Děkuji za pozornost - Katedra technických zařízení budov K11125

16.3.2012
ČVUT v Praze, Fakulta stavební
Katedra technických zařízení budov
5. WORKSHOP STUDENTŮ
DOKTORSKÉHO STUDIA
6.3. 2012 Praha
1
Obsah
Prezentace
Ing. Lukáš Emingr
Ing. Lukáš Hrnčíř
Ing. Kristýna Smutná
Ing. Filip Jordán
Ing. arch. Martin Kny
Ing. Natalya Korostina
Ing.Pavel Kvasnička
Ing. Miloš Dolník
Ing. Petra Nezdarová
Michaela Patakiová
Ing. Zuzana Šestáková
Ing. Arch. Kristýna Valoušková
Ing. Veronika Vašatová
Ing. Kristýna Vavřinová
Ing. Lenka Zuská
Ing. Lucie Dobiášová
2
1
16.3.2012
Lukáš Emingr
ČVUT v Praze
katedra TZB, Fakulta stavební
Workshop katedry K125
6.3.2012
Lukáš Emingr
e-mail: [email protected]
tel: +420736251582
§ Úvod
• nástup ke studiu 1.3.2007
• 1/2009 – 6/2009 přerušení studia
• kombinovaná forma studia
• vedoucí práce:
prof. Ing. Karel Kabele, CSc.
• SDZ složena – 31.5.2011
2
16.3.2012
§ Studijní plán
PŘEDMĚT
STAV
Energetický audit
splněno
Požárně bezpečnostní zařízení
splněno
Modelování energetických systémů
budov 3
splněno
Teorie vnitřního prostředí budov
splněno
Vnitřní prostředí a architektura
splněno
Vzduchotechnické systémy moderních
budov
splněno
Angličtina
splněno
Němčina
téměř splněno
§ Plán pro dokončení studia
1) Dokončení posledního povinného předmětu
2012
2) Dopracování dizertační práce – 2012
3) Obhajoba dizertační práce – 2012/2013
6
3
16.3.2012
§ Osnova práce
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Commissioning
Rešerše stávajících monitorovacích systémů na trhu
Průzkum trhu – poptávka po hodnotícím systému
Přehled současné platné legislativy, předpisy revizí
Vytvoření přehledu kontrol a způsobu údržby – předpisy dodavatelů
a výrobců (srovnání)
Tabulkové shrnutí předepsaných kontrol
Seznam zařízení zahrnutých do metodiky
Stanovení klíčových hodnotících parametrů – KPI
Metodika pro hodnocení funkce již realizovaných TZB systémů
Analýza nejfrekventovanějších chyb a problémů
Návrh nápravných opatření
Ekonomická analýza rentability údržby systémů TZB
§ Facility management – v realitě
Technický
Administrativní
• provoz a údržba technologií
• pravidelné kontroly a revize
• vedení provozní dokumentace
• opravy a havarijní stavy
• velín
• právní poradenství
• správa smluv
• řízení garančních závad
• optimalizace provozních nákladů
• vedení PD, plán odpadového hosp.
FM
Energetický
Infrastrukturální
• správa smluv a dokladů
• dodávka a distribuce médií
• provádění odečtů a vyhodnocování
účinnosti zařízení
• kontrola dodavatelských faktur
• ostraha
• úklid, sněhový úklid
• údržba zeleně
• IT, kancelářské práce
• podatelna, pošta, call centra
8
4
16.3.2012
§ Ekonomická náročnost provozování budov
9
§ Využití BCS – Building kontrol systém pro EPBD certifikaci
• zkušební provoz budov, který ukáže odlišnosti a chyby mezi měřenými
a vypočtenými hodnotami
• shromažďování provozních ukazatelů z oblasti energie do centrálního
úložiště pro následné využití k optimalizaci návrhu zařízení
• porovnání měřených hodnot v reálném čase a s ohledem na vnější
klimatické podmínky v konkrétní dobu
• zobrazit historická data porovnávat trendy a identifikovat opatření
k nápravě
• vytvoření budoucích scénářů pro lepší plánování s prediktivní analýzy
10
5
16.3.2012
Děkuji za pozornost
Ing.Lukáš Emingr
e-mail: [email protected]
tel: +420736251582
Workshop
katedry TZB
Jméno: Ing. Lukáš Hrnčíř
Školitel: Ing. Daniel Adamovský, Ph.D.
6
16.3.2012
Studijní plán
Matematické modelování ve stavební fyzice
Vzduchotechnické systémy moderních budov
Aplikovaná termomechanika
Obnovitelné a netradiční zdroje energie pro
vytápění a větrání
• Teorie vnitřního prostředí
• Modelování energetických systémů budov III
•
•
•
•
Dosavadní působení na katedře
• Čtvrtým semestrem na katedře
• Vedení cvičení z předmětu
Energetické a ekologické systémy budov 2
Technické zařízení budov 2
• Projekt: Parametrická studie vlivu PCM na
vnitřní prostředí
7
16.3.2012
Téma a pokrok v doktorské práci
→ Problema ka větrání velkokapacitních prostor
(velkoprostorových kanceláří OPEN- space)
→Vliv PCM na vnitřní prostředí
Práce v zimním semestru
SGS: Parametrická studie vlivu PCM na
vnitřní prostředí
1) Předběžný pokus průběhu vnitřních teplot v s
malým vzorkem PCM
•
8
16.3.2012
9
16.3.2012
Práce v zimním semestru
2) Příprava laboratoře a polykarbonátových
desek
10
16.3.2012
11
16.3.2012
Výsledky z měření
12
16.3.2012
Plány na letní semestr
• Udělat zbytek zkoušek + zkoušku z anglického
jazyka
• Věnovat se analýze dat naměřených v
laboratoři
• Článek do odborného časopisu
Děkuji za pozornost
13
16.3.2012
ČVUT v Praze, Fakulta stavební
Katedra technických zařízení budov
Workshop studentů Ph.D.
Ing. Kristýna Smutná
6.3.2012
ČVUT v Praze, Fakulta stavební
Katedra technických zařízení budov
Úvod
•
Počátek studia: březen 2010
•
Školitel: doc. Ing. Karel Papež CSc.
•
Výchozí téma: Optimalizace vzduchotechnických soustav
•
Stav studia: zapsáno 6 předmětů – 3 předměty splněny
•
Výuka: LS 2011/12 – EEB2
Kristýna Smutná
6.3.2012
14
16.3.2012
ČVUT v Praze, Fakulta stavební
Katedra technických zařízení budov
Publikační činnost - ZS 2011
•
•
Letní škola TZB 2011 - Český Šternberk, ČR
Téma příspěvku: Využití energie země pro vytápění a
chlazení v budovách
•
•
Vnútorná klíma 2011 - Tatranská Lomnica, SR
Téma příspěvku: Využití zemního výměníku pro předehřev a
předchlazení a větracího vzduchu v admin. Budovách
•
•
Český instalatér
Téma příspěvku: Zemní výměník jako zdroj pro předehřev a
předchlazení větracího vzduchu
Kristýna Smutná
6.3.2012
ČVUT v Praze, Fakulta stavební
Katedra technických zařízení budov
Nadcházející publikace - LS 2012
• Topenářství, instalace
• Klimatizace a větrání 2012 - Praha
• Alternativní zdroje energie 2012- Kroměříž
• IX. International Scientific Conference, Košice, SR
Kristýna Smutná
6.3.2012
15
16.3.2012
ČVUT v Praze, Fakulta stavební
Katedra technických zařízení budov
Věda a výzkum
• SGS – Testování nových
technologií pro zajištění
vnitřního prostředí budov
•
Měření VZT výustí v
laboratorních podmínkách
laboratoře TZB
•
•
•
Volba měřícího postupu
Instalace VZT vyústí
Příprava měřící sestavy,
zprovoznění celého systému
Kristýna Smutná
5.3.2012
CTU in Prague, Faculty of Civil Engineering
Katedra technických zařízení budov
Věda a výzkum
•
•
•
Měření obrazu proudění
Zpracování výsledků
Zobrazení obrazu proudění
Kristýna Smutná
6.3.2012
16
16.3.2012
ČVUT v Praze, Fakulta stavební
Katedra technických zařízení budov
a) Měření obrazu proudění - postup
3 typy distribučních elementů
•
•
•
•
Difúzní anemostat IMOS – 300 x 300
mm
Štěrbinová výusť IMOS – dl. 600 mm
Talířový ventil – ø 160
Síť bodů ve svislé rovině řezu
elementu viz. další obrázky
Použita nízko rychlostní
termoanemometrická čidla
SENSOANEMO 5100SF
•
•
Kristýna Smutná
6.3.2012
ČVUT v Praze, Fakulta stavební
Katedra technických zařízení budov
• Požadavky nařízení vlády č. 361/2007
Operativní teplota to
Energetický
výdej M
[W.m-2]
to,min
to,opt
to,max
Rychlost
proudění
[m.s-1]
I
≤ 80
20
22 ± 2
28
0,1 až 0,2
IIa
81 až 105
18
20 ± 2
27
0,1 až 0,2
IIb
106 až 130
14
16 ± 2
26
0,2 až 0,3
IIIa
131 až 160
10
12 ± 2
26
0,2 až 0,3
IIIb
161 až 200
10
12 ± 2
26
0,2 až 0,3
Třída
práce
Kristýna Smutná
6.3.2012
17
16.3.2012
ČVUT v Praze, Fakulta stavební
Katedra technických zařízení budov
b) Výsledky měření
i.
Difúzní anemostat IMOS-ADQ-PK-300 – 150 m3/h
Kristýna Smutná
6.3.2012
ČVUT v Praze, Fakulta stavební
Katedra technických zařízení budov
b) Výsledky měření
ii. Štěrbinová výusť IMOS–SV S–K–7,5–B-600 - 70 m3/h
Kristýna Smutná
6.3.2012
18
16.3.2012
ČVUT v Praze, Fakulta stavební
Katedra technických zařízení budov
b) Výsledky měření
iii. Talířový ventil KE 160 – 70 m3/h
Kristýna Smutná
6.3.2012
ČVUT v Praze, Fakulta stavební
Katedra technických zařízení budov
Cíle pro další semestr
• Dokončení 3 zapsaných předmětů do srpna 2012
odborná rozprava
• Pokračování v laboratorním měření
•
Vliv Coanda efektu
• Vířivý anemostat
• Štěrbinová vyústka
• Talířový ventil
• Měření v reálných podmínkách
•
Kanceláře katedry TZB
Kristýna Smutná
8.3.2011
19
16.3.2012
ČVUT v Praze, Fakulta stavební
Katedra technických zařízení budov
Děkuji za pozornost
Kristýna Smutná
6.3.2012
Human Performance in Terms of
optimal Thermal Comfrot
Produktivita člověka z pohledu optimálního teplotního komfortu
Ing. Filip Jordán
Prof. Ing. Miloslav Jokl, DrSc.
