Master's Thesis

Continuous Monitoring of Building Details Using a Digital Twin of a Family House

Final Thesis 9.16 MB

Author of thesis: Ing. David Balát

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. David Bečkovský, Ph.D.

Reviewer: Ing. Martin Deutsch, Ph.D.

Abstract:

This thesis addresses the design and verification of a continuous monitoring system for selected critical building details of a residential house, with the aim of timely identifying and reducing building-physics risks associated with low surface temperatures, surface condensation, and potential mould growth. The theoretical part summarises the temperature–moisture behaviour of building structures, thermal bridges, and the principles used to assess condensation risk. The practical part describes the design and implementation of a measuring system for an existing building, including the selection of wired probes enabling measurements at the joint of the detail, the sampling setup, and the method of data collection and transmission via a gateway. Due to the absence of BIM-based automation, the work focuses on inserting the critical detail into a 3D model and on ensuring the data flow and its subsequent evaluation. The measured time series of temperature and relative humidity are analysed in relation to outdoor conditions, and situations with the highest condensation risk are assessed. The outcome is a verified methodology for monitoring critical details and recommendations for operation and further system development, which may contribute to extending the service life of the structure and reducing moisture-related failures.

Keywords:

Continuous monitoring, critical building detail, thermal bridge, surface condensation, surface temperature, relative humidity, residential house, wired probes, gateway, 3D model

Date of defence

03.02.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student představil svou práci Kontinuální monitoring stavebních detailů pomocí digitálního dvojčete rodinného domu, pomocí PowerPoint prezentace. Během obhajoby práce uvedl: - Motivace a kontext, - Od 3D modelu k digitálnímu dvojčeti - Proč jsem si vybral toto téma - Řešení – objekt, detail, měření - Stávající rodinný dům - Vyhodnocení a zjištění, - Stávající rodinný dům - Kritický detail v kontextu domu - Klíčová zjištění, - Vybraná sestava (senzory + gateway) - 2D stacionární model - Předpověď počasí, - Výstup, přínos a vize - Finální výstup – stav detailu v reálném čase - Využití v praxi - Vize – od detailu k portfoliu veřejných budov Student dále objasnil a zodpověděl dotazy a připomínky oponenta práce. Jaké možnosti by mohla přinést integrace výsledů práce do plně funkčního BIM modelu a automatizovaného vyhodnocování dat? Jaké jsou technické limity použitých metod (např. přesnost, výpadky, drift) při dlouhodobém sledování konstrukcí a jak mohou ovlivnit interpretaci výsledků? Je navržená metodika dostatečně univerzální pro aplikaci i na jiné typy budov (např. administrativní, historické objekty), nebo vyžaduje úpravu? V závěru byly podány další otázky od členů zkušební komise: - Jako desynchronizaci myslíte u záznamu čidel? Student s dokonalým přehledem zaujímal odborná stanoviska ke všem připomínkám oponenta a výborně reagoval i na všechny otázky členů komise, které byly k obhajované práci položeny.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Institute of Building Structures

Study programme

Civil Engineering – Building Construction (NPC-SIS)

Composition of Committee

doc. Ing. David Bečkovský, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. František Vajkay, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Müller, Ph.D. (člen)
Ing. Lubor Kalousek, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Mohapl, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Šimůnek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Roman Fojtík, Ph.D. (předseda)

Grade proposed by supervisor: B

File inserted by supervisor Size
Hodnoceni vedouciho_Balat_Beckovsky.pdf 120,23 kB

Reviewer’s report
Ing. Martin Deutsch, Ph.D.

Grade proposed by reviewer: A

File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 296,17 kB

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová