Prozkoumejte Digitální knihovnu ČVUT

Přístup k vědeckým publikacím, závěrečným pracím a akademickým materiálům

Fakulta stavební Fakulta strojní Fakulta elektrotechnická Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská Fakulta architektury Fakulta dopravní Fakulta biomedicínského inženýrství Fakulta informačních technologií Kloknerův ústav Masarykův ústav vyšších studií Ústřední knihovna ČVUT Acta Polytechnica Acta Polytechnica CTU Proceedings Publikační činnost ČVUT

Nedávné příspěvky

Model výměníku vzduchotechnické jednotky s termoelektrickými články pro využití v dynamické simulaci budov
A model of an air handling unit heat exchanger with thermoelectric cells for use in dynamic building simulation
(České vysoké učení technické v Praze) Vitouš, Jan; Adamovský, Daniel; Petráš, Dušan; Rubinová, Olga
Práce se zabývá vývojem modelu aktivního výměníku s termoelektrickými moduly, v bytové větrací jednotce, pro dynamickou simulaci budov. Úvodní část se věnuje teorii termoelektrických jevů. Jsou zde shrnuty základní principy fungování termoelektrických jevů, včetně jejich fyzikálního popisu z dostupné literatury. Popsány jsou vyvinuté termoelektrické články a jejich aplikace v technických zařízení budov. Na závěr teoretické části jsou uvedeny stávající řešené modely výměníků s termoelektrickými články. Odborná část práce se zabývá vývojem modelu výměníku s termoelektrickými články pro dynamickou simulaci budov, využitého v aplikaci bytové větrací jednotky. V rámci odborné práce jsou sestaveny dva modely, přičemž první model vznikl společně s vývojem v rámci projektu TK01020180 - Inovativní větrací jednotka s termoelektrickými moduly pro řízení teploty vzduchu. Vzniklý model umožňuje simulaci vyvinuté větrací jednotky v dynamické simulaci budovy. Pro zjištění přínosů větrací jednotky vznikla případová studie rodinného domu v dynamické simulaci budovy, která porovnává větrací jednotky bez zpětného získávání tepla, s klasickým zpětným získáváním tepla a inovativní jednotku se zpětným získáváním tepla a výměníkem s termoelektrickými moduly. Vzhledem k inovativnímu řešení větracích jednotek bylo zapotřebí vyvinout řídící algoritmus, který by zajišťoval regulaci aktivního výměníku, společně se systémem klapek, pro dosažení vyšší energetické efektivity větrací jednotky a zajištění kvalitního vnitřního prostředí. Na základě vytvořeného modelu bylo možné prověřit jednotlivé stavy z řídícího algoritmu a vyhodnotit jejich přínos. V rámci vývoje dalších řešení inovativních jednotek vznikl požadavek na univerzálnost modelu výměníku. V odborné práci tak vznikl druhý model výměníku s TEM, který umožňuje parametrizovat žebrový výměník a termoelektrické články na základě zadaných parametrů. Vzniklý model následně umožní v řídícím algoritmu větracích jednotek provádět prověření možných stavů a optimalizovat nastavení.
Využití mikrobiálně indukované precipitace kalcitu pro opětovné využití jemně drceného betonu
Use of microbially induced calcite precipitation for the recycling of finely crushed concrete
(České vysoké učení technické v Praze) Holeček, Petr; Nežerka, Václav; Alexander, Kromka; Tesárek, Pavel
Zavádění principů cirkulární ekonomiky do betonářského průmyslu je zásadní pro jeho udržitelnost, přesto jemné frakce betonového recyklátu (WCF). Přes veškerou snahu zužitkovat co největší část složek betonového recyklátu, inertní demoliční zbytky stále představují značnou environmentální zátěž. Tato práce zkoumá novou strategii recyklace využívající mikrobiálně indukovanou biomineralizaci ke zpevnění těchto jemnozrnných odpadů na materiály využitelné ve stavebnictví. Počáteční výzkum potvrdil technickou proveditelnost tohoto přístupu s využitím ureolytické bakterie Sporosarcina pasteurii. Ošetření konsolidovaného materiálu touto bakterií vedlo k 11 % nárůstu obsahu CaCO3 15% snížení pórovitosti a zvýšení mechanické tuhosti konglomerátů WCF na 20 % tuhosti autoklávovaného pórobetonu. I když byly výsledky slibné, mikromechanické modelování odhalilo, že vysoká vnitřní pórovitost materiálu byla primárním faktorem omezujícím mechanické vlastnosti. Navíc vznik amoniaku jako vedlejšího produktu ureolýzy vyvolal obavy o životní prostředí, což si vyžádalo hledání udržitelnější alternativy. Tyto faktory vedly k revizi technologie výroby a použitých bakteriálních kmenů. Následný výzkum byl zaměřen na environmentálně šetrnou cestu karbonické anhydrázy s využitím fakultativních anaerobů Sutcliffiella cohnii (dříve nazýván Bacillus pseudofirmus) a Alkalihalophilus pseudofirmus (dříve Bacillus cohnii). Tento posun vedl k významnému objevu: v přítomnosti sádry tyto bakterie spíše než primární srážení kalcitu usnadňují tvorbu zpevňujících fází hlinitano-železito-trisulfátu (AFt), jako jsou ettringit a thaumasit. Tento výzkum byl dále rozšířen o demonstraci nového způsobu biocementace využívající odpadní sádru jako promotéru ke stabilizaci inertních, na křemík bohatých heterogenních materiálů. Multimodální analýza odhalila dva odlišné mechanismy zpevnění: zatímco reaktivní WCF vykazovaly vnitřní pevnost (až 1,92 MPa) díky vyššímu obsahu portlanditu, inertní materiály vyžadovaly ke zpevnění synergické působení bakterií a sádry. Tento proces podpořený přítomností odpadního sádrovce, optimalizovaný při 30 °C s jednorázovým přídavkem bakterií, vedl ke zpevnění vzorků na technicky relevantní tlakovou pevnost až 0,7 MPa. Škálovatelnost navržené technologie byla ověřena úspěšnou výrobou soudržných prototypů zdících bloků. Tato práce tak prezentuje šetrnou metodu pro zhodnocení různých jemnozrnných demoličních odpadů a poskytuje základní pochopení biocementace jako komplexní souhry mezi specifickým mikrobiálním metabolismem a chemickým složením těchto odpadů.