6. března 2012
20
16.3.2012
Obsah prezentace
• Úvod do problematiky
• Teplotní komfort a řízení systémů TZB
• Experimentální část DP
• Diskuze
Úvod do problematiky
• Navržený systém hodnocení vycházející z
fyziologie lidského organismu
• Definovaný vztah optimální operativní teploty,
aktivity člověka a tepelného odporu oděvu
• Definován rozsah tepelného komfortu (počátku
třesu a počátek pocení)
• Definován vztah tepelného komfortu a
psychologie člověka (rozsah -22,5 až 22,5 dTh)
• Soulad s návrhem novely vládního nařízení č.
68/2010 Sb.
21
16.3.2012
Úvod do problematiky
22
16.3.2012
Teplotní komfort a řízení systémů TZB
• V praxi převažuje řízení dle teploty vzduchu
– nezahrnuje vliv radiace (např. podlahové výtápění, sálavé
panely)
– vliv umístění snímače teploty
• Využití operativní teploty pro řízení
– problematika volby snímače a jeho umístění do prostoru
– alternativy snímače operativní teploty (fyzikální model,
gray box, black box)
– hybridní snímač (operativní teplota měřena u obalové
konstrukce např. strop, teplota povrchu konstrukce měřena
a dle geometrie místnosti odvozena „hybridní operativní
teplota“)
Teplotní komfort a řízení systémů TZB
Řízení teplotního komfortu akčními členy na základě signálů:
• skoková regulace I/O (zapnuto/vypnuto)
• plynulá regulace 0 - 10 V / 0(4) – 20 mA
Základní přístupy k řízení:
• termostat s hysterezí
• PID regulace
• řízení s využitím fuzzy logiky
23
16.3.2012
Experimentální část DP
• Získána podpora v rámci grantu
SGS12/009/OHK1/1T/11 Řízení teplotního
komfortu prostoru operativní teplotou
Cíle:
• Porovnat teploty vzduchu a operativní teploty pro různé konfigurace
vytápění místnosti (vytápění podlahou a stěnami, teplovodním
konvektorem) a rozmístění snímačů
• Provést porovnání energetické náročnosti a kvality tepelného
komfortu pro řízení konvektorového vytápění na základě teploty
vzduchu a operativní teploty
Experimentální část DP
Vybavení:
• USB zařízení pro sběr dat a řízení LabJack U3HV
(až 16x 12 bit analogový vstup, 2x analogový výstup, atd.)
PC pro řízení a sběr dat 10˝ NB ASUS EEE PC 1011PX
Software LabView (licence pro ČVUT)
Zařízení laboratoře TZB (konvektor, klimatická komora)
Termoelektrická 24V (ABB - Kobra®) a servomotorová 0-10V / 24V
(SIEMENS SSA61) hlavice pro konvektor
• Drobný elektrotechnický materiál (10x Pt100, 24V zdroj, atd.)
•
•
•
•
24
16.3.2012
Experimentální část DP
Děkuji za pozornost …
[email protected]
25
16.3.2012
Solární systémy s dlouhodobou akumulací tepla
Student: Martin Kny
Školitel: Ing. Miroslav Urban Ph.D.
Workshop studentů Ph.D. katedry TZB 6.3.2012
Zahájení studia: únor 2011
Zimní semestr 2011/2012
• Splněn předmět:
Vzduchotechnické systémy moderních budov (FSv, prof. Jokl)
• Výuka: EEB2
Letní semestr 2012
• Zapsán předmět:
Energetický audit (FSv, prof. Kabele)
• Výuka: TBA2
26
16.3.2012
Uplynulý semestr
Nadále sledována systémy využívající dlouhodobé akumulace tepla
• Slatiňany
• Moravský Krumlov
Započato modelování systémů pomocí programu TRNSYS
Slatiňany
Provedeno vyhodnocení dat z roku 2011
• rekordního solárního pokrytí 77%
• maximální teploty v zásobníku – 52.0 °C
• maximálních solární zisky kolektorového pole – 78,6 MWh
• maximální tepelné ztráty zásobníku - 43,5 MWh
Analýza tepelných ztrát zásobníku
27
16.3.2012
Slatiňany
Analýza příčin zvýšených tepelných ztrát zásobníku
Dne 7.12.2011 provedeno termovizní
měření.
Zjištěny významné úniky tepla v horní
části zásobníku
Hlavní příčinou stavu je pravděpodobně
prodění vzduchu v souvrství pláště
Slatiňany
Vzduch vniká do souvrství pláště
ve spodní části, dostává se do
kontaktu s vlastní stěnou
zásobník, ohřívá se, stoupá
vzhůru a vystupuje pod střechou.
V tepelné izolaci je
pravděpodobně přítomno
množství dutin a netěsností.
M. Rychtařík, Projekt solárního systému ve
Slatiňanech, 1996
28
16.3.2012
Slatiňany
Významný podíl prodění na celkových tepelných ztrátách potvrdilo také
vyhodnocení průběhu tepelných ztrát v závislosti na teplotním rozdílu (nádrž x
exteriér)
Proudění vzduchu souvrstvím pláště způsobuje celkově cca 50% tepelných ztrát.
Měrné tepelné ztráta v závislosti na teplotním rozdílu
300
ztráta
měrná ztráta (W/K)
250
Lineární
(ztráta)
200
150
100
50
0
0
5
10
15
20
25
30
teplotní rozdíl zásobník x exteriér (K)
35
40
Moravský Krumlov
Tepelné čerpadlo země voda 12 KW (plošný kolektor), Solární kolektory 20 m2
Pohotovostní zásobník 800 litrů , Akumulační zásobník 30 m3
Na podzim 2011 další úpravy systému, výsledkem je v současné době
nefunkční systém dlouhodobé akumulace
Přínos akumulace nelze hodnotit
www.voral.name
29
16.3.2012
Moravský Krumlov schéma systému
www.voral.name
Moravský Krumlov
Lze hodnotit pouze účinnost kolektorového pole v jeho vliv na vzestup
topného faktoru tepelného čerpadla
Roční zisk kolektorů – 430 KWh/m2 (2011)
Vysoké měrné zisky kolektorů v zimním období - 36 KWh/m2 (únor 2012)
Slatiňany 12 KWh/m2, běžný systém pro přípravu TV pod 10 KWh/m2
Při intenzitě záření 200 až 500
W/m2 výhodné zapojení kolektorů
do okruhu tepleného čerpadla.
Vzestup topného faktoru z cca 2 až
na cca 3.
Teploty v akumulačním zásobníku
(1.III. 2011 až 1.III 2012)
www.voral.name
30
16.3.2012
Modelování systémů pomocí programu TRNSYS
Hledání nejlepších způsobů modelování systémů, zejména jejich zásobníků.
V programu dostupno několik modelů zásobníků (tři základní – Type 4, Type 60, a Type 534)
Zpracován model objektu z Diplomové práce - Objem zásobníku 415 m3, plocha kolektorů
274 m2, počet bytů: 16, podlahové vytápění, nucené větrání)
(podrobný model objektu, zásobník Type 60, Klimatická data Praha)
Modelování systémů pomocí programu TRNSYS
Solární pokrytí „pouze“ 81%, zisk kolektorů 260 KWh/m2.rok
Malá teplotní stratifikace v nádrži snižuje celkovou účinnost systému.
Nutno namodelovat více vnitřních výměníků a optimalizovat nabíjení zásobníku.
Průběh teplot v
zásobníku
31
16.3.2012
Prezentace výsledků
Konference Juniorstav 2012: Brno, 26.1.2012
Představení možností dlouhodobé akumulace tepla, popis systému ve Slatiňanech.
Článek v časopise Topenářství instalace
Analýza provozu systému ve Slatiňanech (článek schválen)
Konference Alternativní zdroje energie: Kroměříž, 10 – 12.6. 2012
Komplexní zhodnocení systému ve Slatiňanech (schválen abstrakt příspěvku)
Konference Simulace budov a techniky prostředí 2012: Praha, podzim 2012
Modelování dlouhodobé akumulace v programu Trnsys
Další vývoj…
• Pokračující sledování a hodnocení reálních instalací ve Slatiňanech a
Moravském Krumlově
• Možná spolupráce při úpravách systému ve Slatiňanech
• Modelování systémů v programu TRNSYS – stanovení optimální
koncepce modelu systému a vlastního zásobníku
• Práce na uděleném grantu SGS: Solární systémy s dlouhodobou
akumulací tepla - analýza a optimalizace
32
16.3.2012
Děkuji za pozornost.
Workshop 2012
Natalya Korostina
Školitel: doc. Ing. Karel Papež, CSc
33
16.3.2012
Individuální studijní plán
Datum nástupu 1.10.2009
• 125TZ6 Modelování energ.systémů budov
• D25VSB Vzduchotechnické syst. moderních
budov
• 025VPA Vnitřní prostředí a architektura
• 125EUA Energetický audit
• D05EKT Ekonomické teorie
• D25TPB Teorie vnitřního prostředí budov
Název disertační práce
Efektivní výužití solární energii
Solární absorpční chlazení
(kombinace se solárním topením a ohřevem užitkové vody)
34
16.3.2012
Studentská grantová soutěž ČVUT
Výzkumná práce
“Ekonomická analýza chladícícho absorpčního
solárního systemu”
Výpočty byly provedeny pomocí software
Polysun: Polysun Solar Cooling Software, který
poskytnula společnost Vela Solaris.
