Construction technology project of the construction of an apartment building in Prague

Předmětem této diplomové práce je zpracování stavebně technologického projektu výstavby bytového domu v Praze-Vysočanech. Vypracována je technická zpráva, řešení dopravních tras pro přepravu stavebního materiálu a strojů, objektový časový a finanční plán stavby, technologická studie jednotlivých etap výstavby, technologický předpis a kontrolní a zkušební plán pro monolitickou konstrukci hrubé vrchní stavby a plán bezpečnosti a ochrany zdraví při práci na staveništi. Dále je vypracován také projekt zařízení staveniště, včetně výkresové dokumentace, časový harmonogram hrubé stavby, položkový rozpočet včetně výkazů výměr, návrh hlavních stavebních strojů a mechanismů, hluková studie a certifikace LEED.The subject of this master's thesis is the development of a construction and technological project for the construction of a residential building in PragueVysočany. The work includes a technical report, traffic route management for the transportation of construction materials and machinery, an object-specific timeline and financial plan for the construction, a technological study of individual construction phases, a technological procedure, and a control and testing plan for the monolithic construction of the rough superstructure, and a health and safety plan for work at the construction site. Furthermore, a project of the construction site setup is also developed, including technical drawings documentation, a timeline for the rough construction, an itemised budget including statements of quantities, a proposal for the main construction machinery and mechanisms, a noise study, and LEED certification.

Insights into hydrological and ice mass change studies from the perspective of GNSS displacements

V této studii využíváme denní reziduální posuny stanic GNSS za období 19 let, které byly určeny Center for Orbit Determination in Europe v rámci třetí International GNSS Service reprocessingové kampaně. Tato řešení jsou součástí přípravy na realizaci Mezinárodního terestrického referenčního rámce ITRF2020. Ukazují, že relativní posuny globálně rozmístěných základních stanic mohou být využity pro rekonstrukci časových řad časově proměnných nízkostupňových koeficientů gravitačního pole Země. Kromě toho pomocí GNSS odvozené nízkostupňové sférické harmonické koeficienty založené na použití inverzních metod nabízejí nezávislý zdroj informací pro popis environmentálních změn hmotností v systému Země. Studujeme dopad začlenění koeficientů odvozených z GNSS na produkty oficiálního gravitačního pole, poskytované misí Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) a jejím pokračováním (GRACE Follow-On) na změny v ledových příkrovech Antarktidy a Grónska. Tyto poznatky zdůrazňují výhody integrace GNSS-GRACE jako zásadního prvku při vylepšování gravitačních modelů a zlepšení reprezentace změn hmot. Navíc jsme převedli kompletní řešení gravitačního pole odvozené z GNSS na ekvivalentní výšky vody, což umožňuje sledovat časové změny hmotnosti v rámci zemského systému. Tento přístup umožnil pozorování ročních výkyvů v regionálních zásobách suchozemské vody v povodí řek Amazonky a Brahmaputry. Studie tak podtrhuje důležitost pokračujícího monitorování globálních změn v systému Země založené na využití GNSS.In this study, we use 19 years of daily residual displacements of GNSS stations, as determined by the Center for Orbit Determination in Europe in the framework of the 3rd International GNSS Service’s reprocessing campaign. These solutions are part of the preparation for the International Terrestrial Reference Frame ITRF2020 realization. show that the relative displacements of the globally distributed ground stations can be employed for the recovery of the time series of low-degree Earth’s time-variable gravity field coefficients. Furthermore, GNSS-based low-degree spherical harmonic coefficients derived using inverse methods offer an independent source of information for describing environmental mass changes in the Earth system. We study the impact of incorporating GNSS-derived coefficients into the official gravity field products provided by the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) mission and its subsequent continuation (GRACE Follow-On) on changes in the ice sheets of Antarctica and Greenland. The findings highlight the benefits of the GNSS-GRACE integration as a crucial element in enhancing gravity models and improving the representation of mass changes. Additionally, we converted the full GNSS-derived gravity field solutions into equivalent water heights, enabling the tracking of temporal mass variations within the Earth system. This approach enabled the observation of annual fluctuations in regional terrestrial water storage in the Amazon and Brahmaputra river basins. The study underscores thus the importance of continued GNSS-based monitoring of the global changes within the Earth system

