Algoritmy ovládání pohyblivého systému venkovního stínění kancelářských budov

Abstract

Stále častěji se dnes v mírném podnebném pásu můžeme při vyšších venkovních teplotách setkat s nadměrně vysokými teplotami v interiéru, které mají negativní vliv na komfort a pracovní výkon uživatelů kancelářských budov obzvláště u těch bohatě prosklených. Cílem této práce je na modelovém příkladu ukázat, jaký mají současně užívané způsoby ovládání pohyblivého systému stínění dopad na komfort uživatelů a na potřeby energie potřebné k udržení optimálních podmínek vnitřního prostředí. Na výpočetním modelu kanceláře v modelové budově jsou simulovány dopady způsobů ovládání pohyblivého systému stínění, které jsou vyhodnoceny na základě časově proměnné účinnosti stínicího systému a vlivu na úroveň denního osvětlení. Při simulaci se sledují především průběhy teplot vnitřního vzduchu, potřeba tepla na vytápění a počet hodin, kdy teplota vnitřního vzduchu přesahuje určité prahové hodnoty, na které se navrhují systémy chlazení. Každý způsob ovládání má příznivé dopady v jiném období. Například v přechodných obdobích na jaře a na podzim je příznivější ovládání podle vnitřní teploty kvůli redukci potřeby tepla na vytápění. Ale toto ovládání v letním období způsobuje úplné zastínění. Úplné odstínění solárních tepelných zisků pomáhá tepelné pohodě uživatelů, ale nelze sledovat pouze tepelnou pohodu, je nutné se ohlédnout i na další složky vnitřního prostředí, především světelnou pohodu. Pro zajištění optimálních podmínek vnitřního prostředí je tedy nutné ovládat stínicí systém podle více informací, které je potřeba vhodně zkombinovat. Stínicí systém by měl fungovat jen část roku, kdy teplota vnitřního vzduchu překračuje určitou hodnotu, a měl by reagovat na solární ozáření, které by měl maximálně odstínit. Takže by měl v letním období stínit pořád, ale méně při zatažené obloze a v částech dne, kdy je solární ozáření nižší.

It is very frequent nowadays to encounter extremely high temperature in the interior. This happens even in our mild climate zone when the temperature outside gets high. High temperature in the interior has a negative effect on the comfort and performance of users in office buildings, esepecially in case of high glass walls. The goal of this work is to show a model example and illustrate how current moving shading system affects comfort of users and how it influences need of energy for maintaining optimal conditions of the interior. A model office in a model building was used for calculations and simulations of different control strategies of moving shading system. Assessment was performed according to time variable of efficiency of shading system as well as the influence on the level of daylighting. In the simulation we observe mainly the courses of temperature of inner air, need of heat for heating and the amount of hours when temperature of inner air exceeds certain threshold value. It is also important to consider design of cooling systems in case of high temperature outside. Every control strategie has positive effects in different season of the year. For instance in transitional period of spring and autumn it is better to control shading according to interior temperature because need for heating is reduced. But this control in summer causes total shade. Total shade of solar heat profit helps thermal comfort of users but we should not observe thermal comfort only. It is necessary to consider other aspects of interior, especially light comfort. To secure optimal conditions of interior it is essential to control shading system based on more information which must be combined properly. The shading system should be in operation just for a part of the year, when the temperature of interior exceeds certain level and the system should respond to solar radiation which should be shaded in the maximum level. Therefore, the system should make shade in summer all the time but when it is cloudy and solar radiation is lower, shading can be lower.