Číslo 6/2018

Článek představuje virtuální model stojící člověka ve vnitřním prostředí. Virtuální manekýn je umístěn do prostoru se zaplavovacím větráním, kdy je do místnosti přiváděn chladný vzduch nízkou rychlostí, který je ohříván od tepelných zdrojů a díky vztlakovým silám stoupá vzhůru. Výpočet je proveden pro tři různé modely turbulence – k-w SST, k-e Realizable a k-e RNG. Výsledky simulace s experimentálními daty jsou porovnány pomocí rychlostních a teplotních profilů ve čtyřech příčných rovinách. Výsledkem je ověřený model člověka, kter ý lze dále a plikovat do konkrétních podmínek.

Dynamické numerické simulace se postupně stávají nedílnou součástí procesu návrhu budov a jejich technických zařízení. Tyto simulace nejen umožňují vyhodnocení energetické náročnosti návrhu budovy, ale také studium rozličných návrhových parametrů a aspektů vnitřního prostředí. V této případové studii průmyslového objektu sloužícího k tiskařským účelům bylo provedeno zhodnocení vnitřního prostředí, zjištění možného pozitivního vlivu předchlazování budovy upravovaným vnějším vzduchem a určení potřebného chladícího výkonu pomocí simulace v softwaru BSim 2002. Dále se tento článek zabývá analýzou vlivu nadměrných vnitřních zisků z velkokapacitních vozokomorových pecí na keramiku a implementací provozu těchto pecí do dynamického simulačního procesu. Výsledky této práce ilustrují malý vliv předchlazování pro daný typ objektu a množství nadměrných vnitřních zisků z technologií, a také nedostatek navrženého chladícího výkonu vzhledem k úpra vám výrobních postupů ve zkoumané budově.

Tento článek se zabývá zjednodušenými dynamickými tepelnými modely budovy se sdruženými parametry. Tyto modely rozdělují stavební prvky do velmi malého počtu teplotních uzlů a mohou být graficky zobrazeny tepelnými obvody (elektrická analogie). Nejprve jsou popsány tři základní modely včetně komentáře zjednodušujících předpokladů. Poté je popsána jednoduchá metoda odhadu vstupních parametrů využívající běžně dostupné informace o budově. Nakonec je uvedeno porovnání výsledků jednotlivých modelů s naměřen ými daty z experimentu se dvěma identickými neobývan ými rodinnými domy.

V příspěvku je prezentována studie Poutní kaple Svatých schodů v Rumburku, která se potýká s problémem nevyhovující kvality vnitřního prostředí z hlediska vysokých hodnot vzdušné vlhkosti. Vysoká míra vlhkosti vede k degradaci historického interiéru a fresky na stropě kaple. Za účelem stanovení počátečních podmínek a pochopení tepelně vlhkostních procesů byl proveden monitoring teploty vzduchu a relativní vlhkosti v kapli a přilehlých chodbách. Naměřená data posloužila jako základ pro kalibraci zjednodušeného numerického modelu, který funguje na fyzikálních principech zachování energie. Cílem modelu je najít a ověřit vhodný algoritmus pro přívod venkovního vzduchu do interiéru, který by vedl ke zlepšení podmínek v ka pli. Tato práce si dává za cíl poukázat na přínosy a limity aplikace adaptivního větrání. Prezentovaná analýza ukazuje vliv kontroly přísunu venkovního vzduchu na kvalitu vnitřního prostředí a celkové snížení množství vzdušné vlhkosti v interiéru.

Článek se zabývá možností přizpůsobení teploty přiváděného vzduchu v systému personalizovaného větrání a dopadem takové úpravy na efektivitu daného systému a tepelný komfort uživatele. Systém personalizovaného větrání byl navržen pro úpravu prostředí v blízkém okolí uživatele a to převážně pro pracovníky ve sdílených kancelářích typu open-space. Prováděná měření mají za cíl zhodnotit, jaký má navržený systém s úpravou teploty reálný dopad na tepelný komfort, a jestli je pro takovou možnost správně nastaven. Pro měření bylo použito prototypu mikro klimatizační jednotky (zařízení pro osobní úpravu a distribuci vzduchu), termálního manekýna, který zároveň simuloval chování konvektivních proudů vzduchu kolem lidského těla a měřil dopad teploty a množství přiváděného vzduchu na uživatele. Pro měření a vizualizaci proudění bylo využito anemometrie typu PIV (P article Image Velocimetry).