Účelem práce je analýza solárního systému malého meřítka z
hospodářského a technického hlediska pro různá klimatická
pásma, prostřednictvím simuláce několik variant s různým
počtem solárních kolektorů, úhlem sklonu kolektoru ( v závislosti
na lokalitě budovy) a velikostí nádrže
35
16.3.2012
Aplikace tepelného solárního chlazení v kombinaci se solárním
topením a přípravou užitkové vody
Ekonomická analýza
36
16.3.2012
Schémata solarního systému chlazení
Absorption chiller, wet recooler
Absorption chiller, wet recooler,
heat storage tank, hot water tank
Schémata solarního systému chlazení
Absorption chiller, wet recooler, heat storage
tank, hot water tank, cold storage tank
Absorption chiller, wet recooler, heat storage
tank, hot water tank, cold storage tank
37
16.3.2012
Schémata solarního systému chlazení
Absorption chiller, wet recooler,
heat storage tank, hot water tank
Absorption chiller, dry recooler
Děkuji za pozornost
38
16.3.2012
Předpokládané téma práce
ANALÝZA PROVOZU ZDROJŮ ENERGIE
(Kondenzační plynové kotle v RD s některými z
obnovitelných zdrojů energie)
Školitel: Doc.Ing.Michal KABRHEL, Ph.D.
Student: Ing.Pavel Kvasnička
ZAPSANÉ PŘEDMĚTY
Technické zařízení budov
Obnovitelné zdroje energie
Vnitřní prostředí a architektura
Energetický audit
Anglický jazyk
Německý jazyk
a dle volby a potřeby další
splněno
splněno
splněno
2012
2013
39
16.3.2012
ZKUŠENOSTI A PRAXE
Prodejní dovednosti
Poradenská služba - projektantům
- instalatér.firmám
- staveb.firmám
- konečným zákazníkům
Prezentace a školení
Příprava a korektury technických materiálů, návodů,
projekčních podkladů, článků, …
Absolvované 4 denní školení AVTČ
Měření na soboru RD ve Vestci PZ
Soubor vznikal v létech 2003-2007
Obsahuje 35 ŘRD a 14 samost.RD
Všechny domy vytápí a ohřívají TV
plynovými kotli různé úrovně
- Některé mají klasické kombinované kotle
- Některé domy mají kotel se zásobníkem
- Některé vytápí kondenzačními kotli
- Některé mají i solární systém
40
16.3.2012
Účinnost a optimal.
provozu
kondenzačních
kotlů v RD
je závislá
především na:
- teplotě spalin
- teplotě zpátečky
- teplotě topné vody
- velikosti otop.ploch
- hydraulickém syst.
- způsobu regulace
Kondenzační kotel
v RD s ohřevem TV
41
16.3.2012
Kondenzační kotel ve spojení se zásobníkem s
vrstveným ohřevem TV
Detailní měření na kondenzačním kotli
Analyzátorem spalin
- teplota spalin
- teplota na výstupu
- teplota zpátečky
- teplota místnosti
- normovaný stupeň využití (účinnost)
- přebytek vzduchu „LAMBDA“, CO, CO2
42
16.3.2012
Porovnávání skutečné spotřeby plynu v obdobném domě s klasickým kombinovaným kotlem
Porovnávání skutečné spotřeby plynu dalších
sobě podobných domů s klasickým nebo konden.
kotlem se zásob.TV nebo se solárním zásob. TV
43
16.3.2012
Porovnávání skutečné spotřeby plynu dalších
sobě podobných domů s klasickým nebo konden.
kotlem se zásob.TV nebo se solárním zásob. TV
Kondenzační kotle ve spojení se solárními systémy pro
přípravu teplé vody
44
16.3.2012
Kondenzační kotel ve spojení se solárními systémy
pro přípravu teplé vody
Kondenzační kotel ve spojení s vrstveným
ohřevem TV v kombinaci se solárním ohřevem
45
16.3.2012
Optimalizace chodu kondenzačního kotle při
solární přípravě TV
• Solární energie zehřeje kolektory.
• Energie je přenesena do zásobníku TV.
• ISM modul s využitím patentovaného
algoritmu odhaduje solární zisky.
• Díky spojení Heatronic III - bus systému
Fx regulace je kondenz. kotel včas
informován o dostatečném množství
solární energie.
• Řídící jednotka kotle pak následně
redukuje nastavení teploty TV v
závislosti na stupni solárního pokrytí a
zisku s cílem minimalizování nezbytného
ohřevu horní části zásobníku TV
plynovým kotlem.
Snížená spotřeba energie při solární přípravě TV
a podpoře vytápění
46
16.3.2012
Plynový (kondenzační) kotel ve spojení s
tepelným čerpadlem (vzduch-voda)
DĚKUJI ZA POZORNOST
[email protected]
47
16.3.2012
Ing. Miloš Dolník
Téma: Využití biomasy jako obnovitelného
energie
zdroje
Biomasa - rozdělení
Dle způsobu zpracování
§ Spalování a zplyňování (suché procesy)
§ Vyhnívání → bioplyn / fermentace → alkohol (mokré procesy)
§ Lisování olejů → následná úprava na na u
Dle původu hmoty
§ Lesní
§ Zemědělská
§ Ostatní zbytková
Předpokládaný vývoj využití biomasy
48
16.3.2012
Kotel na dřevo x krbová vložka
§ Pracuji na článku, který se bude zabývat srovnáním stále oblíbenějších
krbových vložek s teplovodním výměníkem a klasických kotlů
§ Cílem je popsat výhody a nevýhody
§ Připravit doporučená schémata zapojení
Cíle mé práce pro letošní rok
§ Vytvoření přehledu všech využitelných druhů biomasy v ČR spolu s určením
jejich potenciálu – zvláště pak pro Ústecký kraj
§ Splnit předměty:
§ Obnovitelné a netradiční zdroje energie pro vytápění
§ Energetický audit
§ Alternativní zdroje energie (doc. Matuška – strojní fakulta)
§ Modelování tep. a vlhkostních jevů v budovách
49
16.3.2012
Děkuji za vaši pozornost
Rámcové téma disertační práce: EFEKTIVITA
SOLÁRNÍCH SYSTÉMŮ
DOBA NÁVRATNOSTI ZABUDOVANÉ ENERGIE
SOLÁRNÍCH TERMICKÝCH SYSTÉMŮ
A JEJÍ VYUŽITÍ PRO OPTIMALIZACI
NĚKTERÝCH PRVKŮ SOLÁRNÍ SOUSTAVY
Ing. Petra Nezdarová
Začátek doktorského studia: 01/10/2008
Školitel: Ing. Stanislav Frolík, Ph.D.
50
16.3.2012
Úvod
I
• Vzhledem k narůstajícímu počtu instalací solárních
termických systémů v ČR i ve světě, je čím dál
významnější otázka celkového přínosu těchto
systémů.
• Energetická návratnost solárních termických
systémů:
•
- doba, po kterou je nutné provozovat solární
termický systém,
aby se vrátila energie vložená
do výroby
• skutečně využitá energie ze solárního systému
• včetně provozní energie
Hodnocení celkové energetické
efektivity:
• Metodika LCA – komplexní hodnocení, které řeší celý
životní cyklus :
II
Výroba soustavy
Provoz soustavy
Recyklace soustavy
• Řada parametrů, které vstupují do tohoto hodnocení, se v
průběhu životnosti může změnit:
• Provoz v budově: počet obyvatel, teplota, provozní doba,
provozování pouze části budovy
• Doba životnosti - zničení soustavy před koncem životnosti
• Neodborné zásahy do systému
• Zastínění soustavy (vlivem nových sousedních objektů,
stromů)
51
16.3.2012
Hodnocení energetické efektivity:
• Energetická návratnost pro dobře navržené solární
soustavy se pohybuje v řádech několika let, proto je
pravděpodobné, že vstupní údaje po tuto dobu
II
zůstanou stejné.
•
•
•
•
Využití parametru energetické návratnosti:
Parametr pro optimalizaci jednotlivých prvků soustavy
Parametr pro porovnávání různých soustav
Parametr pro stanovení doby, po kterou je nutné
provozovat soustavu za projektových podmínek, aby
tyto systémy byly energeticky výhodné
Popis kalkulačního nástroje
Příklad solárního systému
pro hodnocení
pomocí kalk. nástroje:
III
52
16.3.2012
Popis kalkulačního nástroje
III
•
•
•
•
Kalkulační nástroj je vytvářen v programu MS Excel
Hodinový krok výpočtu
Je zohledněna zejména energie zabudovaná v jednotlivých materiálech
Výpočet provozní energie: procentem z ročního zisku
Postup výpočtu:
• Výpočet energie ze solárních kolektorů
• Zadání spotřeby tepla v budově
• Energie v akumulačním zásobníku
• Výpočet skutečně využité energie ze solárního systému
• Zabudovaná energie ve všech komponentech soustavy
• Provozní energie
• => Energetická doba návratnosti celého systému
Popis kalkulačního nástroje
III
53
16.3.2012
Kalkulační nástroj
27 l/os.den
IV
Návrh podle
denní
spotřeby TV
Kalkulační nástroj
IV
54
16.3.2012
Vliv změny spotřeby v budově na dobu
energetické návratnosti
• Na základě výsledků z kalkulačního nástroje je možné udělat např.
analýzu vlivu změny spotřeby teplé vody na dobu návratnosti
zabudované energie:
IV
• Pokud se po instalování soustavy sníží spotřeba teplé vody o polovinu
energetická návratnost se zvýší o třetinu ze 2,04 let na 3,04 let
KOLEKTOR 1
Vstupní parametry
Materiál
m.j. Množství [MJ/m.j.] [MJ]
měď
[kg]
5
97
[m²]
1,7
19
33
[kg]
2
107
250
akrylonitril-butadien-styren
[kg]
4,3
114
494
sklo
[kg]
15
13
204
Absorbér povrch pokovený rozprašováním
laminát
Rám
Zabudovaná energie
v solárních kolektorech
Krytí
Izolace
515
tvrzené sklo
[m²]
1,9
20
37
minerální vlna
[kg]
3
18
60
silikon
[kg]
0,3
101
34
CELKEM KOLEKTOR 1 1 626
KOLEKTOR 2
V
Materiál
m.j. Množství [MJ/m.j.] [MJ]
měď
[kg]
5
97
515
Absorbér galvanické pokovení (černý chrom) [m²]
1,7
45
77
Rám
Krytí
Izolace
hliník
[kg]
7
152 1 011
sklo
[kg]
15,3
13
tvrzené sklo
[m²]
2
20
37
minerální vlna
[kg]
1,7
18
30
polyuretan
[kg]
2
100
167
silikon
[kg]
0,3
101
34
204
CELKEM KOLEKTOR 2 2 076
•
•
Zdroj:
Streicher, Heidemann,
•
Müller-Steinhagen.