Environmentally advanced kindergarten

Cílem této diplomové práce je zpracování návrhu novostavby mateřské školy pro 40 dětí v obci Přívrat v okrese Ústí nad Orlicí. Práce byla rozdělena do tří částí. První část práce se zabývá architektonicko-stavebním řešením budovy. Navrhovaný objekt je dvoupodlažní s plochou střechou. Konstrukční systém je zděný, s vodorovnými nosnými konstrukcemi z železobetonových předpjatých stropních panelů a s plochou střechou. V této části bylo dále zpracováno požárně bezpečnostní řešení, průkaz energetické náročnosti budovy a technická zpráva stavební fyziky. Druhá část práce se zaměřuje na techniku prostředí staveb konkrétně na návrh nuceného větrání, zdroje tepla a chladu, fotovoltaické elektrárny, nakládání s dešťovými vodami a umělého osvětlení. Hlavním zdrojem tepla a chladu jsou tepelná čerpadla typu vzduch/voda. Nucené větrání je navrženo jako rovnotlaké, se dvěma vzduchotechnickými jednotkami pro dvě provozní zóny. Dešťová voda zachycená z plochých střech bude sbírána v akumulační nádrži na dešťovou vodu a používána na závlahu zeleně. Třetí část mé diplomové práce je zaměřena na využití termografie ve stavebnictví. K analýze vybraných stavebních detailů z interiéru i exteriéru byla použita termokamera. Termografická kamera byla použita pro hodnocení vybraných objektů mateřských a základních škol. Tepelné snímky byly pořízeny termokamerou Fluke Ti45 a data byla analyzována v softwaru Smartview 2.1 za účelem identifikace potenciálních tepelných mostů uvnitř konstrukcí. Informace získané z tohoto měření byly implementovány do návrhu budovy v podobě správného návrhu detailů izolace kolem oken, dveří a dalších kritických míst. Diplomová práce byla zpracována převážně v softwarech AutoCAD 2024, DEKSOFT, Smartview 2.1, MS Office a FIRE-NX.The aim of this thesis is to design a new kindergarten building for 40 children in the Přívrat, which is the small village in Ústí nad Orlicí District. The thesis is divided into three parts. The first part deals with the architectural and structural design of a detached two-story building with a flat roof. The construction system is masonry with horizontal load-bearing structures made of prestressed hollow core slab. This part furthermore includes fire protection, an energy performance certificate for the building, and a technical report of building physics. The second part focuses on building services, specifically the design of mechanical ventilation, heating and cooling systems, a photovoltaic power plant, rainwater management, and artificial lighting. The main source of heating and cooling is air-to-water heat pumps. Mechanical ventilation is designed as balanced, with two air handling units. Rainwater collected from flat roofs will be stored in a rainwater tank and used for irrigation purposes. The third part focuses on the use of thermal imaging in building constructions. A thermal camera was used to analyze selected building details from the interior and exterior. The thermal imaging was used to evaluate selected building of kindergartens and elementary schools. Thermal images were captured using a Fluke Ti45 thermal camera, and the data was analyzed with Smartview 2.1 software to identify potential thermal bridges within the structures. The information obtained from this measurement was implemented into the building design, for example the correct design of details of insulation around windows, doors and other critical areas. The thesis was mainly prepared by using software such as AutoCAD 2024, DEKSOFT, Smartview 2.1, MS Office and FIRE-NX.

