Zpráva o řešení VZ 04 Udržitelná výstavba na katedře K11125 Technická zařízení budov za rok 2005

a.      Personální zajištění

Řešitelé: [PEDAGOG.16], [PEDAGOG.10]

Doktorandi placení: [PEDAGOG.55],

Doktorandi spolupracující: [PEDAGOG.1], [PEDAGOG.51], [PEDAGOG.46], [PEDAGOG.22]

Diplomanti:  Hana Boublíková – Penzion v Albrechticích (zdr. technika), Tomáš Kluiber - Sanatorium (řešení otopného systému), Tomáš Pohanka – Bytový dům (řešení otopných systémů)

b.      Finanční plnění

Investiční prostředky byly využity na nákup výkonné pracovní stanice DELL Precision 470 potřebné pro provádění náročných počítačových simulací. Stanice bude využívána pro zpracování výsledků měření.

Dále bylo přislíbeno poskytnutí kompletního měřícího zařízení umožňující měření a regulaci teplovodních systémů vytápění, využitelné pro laboratorní i  běžná měření.

Celkem bylo v investičních výdajích vyčerpáno 99 960 Kč.

Neinvestiční výdaje byly využity na:

- nákup čidel a příslušenství ke stávajícím měřícím přístrojům Almemo. Zakoupena byla sonda teploty a vlhkosti FHA646E1C (9413 Kč), čidlo CO₂ FYA600CO2 (22194 Kč), 2ks upevňovacích ramen pro čidla ZB1000MH (13662 Kč), dataloggery pro záznam teploty a vlhkosti Commet (10591Kč). Dále byla ve spolupráci s dalšími řešiteli VZ zaplacena roční licence na simulační program Flovent (31338 Kč).

- aktivní účast na konferenci Clima 2005 Lausanne (8th REHVA World Congress, Švýcarsko, 9-12.10.2005), kdy cestovní náklady činily 24279 Kč a vložné 19680 Kč. Další konferencí byla Vnútorná Klíma (Slovensko, 29-30.11.2005) s náklady 3628 Kč.

Celkem bylo na neinvestiční výdaje vyčerpáno 152 975 Kč.

3. Řešené výzkumné okruhy

WP 2 Udržitelná výstavba budov

Podúkol 4. Integrované technické systémy v budovách

V této oblasti byly řešeny aktuální problémy týkající se způsobů použití a určení vhodnosti jednotlivých energetických systémů pro vytápění, větrání i chlazení. Pozornost je dále věnována též enviromentálnímu hodnocení svázaných hodnot energie a emisí v systémech technických zařízení budov.

Příklad využití akumulace v průběhu dne

Smyslem je navrhovat zařízení, která jsou optimální nejen z hlediska jejich provozu, ale i z hlediska celkového dopadu na životní prostředí včetně jejich výroby.

Technicky je analyzováno používání systémů malé vzduchotechniky

Poukazováno bylo zejména na nejčastější chyby při projektování a provádění systémů malé vzduchotechniky.

Další oblastí je oblast správného návrhu zdrojů energie, taky aby vyhověl požadavkům evropské i národní legislativy. Dále pak špičkové potřeby energie mohou být omezeny pomocí systémů akumulace energie. Tyto systémy v závislosti na typu mohou vést ke snížení spotřeby primární energie o 20-30%.

Stále více používaným systémem je i v našich zeměpisných šířkách chlazení administrativních i sportovních objektů. Cena výroby chladu převyšuje cenu tepla v zimním období a moderním způsobem distribuce chladu do interiéru jsou velkoplošné sálavé systémy. Pozornost proto byla věnována i chladícím a vytápěcím stropům. V této oblasti byly prováděny počítačové simulace i měření skutečných hodnot v terénu. Simulace nutná pro ověření chování zařízení je prováděna v programu FLOVENT.

WP 2 Udržitelná výstavba budov

Podúkol 6. Vnitřní prostředí budov

Oblast vnitřního prostředí budov se zaměřila na sledování vlivu šíření škodlivin v interiéru v průběhu času.

Vnitřní prostředí obytných budov je pro zdraví člověka velmi důležité, neboť zde lidé tráví většinu času. Nejvýznamnější vliv na stav vnitřního prostředí má teplotní mikroklima a kvalita vnitřního vzduchu. Častým subjektivním měřítkem zhoršené kvality je tzv. vydýchaný vzduch, který se vyskytuje v běžných místnostech s pobytem osob. Větrání obytných prostor by mělo proto zajistit odvedení vydýchaného vzduchu, škodlivin, vlhkosti a pachů a tím zajistit příjemné klima v místnosti. Kvalita vnitřního vzduchu je závislá na mnoha faktorech, zejména na: kvalitě venkovního ovzduší, objemu vzduchu připadajícího na osobu v místnosti, výměně vzduchu, větracím systému, množství vzdušných škodlivin. Škodliviny v obytných budovách jsou oxid uhličitý CO2, oxid uhelnatý CO, oxidy dusíku NOx, oxidy síry SOx,vlhkost, formaldehyd, organické chemické látky, azbest, domácí prach, ozón, uhlovodíky, odéry, radon, roztoči a mikroorganismy. Hygienicky přijatelné vnitřní prostředí v místnostech a optimalizaci většiny složek vnitřního prostředí lze zajistit větráním s dostatečným přívodem čerstvého vzduchu. Také množství škodlivin v interiéru lze snížit především větráním. Klasický Pettenkoferův normativ 25 m3.h-1 na osobu je založen na požadavku odstranit nepříjemné tělesné pachy, vyvolávající pocit vydýchaného vzduchu, dodržením koncentrace CO₂ 0,07% obj.

Příklad simulace v programu CONTAWN

Jednotlivé situace byly modelovány pomocí výpočetních programů s cílem určit nepříznivé okolnosti vedoucí ke zvýšení koncentrace CO₂ v interiéru. Využity byly programy IDA Indoor Climate and Energy, IAQ-Tools, COMIS, BSim2002, CONTAMW. Následně se sledoval vliv různých způsobů větrání, který vede co nejefektivněji ke zlepšení těchto parametrů. Výsledky simulací jsou porovnávány s naměřenými hodnotami v skutečných budovách.

WP 2 Udržitelná výstavba budov

Podúkol 2. Koncepce budov

V této oblasti byla pozornost zaměřena na zobecnění poznatků týkajících se správného návrhu budovy s ohledem na její nízké provozní náklady po dobu životnosti při udržení a zajištění optimálního vnitřního mikroklima.

4. Výstupy řešení

d.1. Publikace

DOLEŽÍLKOVÁ, H.: Příspěvek k problematice bytového větrání - množství vzduchu, vznikající škodliviny. Topenářství, instalace. 2005, roč. 2005, č. 1, s. 38-42. ISSN 1211-0906.

FROLÍK, S.: Hodnocení energetických a ekologických systémů budov. Doktorská práce. ČVUT, Fakulta stavební, Praha:2005.

KABRHEL, M., KABELE, K.: Methods of Heat Loss Calculation. 8th REHVA World Congress Clima 2005 [CD-ROM]. Brussels: 2005.

DOLEŽÍLKOVÁ, H., PAPEŽ, K., Computer Modelling and Simulation of Carbon Dioxide Indoor Concentration. Clima 2005. Lausanne, 2005.

DOLEŽÍLKOVÁ, H., KABELE, K., FROLÍK, S. Enviromentální hodnocení svázaných hodnot energie a emisí CO2 v systémech TZB. Sborník 13. medzinárodné konferencie Vykurovanie 2005. Bratislava, Slovenská spoločnosť pre techniku prostredia ZSVTS Bratislava, 2005. strana 498-504. ISBN 80-89216-00-1.