Energy Payback Time – A Key Number for the Assessment of Thermal Solar Systems
•
http://www.itw.uni-stuttgart.de/abteilungen/tzs/literatur/Eurosun04_es.pdf
•
55
16.3.2012
Rozebrání plochých kolektorů - ROTEX
VI
Rozebrání plochých kolektorů - ROTEX
VI
56
16.3.2012
Rozebrání plochých kolektorů - Regulus
VI
Rozebrání plochých kolektorů - Regulus
VI
57
16.3.2012
Rozebrání plochých kolektorů Regulus
ROTEX
výsledky
plocha kolektoru:
2m
2,6 m
plocha absorbéru:
VI
2
2
2
1,85 m
2,35 m
Hmotnost Hmotnost
Hmotnost Hmotnost
na plochu na plochu
na plochu na plochu
Hmotnost kolektoru absorbéru Hmotnost kolektoru absorbéru
2
[g]
Absorbér
Zadní kryt kolektoru
Trubkový registr
Rám kolektoru
Těsnění (guma)
Izolace
Boční izolace v rámu
Zasklení
2
2
[g/m ]
2046
2465
3212
4697
366
1829
4730
15193
[g/m ]
1023
1233
1606
2349
183
914
2365
7597
2
[g]
553
666
868
1270
99
494
1278
4106
2
[g/m ]
3049
2578
4245
6575
87
6228
-
[g/m ]
1173
992
1633
2529
33
2395
-
499
422
695
1076
14
1019
-
Závěr
• Parametr energetické návratnosti může pomoci
odpovědět na otázku, za jakých podmínek jsou
solární systémy energeticky výhodné
• Je možné stanovit určité hranice, kdy je ještě
systém efektivní: např. jak dlouho je nutné
provozovat soustavu za projektových podmínek,
aby se dala považovat za obnovitelný zdroj energie
• Díky jednoduchosti a vypovídající hodnotě tohoto
parametru je možné jej využít pro optimalizaci
nebo pro porovnávání různých soustav
• Skutečný provoz v budově má významný vliv na
energetickou efektivitu soustavy
VII
58
16.3.2012
Shrnutí
• Grant SGS 2010 – dvouletý projekt: Optimalizace návrhu
solárních systémů z hlediska zabudované energie
• Grant SGS 2012 – jednoletý projekt: Energetická
návratnost solárních systémů s dlouhodobou
akumulací tepla
Absolvovaná konference:
• 22. medzinárodná konferencia Vnútorná klíma budov
2011 na tému Environmentálne a energetické
hodnotenie budov. Tatranská Štrba, Slovensko :
•
Kalkulační nástroj pro hodnocení energetické
VII
návratnosti solárních systémů.
DĚKUJI ZA POZORNOST…
59
16.3.2012
Workshop studentů Ph.D.
katedry TZB
Michaela Patakiová
Téma disertační práce: Simulace
[email protected]
Školitel: prof. Ing. Karel Kabele, CSc.
Splněné předměty
• Obnovitelné zdroje energie a životního
prostředí
• Vybrané statě z požární bezpečnosti
budov
• Vzduchotechnické systémy moderních
budov
• Obnovitelné a netradiční zdroje energie
pro vytápění a větrání
• Angličtina
60
16.3.2012
Chybějící předměty
• Modelování tepelných a vlhkostních jevů v
budovách
• Modelování energetických systémů budov III
• Francouzština
VÝUKA
TBA 1, EEB 1
¢ TBA 2, EEB 2
¢
Uplynulý semestr
• Konference
¢Vnútorná klíma budov 2011
• 1.-2.12.2011, Tatranská Lomnica
• Příspěvek: Integrace krbů do energetických
systémů nízkoenergetických budov
• Letní škola TZB
• 7.-9.9.2011, Český Šternberk
• Příspěvek: Typy krbů a jejich využití v interiéru
61
16.3.2012
Uplynulý semestr
• Typy krbů – rozdělení podle různých
hledisek
¢Konstrukce krbu, umístění ohniště, předání
tepla, palivo, přívod vzduchu pro spalování
• Jednoduchá simulace krbu v prostoru
• Vytápění objektu krbem
¢Teplovzdušné, teplovodní – výhody,
nevýhody
• Krb pro ohřev teplé vody
¢Kamnovec, zapojení do systému
Uplynulý semestr
• Integrace krbu do otopného systému
62
16.3.2012
Uplynulý semestr
• Integrace krbu do otopného systému
objektu
¢Umístění krbu
¢Výkon krbu
¢Teplovodní krb – zapojení s akumulační nádobou
– výhody a nevýhody
¢Umístění krbu v objektech s krátkodobým a
nárazovým využitím – rychlost náběhu vytápění
¢Krb v oblastech s nestálou dodávkou elektrické
energie – nezávislost teplovzdušných krbů na
dodávce elektrické energie
¢Krb jako jediný zdroj tepla?
Další cíle
• Alternativní možnosti využití krbu v
objektech
¢Jiné využití krbu než pro vytápění a ohřev
vody
¢Simulace jednoho alternativního způsobu
využití
• Dokončení předmětů
• Článek v odborném časopisu
• Rozprava
63
16.3.2012
Děkuji za pozornost
Ing. Zuzana Šestáková
Školitel: prof. Ing. Karel Kabele, CSc.
Workshop studentů Ph.D. katedry TZB
6.3.2012
64
16.3.2012
§ zahájení doktorského studia: únor 2011
§ individuální studijní plán:
- Energetický audit - splněno
- Obnovitelné a netradiční zdroje energie pro vytápění a větrání - splněno
- Vzduchotechnické systémy moderních budov - splněno
- Teorie vnitřního prostředí - splněno
Plán na rok 2012
- Evropské fondy, možnost spolufinancování projektů
- Modelování tepelných a vlhkostních jevů v budovách
- Jazyky: Angličtina + Ruština
§ výuka: TBA2 – Technická zařízení budov 2
§ uplynulý semestr
A.
příspěvek: VNÚTORNÁ KLÍMA BUDOV 2011
název: LETNÍ OBDOBÍ V BUDOVÁCH S NÍZKOU SPOTŘEBOU ENERGIE
řešitelský tým: Ing. Z. Šestáková, prof. Ing. K. Kabele, CSc.
anotace:
•
Přesto, že je posouzení budov z hlediska tepelné stability v našich technických normách pevně zakotveno,
dochází často již v přípravné fázi projektu stavby k podcenění této problematiky. Při návrhu budov s nízkou
spotřebou energie je pozornost v mnoha případech zaměřena převážně na minimalizací spotřeby energie na
vytápění a pro letní období se konstatuje, že budova splňuje požadavky normy z hlediska letní stability a
skutečné chování budovy v letním období se dále neřeší, případně se odkáže na možnost otevření okna.
Otázkou je, zda splnění požadavků normy odpovídá skutečným požadavkům uživatelů zejména v oblasti bytové
výstavby. Slunce, jako hlavní viník obtíží v létě nepříznivě ovlivňuje tepelnou pohodu v interiérech budov. Při
návrhu budov s nízkou spotřebou energie je proto nutno použít integrovaného přístupu, který zahrnuje
vyhodnocení očekávaného chování budovy v průběhu celého roku. Při nedodržení tohoto přístupu může
docházet u budov s nízkou spotřebou energie k jejich přehřívání v letním období, které vede buď k akceptování
této nespokojenosti uživatelem, nebo dodatečným opatřením ať v podobě instalace strojního chlazeni nebo
dodatečnou instalací stínicích prvků snižujících tepelnou zátěž. Oba způsoby řešení tohoto následného řešení
přehřívání mají dopad na energetickou náročnost.
65
16.3.2012
§ uplynulý semestr
B.
Spolupráce s gymnáziem Rumburk jako hlavní konzultant při tvorbě PENB školní budovy
(evropský projekt pro SŠ – Comenius – „Ecology and Economy“)
§ uplynulý semestr
C.
přihláška projektu SGS 12/112/OHK1/2T/11 – 12/2011 - UDĚLEN
název: OPTIMALIZACE ÚSPORNÝCH OPATŘENÍ VEDOUCÍCH KE SNÍŽENÍ
NÁROČNOSTI BUDOV
ENERGETICKÉ
řešitelský tým: Ing. Z. Šestáková, prof. Ing. K. Kabele, CSc.
anotace:
- Cílem tohoto projektu bude vytvoření hodnotícího nástroje zabývajícího se optimalizací
možných úsporných opatření vedoucích k redukci spotřeb energií v budovách. Tento nástroj
bude umožňovat posuzování jednotlivých opatření mezi sebou nejen z hlediska energetického,
ale také z hlediska ekonomického.
- Pro zpracování projektu, resp. vstupními parametry pro hodnotící nástroj, budou využita data
potřeb energií v budově vypočtená z dostupných výpočtových modelů. Tato data budou
doplněna o parametry (od výrobců, z měření) jednotlivých typů zdrojů pro vytápění, přípravu
TV , mechanické větrání, chlazení a osvětlení včetně využití obnovitelných zdrojů energie a
investiční a provozní náročnosti daného zdroje, soustavy či prvku.
- Do budoucna by mohly výstupy z tohoto nástroje sloužit jako podklad pro zpracování PENB,
kde bude nově u stávajících objektů povinnost navrhnout opatření snižující energetickou
náročnost objektu.
66
16.3.2012
§ uplynulý semestr
D.
přihláška projektu FRVŠ 2012 (2067/G1) – podáno 04/2011 - NEUDĚLEN
název: PŘÍRUČKA PRO ZPRACOVÁNÍ ENERGETICKÉHO AUDITU
(podpora výuky předmětů zabývajících se energetickým hodnocením budov)
řešitelský tým: Ing. Z. Šestáková, Ing. J. Bartoňová, prof. Ing. K. Kabele, CSc.
obsah:
- seznámení se základními metodami a nástroji pro zpracování energetického auditu včetně
jejich praktické aplikace na ukázkovém příkladu (hodnocení stávajícího stavu objektu –
energetického hospodářství, návrh úsporných opatření, ekonomické a environmentální
hodnocení navržených variant) na základě platných zákonů a vyhlášek
- příručka má dále upozornit na nejčastější chyby v EA budov
- nástavbová část: hodnocení budov z hlediska kvality vnitřního prostředí, z hlediska
environmentálního hodnocení, v neposlední řadě hodnocení budov dle implementovaných
požadavků směrnice EPBD II
§ COST OPTIMUM – NÁKLADOVĚ OPTIMÁLNÍ ÚROVEŇ
•
EPBD II zadává svým členským státům, aby zajistily požadované limity k dosažení nízké
energetické náročnosti budov na takové úrovni, aby tato opatření byla ekonomicky
optimalizována.
