Schválené projekty 2015

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2015

Celková přidělená částka z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum na VŠB-TUO - 52 908 039 Kč

Z toho 2.5% - 1 320 739 Kč - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakultapřidělená částka v Kč
FBI  1 172 500
EKF  4 962 700
FAST  3 070 000
FS  8 256 000
FEI 12 282 100
HGF  5 433 000
FMMI  6 188 000
VC 10 223 000
CELKEM 51 587 300
KódSP2015/139
Název projektuVliv provětrání místnosti (vzduchotechnikou) na koncentraci CO2
ŘešitelVodičková Martina Ing.
Školitel projektudoc. Ing. Jaroslav Solař, Ph.D.<br />
Období řešení projektu01.01.2015 - 31.12.2015
Předmět výzkumuSoučasná problematika:

S rozvojem řízeného větrání v bytech řeší odborná veřejnost optimalizaci vzduchotechnické soustavy. Jedním z kroků optimalizace je kaskádové řešení – rovnotlaké větrání v rámci prostoru kuchyně – obývací pokoj a rovnotlaké větrání zbytku bytu. Tato koncepce přináší určitou úsporu na velikosti jednotky a rozvodech oproti rovnotlakému větrání v rámci každé místnosti. Výpočtová potřeba větraného vzduchu se zabezpečuje v rámci zóny „rovnotlaku“. Rozšířené kaskádové řešení – rovnotlaké větrání v rámci celého bytu – přináší další úsporu na velikosti jednotky a rozvodech. Přívod čerstvého vzduchu je zajištěn do ložnic a přes další prostory, tedy i obývací pokoj je veden k odsávacím otvorům v kuchyni, záchodě a koupelně. Základní myšlenkou tohoto uspořádání je, že čerstvý vzduch, který vstupuje do ložnice, se vydýchá buďto v ložnici a pak nevadí, že v obýváku je již vzduch vydýchaný, nebo v ložnici nikdo není a čerstvý vzduch postoupí až do obýváku, případně další místnosti až si najde svého spotřebitele. V těchto uspořádáních se minimalizuje velikost jednotky. Minimalizace rozvodu není jenom otázka ceny vzduchovodu a práce na jeho instalaci, ale také další stavební úpravy, především budování podhledů – pokud realizujeme rozvody pod stropem. Pro investora je rozdíl, zda musí podhledy realizovat jen na chodbě, nebo v celém podlaží.
U těchto instalací vzniká diskuze, zda proud vzduchu, který se jen „dotkne“ větrané místnosti – typicky obývacího pokoje – je schopen zajistit dostatečné provětrání – tedy zajistit především přijatelné koncentrace CO2 a H2O ve vzduchu v prostorech mimo provětrávací proud čerstvého vzduchu.
Dle Daltonova zákona o parciálních tlacích by měla být koncentrace škodlivin v místnosti v ustáleném stavu rovnoměrná. Předmětem výzkumu by mělo být zjištění, jak v reálných podmínkách, v dynamickém procesu řízeného větrání dochází ke snížení škodlivin ve vzduchu v těch částech prostoru – místnosti, kterými neprochází větrací proud vzduchu ve srovnání s částí, kterou proud čerstvého vzduchu prochází.

Citace cizích prací:

[1] MICHNOVÁ, L., M. ČERNÍKOVÁ, B. HRUBÁ. The effect of air condition on reduction of CO2 concentration in buildings for family housing. In ENVIBUILD 2013: recenzovaný sborník. Vol. I., Issue I. Bratislava: 2013; ISBN 978-80-227-4070-8
[2] Michnová, L., Martiník, L., Galda, Z., Šípková, V., The assessment of the air-conditioning function by PPD method, Indoor climate of buildings 2013 - proceedings, Štrbské pleso 2013
[3] CHUNG, I-Ping a Derek DUNN-RANKIN. Using numerical simulation to predict ventilation efficiency in a model room [online]. [cit. 2014-12-17]. Dostupné z:http://ac.els-cdn.com/S0378778897000613/1-s2.0-S0378778897000613-main.pdf?_tid=1647c82c-85f1-11e4-805a-00000aab0f01&acdnat=1418823310_b225f7a69f8c8fa83e41f29d3305a2d1
[4] POSNER, J.D., C.R. BUCHANAN a D. DUNN-RANKIN. Measurement and prediction of indoor air flow in a model room [online]. [cit. 2014-12-17]. Dostupné z: http://ac.els-cdn.com/S0378778802001639/1-s2.0-S0378778802001639-main.pdf?_tid=3a51c942-85f2-11e4-8cdb-00000aab0f26&acdnat=1418823793_c095c5c228b91ad833f9f8bfade429d8
[5] Raumluftqualität CO2 - Grenzwert [online]. [cit. 2014-12-17]. Dostupné z: http://www.helmer-verfahrenstechnik.de/?aktion=page&id=69&PHPSESSID=ee0ced42118b48e924af543c448722fb

Popis výzkumu:
Pro experimenty bude využito ŠS MSDK. Sledovanou škodlivinou bude CO2. V učebně 2.NP se předpokládá rozmístění 8 snímačů CO2, které budou snímat koncentrace v prostoru. Měření bude tedy prováděno v jedné místnosti na 8 místech současně, aby bylo možné sledovat pohyb a koncentraci CO2. K měření budou použita čidla Comet T5540 a T6540 s rozsahem 0-2000/10000 ppm. 4 čidla budou použita z předchozích projektů a 4 čidla budou zakoupena v rámci tohoto projektu. Vzhledem k požadovaným hodnotám, není třeba dlouhodobé měření. Měření však bude nutné na základě výsledků několikrát opakovat. Důležitou roli bude hrát objem přiváděného vzduchu, jeho výstupní rychlost a samozřejmě počet osob v místnosti. Měření bude probíhat ve dvou fázích. V první fázi nebude místnost větraná a bude se jen sledovat rychlost ustálení koncentrace CO2 v místech vzdálených od zdroje (dýchajících lidí). Dle teorie by k rovnováze mělo dojít okamžitě, jak probíhá děj v praxi nám ukáže toto měření. Ve druhé fázi bude zkoumána účinnost provětrání místnosti vzduchotechnikou. Místnost bude „zadýchána“ na určitou koncentraci CO2 a poté bude sledován vliv směrového proudění vzduchu na koncentraci CO2 v několika místech.
Experimentální měření bude doplněno modelem počítačové analýzy proudění (Computational Fluid Dynamics - CFD) v softwaru Ansys FLUENT.

Řešitelský tým:
Ing. Martina Vodičková - příprava a realizace měření, vyhodnocení naměřených hodnot, modelování v softwaru Ansys FLUENT, publikační činnost, překlady, fotodokumentace měření.

Ing. Veronika Šípková - nákup čidel, realizace měření, publikační činnost, překlady.

Dosažené výsledky řešitelského týmu:
LABUDEK, Jiří, TESLÍK, Jiří, VODIČKOVÁ, Martina, WALDSTEIN, Petr. Settlement of cellulose insulation. In Advanced Materials Research. Volume 690-693. Enfield, New Hampshire : Trans Tech Publications, 2013, s. 1204-1207

TESLÍK, Jiří, VODIČKOVÁ, Martina, ZDRAŽILOVÁ, Naďa. Airtightness and Acoustic Properties of Family House from Straw. In Advanced Materials Research. Volume 860-863. Zürich : Trans Tech Publication Ltd, 2014, s. 1215-1218.

TESLÍK, Jiří, VODIČKOVÁ, Martina, ZDRAŽILOVÁ, Naďa. Air-tightness and acoustic properties of SuperAdobe system. ENVIBUILD 2013 Buildings and enviroment, international conference.
17. október 2013, Univerzitná knižnica, Ventúrska 11, Bratislava. ISBN 978-80-227-4070-8

HRUBÁ, Barbora, TESLÍK, Jiří, VODIČKOVÁ, Martina, ZDRAŽILOVÁ, Naďa. Technical Evaluation of Leaks Envelope Building with Timber Frame and Straw Thermal Insulation. In PROCEEDINGS OF THE 2013 INTERNATIONAL CONFERENCE ON MATERIAL SCIENCE AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING (MSEE 2013). Lancaster : DEStech PUBLICATIONS, Inc., 2013, s. 432-435.

LABUDEK, Jiří, TESLÍK, Jiří, VODIČKOVÁ, Martina, WALDSTEIN, Petr. Heat Insulating Parameters of Cellulose-straw Insulation. In PROCEEDINGS OF THE 2013 INTERNATIONAL CONFERENCE ON MATERIAL SCIENCE AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING (MSEE 2013). Lancaster : DEStech PUBLICATIONS, Inc., 2013, s. 436-438.

SIPKOVA, Veronika, Zdenek GALDA, Jiri LABUDEK a David HIBLER. Influence of plants on the CO2 concentration in the passive house. In: Advanced Materials Research. Ostrava, Czech Republic: VŠB-Technical University of Ostrava, 2014, s. 5. ISBN 978-80-248-3147-3ISSN 1662-8985.



Členové řešitelského týmuIng. Veronika Šípková
doc. Ing. Jaroslav Solař, Ph.D.
Ing. Martina Vodičková
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Cílem výzkumu je ověřit funkčnost, či nefunkčnost systému větrání kaskádovým systém. Poznatků bude využito ve vzduchotechnické praxi. Jak již bylo řečeno, pokud je systém funkční, může ušetřit spoustu prostředků jak na délce rozvodů, velikosti vzduchotechnické jednotky tak na realizaci stavebních úprav.


Harmonogram:
03-04 - nákup čidel, návrh ideálního rozložení čidel po místnosti, pro získání skutečného stavu proudění v místnosti, vytvoření modelu místnosti v softwaru Ansys, rozmístění čidel dle návrhu a následná měření koncentrace CO2, bez vlivu vzduchotechniky, porovnání výsledků s modelovým příkladem, první publikace výsledků na téma pohyb CO2 v místnosti
05 - další měření koncentrace CO2, s vlivem vzduchotechniky a různých distribučních koncových prvků,
06-07 - modelování proudění v softwaru s vlivem vzduchotechniky
08- publikace dosavadních souhrnných výsledků (porovnání pohybu CO2 v místnosti s vlivem a bez vlivu vzduchotechniky) a publikace na téma vliv distribučních prvků na pohyb CO2 v místnosti
09-10 - další měření dle dosavadních výsledků, ke zpřesnění či doplnění, případně ověření funkce kaskádového větrání v celém objektu
11-12 - zpracování všech dosavadních výsledků a jejich publikace, příprava závěrečné zprávy

Očekávané výstupy:
Příspěvky na konferenci ENVIBUILD 2015 s prvotním zjištěním z výzkumů na téma pohyb CO2 v místnosti a na téma - vliv distribučních prvků na pohyb CO2 v místnosti); ICMEMSCE 2015 (Téma - porovnání pohybu CO2 s vlivem a bez vlivu vzduchotechniky).
Článek v časopise Jsc (Building Simulation) nebo Jimp (BUILDING SERVICES ENGINEERING RESEARCH & TECHNOLOGY) s celkovým výsledkem výzkumu.

Celkem tedy:
3x výstup D
1x výstup Jsc nebo 1x Jimp

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
0,-0,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)0,-0,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti0,-0,-
2. Stipendia42000,-42000,-
3. Materiálové náklady60000,-4673,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek0,-56941,-
5. Služby38400,-26924,-
6. Cestovní náhrady0,-9862,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory15600,-15600,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady156000,-
Uznané náklady156000,-
Celkem běžné finanční prostředky156000,-156000,-