Ondřej Šikula. Software CalA 3. Uživatelský manuál

Ondřej Šikula Software CalA 3 Uživatelský manuál

Brno 2011

Tento manuál je rozšířenou a upravenou verzí publikace [1] - ŠIKULA, O., Manuál k softwaru CalA, , ISBN 978-80-7399-879-0, Tribun EU s.r.o., Brno, 2009. Autory softwaru CalA 3 jsou Ondřej Šikula a Josef Plášek.

© Ondřej Šikula, 2011

Software CalA 3 – Uživatelský manuál

Obsah 0.

1.

2.

Jak použít tento manuál ........................................................................................................... 5 0.1.

Obsah jednotlivých kapitol ................................................................................................ 5

0.2.

Typografická konvence ..................................................................................................... 5

Úvod ........................................................................................................................................ 7 1.1.

Technické nároky softwaru ............................................................................................... 7

1.2.

Části softwaru ................................................................................................................... 7

1.3.

Struktura softwaru ............................................................................................................. 8

1.4.

Licence ........................................................................................................................... 11

Teoretický základ softwaru..................................................................................................... 12 2.1.

3.

2.1.1.

Ověření ustáleného sdílení tepla ............................................................................. 13

2.1.2.

Ověření neustálené sdílení tepla ............................................................................. 14

Preprocessing ........................................................................................................................ 16 3.1.

Spuštění softwaru ........................................................................................................... 16

3.2.

Založení nového projektu ................................................................................................ 16

3.3.

Nastavení výpočetní sítě ................................................................................................. 16

3.3.1.

Nastavení počtu buněk v rastru ............................................................................... 17

3.3.2.

Nastavení rozměrů základní buňky výpočetního rastru ............................................ 17

3.3.3.

Změna hustoty rastru ............................................................................................... 17

3.4.

Databáze materiálů ......................................................................................................... 19

3.4.1.

Načtení výchozí databáze ........................................................................................ 19

3.4.2.

Přidání databáze...................................................................................................... 19

3.4.3.

Smazání databáze ................................................................................................... 19

3.4.4.

Editace databáze ..................................................................................................... 20

3.4.5.

Zaměnit položky....................................................................................................... 21

3.5.

4.

Ověření softwaru ............................................................................................................ 13

Tvorba geometrie ............................................................................................................ 21

3.5.1.

Kreslení ................................................................................................................... 22

3.5.2.

Mazání ..................................................................................................................... 22

3.6.

Tvorba projektu s importem externí geometrie ................................................................ 24

3.7.

Uživatelské funkce .......................................................................................................... 25

3.7.1.

Úpravy ..................................................................................................................... 26

3.7.2.

Pohyb v grafickém prostředí softwaru ...................................................................... 26

3.7.3.

Nastavení grafického prostředí softwaru .................................................................. 26

3.7.4.

Práce s více projekty................................................................................................ 27

Processing ............................................................................................................................. 30 3


5.

4.1.

Volba A - Spustit výpočet ................................................................................................ 30

4.2.

Volba B - Iterační výpočet ............................................................................................... 30

4.3.

Vyhodnocení případů A a B ............................................................................................ 31

4.4.

Volba C - Výpočet ČSN .................................................................................................. 32

4.5.

Volba D – nestacionární výpočet..................................................................................... 33

4.1.

Volba E – řízený nestacionární výpočet .......................................................................... 34

Postprocessing ...................................................................................................................... 36 5.1.

Zobrazení výsledků ......................................................................................................... 36

5.1.1.

Teplota v bodě ......................................................................................................... 36

5.1.2.

Zobrazení izotermy .................................................................................................. 37

5.1.3.

Tepelné toky na okraji .............................................................................................. 38

5.2.

Export výsledků .............................................................................................................. 38

5.2.1.

Export grafických výsledků....................................................................................... 38

5.2.2.

Export výsledků dle ČSN ......................................................................................... 39

5.2.3.

Export teplot z pole .................................................................................................. 39

5.2.4.

Export povrchových teplot ........................................................................................ 39

6.

Využití softwaru ..................................................................................................................... 40

7.

Literatura ............................................................................................................................... 41

4


0. Jak použít tento manuál Obsah jednotlivých kapitol

0.1.

Uživatelský manuál obsahuje informace o tom, co je nutné vědět pro správné, rychlé a uživatelsky jednoduché použití softwaru CalA. Stručná charakteristika jednotlivých kapitol: o

Kapitola 1: Úvod, informuje o hardwarových nárocích, o zprovoznění softwaru a popisuje jednotlivé části softwaru.

o

Kapitola 2: Teoretický základ softwaru, specifikuje fyzikální a matematické pozadí softwaru.

o

Kapitola 3: Preprocessing, detailně popisuje informace o možnostech nástrojů pro tvorbu projektu.

o

Kapitola 4: Processing, uvádí potřebné informace ke spuštění a průběhu vlastního výpočtu.

o

Kapitola 5: Postprocessing, zahrnuje popis uživatelských možností ve fázi vyhodnocení, prezentace a exportu výsledků.

o

Kapitola 6: Využití softwaru, shrnuje obecné příklady využití softwaru ve stavebnictví a v oboru technických zařízení budov.

o

Kapitola 7: Literatura, uvádí přehled použité literatury.

Typografická konvence

0.2.

!

) zvýrazňuje důležitou poznámku, či informaci.

o

Ikona (

o

Ikona (

o

Tučný text v hranatém rámečku označuje text z roletového menu. Například,

Tip

Úpravy

o Ctrl

) uvádí popisek podávající informaci o výhodném pracovním postupu.

