Schválené projekty 2017

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2017

Celková přidělená částka z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum na VŠB-TUO - 54 573 242 Kč

Z toho 2.5% - 1 364 331 Kč - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakulta přidělená částka v Kč
FBI  1 210 137
EKF  3 929 534
FAST  2 465 732
FS  9 344 630
FEI 13 996 004
HGF  5 272 251
FMMI  7 123 785
VC  8 743 333
CP  1 123 505
CELKEM 53 208 911

KódSP2017/166
Název projektuTepelně-technická analýza a experimentální ověření vybraných detailů plochých střech
ŘešitelNečas Ondřej Ing.
Školitel projektudoc. Ing. Jaroslav Solař, Ph.D.<br />
Období řešení projektu01.01.2017 - 31.12.2017
Předmět výzkumuPředmětem výzkumu bude teoretická a experimentální analýza vhodnosti provádění detailů plochých střech s použitím OSB desek. OSB desky se často používají pro vytváření konstrukčních vrstev plochých střech a také konstrukčních detailů. Právě u těchto typů konstrukcí dochází k četným výskytům poruch. Na základě poznatků z praxe je jednou z hlavních příčin poruch působení vodní páry, která vzniká kondenzací vodní páry uvnitř konstrukcí z OSB desek. Z tohoto důvodu bude výzkum zaměřen na teoretické posouzení tepelně-vlhkostního chování vybraných konstrukčních detailů plochých střech zejména z OSB desek typu 3 a 4, které se na stavbách standardně využívají. Autor si je plně vědom, že v případě prokázání nevhodnosti zkoušených materiálů z OSB je třeba navrhnout a ověřit jiné technicky vhodné řešení. Proto budou zkoušeny také jiné vzorky s konstrukčními materiály na bázi dřeva (desky z dřevěných mikroštěpek a vodovzdorná překližka). Kritériem pro zkoušení méně používaných materiálů je nalezení technicky vhodného řešení provádění detailů plochých střech se zřetelem na jejich finanční náročnost. V teoretické části projektu bude provedeno tepelně-technické posouzení vybraných detailů plochých střech se zaměřením na zkoumání šíření tepla a vodní páry. Teoretická analýza bude provedena na základě počítačového numerického modelování, např. pomocí software Wufi nebo Ansys. Tetepelně-technické posouzení předmětných detailů bude provedeno před vyhodnocením zkoušených vzorků. Cílem numerického modelování je ověřit možnost výskytu kondenzace v místě předmětných detailů za použití běžně používaných materiálů na bázi dřeva a vyhodnotit riziko ohrožení zabudovaných materiálů na bázi dřeva. Součástí výzkumu bude také porovnání výsledků teoretické analýzy s výsledky získanými pomocí měření na reálných konstrukcích v laboratorním prostředí a také zkoušek provedených IN-SITU v rámci experimentální části projektu.
V experimentální části budou v první fázi vyrobeny části několika typických skladeb plochých střech s různými typy OSB desek (typ 3 a 4) tl. 22 mm, desky z mikroštěpek tl. 22 mm a vodovzdornou překližkou tl. 21 mm. Konstrukční desky budou položeny na tepelném izolantu o tl. 50 mm. Pro zkoušky budou zvoleny tepelné izolanty EPS 100 a XPS. Jako hlavní hydroizolační vrstva bude použita fólie z měkčeného polyvinylchloridu s výztužnou PES vložkou o tl. 1,5 mm vhodná pro použití v kotvených skladbách plochých střech. PVC-P fólie musí být separována od tepelného izolantu netkanou geotextílií zpevněnou vpichováním. V pozici separační vrstvy bude simulována možnost vytvoření kondenzátu třemi způsoby. V první variantě nebude do separační vrstvy zabudována žádná voda, v druhé variantě bude zabudována voda odpovídající maximálnímu kondenzátu dovoleného normou a třetí varianta bude simulovat poruchu, přičemž separační vrstva bude maximálně nasáklá vodou před zabudováním do skladby. Pro zajištění vzduchotěsnosti budou vzorky opatřeny parotěsnící fólií se spoji utěsněnými oboustrannou parotěsnící páskou Pro každou variantu řešení budou vytvořeny 4 vzorky. Tyto skladby budou po dobu minimálně 14-ti dnů ponechány v různém prostředí. Jako prostředí vhodné pro experimentální zkoušení bylo vybráno prostředí o pokojové teplotě (+20 °C), mrazící box (-15 °C) a klimatická komora nastavená na nejméně vhodné prostředí pro materiály na bázi dřeva. Vzorky budou mít půdorysné rozměry 200x200 mm, s ohledem na nutný počet vzorků pro vytvoření statistického vyhodnocení a kapacity klimakomory. Po uplynutí stanovené doby se provede vizuální vyhodnocení vzorků z hlediska rizika vzniku plísně a dřevokazných hub. Z takto získaných vzorků bude prováděno měření hmotnostní vlhkosti částí z OSB desek pomocí gravimetrické metody. Gravimetrické měření bude doplněno o průběžné měření vlhkosti OSB desek pomocí odporového vlhkoměru. Následně by měl být vytvořen korelační součinitel pro umožnění měření přibližné hmotnostní vlhkosti OSB desek IN SITU. V plánovaném pokračování výzkumu je uvažováno i se zkoumáním chemismu OSB desek se zabudovanou vlhkostí a jejich vlivem na spojovací prvky. Ve druhé fázi experimentálního zkoušení bude probíhat měření vlhkostních parametrů u vybraných skladeb a konstrukčních detailů na ploché střeše experimentálního domu. Experimentální dům, který se nachází v Brně, bude pro potřeby výzkumu zapůjčen jednou ze skupin holdingu DEK a.s., konkrétně skupinou Atelier DEK. Výzkum předpokládá zabudování vzorků na experimentálním domu po dobu minimálně dvou let. V průběhu zabudování bude pomocí čidel sledována teplota a vlhkost v instalovaných skladbách.
Výše uvedenou problematikou se již zabýval autor ve své diplomové práci NEČAS, O. Ověření vlastností desek na bázi dřeva aplikovaných pro řešení detailů plochých střech, Ostrava: VŠB-TUO, 2015, kdy probíhalo ověření možného výskytu plísní a dřevokazných hub při správném i nesprávném provedení detailu z OSB desek. Výskyt biotického napadení byl v rámci diplomové práce prokázán v obou případech, a proto je předložený výzkum zaměřen na hlubší zkoumání dané problematiky za použití dalších běžně používaných materiálů a metodicky propracovanějšího systému zkoušení předmětných detailů. Hlavním cílem je navrhnout a ověřit funkční a technicky vhodné řešení pro realizaci detailů plochých střech z materiálů na bázi dřeva. Dále se problematikou OSB desek zabývá například M. Böhm v pracích BÖHM, M. Vliv vlhkosti na mechanicko-fyzikální vlastnosti OSB, Praha: ČZU v Praze, 2008, Disertační práce a BÖHM, M., REISNER, J., BOMBA, J. Materiály na bázi dřeva, Praha: ČZU v Praze, 2012. Z těchto prací autor zejména čerpal informace o mechanicko-fyzikálních vlastnostech materiálů z OSB. V době podání grantu není autorovi známo publikování o obdobném problému v ČR ani ve světě.
Tato fáze projektu je součástí dlouhodobého výzkumu tepelně-vlhkostního chování plochých střech a ve výzkum by měl pokračovat v navazujících projektech SGS, případně GAČR, apod. V současné době je v jednání navázání spolupráce při vyhodnocování materiálů na bázi dřeva s ÚTAM AV ČR v Praze.

