Original title: Optimalizace lehkého šikmého střešního pláště k redukci letních tepelných zisků
Translated title: Optimization of a lightweight pitched roof in order to reduce summer heat gains
Authors: Svobodová, Sylvia ; Rubina, Aleš (referee) ; Sedlák,, Vladimír (referee) ; Matějka, Libor (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2020
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební
Abstract: [cze] [eng]
Předložená práce se zabývá problematikou přehřívání podkrovních místností během letního období. U převážné většiny rodinných a bytových domů, kde je využito podkroví pro obytné účely, je opláštění krovu řešeno střešním pláštěm tvořeným lehkou konstrukcí. Takový plášť není schopen dostatečně odolávat letním okrajovým podmínkám a to se projevuje na tepelných ziscích v interiéru. V této práci je pozornost soustředěna pouze na prostup tepla střešním pláštěm. Je zde hodnocen vliv jednotlivých konstrukčních opatření doporučovaných pro redukci tepelných zisků střešním pláštěm – barva krytiny; tepelně akumulační vlastnosti; reflexní povrchy v dutině pod krytinou a větraná vzduchová vrstva. Jsou sledovány teplotní a rychlostní profily ve větrané vzduchové dutině a hodnocena účinnost tohoto opatření. Při tvorbě dílčích analýz bylo využito simulačních softwarů – na principu metody konečných prvků a také pro dynamickou simulaci. Rovněž bylo provedeno dlouhodobé měření teplot na modelech střešních plášťů, krátkodobé měření povrchových teplot různých druhů krytin, laboratorní měření odrazivosti na vzorcích krytiny. Také je zde diskutován vliv krycích mřížek větracích otvorů, které byly testovány na ventilátorové dráze. V publikaci je věnován prostor pro vysvětlení obecných principů přirozeného proudění, mezních vrstev a teorii výpočtu součinitele přestupu tepla. Součástí práce je vyhotovený standard metodiky přesných výpočtů větraných střešních plášťů, který lze využít pro snadnou orientaci při tepelně technickém výpočtu střešního pláště. Z poznatků dílčích analýz a energetických bilancí je prokazatelný pozitivní vliv větrané vzduchové vrstvy na redukci tepelných zisků v podkrovní místnosti. Současné řešení hřebene zajišťuje pouze odvod vlhkosti ze skladby a pro účely odvětrání přebytečných tepelných zisků není zdaleka dostačující. To vedlo k návrhu inovativního řešení konstrukce hřebene, tak aby se podpořila výměna vzduchu v dutině, a tím zvýšilo přirozené odvádění tepla. The thesis deals with the topic of overheating of attic rooms during the summer period. In vast majority of family houses and apartment houses with inhabited attic spaces is the roof solved as lightweight. This kind of roof assembly is not able to sufficiently resist the summer boundary conditions and leads to increased heat gains in the interior. In this work, the attention is drawn entirely to the heat penetration through the roof. Different aspects of passive cooling were applied to the roof and the impact of each change was assessed. This concerns the color of the tiles, thermal accumulation, reflective surfaces and the ventilated air layer. The temperature and velocity profiles in the ventilated cavity were monitored and an analysis of the ventilated cavity efficiency was conducted. For individual analyses was used software – based on the principles of the Finite Element Method or the dynamic simulation software. Also other methods were employed: long-term measurement of temperatures on roof models; short-term measurement of surface temperature of various kinds of roof tiles; and laboratory measurement of reflexivity. Also the effect of insect grilles on the air flow is discussed; which was tested on a ventilator track. In this publication are explained the principles of natural convection; boundary layers and the theory of the coefficient of heat transfer. This work includes a standard of the precise calculation methodology for ventilated roofs which was developed for the purpose of creating a user-friendly guide. The results of individual analyses show, a definitely positive effect of the ventilated cavity on the heat gain reduction of attic rooms. The current technical solution of a roof ridge provides the exhaust of the water vapor from a roof assembly; but for providing ventilation for reducing heat gains is insufficient. This lead to a concept of an innovative roof ridge design which enhances the air exchange between the cavity and outdoor environment.
Keywords: calculation methodology standard; coefficient of heat transfer; double-skin roof; heat gain reduction; passive cooling; pitched roof; roof ridge; summer period; ventilated air layer; dvouplášťová střecha; letní období; pasivní chlazení; redukce tepelných zisků; součinitel přestupu tepla; standard metodiky výpočtu; střešní hřeben; střešní plášť; větraná vzduchová vrstva; šikmá střecha

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/188171

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-571644


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses