Vliv solárního záření na teplotu vnitřního vzduchu budovy v letním období

Abstract

Předmětem disertační práce je komplexní analýza vlivu slunečního záření na vnitřní prostředí budov se zaměřením na tepelnou stabilitu a riziko přehřívání v letním období. Sluneční záření představuje významný zdroj tepelných zisků, kdy největší podíl připadá na transparentní konstrukce, především otvorové výplně. Na výsledné tepelné zisky mají zásadní vliv především jejich rozměry, orientace, vlastnosti zasklení a stínicí prvky. Významným faktorem jsou rovněž akumulační schopnosti neprůsvitných konstrukcí a jejich vliv na fázový posun a tlumení teplotních výkyvů. Práce se opírá o teoretickou i experimentální část. Teoretická část shrnuje současný stav problematiky přehřívání budov, tepelný komfort a fyzikální základy šíření solárního záření. Dále jsou analyzovány aktivní a pasivní opatření pro omezení přehřívání, jako jsou stínicí systémy, vhodné zasklení a noční větrání. Experimentální část je založena na měření v objektu učeben v areálu Fakulty stavební VŠB-TUO, kde jsou sledovány především teplotní podmínky a účinky realizovaného nočního větrání. Součástí řešení je rovněž návrh a vyhodnocení několika variantních scénářů ve výpočtovém softwaru, které porovnávají účinnost zvolených opatření na tepelnou stabilitu vnitřního prostředí pomocí metody dynamické simulace, jež dokáže posoudit chování budovy za reálných podmínek.

The subject of this dissertation is a comprehensive analysis of the impact of solar radiation on the indoor environment of buildings, with particular emphasis on thermal stability and the risk of overheating during the summer period. Solar radiation represents a significant source of heat gains, the largest proportion of which occurs through transparent envelope elements, primarily fenestration. The magnitude of these gains is fundamentally influenced by the dimensions, orientation, glazing properties, and shading devices. An additional key factor is the thermal storage capacity of opaque building elements, which determines the phase shift and attenuation of indoor temperature fluctuations. The dissertation is structured into theoretical and experimental parts. The theoretical section reviews the current state of knowledge on building overheating, thermal comfort, and the physical principles governing solar radiation transfer. Furthermore, both active and passive strategies for mitigating overheating are analysed, including shading systems, advanced glazing, and night-time ventilation. The experimental section is based on in-situ monitoring carried out in a lecture-room building located on the campus of the Faculty of Civil Engineering, VŠB–Technical University of Ostrava. The primary focus is on indoor temperature conditions and the effects of implemented night ventilation. The research also comprises the design and evaluation of several alternative scenarios using dynamic simulation tools, enabling a comparative assessment of the effectiveness of selected measures on indoor thermal stability under real operating conditions.