Optimalizace použití asfaltového betonu v pražcovém podloží vysokorychlostních železničních tratí v ČR
Optimalization of the use of asphalt concrete for the substructure of high-speed railway lines in the Czech Republic
(České vysoké učení technické v Praze) Pospíšil, Jiří; Horníček, Leoš; Plášek, Otto; Břešťovský, Petr
V České republice aktuálně probíhá příprava výstavby sítě vysokorychlostních železničních tratí, pro které se dle francouzského standardu předpokládá jednotná skladba konstrukčních vrstev z asfaltového betonu a štěrkodrti předepsaných tlouštěk. Současně se však v České republice objevuje problém s nedostatkem zásob kvalitního kameniva pro dopravní stavby. V disertační práci je prezentován návrh a posouzení alternativní skladby se stabilizační geomříží a nižšími tloušťkami vrstev, která má příznivý dopad na ekonomické náklady i životní prostředí. V rešeršní části jsou shrnuty obecné poznatky o asfaltových směsích a geomřížích i praktické zkušenosti s jejich využitím v železničním stavitelství. Praktická část zahrnuje posouzení variantní skladby konstrukčních vrstev z asfaltového betonu a štěrkodrti doplněných o stabilizační geomříž v laboratoři a ve zkušebním úseku. Z výsledků provedených měření plynou pozitivní závěry o dosažené deformační odolnosti i vlivu stabilizační geomříže na vývoj chování konstrukce pražcového podloží v čase. Efektivita návrhu je prokázána díky posouzení životního cyklu konstrukčních vrstev metodami Life Cycle Costing a Life Cycle Assessment. Na základě získaných poznatků je v závěru disertační práce doporučena alternativní skladba konstrukčních vrstev pro praktické využití u vysokorychlostních železničních tratí v České republice a jsou uvedena témata pro navazující výzkum.
The Impact of the Bill of Quantity Export Process from BIM on the Accuracy of the LCA Results
(MDPI AG, 2025) Obrecht T.P.; Plazza D.; Veselka J.
The construction industry is responsible for a significant amount of greenhouse gas emissions. Therefore, buildings have the potential to play a central role in climate change mitigation. It is also known that building projects are unique and complex, which is why a high degree of process automation is necessary. Two key methods can be employed to calculate the environmental impacts of a construction process: Building Information Modeling (BIM) and Life Cycle Assessment (LCA). Currently, both methods are being considered as a part of advanced building projects. Database (BIM) models can be used as a precise inventory of materials and as an input for LCA. This study aims to (1) review the current status of published BIM-LCA workflows, (2) use a common case study among participants from various countries to compare the individual workflows and the calculated results, (3) identify potential sources of errors in all workflows on the common case study, and (4) provide recommendations and suggestions for developing BIM-LCA models based on the example of the common case study. The outcomes show that the main sources of differences emerge from not including all materials or from the inconsistencies in the exported material lists of the bill of quantities. The reasons for the missing materials stem primarily from the inadequate decomposition of composite materials, oversight of certain materials, and exclusion of thin materials such as foils. Inconsistencies arise from the incorrect handling of composite materials, the grouping of similar materials, and rounding inaccuracies. These issues highlight that errors occur early in the life cycle inventory phase, which forms the foundation of subsequent LCA phases, thereby impacting the final results and potentially leading to inaccurate assessments of environmental impacts. Ensuring accuracy at this stage is therefore critical for supporting reliable sustainability assessments. Consequently, recommendations are proposed to mitigate errors across various stages of the process to enhance the accuracy of LCA outcomes.
Dynamically isotropic 3-DoF active absorber mechanism with dissipation nonlinearities compensation and delayed feedback
(Elsevier, 2026) Kraus K.; Michiels, W.; Vyhlídal T.; Šika Z.
For the purpose of vibration absorption of light robotic structures, an active 3-DoF planar vibration absorber is proposed, analyzed and experimentally validated. To achieve a complete suppression of the vibration mode of a primary structure in more directions, a multibody system of the attached absorber must be dynamically isotropic, i.e. all its eigenfrequencies need be unified. Designing a physical 3-DoF vibration absorber with such properties is then determined by several kinematic and dynamic constraints. Besides, its complexity leads to the presence of kinematic joints with nonlinear passive resistance, which has a deteriorating effect on the active absorber performance. To compensate these nonlinearities and achieving dynamic isotropy, a symmetric planar active vibration absorber is designed and optimized with three supporting legs actuated by voice-coils. The two-level active control of each of the legs compensates the nonlinearities, mainly the Coulomb friction, and, subsequently, adjusts their properties by a Delayed Resonator feedback to gain the dynamically isotropic feature of the absorber. The actively enhanced absorber is structurally optimized, mechanically designed and assembled. Attention is paid to the mechatronic design of the legs including their seating to fine bearings. Finally, unique results of experimental validation are presented demonstrating an efficient multidirectional vibration absorption by the proposed and built dynamically isotropic vibration absorber demonstrator.