Kursplan för Byggnadsfysik fortsättningskurs

Kursplan fastställd 2019-02-18 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnBuilding physics, advanced course
  • KurskodVBF021
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPSEB
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeSamhällsbyggnadsteknik
  • InstitutionARKITEKTUR OCH SAMHÄLLSBYGGNADSTEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 22118
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0107 Tentamen 7,5 hp
Betygsskala: TH		0 hp0 hp0 hp7,5 hp0 hp0 hp
  • Kontakta examinator
  • Kontakta examinator
  • Kontakta examinator

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Grundkurs i byggnadsfysik och installationsteknik, eller liknande. Kunskap om icke-stationär värme-och masstransport i porösa byggmaterial är önskvärd (motsvarande kursplanen för BOM145 Fukt- och värmetekniska tillämpningar eller BOM285 Byggnadens tekniska funktion och utformning).

Syfte

Bostäder och lokaler står för en stor del av den globala energianvändningen, vilket är den största bidragande faktorn till global uppvärmning. Utformning av lågenergihus med hög komfort och god beständighet är därför av stor vikt.

Principer och koncept för att minska värmeförlusterna och risker för fuktskador i byggnadens klimatskal är de viktigaste frågorna inom byggnadsfysiken. Dessa och de fysikaliska processerna för stationär värme och masstransport genom porösa byggnadsmaterial och byggnader introduceras i årskurs 2 i civilingenjörsprogrammet på Chalmers.

Kursen syftar till att ge kunskap om hur byggnader lagrar värmeenergi och buffrar fukt i verkliga situationer, dvs. under varierande inomhus- och utomhusförhållanden, hur man kan använda mark som ett naturlig värme lager och hur naturlig ventilation fungerar. Syftet är att lära sig kombinera dessa förutsättningar för att optimera byggnadens värme- och fuktprestanda i ett visst klimat, samt minimera risker för extrem energianvändning och fuktskador. Du kommer att guidas genom olika matematiska och numeriska modelleringsmetoder samt tekniska lösningar som beskriver och stödjer dessa processer. Dessa utvärderas separat men också hur de samverkar och påverkar varandra.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

Förstå behov, förutsättningar och beskriva principer för:
- värmelagring i byggnader och i marken
- fukt buffring i inomhusmiljö
- naturlig ventilation av byggnader

Genomföra modellering, med hjälp av analytiska och numeriska modeller av:
- icke-stationär, dvs. tidsvarierande värme -och fuktlagring i byggnader
- icke-stationär värmelagring i marken
- långvågig värmeutbyte i ett utrymme
- luftflöde och lufttryck i en byggnad med avseende på byggnadens lufttäthet

Utvärdera effekterna av:
- byggnadens värme-och fukttröghet på värme/kyl effektbehov
- långvågig strålning på termisk komfort i ett rum
- klimatskalets lufttäthet på lufttryck inomhus

Använda vetenskapligt verifierade numeriska metoder för:
- praktiska utformningen av golvvärmesystem
- utvärdering av icke-stationär värmeförlust från en byggnad till marken

Visa förmåga att:
- att kombinera studerade modeller vid utformningen av en ny byggnad
- identifiera orsak - effekt-samband
- lösa öppna problem

Innehåll

Bland ämnena finns: termisk tidskonstant av en byggnad, periodiskt inträngnings djup, fritt gående inomhustemperatur, temperatur sänkning/dämpning och fasförskjutning, temperaturvariationer i en ostörd mark, termisk kudde under en byggnad, värmeutvinning/lagring från/i marken genom luftkanaler och vattenledningar, fukttröghet av ventilerade utrymmen, diffusionsöppna/stängda ytor, fuktsäkring av horisontella tak, långvågigt strålnings utbyte i ett utrymme, radiosity, värmekamera, synfaktor, operativ temperatur, luft massbalans vid naturlig och okontrollerad ventilation av byggnader, luftflödeskarakteristik för öppningar och otätheter i klimatskalet, beräkning av lufttryck inomhus.

Analytiska modeller inkluderar: linjära differentialekvationer av första ordningen för icke-stationär värme- och massbalans i en byggnad, klumpmodell, analytiska lösningar för stegvis och periodisk respons, kvasistationära termiska/fukt kretsar.

Datormodeller i Comsol och Simulink: termisk klumpmodell av en byggnad, 2D- modell av en golvplatta på marken med angränsande köldbrygga, 2D- modell av ett golvvärmesystem.

Organisation

Kursen består av följande lärandeaktiviteter: teorin om värme, luft och fukt överföringsprocesser och metoder för att konstruera modeller från värme -och massbalansberäkningar, empiriska relationer och flödesmodeller presenteras under föreläsningarna. Baserat på dessa, formuleras öppna problem och lämpliga modeller konstrueras och löses under lektionerna. Räkneövningar varvas med föreläsningar, dvs. det finns inga separat schemalagda övningar.

Djupare förståelse för de antaganden som görs i teoretiska modeller och kompetensförbättringar i tillämpning av datorprogram på praktiska problem utövas genom datorbaserade inlämningsuppgifter. Grupparbete är tillåtet.

State-of-the-art byggnadsfysikaliska kriterier för utformning av klimatskal presenteras och diskuteras med specialister inom området. Ämnen kan variera beroende på den aktuella utvecklingen.

Inlärningsprocessen initieras och säkerställs genom en uppsättning av inlämningsuppgifter (vanligen fem till sex, dvs. en per vecka) med en detaljerad feedback från läraren. Endast individuellt arbete.

Litteratur

Föreläsningsanteckningar, räkneövningar och kompletterande material (illustrationer) distribueras via kursens hemsida.

CE Hagentoft: Introduction to Building physics, Studentlitteratur, Lund, 2001 eller liknande lärobok i värme-och massöverföring. 

Examination inklusive obligatoriska moment

Hemtentamen - en individuell skriftlig tentamen mellan kl. 8 till kl. 16, vilket kan göras hemma eller någon annanstans. Problemen delas ut vid 08:00 på skolan eller per e-post. Lösningar ska lämnas in senast kl. 16 samma dag.