AC Drives Control based on NMPC Algorithms

Tato dizertační práce se zabývá využitím nelineárního prediktivního řízení pro řízení motoru s permanentními magnety. V teoretické části práce je představena teorie prediktivního řízení, optimalizace a paralelních výpočtů. Znalosti nabyté v teoretické části jsou aplikovány v části praktické, která prezentuje navržené algoritmy prediktivního řízení. Tyto algoritmy jsou rozděleny do dvou kategorií – s konečnou a se spojitou řídicí množinou. Algoritmy byly navrženy s ohledem na paralelizaci výpočtů, což umožnilo dosáhnout výpočetních časů potřebných pro řízení motoru v reálném čase. V praktické části jsou algoritmy nejprve testovány v simulačním prostředí. Zde jsou také diskutovány možné komplikace, jako například změny parametrů motoru v čase, a jejich potenciální řešení. Závěrečná část práce je věnována laboratornímu ověření jednoho z navržených algoritmů a jeho porovnání s klasickou kaskádní řídicí strukturou. Výsledky tohoto srovnání ukazují výhody nelineárního prediktivního řízení oproti tradičním lineárním přístupům.This doctoral thesis deals with the application of nonlinear model predictive control in permanent magnet synchronous motor control. The theoretical part of the thesis presents the predictive control, optimization, and parallel computing theory. The knowledge from the theoretical part is used in the practical part, which presents algorithms falling into two categories -- finite control and continuous control sets. The proposed algorithms use parallel computations to achieve the times required for real-time motor control. First, the algorithms are verified in a simulation environment, where solutions to some problems, such as the variation of the controlled motor parameters over time, are discussed. Final part of the thesis is devoted to the laboratory verification of one of the proposed algorithms and its comparison with a standard field-oriented control structure. The results of this comparison are presented and show the advantages of the nonlinear model predictive control over the linear approaches.

Energy-efficient office building

Tahle diplomová práce pojednává o návrhu energeticky úsporné administrativní budovy sestávající ze dvou provozních celků, v blízkosti obce Kaplice. Projekt sestává ze tři části. První část se zaměřuje na návrhu architektonického a konstrukčního řešení objektu včetně zpracování průkazu energetické náročnosti budovy a posouzení vybraných stavebně-fyzikálních vlastností. Druhá část pojednává o návrhu technického zařízení budovy, včetně návrhu systémů vytápění, chlazení, nuceného větrání, přípravy teplé užitkové vody, využití fotovoltaických panelů, osvětlení a hospodaření s dešťovou vodou. Poslední část práce se věnuje návrhu otopných těles, dimenzováni a hydraulickému vyvážení otopné soustavy ve 3D modelu.This thesis deals with the design of an energy-efficient administrative building consisting of two operational units, near the village of Kaplice. The project consists of three parts. The first part focuses on the design of the architectural and structural solution of the building, including the preparation of the building's energy performance certificate and the assessment of selected structural and physical properties. The second part deals with the design of the building's technical equipment, including the design of heating, cooling, forced ventilation, preparation of hot supply water systems, the use of photovoltaic panels, lighting and rainwater management. The last part of the thesis is devoted to the design of radiators, dimensioning and hydraulic balancing of the heating system in a 3D model.

Economic and risk assessment of railway constructions

Tato diplomová práce se zaměřuje na problematiku ekonomického hodnocení a hodnocení rizik investičních projektů. Teoretická část poskytuje přehled metod a postupů, které se v této oblasti využívají, s důrazem na ukazatele finanční a ekonomické výkonnosti, jako jsou čistá současná hodnota (NPV), vnitřní výnosové procento (IRR) a analýza nákladů a užitků (CBA). Praktická část pak na konkrétní případové studii ukazuje aplikaci těchto metod a posuzuje ekonomickou efektivnost a rizika vybraného železničního projektu.This diploma thesis focuses on the issue of economic evaluation and risk assessment of investment projects. The theoretical part provides an overview of methods and approaches used in this field, with an emphasis on financial and economic performance indicators such as Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR), and Cost-Benefit Analysis (CBA). The practical part demonstrates the application of these methods on a specific case study and evaluates the economic efficiency and risks of a selected railway project.

