Při návrhu vnitřních prostor, které umožňují uživatelům kontrolovat svůj tepelné prostředí, je důležité vycházet z několika specifických parametrů, které jsou klíčové pro zajištění optimálního komfortu. Prvním faktorem je průměrná rychlost vzduchu (Va), která se mění v závislosti na aktivitě uživatele a jeho schopnosti řídit rychlost vzduchu. Pokud má uživatel možnost regulovat rychlost vzduchu, může se dosáhnout maximální hodnoty 237 fpm (1,2 m/s). Tento limit je stanoven nejen ve standardech, ale i v analytických nástrojích, jako je ASHRAE Thermal Comfort Tool.

Pokud se uživatel nachází v prostředí, kde má kontrolu nad místními podmínkami, je vyžadováno, aby ovládací mechanismus byl dostupný pro každých šest osob nebo pro prostor o maximální velikosti 84 m². Kontrola rychlosti vzduchu by měla být nastavena tak, aby umožnila plynulou regulaci, přičemž každá změna by měla být maximálně 50 fpm (0,25 m/s). V případě, že uživatel vykonává činnosti s metabolickou mírou vyšší než 1,3 met, nejsou pro průměrnou rychlost vzduchu žádná horní omezení.

Pokud však uživatel nemá možnost regulovat rychlost vzduchu, platí pro průměrnou rychlost vzduchu jiné limity. Například při operační teplotě nad 25,5 °C (77,9 °F) by měla být průměrná rychlost vzduchu omezena na 160 fpm (0,8 m/s), zatímco při teplotách pod 22,5 °C (72,5 °F) je tento limit snížen na 30 fpm (0,15 m/s). Pokud teplota leží mezi těmito hodnotami, průměrná rychlost vzduchu se může pohybovat podle specifického vzorce, jak je uvedeno v normě.

Tato pravidla mají své výjimky. Například pro víceosobové prostory, jako jsou třídy nebo konferenční místnosti, by měl být pro každou z těchto místností dostupný alespoň jeden ovladač, a to bez ohledu na velikost prostoru. Pokud je prostor rozdělen na menší sekce pomocí pohyblivých stěn, musí být pro každou část opět zajištěn ovladač. Tato kontrola musí umožnit nastavení rychlosti vzduchu minimálně na úroveň klidného vzduchu (40 fpm nebo 0,2 m/s) a opět umožnit plynulou regulaci.

Metoda adaptivního komfortu, jak je popsána v normě Standard 55, je zaměřena na prostory, kde mají uživatelé kontrolu nad svým tepelným prostředím. Tato metoda byla vytvořena na základě rozsáhlých výzkumů, které analyzovaly více než 21 000 datových sad z různých klimatických zón na čtyřech kontinentech. Statistická analýza těchto dat vedla k vytvoření kritérií pro optimální operační teploty v závislosti na venkovních podmínkách. Důležité je, že pro účely splnění této metody je používán pouze limit 80% akceptovatelnosti, zatímco 90% limit je určen pouze pro ilustrativní účely.

Je nutné vzít v úvahu, že metoda adaptivního komfortu nepoužívá specifické limity pro vlhkost nebo rychlost vzduchu. Namísto toho vychází z analýzy vztahu mezi vnitřními a venkovními teplotami, přičemž se berou v úvahu i přizpůsobení oblečení a rychlosti vzduchu. Pokud jsou v prostoru vyšší hodnoty rychlosti vzduchu (nad 59 fpm nebo 0,3 m/s), zvyšuje se maximální přijatelná operační teplota. To znamená, že zvýšení rychlosti vzduchu na 118 fpm (0,6 m/s) může zvýšit horní limit operační teploty o 1,2 °C (2,2 °F). Tento přístup je důležitý pro designování prostor v teplejších klimatických podmínkách, kde mohou přizpůsobení rychlosti vzduchu a teploty výrazně zlepšit komfort uživatelů.

Všechny výše uvedené parametry se vztahují k takzvané průměrné venkovní teplotě, což je aritmetický průměr denních teplot venkovního vzduchu za určité období. Tento ukazatel reflektuje adaptaci lidí na klimatické podmínky, které mohou být rozdílné v závislosti na lokalitě. V souvislosti s dynamickými simulacemi je doporučeno používat průměrnou venkovní teplotu ve formátu TMY (Typical Meteorological Year), což umožňuje přesněji modelovat chování uživatelů v různých klimatických podmínkách.

Pokud jde o aplikaci této metodologie v praxi, je nutné si uvědomit, že by měla být použitelná pouze v oblastech, kde venkovní teplota nepřesahuje 33,5 °C (92,3 °F) a neklesá pod 10 °C (50 °F). V opačném případě je použití této metody nevhodné a je nutné hledat jiné způsoby optimalizace vnitřních podmínek.

Jaké jsou klíčové technologie pro chytré budovy a jak fungují jejich senzory a aktuátory?

V posledních letech se technologie pro chytré budovy vyvinuly na úroveň, která umožňuje nejen efektivní řízení energetických systémů, ale i značnou automatizaci a optimalizaci provozu. Pro dosažení skutečně chytré budovy je klíčová integrace inteligentních senzorů a aktuátorů, které jsou schopny shromažďovat data, komunikovat mezi sebou a provádět automatické úpravy na základě těchto informací. Takový systém umožňuje vytvoření dynamického prostředí, které reaguje na aktuální potřeby a podmínky v budově.

Technologie jako Z-Wave®, WirelessHART® a Wi-Fi jsou běžně používané v senzorových systémech, které jsou navrženy pro nízkoenergetické aplikace s nízkou datovou propustností. Na rozdíl od tradičních analogových senzorů, které přenášejí data prostřednictvím analogových signálů, moderní senzory s digitálními technologiemi dokážou poskytovat strukturované údaje, které jsou mnohem snadněji zpracovatelné a analyzovatelné. Tato data jsou encapsulována v tzv. datových objektech, což jsou jednotné formáty, které obsahují nejen základní informace o senzorech, ale i pokyny pro diagnostiku a údržbu zařízení.

Tradiční senzory nemají výpočetní kapacity k zpracování složitějších příkazů, které mohou pocházet z řídicích systémů, ale senzory s inteligencí datových objektů již umožňují provádění těchto operací automaticky. Příkladem takového standardu je BACnet (ASHRAE Standard 135), který podporuje datové objekty a umožňuje obousměrnou komunikaci, kde nejen čtou data ze senzorů, ale mohou i posílat příkazy těmto zařízením.

Významným krokem vpřed je také připojení senzorů k internetu prostřednictvím různých API, což umožňuje integraci s webovými aplikacemi. Tento přístup je základem pro koncept "Internetu věcí" (IoT), který spojuje zařízení s cloudovými službami a umožňuje dalekosáhlé analýzy a monitorování dat v reálném čase. Například osobní meteorologická stanice může měřit a odesílat údaje o kvalitě ovzduší do cloudu, odkud mohou být sdíleny s uživateli po celém světě. Využití webových služeb a XML standardů, jako je SensorML nebo TransducerML, umožňuje lepší správu a komunikaci s těmito senzory.

Další klíčovou součástí chytrých budov jsou aktuátory, které řídí mechanické procesy v budově, jako je regulace průtoku vzduchu, vody, tepla nebo elektrických zařízení. Chytré aktuátory jsou technologiemi, které mohou samostatně opravit chyby ve svém fungování a případně se samy napájet z okolní energie, například z vibrací nebo tepelné energie. I když komerčně dostupné chytré aktuátory stále nejsou běžně k dispozici, výzkum v této oblasti pokračuje. Zajímavým směrem je vývoj aktuátorů, které dokážou automaticky detekovat a opravit problémy způsobené například nesprávným nastavením nebo mechanickými vadami.

Pro integraci senzorů a aktuátorů v rámci celkové sítě budovy je klíčová spolehlivá komunikace, která umožňuje efektivní výměnu dat. Tradiční kabelové propojení se u většiny chytrých budov stává neefektivním, zejména pokud jde o starší objekty, kde je obtížné instalovat nové kabeláže. Proto se stále častěji využívají bezdrátové technologie, které umožňují flexibilní integraci zařízení. Příkladem je protokol IEEE Standard 802.15.4, který je základem pro technologie jako ZigBee, které jsou určeny pro nízkoenergetické aplikace a mají schopnost přenášet data na dlouhé vzdálenosti s minimální spotřebou energie.

Důležitým faktorem v tomto procesu je energetická účinnost. Vzhledem k tomu, že senzory a aktuátory často fungují na baterie, je kladeno velké důraz na optimalizaci spotřeby energie. Mnohé zařízení jsou navržena tak, aby se po určité době nečinnosti přepnula do režimu spánku, čímž se minimalizuje jejich spotřeba energie, dokud není nutné je opět aktivovat.

Chytré budovy tedy nejsou pouze souborem zařízení, která komunikují mezi sebou. Jsou to komplexní systémy, které propojují různé technologické vrstvy – od základních senzorů až po vysoce pokročilé systémy pro správu dat a jejich analýzu. Důležité je pochopit, že i když technologie a zařízení v chytrých budovách představují pokročilé funkce, jejich úspěch závisí na správné integraci a komunikaci mezi jednotlivými částmi systému.

Jaké jsou hlavní mechanismy a mediátory zánětu v organismu?
Jak je strukturován a hodnocen zkušební test z chemické kinetiky?
Jak vznikají a jaké mají vlastnosti polyoxo-titanové a zirkonové klustry?