Blog Post

SGS2014/18 | Možnosti aplikace statistických metod a analytických nástrojů ve stavební praxi

Název projektu: Možnosti aplikace statistických metod a analytických nástrojů ve stavební praxi

Identifikační kód: SP2014/18

Požadavek na dotaci: 60 000 Kč

Odpovědný řešitel projektu: Ing. Michal Kraus

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

Období řešení projektu: 01.01.2014 – 31.12.2014

Předmět výzkumu v rámci projektu

Celková charakteristika problému

Současné trendy stavební praxe se zaměřují především na snižování energetické náročnosti budov a úsporu neobnovitelných zdrojů v souladu s principy trvale udržitelné výstavby. Základním legislativním podkladem pro tzv. energeticky efektivní výstavbu je revidovaná směrnice o energetické náročnosti budov (EPBD II). V souladu se směrnicí mezi základní požadavky hodnotící energetický výkon budovy dle ČSN 73 0540-2 jsou: součinitel prostupu tepla konstrukcí, průměrný součinitel prostupu tepla, intenzita výměny vzduchu, měrná potřeba tepla na vytápění a měrná potřeba primární energie. Aplikaci statistických metod ve stavební praxi, lze také chápat jako nástroj ekonomické komparace sledovaných souborů pro eventuální snížení nákladů.

Metodologie výzkumného projektu

Pro zpracování projektu je nejdříve nutné vytvořit dostatečný výběrový soubor, který bude vycházet zejména ze sekundárních dat získaných z volně dostupných zdrojů. Dle potřeby je datovou základnu možné doplnit o simulační data, generována vhodným softwarovým řešením (ENERGIE). Následná exploratorní analýza podá základní vlastnosti o zkoumaných proměnných (součinitel prostupu tepla, intenzita výměny vzduchu, potřeba tepla na vytápění, potřeba primární energie). Výběrový soubor je nutné očistit o odlehlé (extrémní) hodnoty. Výběrový soubor je také zatížen chybou, kterou lze minimalizovat aplikací intervalů spolehlivosti. Získané exploratorní charakteristiky budou komparovány s normovými požadavky a doporučenými hodnotami. K výpočtům a statistickému šetření bude využit vhodný softwarový nástroj – IBM SPSS. Statistické testování hypotéz bude ověřováno pomocí parametrických i neparametrických testů, například lineární či nelineární korelací, statistickým testem nezávislosti, determinací či analýzou rozptylu. K odhadnutí trendu testovaných parametrů bude využita lineární regrese.

Vyhodnocení projektu

Průběh projektu SGS 2014/18 s názvem Možnosti aplikace statistických metod a analytických nástrojů ve stavební praxi 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. Získaná data byla také využita v disertační práci odpovědného řešitele projektu.

Cílem projektu byla statistická analýza parametrů hodnotících energetickou náročnost budov se zaměřením především na problematiku průvzdušnosti obvodového v závislosti na celkové energetické náročnosti budovy. Dílčím cílem bylo představit využití softwarové podpory a její možnosti při statistickém šetření v oblasti stavební praxe.

Výsledky Paretovy analýzy jasně identifikují jako hlavní nejvýznamnější příčinu nedostatečné výsledné vzduchotěsnosti obálky budovy nekvalitní provedení, tj. kvalitu realizace objektu. Z výsledného souhrnu Paretovy analýzy je patrné, že právě vlivy a příčiny způsobené lidmi a materiálem jsou významné z hlediska kvalitní vzduchotěsné obálky objektu. Nekvalitní provedení, materiál vzduchotěsné vrstvy, chybná koordinace prací, nedostatečná kontrola, stavební materiál a výplňové konstrukce jsou nejvýznamnějšími faktory ovlivňující výslednou neprůvzdušnost objektu až o 50 %. Optimalizace nejvýznamnějších faktorů může přinést významnou redukci hodnot neprůvzdušnosti objektu a tím i zvyšovat energetickou výkonnost současné výstavby.

Stěžejní část projektu je věnována statistickému testování selektovaných determinačních faktorů vzduchotěsnosti obálky budovy. S ohledem na neverifikování normálního (Gaussova) rozložení dat u všech výběrů faktorů je pro testování hypotéz použito neparametrických nástrojů a metod. V závislosti na typech proměnných je aplikována metoda Spearmanovy pořadové korelace,  Spearmanův test nezávislosti či Kruskal – Wallisův test.

Výběr realizátora, výběr stavebního materiálu, výběr materiálu hlavní vzduchotěsné vrstvy, existence komínového tělesa, ohlazovaná plocha obálky budovy a rok výstavby jsou determinační faktory, u kterých byl prokázán statisticky významný vliv na výslednou celkovou intenzitu výměny vzduchu n50. Zbylé testované faktory lze považovat za staticky nevýznamné s ohledem na konečnou vzduchotěsnost obálky budovy. Ochlazovaná plocha obálky budovy je spojitou kvantitativní proměnnou, pro kterou lze vyjádřit koeficient determinace. Ochlazovaná obálka budovy ovlivňuje výslednou vzduchotěsnost budovy z 6,2 %. Z 93,8 % je vzduchotěsnost obvodového pláště ovlivněna jinými faktory, než je právě ochlazovaná obálka budovy.

Zhodnocení projektu

Splnění cílů projektu

Projekt byl nový, nenavazoval na žádný z projektů SGS předchozích let. Řešitel neavizoval žádný patent, užitný vzor ani funkční vzorek. Výsledky projektu využity pro dokončení disertační práce řešitele. Cílem projektu byla statistická analýza parametrů hodnotících energetickou náročnost budov se zaměřením především na problematiku průvzdušnosti obvodového v závislosti na celkové energetické náročnosti budovy. Dílčím cílem bylo představit využití softwarové podpory a její možnosti při statistickém šetření v oblasti stavební praxe. Stěžejní část projektu byla věnována statistickému testování selektovaných determinačních faktorů vzduchotěsnosti obálky budovy.
Avizované cíle a výstupy projektu byly splněny.

Průběh řešení projektu

Předpokládaný harmonogram projektu byl dodržován. Výsledky analýzy jasně identifikují jako hlavní nejvýznamnější příčinu nedostatečné výsledné vzduchotěsnosti obálky budovy nekvalitní provedení, tj. kvalitu realizace objektu. Z výsledného souhrnu analýzy je patrné, že právě vlivy a příčiny způsobené lidmi a materiálem jsou významné z hlediska kvalitní vzduchotěsné obálky objektu. Nekvalitní provedení, materiál vzduchotěsné vrstvy, chybná koordinace prací, nedostatečná kontrola, stavební materiál a výplňové konstrukce jsou nejvýznamnějšími faktory ovlivňující výslednou neprůvzdušnost objektu až o 50 %. Optimalizace nejvýznamnějších faktorů může přinést významnou redukci hodnot neprůvzdušnosti objektu a tím i zvyšovat energetickou výkonnost současné výstavby.

Využití finančních prostředků projektu

Původní odhadované celkové náklady byly příliš vysoké a byly sníženy na přidělenou výši 60 tis. Kč. Razantně byly sníženy cestovní náhrady a tyto byly v reálu nedočerpány; nedočerpání bylo použito na pokrytí vzniklých materiálových nákladů (externí HD a USB apod.) a na služby (vložné na konference). Změny v čerpání proběhly v souladu s pravidly SGS.

Celkové zhodnocení projektu

Projekt splněn.

WordPress Theme built by Shufflehound.