•
Tím se zajistí tzv. nákladově optimální úroveň opatření v souladu s článkem 5 – Výpočet
nákladově optimálních úrovní minimálních požadavků na energetickou náročnost směrnice EPBD
II
•
Tato úroveň je stanovena srovnávacím výpočtem definovaných variant, které odpovídají
navrhovaným konstrukčním a technologickým řešením budovy s cílem najít ekonomicky
nejoptimálnější variantu
•
Toto má platit pro novostavby i rekonstrukce pro všechny typy objektů
•
Stávající stav : energetická náročnost mnohdy neodpovídá ekonomicky vhodnému řešení
67
16.3.2012
§ EKONOMICKÝ VÝPOČET PRO SROVNÁVACÍ ANALÝZU
•
•
•
•
Energetické vstupy = výpočet celkové energetické náročnosti v souladu s EPBD II, tj. součet
měrných hodnot dodané energie pro vytápění, přípravu TV, mechanické větrání, chlazení a
osvětlení a jejich přepočet na měrnou primární energii.
Pro výpočet se uvažuje použití obvyklých energetických výpočtů dle platných norem
Cílem výpočtu je definovat celkové měrné náklady pro každou z definovaných variant
Ke každé variantě energetických výpočtů jsou přiřazeny:
- ekonomické parametry: jednotková cena investice jednotlivého opatření, náklady na provoz,
náklady na údržbu, perioda údržby, životnost prvků
- globální parametry – doba hodnocení projektu, diskontní sazba, roční růst cen energií
§ VÝPOČET CELKOVÝCH MĚRNÝCH NÁKLADŮ DLE ČSN EN 15 459
kde:
Cg (T) - celkové měrné náklady pro danou variantu za dobu hodnocení T (30 let)
CI - celková výše vstupní investice v počátečním okamžiku
Ca,i(j) - roční náklady na daný rok i pro prvek j
Roční náklady jsou definovány jako obnovovací náklady na prvek nebo soustavu a periodické náklady v roce i
Ca,i(j) = Cr + Cp(i)
kde:
Cr - náklady na energii, roční náklady na údržbu, provozní náklady a ostatní náklady
Cp(i) - periodické náklady v roce i (tj. obnova prvku po dosažení životnosti)
Rd(i) - diskontní sazba pro rok i
Vf,t (j) - konečná hodnota prvku j na konci výpočtového hodnoceného období
ČSN EN 15459 (060405) – Energetická náročnost budov – Postupy pro ekonomické hodnocení soustav v budovách
68
16.3.2012
§ PŘÍKLAD VÝPOČTU CELKOVÝCH NÁKLADŮ PRO RŮZNÉ VARIANTY
TV
CO2 náklady
osvětlení
větrání
chlazení
Celkové
náklady
[Kč/m2]
vytápění
náklady na energie
ostatní náklady související s náklady na výstavbu
náklady na údržbu
náklady na instalovaná zařízení/technologie
náklady na obálku budovy
Primární energie [kWh/m2.rok]
• Dle ČSN EN 15 459 – Postupy pro ekonom. hodnocení soustav v budovách není požadavek na
výpočet nákladů související s emisemi CO2 - v grafu uvedeno pouze jako možný příklad
§ ZÁKLADNÍ ZÁVISLOST CELKOVÝCH MĚRNÝCH NÁKLADŮ A PRIMÁRNÍ
ENERGIE PRO HLEDÁNÍ NÁKLADOVĚ OPTIMÁLNÍ ÚROVNĚ
Optimální hodnota – VAR 3
Př. 1:
VAR 2 a 4 mají shodné celkové náklady, měla by být
realizována VAR 2, protože má nižší primární energii.
Př.2 :
VAR 1 a 2 mají shodnou primární energii, měla by
být realizována VAR 2, protože má nižší celkové
náklady.
• Srovnávací analýza , resp. hledání nákladového optima spočívá v hledání
nejnižšího bodu na křivce, která je tvořena spojnicí bodů, zastupující jednotlivé
varianty výpočtu.
69
16.3.2012
§ SROVNÁNÍ SOUČASNÉHO EKONOMICKÉHO OPTIMA A BUDOV S
TÉMĚŘ NULOVOU SPOTŘEBOU ENERGIE
§
Celkové
náklady
[Kč/m2]
Trasa k cíli v roce 2021 (2019)
Primární energie [kWh/m2.rok]
Děkuji za pozornost
Workshop studentů Ph.D. katedry TZB
6.3.2012
70
16.3.2012
INTELIGENTNÍ PROSKLENÉ
FASÁDY
JMÉNO: Ing. arch. Kristýna Valoušková
ŠKOLITEL: Doc. Ing. Karel Papež, CSc.
ABSOLVOVANÉ PŘEDMĚTY:
* VZDUCHOTECHNICKÉ SYSTÉMY MODERNÍCH BUDOV
* TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV
ZAPSANÉ PŘEDMĚTY NA LETNÍ SEMESTR:
* OBALOVÉ KONSTRUKCE Z HLEDISKA STAVEBNÍ TEPELNÉ TECHNIKY
JAZYKY:
* ANGLIČTINA
* FRANCOUZŠTINA
ZAPSANÉ PŘEDMĚTY V ISP:
* OBNOVITELNÉ A NETRADIČNÍ ZDROJE ENERGIE PRO VYTÁPĚNÍ A
VĚTRÁNÍ
* VNITŘNÍ PROSTŘEDÍ A ARCHITEKTURA
* VZDUCHOTECHNICKÉ SYSTÉMY MODERNÍCH BUDOV
71
16.3.2012
INTELIGENTNÍ PROSKLENÉ FASÁDY
ROZDĚLENÍ:
• INTELIGENTNÍ JEDNOPLÁŠŤOVÉ FASÁDY
• INTELIGENTNÍ DVOUPLÁŠŤOVÉ FASÁDY
• DVOUPLÁŠŤOVÁ FASÁDA NA VÝŠKU PODLAŽÍ (PRINCIP KAZETOVÉHO OKNA)
• DVOUPLÁŠŤOVÁ FASÁDA NA VÝŠKU BUDOVY
• DVOUPLÁŠŤOVÉ ŠACHTOVÉ FASÁDY
• DVOUPLÁŠŤOVÉ FASÁDY – KLIMA HALY
INTELIGENTNÍ JEDNOPLÁŠŤOVÉ FASÁDY
REŠERŠE
MESSE LEIPZIG (VELETRŽNÍ CENTRUM), Německo
• Ateliér Von Gerkan Marg and Partners + Ateliér Ian Ritchie Architects
zdroj obr.: Inteligentní skleněné fasády
• laminované sklo složené ze dvou tabulí kaleného (tvrzeného) skla zvlášť čirého SGG OptiWhite
• 75% pokryto bílým fritovým potiskem (determální sklo – taveninová glazura)
• v zimních měsících potřeba vytápění zajištěna podlahovým vytápěním (zvýšení teploty o 8°C)
• přirozené větrání řízeno nasávacími otvory v úrovni paty a vypouštěcí otvory ve vrcholu klenby
• vzniká komínový efekt
• v letních měsících slouží fritový potisk k regulaci slunečního záření, při vyšší teplotě než 30°C
začne z hřebenu haly tryskat jemný vodní film, který než steče k patě haly, vypaří se
• velkoplošná klimatizace na principu chladících stropů - v podlahových trubkách vedena
studená voda
72
16.3.2012
INTELIGENTNÍ DVOUPLÁŠŤOVÉ FASÁDY
• budovy představuji až 50% celkové spotřeby energie a jejich provoz se podílí na 30-40% na
spotřebě celkové produkci CO2
→ DVOJITÉ FASÁDY snižují tuto spotřebu (jejich fce závislá na ročním období)
• zimní období vnitřní prostor uzavřen a funguje jako tepelný tlumič mezi budovou a vnějším
prostředím – tzv. nárazníková zóna
• jarní a podzimní období díky otevíratelnému vnitřnímu a vnějšímu plášti zajištěna přirozená
výměna vzduchu (důležité sluneční clony)
• letní období při teplotě vyšší než 20°C je fasáda zavřená a větrání se provádí mechanicky
vzduchem o teplotě 18°C
• zvyšující vítr = zmenšuje se otevření lamel (ochrana proti slunečnímu záření)
• od rychlosti větru cca 7,5 m/s vnější lamely zavřené (vzduch proudí štěrbinami mezi nimi)
• v denních hodinách je vnitřní a vnější prostor uzavřen a v nočních hodinách otevřen
DVOJITÉ FASÁDY UMOŽŇUJÍ PŘIZPŮSOBIT SE MĚNÍCÍM SE DENNÍM TEPLOTNÍM PODMÍNKÁM I
PODMÍNKÁM ROČNÍCH OBDOBÍ ZA PŘEDPOKLADU SNÍŽENÍ SPOTŘEBY PRIMÁRNÍ ENERGIE
INTELIGENTNÍ DVOUPLÁŠŤOVÉ FASÁDY
REŠERŠE
DVOUPLÁŠŤOVÁ FASÁDA NA VÝŠKU PODLAŽÍ (PRINCIP KAZETOVÉHO OKNA)
VÝŠKOVÁ BUDOVA DÜSSELDORFER STADTTOR, Düsseldorf, Německo
• Ateliér Petzinka Pink und Partner
zdroj obr.: Facade Construction Manual
• vnitřní fasáda tvořena dřevěným rámem vyplněným izolačním sklem s povlakem low – E (nízkoemisní
sklo)
• větrací jednotky umožňují přirozené větrání a jsou připevněny na konci stropních desek – regulují proud v
zimě a v létě
• střídavé umístění nasávacích a větracích jednotek – eliminace zkratových proudů mezi čerstvým
venkovním vzduchem a ohřátým vzduchem v meziprostoru
• za vnějším zasklení jsou integrovány velmi odrazivé žaluzie z aluminia s g-faktorem = 0,10
• možnost přirozeného větrání interiéru i ve výšce až 50 m 60% roku
73
16.3.2012
INTELIGENTNÍ DVOUPLÁŠŤOVÉ FASÁDY
REŠERŠE
DVOUPLÁŠŤOVÁ FASÁDA NA VÝŠKU BUDOVY
ŘEDITELSTVÍ GSW, Berlín, Německo
• Ateliér Sauerbruch Hutton Architects
zdroj obr.: Inteligentní skleněné fasády