DOLEŽÍLKOVÁ, H., KABELE, K., FROLÍK, S.: Vnitřní prostředí v obytných budovách. Zborník prednášok Vnútorná klíma budov 2005. Bratislava: Slovenská spoločnost pro techniku prostredia, 2005, s. 118-123. ISBN 80-89216-05-6.

PAPEŽ, K.: Je bytová vzduchotechnika opravdu malá?. Sborník přednášek 3. Letní školy TZB 2005. strana 71-74. ISBN80-02-01748-X.

KABRHEL, M.: Akumulace tepla a chladu. Sborník přednášek 3. Letní školy TZB 2005. strana 53-60. ISBN80-02-01748-X.

URBAN, M.: Zdroje a distribuce chladu. Sborník přednášek 3. Letní školy TZB 2005. strana 81-92. ISBN80-02-01748-X.

VÁVRA, P.: Velkoplošné chladící a vytápěcí soustavy. Sborník přednášek 3. Letní školy TZB 2005. strana 93-98. ISBN80-02-01748-X.

DOLEŽÍLKOVÁ, H., Options of Dwelling Ventilation Modelling. Ph.D. Symposium Proceedings [CD-ROM].CTU, Faculty of Mechanical Engineering, Prague 2005.

d.2. Ostatní významné výstupy

doc. Ing. Karel Papež, CSc.

-         člen představenstva ČKAIT

-         předseda dozorčí rady ČKAIT

-         předseda ediční rady IC ČKAIT

-         člen ediční rady časopisu Zprávy a informace ČKAIT

-         člen ediční rady časopisu Tepelná ochrana budov

-         člen výboru ČVTS

-         člen komise při České energetické agentuře

-         spolupráce s ministerstvem průmyslu a obchodu  (ČEA)

-         spolupráce s ministerstvem místního rozvoje (energetická komise)

-         spolupráce s firmou RAEN Praha 6, Buzulucká ul. (energet.audity)

-         spolupráce s firmou SKANSKA, Kubánské nám. Praha 10

-         spolupráce s firmou NIERSBERGER, Tyršova ul. Benešov

-         spolupráce s firmou PROTHERM, Praha 5, Chrášťany

Ing. Michal Kabrhel, Ph.D.

-         člen odborné sekce OS2 Vytápění, Společnost pro techniku prostředí, ČVTS.

-         garant odborné části konference VYTÁPĚNÍ, Třeboň 2005 část Ekonomika a provoz

-         vyzvané přednášky na odborných seminářích (Veletrh AQUA-THERM Praha 2005, Odborný seminář Příprava teplé vody)

-         korektury odborných článků

-         spolupráce s firmou PROTHERM (Praha)

-         spolupráce s firmou ATREA (Jablonec nad Nisou)

5. Předběžný plán výzkumné činnosti v roce 2006

V roce 2006 předpokládáme řešení následujících oblastí:

WP 2 Udržitelná výstavba budov

Podúkol  2.   Koncepce budov

Práce je zaměřena na optimalizaci návrhu technických zařízení z pohledu funkčnosti a moderních nároků na vzhled zařízení. Sledovány jsou možnosti vhodné integrace zařízení do konstrukce budovy a variabilnost řešení pro různé účely využití. Dále je též vyhodnocována vliv na kvalitu vnitřního prostředí.

Podúkol 4.   Integrované technické systémy v budovách

V rámci řešení VZ byla navázána spolupráce s Výzkumným ústavem leteckým, kde bude řešena koncepce budov a jejich technického řešení ve vztahu k vnějšímu okolí. Předpokládáno je testovaní vybraných variant řešení v aerodynamickém tunelu.

Podúkol 5.   Alternativní zdroje energie pro budovy

Tato oblast se týká dlouhodobě řešené problematiky optimálního návrhu zdrojů a využívání obnovitelných zdrojů energie.

Podúkol 6. Vnitřní prostředí budov

Kvalita vnitřního prostředí, ukazatele, možnosti řešení, úsporný provoz a s tím související vnitřní prostředí jsou hlavními oblastmi řešení.