Název projektu: Determinační faktory  vzduchotěsnosti energeticky efektivních budov

Identifikační kód: SP2013/27

Požadavek na dotaci: 140 000 Kč

Odpovědný řešitel projektu: Ing. Michal Kraus

Školitel odpovědného řešitele: prof. Ing. Darja Kubečková, Ph.D.

Období řešení projektu: 01.01.2013 – 31.12.2013

Předmět výzkumu v rámci projektu

Celková charakteristika problému

Vzduchotěsnost, schopnost obálky budovy nepropouštět vzduch, je jedním ze základních předpokladů energeticky efektivní výstavby. Kvalitní vzduchotěsná obálka budovy vede ke snížení energetické náročnosti v souladu s principy trvale udržitelné výstavby. Za předpokladu nedostatečně těsné obálky budovy dochází po většinu roku k úniku tepla z interiéru do exteriéru skrze netěsnosti, trhlinami a spárami. Nadměrný únik tepla skrze netěsnosti obálky budov negativně ovlivňuje energetickou bilanci budov.

Metodologie výzkumného projektu

Projekt Studentské grantové soutěže 2013 s názvem Determinační faktory vzduchotěsnosti energeticky efektivních budov navazuje na projekt SGS Diagnostika vzduchotěsnosti budov s využitím statistických metod řízení kvality, který probíhal v roce 2012. Projekt předpokládá navázat a rozšířit dílčí poznatky a výsledky. Pro statistické analýzy bude využito výběrového souboru z předcházejícího projektu SGS, který využívá sekundární data (Centrum pasivní domy a Inštitút pre energeticky pasívne domy). Výběrový soubor bude doplněn o databázi měření FAST, VŠB – TUO.

V projektu se předpokládá využití statistických metod a metod řízení kvality. Statistické testování hypotéz bude ověřeno pomocí parametrických, popřípadě neparametrických metod, například lineární či nelineární závislost pomocí Pearsonova a Spearmanova korelace, statistický test nezávislosti, koeficienty determinace, Paretova analýza a další vhodné metody, které budou upřesněny v průběhu projektu.

Korelační analýza vyjadřuje těsnosti závislosti (sílu vztahu) dvou náhodných spojitých proměnných. Dvě náhodné proměnné jsou korelované, jestliže určité hodnoty jedné proměnné mají tendenci se vyskytovat společně s určitými hodnotami druhé proměnné.

Koeficient determinace umožňuje srozumitelně vysvětlit závislosti mezi dvěma proměnnými. Koeficient determinace se běžně vyjadřuje v procentech a je definován jako druhá mocnina korelačního koeficientu. Koeficient determinace definuje, kolika procenty se podílí sledovaná proměnná na výsledném efektu.

Paretova analýza umožňuje relativně jednoduchým způsobem diferencovat podstatné faktory příčinných vztahů, zejména na základě Paretova optima 80:20. Na základě výpočtu relativních a kumulativních četností je možné do Paretovy analýzy zakomponovat Lorenzovu křivku, která jasně definuje zlom podstatných vlivů. Paretovo optimum pracuje na předpokladu, že 80 % důsledků je ovlivněno 20 % faktorů.

Vyhodnocení projektu

Průběh projektu Studentské grantové soutěže 2013 a získané výsledky jsou plně v souladu s podanou žádostí projektu. Získaná data a výsledky jsou publikovány na zahraničních a tuzemských konferencích a v odborných vědeckých časopisech.

Předmětem řešení projektu SGS 2013 s názvem Determinační faktory vzduchotěsnosti energeticky efektivních budov, navazující na projekt SGS 2012 Diagnostika vzduchotěsnosti budov s využitím statistických metod řízení kvality, byla analýza základních faktorů budov ovlivňující vzduchotěsnost budov. Pomocí statistických metod se testovaly parametry, jako jsou rok výstavby, počet podlaží, typ konstrukčního systému a střešní konstrukce, zastavěná plocha, užitná plocha, obestavěný prostor, vytápěný prostor, ochlazovaná obálka budovy či objemový faktor budovy a jejich statisticky významný vliv na vzduchotěsnost.

Z provedené SWOT analýzy je patrné, že dostatečně vzduchotěsná obálka představuje důležitou konkurenční výhodu oproti dosavadní konvenční výstavbě. Získané výstupy zobrazující interakce mezi jednotlivými faktory poskytují cenné informace, které jsou využity při dalším statistickém testování.

V případě dostatečně vzduchotěsné obálky budovy dominují silné stránky a příležitosti nad slabými stránkami a hrozbami. Je důležité brát zřetel, že provedená SWOT analýza vyjadřuje subjektivní názory autorů a jejich několikaletou zkušenost v oblasti vzduchotěsnosti energeticky efektivních budov.

Pro jednotlivé výběry parametrů stavby nebyla vždy prokázaná normalita výběrového souboru a pro testování bylo nutné použít neparametrickou korelaci pomocí Spearmanova pořadového korelačního koeficientu. Vyjádřené hodnoty korelačního koeficientu jsou velmi malé, čímž nelze zamítnou nulovou hypotézu nezávislosti a lze předpokládat, že parametry stavby nemají statisticky významný vliv na vzduchotěsnost. Také koeficient determinace, vyjadřující procentuální vliv na výsledné veličině, nedosahuje statisticky významných hodnot. Z posuzovaných parametrů budovy má nejvyšší vliv na celkovou intenzitu výměny vzduchu (n50) ochlazovaná plocha obálky budovy. Ochlazovaná plocha obálky budovy se na výsledném efektu vzduchotěsnosti podílí z 2,161 %.

Zároveň byla v rámci projektu analyzována statistická závislost vzduchotěsnosti objektu na měrné potřebě tepla na vytápění a celkové potřebě primární energie. Testem nezávislosti byla prokázána drobná lineární či nelineární závislost proměnné n50 na měrné potřebě tepla na vytápění. Celková intenzita výměny vzduchu ovlivňuje výslednou měrnou potřebu tepla na vytápění ze 7,398 %.

Zhodnocení projektu:

Předpokládané výsledky projektu – splnění cílů projektu:

  • 1× návrh článku s IF
  • 1× příspěvek a účast na mezinárodní konferenci
  • Min. 1-2 články v časopise nebo příspěvky na tuzemských konferencích (Structura, Czechstav)
  • využití v DiP řešitele projektu

Skutečné výsledky projektu:

  • 1× článek na zahraniční konferenci – Singapore (předpoklad zařazení do databáze SCOPUS)
  • 1× článek v časopise Journal of Engineering Technology (SCOPUS)
  • 2× článek na zahraniční konferenci – AMM
  • 1× článek na zahraniční konferenci – AMR
  • 1× zahraniční konference – Bratislava (nehodnocené)
  • 1× tuzemská konference – Hradec Králové (nehodnocené)
  • 1× teze DiP
  • 1× zaslán abstrakt do časopisu s IF

Financování:

  • Schválený rozpočet 140 000 Kč
  • Rozpočet vyčerpán podle pravidel (přesuny mezi službami, cestovními náklady a materiálovými náklady).

Závěr:

Splněno.