Databáze

Katalog databáze

Tučný text v rámečku s oblými hranami označuje klávesy. Například, +

N

Označuje místo kde v roletovém menu v „Úpravy“ a položce „Databáze“ najít konkrétní položku „Katalog databáze“.

5


6


1. Úvod Autory softwaru jsou a vlastnická práva k němu mají Ondřej Šikula a Josef Plášek. Prodej technická podpora a veškeré kontaktní informace jsou na adrese: http://www.calaprofessional.com.

1.1.

Technické nároky softwaru

Používání softwaru vyžaduje hardwarově minimálně procesor Pentium III, 250 MB RAM a 300 MB HDD. Software byl vytvořen v programovacím jazyce C# a lze jej spustit v 32-bitových i 64bitových operačních systémech Windows XP, Windows Vista, nebo v operačních systémech Linux. Nezbytnou podmínkou však je, aby v počítači byl nainstalován Microsoft.NET Framework minimálně

verze

2.0,

který

je

freeware

a

je

volně

ke

stažení

na

stránce:

http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=0856EACB-4362-4B0D-8EDDAAB15C5E04F5&displaylang=cs V operačních systémech Windows Vista a novějších je Microsoft.NET Framework již automaticky implementován v operačních systémech Windows XP je automaticky implementován až s instalací servispack 2 a vyšší. Počítač nemusí být při spouštění softwaru CalA připojen k veřejné internetové síti.

1.2.

Části softwaru

Kompletní software CalA obsahuje několik částí. Vlastní program. Spouštěcí soubor. Přípona .exe. Velikost 536 kB. Konfigurační nastavení. Přípona .ini. Velikost 9 kB. Základní databázový soubor obsahující nastavení rastru výpočetního pole, tepelně-technické vlastnosti materiálů, okrajové podmínky a vnitřní zdroje tepla. Nemá příponu. Velikost do 15 kB. Licenční soubor. Přípona .ini. Velikost 1 kB. Knihovna. Přípona .dll. Velikost 62 kB.

Vlastní soubory obsahující geometrii, okrajové podmínky, vnitřní zdroje tepla, informace o výpočetní síti, jsou uloženy podobně jako databáze s příponou *.cla.

7


1.3.

Struktura softwaru

Grafické prostředí softwaru sestává ze čtyř základních částí, kterými je možno jej ovládat – viz Obr. 1. Vlastní tvorba geometrie, zadávání okrajových podmínek, přiřazování materiálu se provádí v pracovní oblasti. Výběr typu vytvářené vlastnosti (matriálu, okrajové podmínky apod.) se provádí ve výběrovém panelu – viz Obr. 4. V roletovém menu jsou pak dostupné všechny funkce softwaru. Kompletní informace o poloze šipky, názvu materiálu, teplotě (pouze tehdy pokud již byl proveden výpočet) a vlastnostech konstrukce v aktuální poloze šipky se průběžně automaticky zobrazují v textovém boxu. Roletové menu

Výběrový panel

Pracovní okno

Textový box

Obr. 1 – Základní části softwaru

8


Pracovní okno

Panel zadání

Barevná a teplotní škála

Okno grafických výstupů

Obr. 2 – Pracovní okno a okno grafických výstupů Přepínání mezi pracovním oknem a oknem grafických výstupů je možné v menu Geometrii

Teplotní pole

, nebo jednodušeji klávesami

F9

a

F10

Zobrazit

,

9


Obr. 3 – Roletové menu

10

Software CalA 3 – Uživatelský manuál Informace o aktuální nastaveném nástroji na kreslení Zaškrtávací políčko pro výběr: materiály Zaškrtávací políčko pro výběr: okrajové podmínky Zaškrtávací políčko pro výběr: vnitřní zdroj

aktuální okr. podmínka

aktuální materiál

aktuální vnitřní zdroj

Souhrnná nabídka materiálů, okrajových podmínek, nebo vnitřních zdrojů tepla nabízených v databázi, nebo již v projektu použitých.

Informace o aktuálním nastavení velikosti jedné buňky výpočtové sítě Počet zhodnocení iteračního výpočtu Celkový počet iterací, které mají proběhnout

Obr. 4 – Možnosti výběrového panelu

1.4.

Licence

Software ve své plné verzi vyžaduje autorizaci registračního klíče, který je generován po zadání názvu firmy, IČ a kontaktního emailu v registračním formuláři v menu Registrace

O programu

– viz Chyba! Nenalezen zdroj odkazů.. Licenční číslo je generováno autory

softwaru na základě registračního klíče. Tento licenční kód je třeba zaslat na adresu [email protected]. Následně obdržíte aktivační kód který je třeba zadat do příslušného okna a stisknout „Použít aktivační kód“. Používání softwaru se řídí licenční smlouvou, která je k nahlédnutí v informačním okně O programu

Licence

.

11


2. Teoretický základ softwaru Software umožňuje řešit časově ustálené i neustálené 2D sdílení tepla vedením dle rovnice (1). Tepelně-technické vlastnosti použitých materiálů – c, ρ, λ a vnitřní zdroje tepla jsou uvažovány jako konstantní, izotropní a nezávislé na teplotě. Vnitřní zdroje jsou do softwaru zadávány ve [W.m-1] a proto musí být před zadáním přenásobeny plochou kontrolního objemu. Teploty jsou při výpočtu uvažovány v [K], nebo [°C].

  T    T  T         S   . c. x  x   y   y  

(1)

 T     .Tw  T f  .   n W

(2)



kde T

… teplota [K]

S

… vnitřní zdroj tepla (x, y, ) [W.m-3]



… čas [s]



… součinitel tepelné vodivosti [W.m-1.K-1]



… objemová hmotnost [kg.m-3]

c

… měrná tepelná kapacita při konstantním tlaku [J.kg-1.K-1]



… součinitel přestupu tepla [W.m-2.K-1]

w

… index označující povrch tělesa

f

… index označující okolní tekutinu

Pro výpočet potřebných veličin je využita proměnná typu „floating point“, která pracuje s pohyblivou desetinnou čárkou a přesností sedmi platných číslic.

Obr. 5 – Schéma kladného smyslu tepelných toků ve vnitřním kontrolním objemu

12


Obr. 6 – Možnosti zadávání vnitřních a okrajových podmínek

2.1.

Ověření softwaru

2.1.1. Ověření ustáleného sdílení tepla Metoda výpočtu implementovaná v softwaru CalA splňuje podmínku pro velmi přesnou 2D metodu dle přílohy A, případu A.1, a A.2 normy [14]. Náhledy obou testovacích případů jsou zobrazeny na Obr. 7.

Obr. 7 – Testovací příklad A1 normy [14]

13

Software CalA 3 – Uživatelský manuál Geometrie a výsledné teplotní pole

Detail

Obr. 8 – Testovací příklad A2 normy [14]

2.1.2. Ověření neustálené sdílení tepla Ověření softwaru pro neustálené sdílení tepla bylo provedeno srovnáním s analytickou metodou výpočtu 1D symetrického chladnutí homogenní stěny dle vztahu 3. Vstupní hodnoty výpočtu jsou uvedeny na Obr. 9. Použitá numerická metoda pro 2D neustálené sdílení tepla byla též ověřena v [3].

Ts  T0  s 2. sin  i  x   i 2 .F0    . cos  i. .e Ta  T0 a  i  sin  i . cos i  0 , 5 . s   kde Ts,

…teplota v obecné poloze s a čase 

T0

…teplota na počátku chladnutí

Ta

…teplota okolního prostředí



…posuzovaná doba chladnutí [s]



…kořeny transcendentní rovnice tg   

14

Bi



(3)


Fo 

a. s   2

2

… Fourierovo číslo, Bi 

.

s 2 … Biotovo číslo



T [°C]

 = 0,752 W.m-1.K-1  = 1800 kg.m-3 c = 925 J.kg-1.K-1  = 8 W.m-2.K-1  = 6 h … doba chladnutí

T0 = 15 °C

Ts,

Ta = 4 °C

Ta = 4 °C

 /

 /

s = 0,6 m x [m] x Obr. 9 – Testovací příklad pro 1D neustálené chladnutí stěny Rozdíl v teplotním průběhu po 6 hodinách chladnutí stěny řešeném analyticky a numericky v softwaru CalA je po celém průřezu menší než 0,01 K.

15


3. Preprocessing 3.1.

Spuštění softwaru

Pokud již máte ve svém počítači instalován Microsoft.NET Framework verze 2.0 použijte pro instalaci softwaru CalA 3.1 instalační software CalA-setup3-1.exe. V opačném případě je třeba použít instalační software

CalA-setup3-1-full.exe, který zjistí verzi Microsoft.NET Framework na

vašem počítači a případně doinstaluje verzi správnou. Pro registraci softwaru viz kapitolu 1.4.

3.2.

Založení nového projektu

Pro vytvoření nového projektu je třeba kliknout na současně stisknout tlačítka

Ctrl

+

N

Soubor

Nový

, nebo

.

Nejprve je nutné provést základní nastavení. Je třeba nastavit: o

výpočetní sít – viz kapitola 3.3

o

databázi materiálů – viz kapitola 3.4

3.3.

Nastavení výpočetní sítě

Nastavení výpočetní sítě sestává z volby: o

počtu buněk v rastru (ve směru x a y)

o

rozměrů základní obdélníkové buňky výpočetního rastru.

Zde je nutné zvážit velikost základní buňky rastru ve vztahu k velikosti výpočetního rastru. Příliš malá výpočetní síť by neumožnila vykreslit geometrický model celého uvažovaného detailu. Naopak příliš velká výpočetní síť by znamenala zbytečné zdržení počítače při vlastním výpočtu. Tip

je výhodné volit velikost rastru tak, aby přesáhla kresbu o 2 buňky ze všech stran

například dle Obr. 10 . Práce v pracovní ploše se tím nebude zpomalovat.

16


Obr. 10 – Příklad vhodně zvolené velikosti rastru vzhledem k velikosti kresby

3.3.1. Nastavení počtu buněk v rastru Nastavení počtu buněk v rastru se nastavuje po spuštění programu – zvlášť ve směru x a ve směru y. Zvolený počet buněk nelze v průběhu práce na projektu přímo měnit.

!

Měnit však lze nepřímo zjemněním výpočetního rastru – viz kapitola 3.3.3.

3.3.2. Nastavení rozměrů základní buňky výpočetního rastru Rozměry základní buňky výpočetního rastru lze nastavit buď v roletovém menu – viz Obr. 3 v Úpravy

Rastr

Změnit rozměr sítě rastru

, nebo kliknutím levým

tlačítkem na text aktuálního nastavení ve výběrovém panelu. Měnit rozměr buňky výpočetního rastru lze v kterékoli fázi projektu. Je však potřeba mít na paměti, že u již spočtené simulace způsobí změna rozměru výpočetní buňky pochopitelně chybu ve vypočítaných tepelných tocích při postprocesingu. Příčinou této chyby je výpočet tepelných toků pro takto nově nastavené rozměry, ale pro „staré“ teploty. Změna rozměru výpočetní buňky způsobí chybu ve počítaných tepelných tocích.

!

Tuto chybu je pak nutno napravit spuštěním nového výpočtu.

3.3.3. Změna hustoty rastru Změnou hustoty rastru lze docílit zpřesnění výpočtu. Změnit hustotu rastru lze provést rozdělením rozměru základní výpočetní buňky výpočetní sítě nezávisle na sobě ve směru x a ve směru y na 17

Software CalA 3 – Uživatelský manuál požadovaný počet dílů. Nastavení lze provést v Změnit hustotu rastru

Úpravy

Rastr

. Lze tedy provést zhuštění výpočtové sítě – viz Obr. 11, nikoli však její

zředění. Pokud bylo na původní síti již vypočteno teplotní pole, zůstává zachováno i po zhuštění. Při změně hustoty rastru není možné použít krok zpět.

!

Požadavek na zhuštění rastru vychází z norem [12] a [13]. Jeho smyslem je dosáhnout dostatečné jemnosti výpočetní sítě, tak aby se numerické řešení přiblížilo teoreticky přesnému řešení s nejvýše přípustnou předepsanou odchylkou. Kritérium zjemnění sítě uvádí vztah (4). k

k

 Q vstup,i,n   Q vstup,i,2n i 1

i 1

k

 Q vstup,i,n

 0,02

(4)

i 1

kde

Q vstup,i ,n

… tepelný tok vstupující / vystupující danou okrajovou podmínkou do konstrukce

i

… index označující pořadové číslo okrajové podmínky

n

… index označující počet výpočetních buněk

Podle vztahu (3) je tedy nutno tak dlouho zdvojnásobovat počet výpočetních buněk až je uvedené kritérium splněno. Hodnoty tepelného toku figurující v tomto vztahu lze v softwaru CalA najít v informačním

okně

„z konstrukce“

–

viz

v položce Obr.

Informace o konstrukci

20.

„Tepelný Toto

tok okrajovou

informační

okno

podmínkou“ lze

najít

v

„do

konstrukce“

a

Výpočet

.

Obr. 11 – Příklad zhuštění výpočetní sítě ve směru y Software CalA pracuje tak, že při rozdělení materiálu obsahujícího vnitřní zdroje tepla zachovává číselné hodnoty zdroje tepla. 18

Software CalA 3 – Uživatelský manuál Při n – násobném zvětšení počtu buněk rastru dojde k n – násobném zvětšení tepelných toků všemi vnitřními zdroji!

!

Rozdělení buněk se však zvětšuje počet vnitřních zdrojů. Aby byl po rozdělní zachován celkový tepelný tok vnitřními zdroji tepla, je tedy třeba při n – násobném zvětšení počtu buněk také n – násobné snížení hodnoty vnitřního zdroje, což lze provést pro všechny vnitřní zdroje jednotně v katalogu databáze.

3.4.

Databáze materiálů

Pokud pro vykreslení uvažované konstrukce nebude dostačovat implicitní databáze vytvářených vlastností (materiálů, okrajových podmínek podmínky apod.), lze ji buď doplnit či upravit (editovat), nebo načíst databázi jinou – například z jiného projektu kde se vyskytovaly potřebné materiály. Možnými operacemi s databází jako celkem jsou načtení výchozí databáze, nebo přidání vybrané, případně smazání databáze.

3.4.1. Načtení výchozí databáze K automatickému načtení výchozí databáze dochází při založení nového projektu dle kapitoly 3.1. Načtení výchozí databáze je použitelné v případě, kdy byla aktuální databáze projektu smazána, dále je-li třeba ke stávající databázi přidat další, nebo když byl projekt založen načtením rastrové grafiky. Načtení se provádí v

Úpravy

Databáze

Načíst výchozí databázi

.

3.4.2. Přidání databáze Software CalA umožňuje přidat vybranou databázi. Přidání databáze je výhodné v projektech, ve kterých jsou použity již dříve založené materiály, nebo okrajové podmínky, či vnitřní zdroje. Přidání se provádí v

Úpravy

Databáze

Přidat databázi *.cla

, kde se na disku

počítače vybere a otevře soubor s jiným projektem s příponou *.cla. Přidáním vybrané databáze se rozšíří databáze stávající.

3.4.3. Smazání databáze Smazání databáze je použitelné v situaci, kdy je databáze příliš obsáhlá a nepřehledná a přitom se z ní využívá minimum položek. Smazat je možné vždy jen celou databázi najednou. Nelze tedy mazat jen vybrané položky z databáze. Smazáním celé databáze zmizí celá geometrie z pracovního pole.

!

Souřadnice popisující celou geometrii však zůstanou v paměti zachovány. Viditelné zůstanou jen oblasti ve kterých byly zadávány okrajové podmínky a vnitřní zdroje, ale jejich hodnoty se u všech automaticky změní na nulu. Po načtení, nebo vytvoření nové databáze se pak geometrie postupně 19

Software CalA 3 – Uživatelský manuál znovu vyobrazí avšak s tím rozdílem, že původní materiály budou nahrazeny obecně jinými (nově vytvořenými, či načtenými). Kritériem podle kterého budou v tomto případě přiřazovány materiály na skrytá místa na ploše je shodné číslo pozice v databázi materiálu původního (smazaného) a materiálu nového. Úpravy

Smazat databázi lze v

Databáze

Smazat aktuální databázi

.

3.4.4. Editace databáze V databázi lze editovat materiály, okrajové podmínky a vnitřní zdroje tepla. Editace

databáze

se

Katalog databáze

provádí

v

Úpravy

Databáze

.

Katalog databáze v části „materiály“ je vyobrazen na Obr. 12. Zaškrtávací políčka

Souhrnná nabídka jednotlivých položek

Pole editovatelných vlastností položky

Funkční tlačítka editace

Obr. 12 – Okno pro editaci materiálů V tomto okně je možno založit novou položku materiálu, editovat stávající položku, nebo zaměnit jednu položku za druhou.

Přidat novou položku Přidat novou položku lze stisknutím tlačítka „Přidat položku“. Tímto je založena nová položka, která se automaticky zařadí na konec seznamu. Nyní je možné definovat název materiálu, barvu a tepelně-technické vlastnosti. Tyto vlastnosti se definují po kliknutí na text, nebo číslo vpravo od popisku. Aby byla tato nově vytvořená položka platná, je třeba ještě stisknout tlačítko „Uložit do databáze“. Kontrolou, že se položka vytvořila je přenesení jejího názvu z „Pole editovatelných vlastností položky“ do „Souhrnná nabídka jednotlivých položek“. 20


Editovat stávající položku Editovat stávající položku lze jejím označením v „Souhrnná nabídka jednotlivých položek“ a editaci jejích libovolných vlastností v kliknutím na text, nebo číslo vpravo od popisku. Aby byla editovaná položka platná, je třeba ještě stisknout tlačítko „Uložit do databáze“. Obdobným způsobem se provádí také založení nových a editace stávajících okrajových podmínek a vnitřních zdrojů tepla.

3.4.5. Zaměnit položky Funkce zaměnit položky je jednoduchá a velmi užitečná. V okně této funkce lze již ve stávající geometrii zaměňovat jednotlivé materiály mezi sebou – což je nejčastější případ, ale také libovolně mezi sebou zaměňovat materiály, okrajové podmínky a vnitřní zdroje – viz Obr. 13.

Zaškrtávací políčka

Souhrnná nabídka jednotlivých položek

Obr. 13 – Okno záměny položek Tuto funkci lze použít

Úpravy

„Zaměnit položky“, nebo

Úpravy

Databáze Zaměnit

Katalog databáze

v tlačítku

. Vlastní záměnu pak lze provést

označením položky v levém sloupci „Změnit Z“, dále označením v pravém sloupci „Změnit NA“ a stisknutím tlačítka „Změnit“.

3.5.

Tvorba geometrie

V pracovním okně softwaru CalA lze přímo vykreslovat geometrii řešeného detailu. Další možností je importovat ji ve formě rastrové grafiky z externího softwaru (např. ACAD, ArchiCAD, apod.) a pak v softwaru CalA případně poupravit – blíže kapitola 3.6.

21


3.5.1. Kreslení Oblast v pracovním poli vyplněnou materiálem, okrajovou podmínkou, nebo vnitřním zdrojem tepla budeme dále nazývat kresba. Vytváření kresby v pracovním okně softwaru CalA se provádí buď označováním jednotlivých políček (buněk) rastru myší (dvojitým kliknutím ve vybrané buňce), nebo využitím nástrojů pro kreslení. Ještě před kreslením je třeba ve výběrovém panelu zvolit co chceme kreslit, tedy konkrétní materiál, okrajovou podmínku, nebo vnitřní zdroj tepla. Tip

Pokud chceme kreslit typ kresby, který je již v projektu použit – lze na něj v pracovním

poli najet šipkou a vybrat jej pouhým kliknutím levým tlačítkem myši. Buňky materiálu, které se žádnou ze svých stran, nebo nepřímo přes okolní buňky nedotýkají buněk s okrajovou podmínkou zpomalují výpočet a nezobrazují se při prezentaci výsledků. Software CalA nabízí následující nástroje pro kreslení: obdélník, rámeček, čára, plechovka. Využití těchto nástrojů je prezentováno na Obr. 14. Vyvolání jednotlivých nástrojů je možné v menu Nástroje

, nebo tlačítky

F1

až

F4

. Tlačítkem

F5

pak lze vyvolat mód „Pouze pro

četní“, ve kterém není možné nic kreslit, ani nic mazat. Při kreslení není možné nahradit jednu kresbu jinou a také není možné začít kreslit z buňky, která je obsazena kresbou stejného typu, tedy například není možné začít kreslit materiál z buňky obsazené materiálem, ale je možné začít kreslit materiál z buňky obsazené například okrajovou podmínkou. Vnitřní zdroje jsou do softwaru zadávány ve [W.m-1] a proto musí být před zadáním přenásobeny plochou kontrolního objemu.

Vnitřní zdroje musí být před zadáním přezásobeny plochou kontrolního objemu.

!

Kreslením se tedy v pracovním poli stejným způsobem lokalizují materiály, okrajové podmínky, nebo vnitřní zdroje tepla. Pro kreslení materiálů stavebně-konstrukčních detailů platí norma [12]. Tip

Je výhodné (a často i nutné) rozdělit již v počátcích práce na projektu všechny okrajové

podmínky na površích na samostatné okrajové podmínky i kdyby to byly okrajové podmínky o stejných číselných hodnotách. Umožní to totiž ve fázi postprocessingu zjistit na těchto úsecích tepelné toky přímo – viz kapitola 5.1.

3.5.2. Mazání Mazání je možné stejnými nástroje, které jsou popsány výše. Na rozdíl od kreslení se provádí stisknutím pravého tlačítka myši na začátek a stejně tak na konec oblasti v níž je použit vybraný nástroj. V případě mazání plechovkou se provede stisknutí pravého tlačítka dvakrát (s krátkou pauzou) kdekoli ve vybrané ploše. 22

Software CalA 3 – Uživatelský manuál Smazáním buněk dojde i ke smazání vnitřních zdrojů tepla které obsahovaly.

!

Zrušit kreslení, nebo mazání před jeho dokončením lze tlačítkem

!

Esc

Krok 1: kreslení nástrojem „obdélník“: - 1 x kliknutí levým tlačítkem na začátek - 1 x kliknutí levým tlačítkem na konec

Souřadnice polohy šipky

Velikost obdélníku

Krok 2: kreslení nástrojem „rámeček“: - 1 x kliknutí levým tlačítkem na začátek - 1 x kliknutí levým tlačítkem na konec

Velikost rámečku

Krok 3: kreslení nástrojem „čára“: - 1 x kliknutí levým tlačítkem na začátek - 1 x kliknutí levým tlačítkem na konec

Souřadnice od počátku čáry

23


Krok 4: kreslení nástrojem „plechovka“: - 1 x kliknutí levým tlačítkem v poli - 1 x kliknutí levým tlačítkem v poli

Souřadnice od počátku čáry

Obr. 14 – Základní nástroje pro tvorbu geometrie – příklady použití

3.6.

Tvorba projektu s importem externí geometrie

K tvorbě geometrie řešeného detailu je možné s výhodou využít specializované externí softwary (např. AutoCAD, ArchiCAD apod.). Přejímání takto vytvořené kresby do softwaru CalA je pak realizováno rastrovými obrázky s příponami *.bmp, *.png, *.gif a *.jpg. Formát *.jpg je z uvedených nejméně vhodný. Podrobný popis tvorby kresby v CADu není předmětem tohoto manuálu. Následuje tedy jen dílčí výčet nejdůležitější instrukcí a tipů. o

Je vodné definovat tloušťku všech čar jako „implicitní“.

o

Všechny konstrukce se stejným materiálem označit stejnou barvou.

o

Přednostně využívat základních 16, nebo 256 barev.

o

Před vlastním exportem zhasnout, či zmrazit čárový model a exportovat tak jen různobarevné plochy.

o

Nastavit formát obrázku o dostatečném počtu pixelů, zvolit vhodné měřítko pro vykreslení potřebných detailů do požadované úrovně jemnosti a zvolit vhodné měřítko pro tisk. Je třeba mít na paměti, že jeden pixel bude roven jedné buňce výpočetního rastru.

o

Export kresby provádět virtuálním plotterem „PublishToWeb PNG.pc3“.

o

Po uložení souboru *.png na disk provést jeho oříznutí v externím grafickém softwaru.

Import do softwaru CalA lze provést klasicky jeho otevřením v

Soubor

Otevřít

. Po

provedení tohoto úkonu budou softwarem automaticky vyhledány všechny barvy, bude jim přiřazeno číslo a budou vypsány do panelu zadání. Nyní je možné načíst externí databázi, či vytvořit novou a zaměnit tyto nové materiály za požadované, nebo je zaměnit za okrajové podmínky apod. Po importu obrázku je důležité správně nastavit velikost buňky výpočetního rastru, které musí respektovat měřítko ve kterém byl v CADu vytvořen. Velikost rastru není třeba nastavovat, protože je automaticky nastavena dle počtu pixelů importovaného obrázku. Na Obr. 15 je uveden příklad geometrického modelu detailu stavební konstrukce v prostředí CAD, Obr. 16 potom zobrazuje geometrii po importu do softwaru CalA s již doplněnými některými 24

Software CalA 3 – Uživatelský manuál okrajovými podmínkami. Tuto kresbu je možno ještě dále upravit – například zhustit výpočetní síť – viz kapitola 3.3.3. Prezentovaná geometrie byla převzata z [1].

Čárový model

Vyplněné plochy

Obr. 15 – Geometrický model v CADu

Obr. 16 – Importovaná geometrie v softwaru CalA

3.7.

Uživatelské funkce

Software CalA nabízí několik podpůrných uživatelských funkcí.

25


3.7.1. Úpravy Software CalA umožňuje vrátit čtyři kroky úprav výpočetního modelu a geometrie zpět, nebo případně opakovat. Tato funkce je výhodná v situaci, kdy je například v geometrickém modelu nechtěně provedena chyba. Nastavení zpět a opakovat je dosažitelné v nabídce

Úpravy

.

3.7.2. Pohyb v grafickém prostředí softwaru Pohyb v pracovní ploše je možný stisknutím středního tlačítka myši (případně středního kolečka) a táhnutím na příslušnou stranu. Přibližování a oddalování kresby (funkce „zoom“) je proveditelná rolováním středním kolečkem myši. Tyto funkce lze vyvolat alternativně také tlačítky numerické klávesnice – viz Obr. 17. nahoru vlevo nahoru

7

vlevo

4

vlevo dolů

1

8

2

9

Zoom: vpravo nahoru

6

vpravo

3

vpravo dolů

-

oddálit

+

přiblížit

dolů Obr. 17 – Tlačítka pro pohyb na obrazovce

3.7.3. Nastavení grafického prostředí softwaru Software CalA umožňuje uživateli řadu možností grafického nastavení. Nastavení zobrazované velikosti šipky tepelného toku: Úpravy

Zobrazení

Velikost šipky tepelného toku

.

Obr. 18 – Příklad vlivu změny velikosti šipky tepelného toku na přehlednost Nastavení velikosti písma ve stupnici barev: 26

Software CalA 3 – Uživatelský manuál Úpravy

Zobrazení

Velikost písma ve stupnici barev

.

Nastavení rozsahu barev v teplotní škále: Úpravy

Zobrazení

Rozsah barev v teplotním poli

, nebo jednodušeji

kliknutím na barevnou škálu v okně grafických výsledků. Nastavení rozsahu teplot v teplotní škále: Úpravy

Zobrazení

Rozsah teplot ve stupnici barev

, nebo jednodušeji

kliknutím na škálu teplot v okně grafických výstupů – viz Obr. 2. Pro přehlednější graficko interpretaci výsledků lze vypnout zobrazení: o

Sítě ( výpočetního rastru)

o

Okrajových podmínek

o

Vnitřních zdrojů tepla

o

Šipek tepelného toku

Nastavení zobrazení výše specifikovaných částí lze provést v menu v položce

Zobrazit

. Toto

nastavení je platné jak pro zobrazení pracovní oblast, tak pro zobrazení módu grafických výstupů.

