambda M.teplo M.hmotnost

[W/mK] [J/kgK] [kg/m3]

1 Železobeton 0.2500 1.430 1020.0 2300.0
2 Pnový polystyren 0.0500 0.043 1270.0 20.0



Teplotní útlum: 97.12 Fázové posunutí: 9.36 h
Tepelná energie akumulovaná v konstrukci: 0.0 J
Orientace kce: J


Konstrukce íslo 2 ... Neprsvitná kce
Typ konstrukce: Obvodová

Plocha konstrukce: 9.00 m2 Pohltivost vnjšího povrchu: 0.90

vrstva . Název d [m] Lambda M.teplo M.hmotnost

[W/mK] [J/kgK] [kg/m3]

1 Železobeton 0.2500 1.430 1020.0 2300.0
2 Pnový polystyren 0.0500 0.043 1270.0 20.0



Teplotní útlum: 97.12 Fázové posunutí: 9.36 h
Tepelná energie akumulovaná v konstrukci: 0.0 J
Orientace kce: Z


Konstrukce íslo 3 ... Neprsvitná kce
Typ konstrukce: Vnitn