Civic amenities building

Cílem této diplomové práce je zpracování projektové dokumentace pro provedení stavby polyfunkčního domu s téměř nulovou spotřebou energie v katastrálním území obce Týniště nad Orlicí. Stavební parcela je situována na rovinatém pozemku na severozápadním okraji města. Budova je navržena jako samostatně stojící, podsklepená, se třemi nadzemními podlažími. Konstrukční systém tvoří tvárnice typu Therm s kontaktním zateplovacím systémem. Suterénní část a základová deska jsou z vodonepropustného železobetonu, který tvoří součást systému „bílé vany“, zajišťující ochranu proti spodní vodě. Stropní konstrukce a schodiště jsou monolitické železobetonové, střecha je jednoplášťová vegetační. V podzemním podlaží jsou navrženy technické místnosti, skladovací prostory, archiv, kolárna a víceúčelová místnost. V prvním nadzemním podlaží se nachází kavárna a obchod se samostatnými vstupy a zázemím. Druhé nadzemní podlaží slouží jako kancelářské prostory a třetí podlaží obsahuje tři bytové jednotky.The aim of this diploma thesis is to prepare project documentation for the construction of a multifunctional building with nearly zero energy consumption in the cadastral area of the town of Týniště nad Orlicí. The construction site is situated on flat terrain on the northwestern outskirts of the town. The building is designed as a standalone, basement structure with three above-ground floors. The construction system consists of Therm blocks with a certified external thermal insulation composite system. The basement and foundation slab are made of waterproof reinforced concrete, forming part of the "white tank" system that ensures protection against groundwater. The ceiling structures and staircases are made of monolithic reinforced concrete, and the roof is a single-layer extensive green roof. The basement includes technical rooms, storage spaces, an archive, a bike room, and a multipurpose room. The ground floor accommodates a café and a shop, each with separate entrances and facilities. The second floor is dedicated to office spaces, while the third floor contains three residential units.

Energy-efficient municipal office building

Diplomová práce je zaměřena na návrh a vypracování projekční dokumentace pro stavební povolení obecního úřadu s volnočasovými prostory pro veřejnost. Práce je rozdělena do tří částí. Část A se věnuje architektonickému a konstrukčnímu řešení objektu. Budova je rozdělena do dvou provozních celků – veřejné prostory v přízemí zahrnující knihovnu a cvičební sál s hygienickým zázemím. Ve druhém podlaží je navržena administrativní část, kde se nacházejí kanceláře. Konstrukční řešení zahrnuje zděné stěny z keramických bloků s izolací ETICS (160 mm EPS), Spiroll stropy a základové pasy. Součástí této části je také zpracování průkazu energetické náročnosti budovy a hodnocení vybraných stavebně-fyzikálních parametrů. Část B se zabývá technickým zařízením budovy zahrnujícím návrh systémů vytápění, chlazení, nuceného větrání, ohřevu teplé vody, osvětlení a hospodaření s dešťovou vodou. Návrh počítá s instalací dvou monoblokových tepelných čerpadel pro vytápění a chlazení, použitím dvou větracích jednotek pro zajištění kvalitního vnitřního prostředí a ohřevem vody nepřímotopným zásobníkem. Budova bude vybavena úsporným LED osvětlením, dešťová voda tak bude akumulována a využívána k zavlažování. Navrženy jsou také fotovoltaické panely. Část C se zaměřuje na porovnání dvou zdrojů tepla – tepelného čerpadla a plynového kondenzačního kotle. Hodnoceny jsou parametry jako celková dodaná energie, primární neobnovitelná energie, emise CO, provozní náklady a návratnost investice.The thesis focuses on the design and development of project documentation for the building permit of a municipal office with leisure facilities for the public. The work is divided into three parts. Part A addresses the architectural and structural design of the building. The structure is divided into two operational units: public spaces on the ground floor, including a library and an exercise hall with sanitary facilities. The second floor is designated for administrative purposes, housing offices. The structural solution includes masonry walls made of ceramic blocks with ETICS insulation (160 mm EPS), Spiroll ceilings, and foundation strips. This section also includes the preparation of the energy performance certificate of the building and the assessment of selected building-physical parameters. Part B deals with the technical equipment of the building, encompassing the design of heating, cooling, mechanical ventilation, hot water heating systems, lighting, and rainwater management. The design includes the installation of two monoblock heat pumps for heating and cooling, as well as two ventilation units to ensure a high-quality indoor environment and hot water heating via an indirect storage heater. The building will be equipped with energy-efficient LED lighting, and rainwater will be collected and used for irrigation. Photovoltaic panels are also proposed. Part C focuses on comparing two heat sources: a heat pump and a gas condensing boiler. Parameters such as total delivered energy, primary non-renewable energy, CO emissions, operating costs, and return on investment are evaluated.