3.7.4. Práce s více projekty Software CalA umožňuje práci s více projekty najednou a to otevřením dalších či založením nových. Přepínání mezi jednotlivými projekty je pak možné tlačítkem „maximalizace“, respektive „obnovení z maximalizme“ okna, nebo jednodušeji stisknutím tlačítek tlačítek



,



Ctrl

+

Tab

, nebo

. Software tak umožňuje současně porovnávat více projektů, které jsou

zobrazeny libovolně v módu pracovním, nebo v módu grafických výstupů – viz Obr. 19.

27


Obr. 19 – Práce s více projekty

28


29


4. Processing Processing ≡ vlastní výpočet. Vlastní výpočet se provádí v

Výpočet

-viz Obr. 3. Zde software

nabízí tři možnosti výpočtu dle vztahu simulace k času a použité metodě výpočtu. A) Položka

Spustit výpočet

- reprezentuje simulaci časově ustálených dějů finitním

řešičem metodou optimalizované Gaussovy eliminace. B) Položka

Iterační výpočet

- reprezentuje simulaci časově ustálených dějů iteračním

řešičem metodou Gauss-Seidlovy iterace. C) Položka

Výpočet ČSN

- reprezentuje automatickou multigridní simulaci časově

ustálených dějů využívající finitního a iteračního řešiče. D) Položka

Nestacionární výpočet

- reprezentuje simulaci časově neustálených dějů

finitním řešičem metodou dosazovací.

4.1.

Volba A - Spustit výpočet

Touto volbou se nejprve spustí informační okno, které informuje o velikosti výpočtové matice a počtu okrajových podmínek, které se mají počítat. Stisknutím tlačítka „Ano“ se zahájí výpočet. O průběhu výpočtu nás informují v dolní části programu 2 průběžně se zaplňující řádky. Po skončení výpočtu nás software informuje o době výpočtu a rychlosti výpočtu [počet rovnic matice / jednotka času]. Bezprostředně poté se zobrazí informační okno, ve kterém jsou zobrazeny vybrané výsledky výpočtu – viz Obr. 20.

4.2.

Volba B - Iterační výpočet

Před spuštěním tohoto typu výpočtu je nutno nastavit parametry iteračního výpočtu. Jedná se o nastavení počtu zhodnocení a celkového počtu iterací. Umístění políček s těmito nastaveními je zobrazeno na Obr. 4. Implicitně je počet zhodnocení nastaven na 2 a celkový počet iterací na 10 000. Obecně platí že čím vyšší budou tato čísla nastavena, tím přesnější výsledek bude. S narůstajícím počtem iterací však také narůstá potřebný výpočetní čas. Doporučená hodnota nastavení zhodnocení je 40 a celkového počtu iterací je

2,5. n , kde n je celkový počet buněk

s materiálem. Hodnotu n najdete kdykoli v horní části panelu „informace o konstrukci“ – viz Obr. 20.

30


4.3.

Vyhodnocení případů A a B

Počet buněk s materiálem = velikost výpočetní matice

Velikost chyby výpočtu

Obr. 20 – Vybrané informace o výpočtu – příklad První kontrolou správnosti výpočtu je posouzení velikosti chyby výpočtu . Chybou výpočtu je myšlena absolutní hodnota tepelného toku ve [W/m], která zbude po odečtení všech tepelných toků do konstrukce vstupujících (včetně vnitřních tepelných toků) od všech tepelných toků z konstrukce vystupujících. Tato chyba výpočtu je závislá na mnoha faktorech. Například na podmíněnosti výpočtové matice, na zaokrouhlovacích chybách apod. Při použití finitního řešiče se tato chyba běžně pohybuje v řádu od 0 do 1.10-6 [W/m]. Při použití iteračního řešiče závisí tato chyba také na počtu kontrolních objemů a provedeném počtu iterací. Iterační výpočet je možno považovat za dostatečně zkonvergovaný, je-li splněno kritérium konvergence dané normou [13] – viz vztah (5).

31

Software CalA 3 – Uživatelský manuál k

 Q

vstup, i

i 1 k

 Q vstup,i

 0,001

(5)

i 1

kde

Q vstup,i … tepelný tok vstupující / vystupující okrajovou podmínkou do konstrukce – viz Obr. 20 … index označující pořadové číslo okrajové podmínky

i

Po výpočtu a odsouhlasení informačního okna výpočtu tlačítkem „OK“ se pracovní okno programu automaticky

přepne

do

módu

prezentace

grafických

výsledků.

Dále

následuje

fáze

postprocessingu. Norma [13] předepisuje též povinnost provést výpočet odhadu chyby pro níž je specifikováno kritérium maximální přípustné hodnoty vztahem (6). Tento výpočet je proveden automaticky při spuštění výpočtu dle ČSN – viz kapitola 4.4 a exportu výsledků dle ČSN – viz kapitola 5.2.2. k

 Q i 1 k

vstup, i

1 Q vstup,i  2 i 1

 0,001

(6)

kde

Q vstup,i

… tepelný tok vstupující / vystupující danou okrajovou podmínkou do konstrukce

i

… index označující pořadové číslo okrajové podmínky

4.4.

