Kursplan för Byggnadsfysik fortsättningskurs

Grundkurs i byggnadsfysik, byggnadsteknologi eller liknande. Kunskap om icke-stationär värme-och masstransport i porösa byggnadsmaterial är önskvärd (motsvarande kursplanen för BOM285 Byggnadens tekniska funktion och utformning).

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

Grundläggande principer och tekniker för att minska värmeförluster och risker för fuktskador i byggnadens klimatskal är de viktigaste frågorna inom byggnadsfysiken i Sverige. Dessa och de byggnadsfysikaliska projekteringsverktygen för stationär värme och masstransport i byggnader introduceras på kandidatnivån inom samhällsbyggnadsteknik 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 naturligt värme-lager, varför uppstår värmeöar 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.

Beskriva förutsättningar och principer för samt genomföra modellering av

• tidsvarierande värmelagring och fuktbuffring i byggnadsstomme
• värmelagring i marken och i den byggda miljön
• naturlig (kontrollerad) och ofrivillig ventilation av byggnader

Utvärdera effekterna av

• byggnadens värme-och fukttröghet på värme/kyl effektbehov
• värmestrålning på termiskt inom- och utomhusklimat
• naturligt påtvingad konvektion samt klimatskalets lufttäthet på lufttryck inomhus

Visa förmåga att

• att kombinera studerade modeller vid utformning av nya och renovering av befintliga byggnader
• lösa öppna problem

Bland ämnena finns: en byggnads termiska tröghet, fritt varierande och automatisk kontrollerade innetemperatur; golvvärme; värmelagring i marken; långvågig strålning inom- och utomhus, operativ temperatur; fukttröghet av ventilerade utrymmen; urbana värmeöar och klimatförändring, dagvattenhantering med gröna tak; lufttryck och luft massbalans vid naturlig och okontrollerad ventilation av byggnader.

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

Datormodeller i Matlab/Simulink och Comsol: termisk klumpmodell av en byggnad med radiator, PID kontroller, 2D modell av värmekudde under en uppvärmd byggnad, 2D-modell av ett golvvärmesystem.

Labbövning ‘Mad att bygga tak’ – modellbygge av ett parallellt tak

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. Grupparbete är tillåtet.

Föreläsningsanteckningar, räkneövningar och kompletterande material (illustrationer) distribueras via kursens hemsida. En majoritet av föreläsningar och övningar finns som förinspelat material för nedladdning från kurshemsida. 

Hemtentamen - en individuell skriftlig tentamen mellan kl. 8 till kl. 16, vilket kan göras hemma eller någon annanstans.