Tepelně vlhkostní chování vertikální zahrady

Abstract

Diplomová práce se zabývá měřenými daty na experimentálních fasádách zkonstruovaných na UCEEB ČVUT, se zvláštním důrazem na testovací pole osazená vertikální zahradou. Současný trend snižování dopadu globální klimatické krize nutí stavební průmysl aplikovat na obálky novostaveb obdobné zelené konstrukce a tato práce přináší díky kvantifikaci naměřených hodnot a vytvořeným prediktivním modelům kromě nových poznatků i možnost optimalizovat budoucí realizace a provoz vertikálních zahrad. První část práce se zabývá vodní bilancí vertikální zahrady. Nejprve byla prostudována data, ze kterých byly extrahovány reálné hodnoty nutné závlahy. Následně byl vytvořen prediktivní model založený na násobné lineární regresi, který s průměrnou chybou 0,5 l/m2 za den predikoval v letních měsících závlahu pouze z předpovědi počasí. Jako vedlejší produkt byl taktéž vytvořen upravený Bristow-Campbell model, který z rozdílu denní minimální a maximální teploty venkovního vzduchu předpovídá denní dávku ozáření libovolně natočené fasády. Druhá část práce se zaměřila na porovnání jednotlivých variant halových fasád, přičemž hlavním zjištěním je, že při dobře navržené vnitřní halové stěně jsou benefity vertikální zahrady i provětrávané dutiny pro vnitřní prostředí minimální. Závěrečná část práce se zaměřila na možné zjednodušení už existujících fyzikálních komplexních simulačních modelů vertikálních zelených zahrad pomocí statistického modelu teploty vzduchu ve větrané dutině. Výsledné jednoduché regresní modely dokázaly s určitými omezeními předpovědět hodinové hodnoty teploty ve větraných dutinách s koeficientem determinace, který neklesl v průběhu 8 měřených měsíců pod 90 %.

The diploma thesis aims to examine collected data from experimental façades tested at UCEEB CTU, focusing mainly on testing fields with living walls. The need to deal with global climatic crisis urges building industry to apply green solutions on building envelopes. This thesis introduces new information and possibilities to optimise future realisations and operations of living walls, with quantification of measured values and newly developed predictive models. First part of the thesis focuses on water balance of the living walls. Firstly, data from measurements were collected and evaluated, with outcome of calculated hourly quantity of evapotranspirated water. A predictive model of irrigation was developed, with average error of 0,5 l/m2 per day in summer days, based on the common weather forecast. As a side product, variation of Bristow-Campbell model of solar radiation estimation was developed. The model is capable of predicting daily solar irradiation of arbitrarily turned plane based on the difference between daily maximal and minimal temperatures. The second part of this thesis aims to compare and evaluate differences between measured experimental industrial façades. Key finding of this part is, that, with well-designed inner wall, the behaviour of each exterior façade solution has marginal effect on interior environment. The objective of last part of this thesis was to analyse the possibility of developing simpler statistical model, that could substitute existing complex physical simulation models of living wall. The resulting model, based on multiple linear regression predicted, however with certain limitations, required hourly values of temperatures in a ventilated air gap of the façades, with a coefficient of determination not decreasing below 90% during 8 months of measuring.