Nové metody pro automatické měření osvětlenosti a ozvučení prostoru

Abstract

Lidé tráví velkou část dne uvnitř budov, ať už se jedná o jejich domovy, pracoviště, školy, výrobní haly, nebo jiné budovy. Z tohoto důvodu je kladen důraz na zajištění komfortního a zdravého prostředí, které je ověřováno za pomoci auditů. Audity, které ověřují, zda jsou podmínky splněny dle platných norem se provádí pro novostavby nebo po rekonstrukcích. Audity se provádějí například pro vyhodnocení osvětlenosti či akustického hluku v interiéru. Audity těchto veličin jsou v interiéru v současnosti založeny na využití lidské obsluhy. Celý proces měření je rozdělen do několika částí a každá část vyžaduje lidskou obsluhu. Časově nejnáročnější je vytyčení kontrolních bodů po místnosti a dále samotné měření pomocí měřicího zařízení a zaznamenávání naměřených údajů. Cílem této práce je navrhnout nové metody automatického měření osvětlenosti a~akustického hluku v interiéru tak, aby výpočet kontrolních bodů i následného měření a záznam hodnot probíhal automaticky bez nutnosti zapojení výškolené osoby. Pro měření se proto použijí robotické jednotky, které obsahují měřicí zařízení a mají implementované nově navržené metody měření. Jelikož automatizace pomocí robotických jednotek umožňuje paralelní měření ve více místnostech zároveň, dochází k snížení celkové časové náročnosti a snížení nároků na lidské zdroje. Těžištěm práce je navržené řešení pro automatické měření osvětlenosti a akustického hluku v interiéru. Navrhované řešení pro měření osvětlenosti nevychází ze zavedeného postupu, ale z automaticky vytvořeného virtuálního modelu měřeného svítidla a simulací vyzařování světla z něj, jenž je v souladu s normou. Automatizované měření osvětlenosti je ověřeno sérii experimentů, které jsou rozděleny na simulační a reálné. Další část této práce je zaměřena na návrh nové metody pro automatické měření akustického hluku, která využívá zavedené postupy vycházející z norem. Metoda je rozdělena na dvě části, kdy každá část se zaměřuje na jiný typ zdroje akustického hluku. Součástí navrhovaného řešení je i implementace obou částí a následné experimenty zaměřené na jeho ověření funkcionality. Experimenty jsou opět rozděleny na simulované a~reálné, které používají robotickou jednotku vybavenou měřicím zařízením.

People spend most of day indoors, in their homes, workplaces, schools, production halls, or other buildings. For this reason, emphasis is put on providing a comfortable and healthy environment, which is verified by audits. Audits to verify that the living or working conditions meet the applicable standards are carried out for newly constructed buildings or after renovations of the buildings. Audits are performed, for example, to evaluate illuminance or acoustic noise in the building interior. Audits of these quantities in the interior are currently done by human operators. The entire measurement process is divided into several parts, where each part requires human operators. The most time-consuming part is the demarcation of control points around a~room, followed by the actual measurement using a measurement device and recording the measured data. The aim of this work is to develop novel methods for an automatic measurement of the illuminance and acoustic noise in the interior of buildings so that the calculation of the control points, subsequent measurements and recording of values is done automatically without the need for the trained operator. Therefore, robotic units are equipped with measurement devices and have implemented the novel proposed measurement methods to carry out the measurements. Because automation using robotic units allows parallel measurements in multiple rooms at the same time, overall time and human resources requirements are reduced. The main focus of this thesis is the proposed solution for the automatic measurement of illuminance and acoustic noise in the interior of the buildings. The proposed solution for the illuminance measurement is not based on the established procedure but on an~automatically created virtual model of a measured luminaire and simulations of the light emitted from it, which is shown to be in line with the defined standards. The validity of the proposed automated illuminance measurement is verified by a series of experiments, which are divided into simulations and real experiments. The next part of this thesis focuses on design of a novel method for the automatic measurement of acoustic noise using established procedures based on standards. The method is divided into two parts, each part focusing on a different type of acoustic noise source. The proposed solution includes an implementation of both parts and subsequent experiments aimed at its verification. The experiments are again divided into simulations and real experiments, which use a robotic unit equipped with a measurement device. The result of the thesis is a functional verified solution for automatic measurement of illuminance and acoustic noise in the indoor environment. At the same time, the differences between the established measurement procedure and the proposed solution are described. The thesis contains a proposal for further research and future extension of the proposed solution.