Thermal Sciences, Oscillations and Wave Motion (3 cr)

Objectives (course unit)

Student is able to
- apply models of heat transfer to describe thermal operation of building services systems
- explain the operational principle of heat pumps and coolers and complete basic power calculations
- model propagation of sound in air and in solid structures and knows basic concepts of sound.

Content (course unit)

Basics of refrigeration, heat pumps, refrigerators and freezers. Calculation of thermal, cooling, and compressor powers, coefficient of performance. Heat transfer mechanisms (conduction, convection and radiation) and their models. Temperature profile calculations and simple power estimation calculations for heating systems (for example electric underfloor or window heating). Basic phenomenon of wave motion and oscillations, standing waves, basics of sound and noise modelling, human hearing, sound pressure level, dampening and sound insulation, A-weighting.

Assessment criteria, satisfactory (1-2) (course unit)

Student is able to solve problems similar to teacher’s examples. Assessed exercises might be erroneous or student might have difficulties returning them in time. Student might need special support to be able to complete given tasks. Student knows the operating principle of heat pumps and is able to model heat transfer in simple electrical heating cases. Student is familiar with basic concepts of noise and sound insulation.

Assessment criteria, good (3-4) (course unit)

Student is able to apply the course material to more complex problems. Assessed exercises contain only minor errors and student uses correct terminology. Student shows the capability to work independently. Student understands limits of used models.

Assessment criteria, excellent (5) (course unit)

Student is able to associate how the course material links to building services engineering by comparing modelling results to real world values or by critically analyzing the meaning of those results. Student shows profiency giving written validations to the results. Assessed exercises are flawless.

Location and time

Opetusta lukujärjestyksen mukaisesti.

Exam schedules

Ei tenttiä.

Assessment methods and criteria

Opintojakson arvosana määräytyy kotitehtävien ja laskuharjoitusten ja harjoitustyön pisteiden perusteella. Moodlen kotitehtävistä maksimipistemäärä on 50 %:a kurssin pisteistä, ja kotitehtävistä on tehtävä vähintään 80 %:a arvosanaan 1. 100 %:a kotitehtävistä tuottaa arvosanan 2. Kotitehtävä on hyväksytty, kun siitä on saatu oikea vastaus.

Laskuharjoitukset ovat joko itsenäisesti tai tunnilla tehtäviä harjoituksia, jotka voivat olla Moodlen STACK-tehtäviä tai kirjallisia töitä. Näistä voi saada maksimissaan 30 %:a kurssin pisteistä.

Harjoitustyö palautetaan kirjallisesti (sähköisenä) Moodleen. Sen maksimipistemäärä on 20 %:a kurssipisteistä.

Arvosanarajat ovat 40 % (1), 50 %(2), 65 % (3), 80 % (4) ja 90 % (5).

Assessment scale

0-5

Teaching methods

Opetuskeskustelu, lähi- tai etäopetus, videot, laskuesimerkit, harjoitustehtävät ja -työt.

Learning materials

Opettajan materiaali, fysiikan ja talotekniikan kirjallisuus, viranomaismääräykset ja -asetukset

Student workload

30 tuntia lähi- tai etäopetusta, 50 tuntia itsenäistä työskentelyä.

Content scheduling

Lämpöopin kertaus 10 h
Lämmönsiirron perusteet 10 h
Lämmönsiirron sovellukset 15 h
Lämpöpumput ja kylmätekniikka 25 h
Värähdys- ja äänioppi 20 h

Completion alternatives

AHOT-menettely, jossa opiskelija osoittaa lämmönsiirron laskennan ja kylmätekniikan osaamista. AHOTointi tulee tehdä viikon kuluessa opintojakson aloituksesta.

Practical training and working life cooperation

Ei ole.

International connections

Ei ole.

Further information

Opintojakson aiheet liittyvät vahvasti Fysiikan Laboratoriotyöt -opintojaksoon.

Assessment criteria - fail (0) (Not in use, Look at the Assessment criteria above)

Opiskelija ei ole pystynyt harjoitustehtävillä osoittamaan riittävää osaamista opintojakson aihealueista.

Assessment criteria - satisfactory (1-2) (Not in use, Look at the Assessment criteria above)

Opiskelija osaa ratkaista esimerkkien kaltaisia ongelmia. Opiskelijalla on ongelmia ymmärtää tulosten oikeita suuruusluokkia tai oikeita yksiköitä. Opiskelija osaa ainakin kaksi aihetta seuraavista:
- laskea kylmäaineprosessin (tehojen mitoitus) ja lukea ph-diagrammia
- laskea lämmönsiirron sovelluksia
- laskea aaltoliikkeen tehtäviä
- laskea ääniopin tehtäviä

Assessment criteria - good (3-4) (Not in use, Look at the Assessment criteria above)

Opiskelija osaa:
- laskea kylmäaineprosessin (tehojen mitoitus) ja lukea ph-diagrammia
- laskea lämmönsiirron sovelluksia
- laskea ääniopin tehtäviä
Ratkaisuissa on kuitenkin puutteita tai virheitä. Esimerkiksi ratkaisuja ei ole sanallisesti perusteltu.

Assessment criteria - excellent (5) (Not in use, Look at the Assessment criteria above)

Opiskelija osaa:
- laskea kylmäaineprosessin (tehojen mitoitus) ja lukea ph-diagrammia
- laskea lämmönsiirron sovelluksia
- laskea ääniopin tehtäviä
Ratkaisut ovat täsmällisiä ja ne on perusteltu sanallisesti. Opiskelija osaa kommentoida tuloksia ja pohtia niiden oikeellisuutta käytännön kautta.