Newly built coworking center and services in Královo Pole

Diplomová práca sa zameriava na návrh novostavby coworkingového centra v Královom Poli, Brno, s dôrazom na revitalizáciu brownfieldu, udržateľnosť a moderné technológie. V architektonicko-stavebnom riešení bola ako prvá navrhnutá dispozícia jednotlivých podlaží a rozmiestnenie prevádzok. Následne sa pristúpilo k posúdeniu návrhu konštrukcií objektu na pasívny štandard. Objekt má ako hlavnú funkciu prevádzku coworkingových priestorov na dvoch podlažiach, ďalej sa v objekte nachádza detský klub, prevádzka obchodu a ďalšie pomocné priestory. K objektu bolo vypracované požiarne bezpečnostné posúdenie, ktoré prispelo k smerovaniu ďalších krokov návrhu práce. Budova spĺňa kategóriu A energetickej certifikácie. Druhá časť práce rieši návrh technológií v objekte pre je funkčnosť, energetickú efektívnosť a integráciu obnoviteľných zdrojov energie. Ako hlavný zdroj energie boli navrhnuté tepelné čerpadlá vzduch-voda. Ďalším z obnoviteľných zdrojov energie, ktoré budova využíva sú fotovoltaické panely. Pojednáva o koncepčných návrhoch pre osvetlenie, využitie zachytenej dažďovej vody na zálievku zelene pozemku a splachovanie. Pre objekt boli navrhnuté všetky potrebné systémy zabezpečujúce tepelnú pohodu. V rámci tretej časti boli porovnávané tri varianty vykurovania: vzduchotechnika, podlahové vykurovanie a doskové vykurovacie telesá. Ako prvé prebehlo výpočtové navrhnutie zdrojov vykurovania. Na základe výsledkov z energetického hodnotenia a ďalších kritérií sa ako najvhodnejší variant ukázalo podlahové vykurovanie.The diploma thesis focuses on the design of a new building of a co-working centre in Kralove Pole in Brno, with an emphasis on brownfield revitalization, sustainability and modern technologies. In the architectural and construction solution, the layout of the individual floors and the distribution of facilities were first proposed. Subsequently, the design of the building structures was assessed for passive standard. The main function of the building is the operation of coworking spaces on two floors, there is also a children's club, a shop and other auxiliary spaces. A fire safety assessment has been carried out on the building which has helped to guide the next steps of the design work. The building meets category A energy certification. The second part of the thesis deals with the design of technologies in the building for functionality, energy efficiency and integration of renewable energy sources. Air-to-water heat pumps have been proposed as the main energy source.Another renewable energy source that the building uses is photovoltaic panels.It discusses conceptual designs for lighting, use of captured rainwater for watering the green areas of the site and flushing.All the necessary systems to ensure thermal comfort have been designed for the building. In the third part, three heating options were compared: air handling units, underfloor heating and plate heaters. The first step was the computational design of the heating sources. Based on the results from the energy assessment and other criteria, underfloor heating was found to be the most suitable option.

Building optimization using energy assessment

Tato diplomová práce se zaměřuje na optimalizaci budovy s využitím energetického posudku. Práce se skládá z teoretické, výpočtové a praktické části. Teoretická část se soustředí na strukturu energetického posudku, metodiky hodnocení, vliv tepelné kapacity na energetickou náročnost budovy a akumulaci tepla v obálce budovy. V rámci výpočtové části je podrobně analyzován popis objektu, technické systémy, geometrické parametry a energetické toky v budově. Dále je proveden výpočet energetické náročnosti a vyhodnocení spotřeby energie podle různých způsobů využití. Praktická část se zaměřuje na energetický posudek, v němž je vybrán optimální návrh na základě ekonomického a ekologického hodnocení.This thesis focuses on the optimisation of a building using an energy assessment. The work is divided into theoretical, computational, and practical sections. The theoretical section concentrates on the structure of the energy assessment, evaluation methodologies, the impact of thermal capacity on the energy demand of the building, and heat accumulation in the building envelope. The computational section provides a detailed analysis of the building description, technical systems, geometric parameters, and energy flows within the building. Additionally, the energy demand is calculated, and energy consumption is assessed according to different usage types. The practical section focuses on the energy assessment, where the optimal design is selected based on economic and ecological evaluation.