Detail předmětu

Základy modelování soustav technických zařízení budov

FAST-CT09Ak. rok: 2013/2014

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

5

Garant předmětu

prof. Ing. Jiří Hirš, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav technických zařízení budov (TZB)

Výsledky učení předmětu

Analýza a algoritmizace základních fyzikálních dějů při tvorbě prostředí budov.
Simulace tepelných vazeb budov.
Simulace tepelně aktivovaných konstrukcí budov.
Modelování přestupu tepla a fázových změn.
Modelování a simulace tepelného chování budov.

Prerekvizity

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

Korekvizity

Aplikovaná termomechanika, tepelná technika budov

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT a LMS Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

Metody hodnocení jsou specifikovány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Osnovy výuky

1. Úvod, základní problematika modelování
2. Modelování vedení tepla ve rovinných stěnách a v poloprostoru
3. Modelování vedení tepla ve válcových stěnách a trubkách
4. Modelování přestupu tepla ve volném a v uzavřeném prostoru
5. Modelování přestupu tepla při skupenských změnách teplonosných látek
6. Modelování sálání, ohřevu a chladnutí těles
7. Modelování tepelných izolací TZB
8. Modelování tepelných výměníků a zásobníků
9. Modelování světelného mikroklimatu budov
10. Modelování tepelného chování a spotřeby energie budov

Učební cíle

Analýza a algoritmizace základních fyzikálních dějů v systémech techniky prostředí. Programová řešení a modelování vybraných úloh.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

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

Základní literatura

ŠIKULA, O.: Manuál k softwaru CalA. Tribun EU, 2009. 978-80-7399-879-0. [http://www.fce.vutbr.cz/TZB/sikula.o/cala_uvod.html] (CS)
PLÁŠEK, J.; ŠIKULA, O.: Modelování tepelného sálání v budovách. Brno: VUT v Brně, 2012. 978-80-214-4383- 9. (CS)

Doporučená literatura

PATANKAR, S. V.: Numerical Heat Transfer and Fluid Flow. Hemisphere Publishing Corporation, Tailor & Francis Group, New York, 1980. (EN)
Clarke: Energy simulation in building design. Adam Hilger Ltd, Bristol and Boston, 1985. (EN)
ČSN EN ISO 10211 - Tepelné mosty ve stavebních konstrukcích. 2001. (CS)
VERSTEEG H.K., W. Malalasekera: Computational fluid dynamics – The finite volume method (second edition). London: Pearson Education Limited, 2007. 978-0-13-127498-3. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-P-E-SI magisterský navazující

    obor S , 2. ročník, zimní semestr, povinný

  • Program N-K-C-SI magisterský navazující

    obor S , 2. ročník, zimní semestr, povinný

  • Program N-P-C-SI magisterský navazující

    obor S , 2. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jiří Hirš, CSc.

Osnova

1. Úvod do počítačového modelování.
2. Numerické modelování časově ustáleného vícerozměrného vedení tepla.
3. Numerické modelování časově neustáleného vedení tepla.
4. Modelování přestupu tepla ve volném a v uzavřeném prostoru.
5. Modelování proudění tekutin metodou Computational Fluid Dynamics (CFD) 1.
6. Modelování proudění tekutin metodou CFD 2. Modelování tepelného sálání.
7. Modelování energetické náročnosti budovy.
8. Modelování skupenských změn teplonosných látek.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jiří Hirš, CSc.

Osnova

1. Modelování tepelného chování místnosti
2. Numerické simulace 2D časově ustáleného vedení tepla.
3. Numerické modelování a simulace časově neustáleného vedení tepla.
4. Modelování přestupu tepla v uzavřeném prostoru.
5. CFD simulace tepelného stavu místnosti 1.
6. CFD simulace tepelného stavu místnosti 2.
7. Simulace roční potřeby energií na vytápění a chlazení.
8. Modelování přenosu tepla při skupenských změnách tekutin.