Zdůvodnění zapojení jednotlivých členů týmu:
Ing. Ondřej Nečas – zpracování technické části výzkumu, provedení tepelně-technických posouzení detailů, sběr dat, vyhodnocování a publikační činnost. Výsledky budou použity v disertační práci.


Harmonogram prací:
Leden 2017 - podrobná analýza předchozích zkušeností a optimalizace nové zkušební metody
Únor - březen 2017 - příprava materiálů a vzorků, numerické modelování předmětných detailů plochých střech
Duben - květen 2017 - dokončení vzorků a jejich instalace do zkušebních prostředí, měření a sběr dat, vyhodnocování naměřených dat, publikační činnost
Červen 2017 - instalace vzorků na experimentální budově, publikační činnost
Červenec - listopad 2017 - pokračování ve sběru dat, publikační činnost
Prosinec 2017 - zpracování závěrečné zprávy projektu
Členové řešitelského týmuIng. Ondřej Nečas
Ing. Ondřej Nečas
doc. Ing. Jaroslav Solař, Ph.D.
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Cílem projektu je ověřit vhodnost používání OSB desek ve vybraných detailech plochých střech. Ověření bude probíhat na základě analýzy teoretického a reálného tepelně-vlhkostního chování konstrukcí nejen z OSB desek standardně využívaných v plochých střechách. Teoretická analýza bude založena na počítačové modelaci chování vybraných stavebních detailů. Experimentální analýza bude vycházet z dat naměřených na reálných stavebních detailech a konstrukcích.

Očekávanými výstupy jsou 2 publikace D evidované ve SCOPUs nebo WoK.
Vložné a zápisné 10 000 Kč. Částka bude použita na uhrazení vložného na konference a publikace výsledků projektu - 2 x SGEM 2017 (10 000 Kč).

Cestovné 5 000 Kč. Částka bude použita k uhrazení cestovních nákladů spojených s měřením na experimentálním domě.

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. Stipendia40000,-40000,-
3. Materiálové náklady16000,-18848,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek0,-0,-
5. Služby11000,-13152,-
6. Cestovní náhrady5000,-0,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory8000,-8000,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady80000,-
Uznané náklady80000,-
Celkem běžné finanční prostředky80000,-80000,-