• na vrcholu a patě pláště jsou integrovány otevíratelné lamely
• proti slunci jsou zde integrovány vertikální otáčivé lamely z aluminiového plechu
• vztlak způsobuje, že vzduch stoupá v meziprostoru fasády a na úrovni nižších podlaží vzniká nízký tlak
• když jsou okna kanceláří otevřena dochází k výměně vzduchu
• západní fasády vypouští použitý vzduch
• východní fasáda nasává čerstvý vzduch
• dochází zde ke komínovému efektu
INTELIGENTNÍ DVOUPLÁŠŤOVÉ FASÁDY
REŠERŠE
DVOUPLÁŠŤOVÉ ŠACHTOVÉ FASÁDY
BUDOVA ŘEDITELSTVÍ ARAG VERSICHERUNG, Düsseldorf, Německo
• Architekten RKW Rhode Kellermann Wawrowsky ve spolupráci s ateliérem Fosters and Partners
KLIMA
VĚTRÁNÍ
zdroj obr.: Inteligentní skleněné fasády
• spojení dvouplášťové fasády s meziprostorem na výšku celé budovy a dvouplášťové fasády s
meziprostorem horizontálně děleným
• fasáda je rozdělena do sedmipodlažních úseků, které tvoří nezávislé zóny a fungují samostatně (mají vlastní
strojní řízení)
• rozdělením šachtové fasády vznikají sedmipatrové větrací šachty, které jsou propojeny vypouštěcími otvory
s jednotkami fasády mající meziprostory vysoké na jedno patro a z obou stran přimykají k větrací šachtě
• větrací jednotky fungují jako nasávací otvory upevněné na přední okraje stropní desky každého podlaží,
čerstvý vzduch zvenku proudí mřížkou na úrovni podlahy do meziprostoru a je tak docíleno přirozeného
větrání
• velký zdvih šachty zajišťuji sací efekt, i když venku nefouká
• jako regulace slunečního záření je zde užito aluminiových žaluzií
• pro vytápění jsou navrženy podlahové konvektory a pro ochlazování chladící stropy
74
16.3.2012
INTELIGENTNÍ DVOUPLÁŠŤOVÉ FASÁDY
REŠERŠE
DVOUPLÁŠŤOVÉ FASÁDY – KLIMA HALY
• nízké budovy – princip nárazníkové zóny
BUDOVY KANCELÁŘÍ WERBEAGENTUR THOMPSON, Frankfurt nad Mohanem,
Německo
• Ateliér Schneider + Schumacher
zdroj foto: eng.archinform.net
• před jednotlivými patry je na celou výšku budovy zkonstruována zimní zahrada (vertikální komunikace)
• dvojitá fasáda aplikována z důvodu izolace proti dopravnímu hluku a jako tepelný nárazník v chladnějších
obdobích
• zahrada otočena k severu – minimální přehřívání v létě
• z analýzy integrace celkové energetické koncepce budovy vychází nejlepším řešením spojení izolačního skla
na vnější straně a jednoduchého zasklení uvnitř
• v chladnějších počasí fasáda funguje jako nárazníková zóna
• v létě – otevření průduchů na úrovni podlahy přízemí a střechy – přirozené proudění vzduchu
CÍLE DO DALŠÍHO SEMESTRU
• POMOCÍ POČÍTAČOVÉ SIMULACE VYTVOŘENÍ ZÁVISLOSTI TEPELNĚ TECHNICKÝCH VLASTNOSTÍ A ŠÍŘKY MEZIPROSTORU U DVOJITÝCH
PROSKLENÝCH FASÁD
• MODELACE TYPŮ FASÁD
• ZJISTIT JAK BUDOU OVLIVNĚNY TEPELNĚ-TECHNICKÉ VLASTNOSTI
OBVODOVÉHO PLÁŠTĚ BUDOVY PŘI VARIANTÁCH RŮZNÉHO
• TYPU ZASKLENÍ
• DETERMÁLNÍ SKLA
• NOVÁ VÝVOJOVÁ SKLA
• TYPU STÍNÍCÍCH PRVKŮ
• ORIENTACE DVOJITÉ FASÁDY NA BUDOVĚ VZHLEDEM K SVĚTOVÝM
STRANÁM
75
16.3.2012
DĚKUJI ZA POZORNOST
Výměna vzduchu a ochlazování
stěn v místnosti v závislosti na
délce přirozeného větrání při
různých povětrnostních
podmínkách.
Veronika Vašatová
doc. Ing. Karel Papež, CSc.
76
16.3.2012
Předpokládaná náplň práce
• analýza vlivů vnějších podmínek na intenzitu
výměny vzduchu
• vliv teploty přiváděného vzduchu a délky
větrání na ochlazování vnitřních povrchů
• model větrání s různým otevřením oken
Zapsané předměty
ü Modelování tepelných a vlhkostních jevů v budovách
– splněno
ü Sálavé a průmyslové vytápění – splněno
Ø Klimatizace a průmyslová vzduchotechnika – tento
semestr
Ø Regulace v technice prostředí staveb – tento semestr
• Vybrané statě z poruch, sanací a rekonstrukcí staveb
• Vzduchotechnické systémy moderních budov
• Jazyky: angličtina, němčina
77
16.3.2012
Model větrání s různým otevřením
oken
• Modelovaný objekt o vnějších rozměrech 3 x 3 x 3,3 m (šířka x
hloubka x výška)
• Tloušťka stěny 0,3 m
• Použitý materiál – cihly
• Vnější teplota byla zvolena -10°C.
• Uvnitř objektu pod oknem byl umístěn zdroj, jehož teplota byla
zvolena 45°C
–Prezentováno minulý semestr
Přirozené větrání
Přirozené větrání je založeno na principu rozdílu
tlaků mezi vnitřním a vnějším prostředím.
· Na jeho základě dochází k výměně vzduchu mezi
těmito prostředím.
·
·
Rozdíl tlaků může být způsoben:
·
l
l
l
rozdílem teplot,
nebo účinky větru – dynamickým rozdílem tlaků,
nejčastěji dochází ke kombinaci obou těchto případů
78
16.3.2012
Přirozené větrání
Přirozené větrání se také dělí podle způsobu
přívodu a odvodu vzduchu z objektu:
·
·
Infiltraci / Exfilraci
lAeraci
lProvětrávání
lŠachtové větrání
l
Přirozené větrání
Účinky větru
lPři působení větru na budovu vzniká na návětrné
straně přetlak a na závětrné straně podtlak. Tento
rozdíl tlaků vyvolává proudění vzduchu v budově.
Účinný tlak vzniklý působením větru je závislý na
aerodynamickém součiniteli budovy pro
návětrnou a závětrnou stranu, rychlosti větru a
měrné hustotě venkovního vzduchu.
·
79
16.3.2012
Přirozené větrání
Účinky větru
•Na tlakové účinky větru na budovu má také vliv
okolní zástavba a zeleň v okolí budovy, které
ovlivňují směr proudění vzduchu, turbulence
apod.
·
∆pw = 0,5 . (An– Az) . w2. ρe
·
[Pa]
·
Přirozené větrání
Rozdíl teplot
lRozdíl teplot vytvořenými vnitřními nebo
vnějšími tepelnými zdroji vytváří rozdílné tlaky
v obou prostředích. Rozdíl teplot se zároveň
projevuje i rozdílnou hustotou vzduchu.
·
∆p = h . g . (ρe - ρi)
·
[Pa]
80
16.3.2012
Přirozené větrání
Infiltrace
lK výměně vzduchu dochází netěsnostmi
stavebních konstrukcí, především okenních,
případně dveřních spár (u dveří spojujících
exteriér s interiérem).
·
V = i . L . ∆pn
·
[m3/s]
Exponent „n“ se určuje měřením, pohybuje se v intervalu 0,5 ÷
0,85 a je závislý na poměru objemového toku vzduchu a tlakového
rozdílu.
·
Přirozené větrání
Aerace
·
Pro přívod odvod vzduchu slouží otvory umístěné nad
sebou. Obvykle je mezi nimi vzdálenost několika metrů,
protože tento způsob větrání se uplatňuje především v
průmyslových provozech.
l
l Většinou se v hale nachází zdroj tepla, který ohřívá vzduch
vstupující do objektu spodními otvory a ten dále stoupá
vzhůru, kde z objektu odchází horními otvory.
81
16.3.2012
Přirozené větrání
Aerace
·
Otvory by měly být vybaveny systémem, který umožňuje
měnit průtočný průřez otvorů tak, aby se průtok vzduchu
mohl měnit v závislosti na změně venkovních i vnitřních
podmínek.
l
U vyšších hal se rozdíl teplot po výšce haly výrazně mění
(směrem vzhůru teplota stoupá) – tato změna je vyjádřena
teplotním součinitelem B [-]
l
Přirozené větrání
Šachtové větrání
·
Při šachtovém větrání je vzduch do místnosti přiváděn,
odváděn, nebo přiváděn i odváděn otvory, které jsou
umístěny ve svislých průduších – šachtách.
l Výškovým rozdílem mezi sacím a výtlačným otvorem vzniká
účinný tlak (tah šachty), který se spotřebuje na překonání
tlakových ztrát při proudění vzduchu šachtou.
l Ztráty jsou jednak třecí, jednak jsou to ztráty vřazenými
odpory.
l
82
16.3.2012
DĚKUJI ZA POZORNOST
ČVUT, Fakulta Stavební, Katedra technických zařízení budov
Workshop studentů doktorského
studia 6.3.2012
Ing. Kristýna Vavřinová
Školitel: Prof. Ing. Karel Kabele, CSc.