Jednou z nevýhod dobře zaizolovaných budov je jejich sklon k přehřívání s následnou nutností odvádění tepelné zátěže. K tomu se obvykle používá strojní chlazení. Spotřeba energie související se strojním chlazením je však v rozporu se snahou sta vět budovy s téměř nulovou spotřebou energie. Tento článek představuje podrobný popis řídícího mechanismu, který lze realizovat v nově navržených nebo dokonce existujících budovách s větracím systémem VAV (Variable Air Volume), což vede k významnému snížení roční spotřeby energie na chlazení. Byla vyvinuta a potvrzena strategie řízení chlazením větracím vzduchem na vícezónovém modelu školní budovy. Výsledky ukazují úsporu energie větší než 40% při použití chlazení větracím vzduchem na případové studii. Maximální účinnost byla zjištěna v rozmezí 0,5 až 0,7 násobku jmenovitého objemového průtoku vzduchu.

Narůst digitalizace dat má za výsledek potřebu stále vyšší výpočetní kapacity, která má za důsledek významný růst globální energetické spotřeby data center. Značné procento z celkové energetické spotřeby data center je přičítáno chlazení, které mechanicky odebírá enormní množství tepla disipováno výpočetní technikou uskladněnou v prostoru data centra. V současné době, mechanická infrastruktura data center (především systémy chlazení) spotřebovávají až polovinu celkové energie data center. Několik různých metod ekonomizace provozu chladicího systému je v současné praxi k dispozici, a jednou z nich je využití přímého volného chlazení na straně vzduchu, která je zkoumána v tomto článku. Využití volného chlazení již prokázalo, že vede ke značným úsporám a je často běžnou součástí systémů chlazení v data centrech. Tato studie analyzuje rozdělení energetické spotřeby chladicího systému datacenter, jehož součástí je také zařízení pro volné chlazení, tak aby bylo umožněno vyhodnotit spotřebu energie jednotlivých částí systémů a zkoumá za pomocí numerických simulací zmíněné rozložení energie pro systém s a bez ekonomizace pro tři lokality reprezentující různé klimatické zóny v Evropě. Tato studie se zvláště zaměřuje na energetickou spotřebu úpravy vlhkosti v data centrech, protože tento jev je jen zřídka brán v úvahu při celkové energetické bilanci data center. Výsledky demonstrují očekávanou energetickou úsporu při využití volného chlazení na straně vzduchu, a to v rozmezí 62.5 % až 78.7 % v závislosti na dané klimatické zóně. Avšak, hlavním výsledek této studie je, že zařízení na úpravu vlhkosti, která je u přímého volného chlazení na straně vzduchu nezbytná, mohou spotřebovat až 34.8 % z celkové spotřeby systému chlazení s tímto ekonomi zérem.

Příspěvek se zabývá potenciálem využití stavebně integrované fotovoltaiky v odlišné zástavbě Prahy. Pro dva reprezentativní obytné bloky byly pomocí software CitySim stanoveny hodinové profily ozáření všech povrchů v průběhu roku. Z toho pak byly určeny vhodné plochy pro fotovoltaické instalace. Uvažovány byly nejen energetické vlastnosti ale i vliv na kvalitu zastavěného prostoru. Potenciál fotovoltaické produkce je porovnáván s místní potřebou elektrické energie pro obyvatele. Analýzy ukazují, že celkově jen 5,5% ploch může být využito na obytném bloku na Vinohradech a až 13,7% ploch na obytném bloku na Jižním Městě, což přispívá k pokrytí potřeby elektrické energie domácností v průměru z 32% a ve druhém případu z 31%. Fotovoltaická produkce v takovém případě v letním období přesahuje místní spotřebu. Předběžná finanční analýza ukazuje návratnost 17,5 roku pro Vinohrady a 20 let pro Jižní Město. Potvrzuje se, že i v architektonicky náročném prostředí je využití solární energie pro významné pokr ytí místní spotřeby možné.