Detail předmětu

Modelování soustav TZB

FAST-NTB025Ak. rok: 2025/2026

Úvod do počítačového modelování typických úloh oborů technických zařízení budov (TZB) a jejich aplikaci při návrhu i provozu budov. Modelování procesů přenosu tepla a látky v budovách, jejich energetických soustavách a prvcích. Modelování nestacionárních okrajových podmínek. Aplikace aktuálních programových prostředků pro simulace.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. Ing. Ondřej Šikula, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav technických zařízení budov (TZB)

Vstupní znalosti

Základy mechaniky tekutin, termomechaniky, sanity, vytápění, chlazení a vzduchotechniky a osvětlení. Základy numerických matematických metod.

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

  • Odborné znalosti: Student zná matematické a fyzikální principy počítačového modelování sdílení tepla a vlhkosti, proudění tekutin metodou CFD, sálání a dynamického chování prvků i soustav TZB.

  • Odborné dovednosti: Student dokáže prakticky vytvářet a provádět simulační modely pro stacionární i nestacionární děje, svázaný přenos tepla a hmoty, CFD proudění vzduchu a tepelné chování systémů vytápění, chlazení a zásobníků tepla.

  • Odborné způsobilosti: Student je způsobilý samostatně aplikovat pokročilé simulační nástroje pro návrh, diagnostiku a optimalizaci energetického chování a mikroklimatu budov.

Základní literatura

ČSN EN ISO 10077-1, 2007. Tepelné chování oken, dveří a okenic - Výpočet součinitele prostupu tepla: Část 1: Všeobecně. Praha: ČNI. (CS)
ČSN EN ISO 10211-1, 2009. Tepelné mosty ve stavebních konstrukcích - Tepelné toky a povrchové teploty: Podrobné výpočty. Praha: ČNI. (CS)
ČSN EN ISO 10211-2, 2002. ČSN EN ISO 10211-2 Tepelné mosty ve stavebních konstrukcích - Tepelné toky a povrchová teplota - Část 2: Lineární tepelné mosty. 1. Praha: ČNI. (CS)
ISO 11855-2, 2012. ISO 11855-2 Building Environment Design. Design, Construction and Operation of Radiant Heating and Cooling Systems. Geneva: ISO. (EN)
KRAJČÍK, Michal a Ondřej ŠIKULA, 2020. Heat storage efficiency and effective thermal output: Indicators of thermal response and output of radiant heating and cooling systems: Indicators of thermal response and output of radiant heating and cooling systems. Energy and Buildings. 229, 110524. ISSN 0378-7788. Dostupné z: doi:https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110524 (EN)
PATANKAR, Suhas V, 1980. Numerical heat transfer and fluid flow. 1. Bristol, PA: Taylor, xiii, 197 s. Series in computational and physical processes mechanics and thermal sciences. ISBN 08-911-6522-3. (EN)
PLÁŠEK, Josef a Ondřej ŠIKULA, 2012. Modelování tepelného sálání v budovách. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Centrum AdMaS - Advanced Materials, Structures and Technologies, 150 s. ISBN 978-80-214-4383-9. Dostupné také z: www.researchgate.net/profile/Ondrej_Sikula/ (CS)
ŠIKULA, Ondřej, 2009. Manuál k softwaru CalA. Brno: Tribun EU. ISBN 978-80-7399-879-0. (CS)
ŠIKULA, Ondřej, 2011. Počítačové modelování tepelně aktivovaných konstrukcí: Computer modeling of thermally activated structures : zkrácená verze habilitační práce. Brno: VUTIUM, 39 s. ISBN 978-80-214-4308-2. Habilitation thesis. Brno University of Technology. (CS)
VERSTEEG, H a W MALALASEKERA, 2007. An introduction to computational fluid dynamics: the finite volume method. 2nd ed. Harlow: Pearson Prentice Hall, xii, 503 s. ISBN 978-0-13-127498-3. (EN)

Doporučená literatura

https://www.researchgate.net (EN)
http://www.cfd-online.com (EN)
http://www.ibpsa.org (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPC-SIS magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program CZV1-AKR celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    specializace PNM , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Ondřej Šikula, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do počítačového modelování a simulací. 2. Modelování přestupu tepla při volné a nucené konvekci. 3. Modelování časově ustáleného vícerozměrného vedení tepla. 4. Modelování časově neustáleného vedení tepla. 5. Modelování tepelného chování budov a místností. 6. Modelování skupenských změn teplonosných látek. 7. Modelování svázaného přenosu tepla a vlhkosti. 8. Modelování proudění tekutin metodou Computational Fluid Dynamics (CFD) 1. 9. Modelování proudění tekutin CFD 2. 10. Modelování proudění tekutin s přenosem tepla metodou CFD 3. 11. Modelování tepelného chování soustav technických zařízení v budovách. 12. Modelování tepelného chování zásobníků vody. 13. Modelování tepelného sálání v budovách.

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Ondřej Šikula, Ph.D.

Osnova

1. Modelování základních fyzikálních jevů v TZB. 2. Modelování přestupu tepla při volné a nucené konvekci. 3. Modelování časově ustáleného vícerozměrného vedení tepla. 4. Modelování časově neustáleného vedení tepla. 5. Modelování tepelného chování budov a místností. 6. Modelování skupenských změn teplonosných látek. 7. Modelování svázaného přenosu tepla a vlhkosti. 8. Modelování proudění tekutin v potrubí metodou CFD. 9. Modelování 2D proudění vzduchu metodou CFD. 10. Modelování proudění vzduchu s přenosem tepla metodou CFD 3. 11. Modelování tepelného chování soustav vytápění a chlazení v budově. 12. Modelování tepelného chování zásobníků vody. 13. Modelování tepelného sálání v místnosti.