Doktorandský workshop 6.2.2012
Ing. Kristýna Vavřinová
83
16.3.2012
ČVUT, Fakulta Stavební, Katedra technických zařízení budov
Zapsané předměty:
ü Vzduchotechnické systémy moderních budov
ü Obnovitelné a netradiční zdroje energie
ü
ü
ü
ü
ü
ü
Modelování energetických systémů budov
Technická zařízení budov
Aplikovaná termomechanika
Teorie vnitřního prostředí
Angličtina
Španělština
Absolvovaná stáž: 1/2011-6/2011 stáž na UPV Valencia
Konference v minulém semestru: Vnútorná klima budov 2011
Vliv regulace geotermálního TČ na vnitřní prostředí budov
Následující cíl: příprava odborné rozpravy
Doktorandský workshop 6.3.2012
Ing. Kristýna Vavřinová
ČVUT, Fakulta Stavební, Katedra technických zařízení budov
Téma práce: geotermální tepelná čerpadla s vertikálními vrty
• v ČR se využívají čím dál více hlavně RD
• geotermální energie nutná vzít v úvahu ke splnění evropských cílů
• u větších aplikací složitější návrh – často dochází k předimenzování
(u zatím největší aplikace vytápění auly na VŠB Ostrava).
• finanční náročnost
• legislativa
• konzultace na katedře geotechniky – možná spolupráce
Doktorandský workshop 6.3.2012
Ing. Kristýna Vavřinová
84
16.3.2012
ČVUT, Fakulta Stavební, Katedra technických zařízení budov
Téma práce: geotermální tepelná čerpadla s vertikálními vrty
Pro větší aplikace je nutno provádět THERMAL RESPONSE TEST-test
tepelné vodivosti hornin
V ČR se in- situ testy zatím neprovádějí , ani použití návrhových softwarů není
běžné. Návrhy vycházejí z:
1.
2.
Výpočtu hloubky dle podílu topného výkonu TČ a maximálního tepelného zisku z 1 m
vrtu ( W/m)
Výpočtu hloubky dle podílu chladicího výkonu TČ a maximálního tepelného zisku z 1 m
vrtu ( W/m)
3.
Empirických zkušeností v dané lokalitě
4.
Hloubka je předjímána pro daný typ TČ z firemních podkladů
Doktorandský workshop 6.3.2012
Ing. Kristýna Vavřinová
ČVUT, Fakulta Stavební, Katedra technických zařízení budov
Geotermální energie a její využití ve světě
• environmentálně vlídný zdroj energie
• využití na výrobu elektřiny- vulkanicky činné oblasti
• využití geotermálního tepla – téměř všude
• Nejvíce ji využívají v USA, Filipíny, Mexiko v Evropě Itálie obl. Larderello
Doktorandský workshop 6.3.2012
Ing. Kristýna Vavřinová
85
16.3.2012
ČVUT, Fakulta Stavební, Katedra technických zařízení budov
Doktorandský workshop 6.3.201
Ing. Kristýna Vavřinová
ČVUT, Fakulta Stavební, Katedra technických zařízení budov
Doktorandský workshop 6.3.201
Ing. Kristýna Vavřinová
86
16.3.2012
ČVUT, Fakulta Stavební, Katedra technických zařízení budov
Geotermální potenciál České republiky
Mapa tepelného toku ČR http://www.ztcenergy.com/sluzby/geotermalni-energie/
Doktorandský workshop 6.3.2012
Ing. Kristýna Vavřinová
ČVUT, Fakulta Stavební, Katedra technických zařízení budov
Software pro návrh vrtů geotermálních TČ
EED Earth Energy Designer – v ČR použit např. při návrhu vrtů na vytápění auly VŠB- TU
Ostrava
EED dokáže spočítat:
• průměrné teploty nemrznoucí směsi v kolektoru pro zvolenou hloubku vrtů
• hloubku vrtů pro zvolené rozmezí teploty
Více se používá výpočet hloubky pro zvolené rozmezí teploty.
Pro namodelování celého systému vrty+ TČ+ objekt a vzájemného spolupůsobení ---nutno vytvořit model ve všestrannějším softwaru TRNSYS
• modelování využití vrtů a geot. TČ pro různě velké budovy (V, CH, V+CH)
• modelování využití vrtů a geot. TČ pro různě zateplené budovy
• modelování využití vrtů a geot. TČ pro růžně tvarované budovy
• modelování využití vrtů a geot. TČ pro různě velké budovy
HODNOTÍCÍ PARAMETR SPF (celoroční topný faktor).
Doktorandský workshop 6.3.2012
Ing. Kristýna Vavřinová
87
16.3.2012
ČVUT, Fakulta Stavební, Katedra technických zařízení budov
Hodnoty
doporučené
pro pasivní
domy U
[W/m².K]
Doporučené
hodnoty U
[W/m².K]
Parametry budovy
Parametry Instalace
Požadované
hodnoty U
[W/m².K]
Zateplení
I.a Vliv na COP (SPF)
Rodinný dům, zasklení 20%, kompaktní tvar
Tepelný odpor zeminy
Suchý jíl
Vlhký jíl
Žula
Vápencový masiv
Písek suchý
Písek saturovaný
Písek suchý kompaktní
Typ potrubí ve vrtu
Jednoduchá U smyčka
Dvojitá U smyčka
Trojitá U smyčka
Koaxiální uložení
Vzdálenost vrtů
5m
10 m
20 m
30 m
Průměr vrtu
110 mm
120 mm
130 mm
150 mm
Vzdálenost smyček ve vrtu
70 mm
72 mm
75 mm
78 mm
Doktorandský workshop 6.3.2012
Ing. Kristýna Vavřinová
ČVUT, Fakulta Stavební, Katedra technických zařízení budov
Doktorandský workshop 6.3.2012
Vápencový masiv
Písek suchý
Písek suchý
kompaktní
Žula
Písek saturovaný
Vlhký jíl
Typ potrubí ve vrtu
Jednoduchá U smyčka
Dvojitá U smyčka
Trojitá U smyčka
Koaxiální uložení
Vzdálenost vrtů
5m
10 m
20 m
30 m
Průměr vrtu
110 mm
120 mm
130 mm
150 mm
Vzdálenost smyček ve vrtu
70 mm
72 mm
75 mm
78 mm
Suchý jíl
Tepelný odpor
zeminy
I.a Vliv na délku vrtů (m)
Rodinný dům, zasklení 20%,
kompaktní tvar
Požadované hodnoty
256,01
256,01
256,01
256,01
83,16
83,16
83,16
83,16
58,72
58,72
58,72
58,72
64,37
64,37
64,37
64,37
274,16
274,16
274,16
274,16
105,93 98,8
114,77 105,57
114,77 105,57
114,77 105,57
256,01
258,32
186,56
256,5
83,16
83,16
83,16
83,16
58,72
58,72
58,72
58,72
64,37
64,37
64,37
64,37
274,16
252,34
235,19
206,69
105,93
105,93
105,93
105,93
256,01
237,19
221,67
195,7
83,16
81,34
79,65
76,94
58,72 64,37 274,16 105,93 98,8
57,75 63,23 276,83 103,46 96,6
56,86 62,18
180 101,18 94,57
55,27 60,3
180 97,04 90,92
256,01
256,01
256,01
256,01
83,16
83,16
83,16
83,16
58,72
58,72
58,72
58,72
64,37
64,37
64,37
64,37
274,16
274,16
274,16
274,16
105,93
105,93
105,93
105,93
98,8
98,8
98,8
98,8
98,8
98,8
98,8
98,8
Ing. Kristýna Vavřinová
88
16.3.2012
ČVUT, Fakulta Stavební, Katedra technických zařízení budov
Model v TRNSYSu
ü model budovy v nástroji TRNBuild
üsestavení modelu primárního okruhu v zemině
ünastavení provozu tepelného čerpadla v různých měsících
• možnost změn parametrů provozu TČ ( invertorová, ON/OFF)
• sestavení modelu přenosu tepla/ chladu v objektu
• regulace systému
Doktorandský workshop 4.10.2011
Ing. Kristýna Vavřinová
ČVUT, Fakulta Stavební, Katedra technických zařízení budov
Cíle pro další práci:
• Příprava odborné rozpravy -cca květen 2012
• Dopracování modelu v TRNSYSU
• Nastartovat modelování a zpracovávání dat
• Navštívit mezinárodní konferenci zabývající se tématem využívání geotermální
energie
Doktorandský workshop 6.3.2012
Ing. Kristýna Vavřinová
89
16.3.2012
ČVUT, Fakulta Stavební, Katedra technických zařízení budov
….děkuji za pozornost !!!!
Doktorandský workshop 4.10.2011
Ing.Kristýna Vavřinová
ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra TZB, Thákurova 7,
166 29 Praha 6 – Dejvice
Doktorand: Ing. Lenka Zuská (2. ročník PhD. studia)
Školitel: prof. Ing. Miloslav Jokl, DrsC.
180
90
16.3.2012
Studium
• Zahájení: březen 2011
• Zapsané povinné předměty:
Hotové – (D25 VSB) Vzduchotechnické systémy moderních budov
- (D25 TPB) Teorie vnitřního prostředí budov
Zapsáno na akad. rok 2011/2012:
- (D29 EKA) Ekologické koncepty architektonické tvorby
- (D25 VPA) Vnitřní prostředí a architektura
- (D26 EUF) Evropské fondy - možnost spolufinancování projektů
- (D25 ONZ) Obnovitelné a netradiční zdroje energie pro vytápění a větrání
Ostatní:
- Jazyky: Angličtina, Ruština
-
Na FSV docházím na hodiny RJ pro začátečníky
181
Studium, výuka a publikační
činnost
•
•
•
•
Zimní semestr 2011/2012 – výuka předmětu TBA1
Nyní: Letní semestr 2012/2013 – výuka předmětu TBA2
Publikační činnost:
Článek v časopise Topenářství instalace:
Jokl, M. V., Jirák Z., Kabele K., Malý S., Tomášková H., Zuská L. – Komplexní způsob
hodnocení mikroklimatu budov na základě odezvy lidského organismu – Část 2.5
Hodnocení neuniformního tepelně-vlhkostního mikroklimatu (tepelně-vlhkostní
asymetrie). Topenářství instalace, 2012, r. 46, č.1, s. 26-35, ISSN 1211-0906
182
91
16.3.2012
SGS 2012
Téma: „Možnosti hodnocení vnitřního prostředí kulovým
stereoteploměrem“
„Possibilities of indoor environment evaluation by the stereothermometer“
•
Anotace:
Nerovnoměrnou tepelně-vlhkostní zátěž člověka způsobuje nadměrné ohřívání nebo ochlazování
exponovaných povrchů lidského těla. Takto vyvolaná zátěž je častým jevem jak v residenčních budovách, tak i v
pracovním prostředí. Na základě toho vzniká psychické nepohodlí (stres), které může vyústit v pokles výkonnosti
člověka a může způsobovat tzv. syndrom nemoci z budov. Vliv radiace okenních ploch na exponovaný objekt
(člověka), je tím nejběžnějším příkladem. Pomocí kulového stereoteploměru jsme schopni vyhodnotit všesměrové
nerovnoměrnosti sálání či proudění a jejich vliv na kvalitu vnitřního prostředí. Na základě experimentálních měření
bude výše zmíněný jev podrobně rozepsán a porovnán s nově připravovanou novelou vyhlášky "Ochrana zdraví při
práci".
•
Výstupy z SGS budou sloužit i jako podklad pro disertační práci „Možnosti kulového stereoteploměru“
183
Disertační práce
„Možnosti kulového stereoteploměru“
à Měření mikroklimatických podmínek při práci – doposud dle nařízení vlády č.
361/2007 Sb., ve znění nařízení vlády č. 68/2010 Sb.
• V novelizovaném NV – zachováno hodnocení podle operativní teploty to
(vypočtené) nebo výsledné teploty tg (kulového teploměru), avšak bude přidáno
hodnocení dle stereoteploty tst
• Hodnocení nerovnoměrnosti tepelné zátěže při práci – způsobená radiací
• Měření pomocí přístroje: kulový stereoteploměr Jokl-Jirák
•
•
Rozdíl stereoteploty korespondující k exponovanému povrchu koule minus
globeteplota.
V nařízení vlády budou prostředkem pro hodnocení „dTh – decithermy“ (jedná se
o vyjádřené pocity člověka)
184
92
16.3.2012
Měření v kancelářích na K125
à
•
•
Proběhla dvě kontinuální měření:
období 2.-5.12. 2011 v kanceláři A123
období 8.-15.2. 2012 v kanceláři A124
•
Cíl: vyhodnotit neuniformní tepelně-vlhkostní mikroklima ve výše uvedených
místnostech dle nově navrhované metody – pomocí Stereoteploměru Jokl-Jirák
a prostřednictvím tabulkových hodnot (přípustné rozdíly stereoteplot a
globeteplot pro kategorie A,B,C).
•
Z každého období byl vybrán 1 referenční den (měření):
à
à
5.12.2011 pondělí
9.2. 2012 čtvrtek
185
Měření v kancelářích na K125
186
93
16.3.2012
Měření v kanceláři A123
• Měřící přístroje ve výšce hlavy
sedícího člověka (měřeno Tg,hlava)
• 50 cm od okenní plochy
• rychlost proudění vzduchu hodnoty
v = 0,1 – 0,4 ms-1
187
Kancelář A123 – pondělí 5.12. 2011
Průběh venkovních teplot
Pracovní doba 8:00 – 16:30, venkovní teplota te = 4,7 – 6,6°C
Průběh teploty vzduchu dne 5.12. 2012
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
18:29:41
18:00:20
17:00:20
16:00:20
15:00:20
14:00:20
13:00:20
12:00:20
11:00:20
9:00:20
10:00:20
8:00:20
7:00:20
6:00:20
5:00:20
4:00:20
3:00:20
2:00:20
1:00:20
pracovní doba
0:00:20
Teplota vzduchu [°C]
•
•
Čas [h]
188
94
16.3.2012
Kancelář A123 – pondělí 5.12. 2011
•
•
Graf: Průběh průměrné hodnoty stereoteplot tg´ (Stereoteploměr Jokl-Jirák)
Průběh je téměř shodný s naměřenou hodnotou tg – globeteplota (kulový
teploměr)
Průběh průměrné stereoteploty tg´
kabinet A123 - dne 5.12. 2012
24,0
MIN
22,0
20,0
18,0
16,0
0:00:13
1:00:13
2:00:13
3:00:13
4:00:13
5:00:13
6:00:13
7:00:13
8:00:13
9:00:13
10:00:13
11:00:13
12:00:13
13:00:13
14:00:13
15:00:13
16:00:13
17:00:13
18:00:13
19:00:13
20:00:13
21:00:13
22:00:13
23:00:13
23:59:13
Průměr stereoteplot t g ´ [°C]
26,0
Čas [h]
189
Kancelář A123 – pondělí 5.12. 2011
Naměřené hodnoty:
• MIN hodnota v čase 8:00 Tg´ = 20,2°C
• To,hlava = Tg,hlava = 20,2°C; exponovaná ploška č.3 – hodnota Tst = 19,74 °C
Vstupní hodnoty:
• Kategorie C (přirozeně větraný prostor); Pocit -0,7
• Tst,opt = 20°C (vyjádřena pro kat.C a pocit) této hodnotě odpovídá rovnice pro veličinu Lth,st =
418,969*log(Tst/20)
•
To,hlava [°C]
Tst [°C]
Tst - Tg,hlava [°C]
Lth,st [dThst]
20,2
19,74
-0,47
-0,82
Lth,st = termální hladina stereoteplot v decithemstereo
190
95
16.3.2012
Kancelář A123 – pondělí 5.12. 2011
Tst
[°C]
Lth,st
[dThst]
CHLAD
dThst
19,74°C
Vztah mezi Tst and Lth,st v jednotkách dThst
pro osobu exponovanou chladnou plochou.
191
Měření v kanceláři A124
• Měřící přístroje ve výšce hlavy
sedícího člověka (měřeno Tg,hlava)
• 70 cm od okenní plochy
• rychlost proudění vzduchu hodnoty
vmax = 0,1 ms-1
192
96
16.3.2012
Kancelář A124 – čtvrtek 9.2. 2012
•
•
Průběh venkovních teplot
Pracovní doba 8:00 – 16:30, venkovní teplota te = -8,5 až -5°C
Teplota vzduchu [°C]
0
-2
0:13
0:58
1:58
2:58
3:58
4:58
5:58
6:58
7:58
8:58
9:58
10:58
11:58
12:58
13:58
14:58
15:58
16:58
17:58
18:58
19:58
20:58
21:58
22:58
23:58
Čas [h]
-4
-6
-8
pracovní doba
-10
-12
Průběh teploty vzduchu dne 9.2. 2012
193
Kancelář A124 – čtvrtek 9.2. 2012
Graf: Průběh průměrné hodnoty stereoteplot tg´ (Stereoteploměr Jokl-Jirák)
Průběh je téměř shodný s naměřenou hodnotou tg – globeteplota (kulový teploměr)
Průběh průměrné stereoteploty tg´
kabinet A124 - dne 9.2. 2012
18,5
18,0
MIN
17,5
17,0
16,5
16,0
15,5
0:00:09
1:01:09
2:00:09
3:00:09
4:00:09
5:00:09
6:00:09
7:00:09
8:00:09
9:00:09
10:00:09
11:00:09
12:00:09
13:00:09
14:00:09
15:00:09
16:00:09
17:00:09
18:00:09
19:00:09
20:00:09
21:00:09
22:00:09
23:00:09
23:59:09
Průměr steroteplot [°C]
•
•
Čas [h]
194
97
16.3.2012
Kancelář A123 – pondělí 5.12. 2011
Naměřené hodnoty:
• MIN hodnota v čase 8:00 Tg´ = 16,1°C
• To,hlava = Tg,hlava = 16,1°C; exponovaná ploška č.3 – hodnota Tst = 15,86°C
Vstupní hodnoty:
• Kategorie C (přirozeně větraný prostor); Pocit -0,7
• Tst,opt = 20°C (vyjádřena pro kat.C a pocit) této hodnotě odpovídá rovnice pro
veličinu Lth,st = 418,969*log(Tst/20)
•
To,hlava [°C]
Tst [°C]
Tst - Tg,hlava [°C]
Lth,st [dThst]
16,1
15,86
-0,24
-42,2
Lth,st = termální hladina stereoteplot v decithemstereo
195
Kancelář A123 – pondělí 5.12. 2011
Tst
[°C]
Lth,st
[dThst]
Vztah mezi Tst and Lth,st v jednotkách dThst
pro osobu exponovanou chladnou plochou.
CHLAD
dThst
15,86°C
196
98
16.3.2012
Shrnutí
•
•
Při venkovní teplotách cca te = 5°C v kancelářích je optimální tepelněvlhkostní mikroklima
Avšak při poklesu pod nulovou hodnotu (např. dle měření venkovní teploty
během pracovní doby cca te = -7°C), pobyt v kanceláři pro pracující osoby je
zde nevyhovující!
• Lidský organismus citlivější na chlad
Ø pro teplé prostředí je fyziologickou obranou pocení - v kladných hodnotách
nad hodnotu 23 dTh
197
Cíle
• Pokračovat v proniknutí do problematiky nového hodnocení
• Práce na grantu SGS v období jaro/léto/podzim 2012
• Výstupy řešení grantu budou použity do disertační práce
• Plnění zapsaných předmětů
• Plánování vyjetí do zahraničí – stáž
198
99
16.3.2012
Lucie Dobiášová
• nástup : únor 2012
• školitel Ing. Daniel Adamovský, Ph.D.
• studijní plán :
–
–
–
–
–
–
–
Modelování tepelných a vlhkostních jevů v budovách
Teorie vnitřního prostředí budov
Technická zařízení budov
Modelování energetických systémů budov III
Vnitřní prostředí a architektura
Vzduchotechnické systémy moderních budov
Angličtina
• navázání na diplomovou práci :
„Hodnocení kvality vnitřního prostředí kinosálu“
• obsah :
Diplomová práce
– popis vnitřního prostředí kinosálu
– měření (dva kinosály, měření parametrů pro hodnocení
tepelně-vlhkostního a odérového mikroklimatu)
– vyhodnocení (PMV, PPD, CO2)
– model – návrh množství vzduchu pro větrání podle
koncentrace CO2
– dotazník – všeobecné vnímání
kvality prostředí kinosálu
100
16.3.2012
Děkuji za pozornost
101