Volba C - Výpočet ČSN

Tato volba umožní automatizovaný výpočet řešeného detailu. Nejprve je proveden výpočet na základní výpočtové síti – krok k. Následně je síť automaticky dvojnásobně zjemněna ve směru x. Poté je proveden výpočet na takto vzniklé síti o dvojnásobném počtu prvků – krok k + 1. dále je porovnán výpočet chyby dle vztahů (4) a (5). Pakliže dosažené výsledky vyhovují tomuto kritériu je výpočet ukončen v opačném případě se opakuje analogickým postupem tak dlouho dokud toto kritérium není splněno. Doporučená hodnota nastavení zhodnocení je 40 a celkového počtu iterací je

2,5. n , kde n je celkový počet buněk s materiálem před výpočtem (tedy před jakýmkoli

zjemněním). V případě nastavení dostatečného počtu zhodnocení a počtu iterací bude splněn základní požadavek normy [12]. Pokud výpočet proběhne s nižším počtem iterací než by bylo potřebné a chyba výpočtu  tak bude větší než 1.10-4 [W/m], je třeba opakovaně spouštět iterační výpočet dle kapitoly 4.2 dokud toto kritérium nebude splněno.

32


4.5.

Volba D – nestacionární výpočet

Před vlastním výpočtem časově neustáleného sdílení tepla je třeba zvolit počáteční podmínku – rozložení teplot v konstrukci v čase  = 0. Pro zadání počáteční podmínky lze postupovat následujícími způsoby: A) vypočítat nejprve ustálené sdílení tepa pro zvolené stacionární okrajové podmínky a dosažené výsledky použít jako počáteční podmínku. Tento způsob umožňuje nastavit jednotnou libovolnou teplotu, nebo rozložení teplot odpovídající časově ustálenému stavu pro libovolné vnitřní a okrajové podmínky. B) nepočítat ustálené teplotní pole a začít přímo s výpočtem neustáleného sdílení tepla. Ve všech výpočetních buňkách pak bude automaticky nastavena teplota 0 °C. Nyní je možno přejít k vlastnímu výpočtu. Spuštěním tlačítka

Nestacionární výpočet

nás

software nejprve vybídne k uložení aktuálního projektu. Po jeho uložení pak software nabídne panel s nastavením nestacionárního řešení – viz Obr. 21. V tomto panelu lze obecně definovat nestacionární okrajové podmínky a definovat grafické výstupy nestacionární simulace. Formát zadávání okrajových podmínek, vnitřních zdrojů tepla a další nastavení jsou patrná z tohoto obrázku. V prvém sloupci je nejprve definována velikost časového kroku. Ta může být v každém časovém kroku různá. Další sloupce obsahují buď okrajové podmínky, nebo vnitřní zdroje. Okrajové podmínky jsou zadávané teplotou v kelvinech a součinitelem přestupu tepla oddělených svislým oddělovníkem – „|“. Tento oddělovník lze vložit stisknutím tlačítek nebo

levý Alt

+

124

pravý Alt

+

W

,

.

Vnitřní zdroje tepla jsou zadávány jednou hodnotou. Nestacionární okrajové podmínky je možné vytvořit v tomto panelu, nebo načíst předem vytvořené. Načtené podmínky lze editovat a následně ihned použít, nebo uložit. Nestacionární okrajové podmínky jsou importovány, nebo exportovány v souboru s příponou *.csv, který je editovatelný například v softwaru MS Excel. Výsledkem nestacionárního výpočtu je sada obrázků rastrové grafiky označené TimeStep*.png, kde * je pořadové číslo obrázku. Obrázky mají velikost celé výpočetní sítě a zobrazují teplotní pole v konstrukci v každém z počítaných časových kroků. Dále je výstupem sada souborů TimeStep*.cla pro jednotlivé časové kroky plus jeden „souhrnný soubor“, který obsahuje všechna vypočtená data. Všechny tyto soubory jsou automaticky ukládány na pevný disk počítače do stejného adresáře jako je umístěn původní soubor *.cla. Tyto soubory lze poté dále zpracovávat v rámci postprocessingu. Při volbě rozsahu barevné a teplotní škály je třeba odhadnout a nastavit rozsah teplot v konstrukci při jejím nestacionárním chování. Počet barev je implicitně nastaven na 1020. Pro přehlednější vyobrazení izoterm je však vhodnější počet barev kolem 15.

33


Čas: hodiny:minuty:sekundy Vnitřní zdroj tepla [W.m-1]

Okrajové podmínky: teplota [K] | součinitel přestupu tepla [W.m-2.K-1]

Nastavení barevné a teplotní škály

Export / import externích nestacionárních okrajových podmínek

Obr. 21 – Panel pro definici nestacionárního výpočtu

4.1.

Volba E – řízený nestacionární výpočet

Tato volba umožňuje řízený způsob výpočtu simulace časově ustálených i neustálených jevů iteračním řešičem. Dialogové okno umožňuje: - import souboru s okrajovými podmínkami (*.csv) ve formátu dle kapitoly 4.5; - definovat relaxační faktor iteračního výpočtu (v běžných případech doporučuji volit v rozmezí od 1 do 1,9), hodnotu lze v průběhu výpočtu měnit; - definovat mez pro ukončení výpočtu (hodnota největšího rozdílu mezi jednotlivými iteračními kroky); - definovat počet sledovaných iterací (počet iterací, po kterém při dosažení meze, dojde k ukončení výpočtu); - zvolit počáteční podmínku nestacionárního výpočtu jakožto výsledek stacionárního výpočtu a zadat jednotnou startovací teplotu iteračního výpočtu; - nastavit export povrchových teplot a tepelných toků do souborů *.csv prováděný v každém časovém kroku; - omezit počet souborů *.cla které se při každém časovém kroku ukládají volbou počtu vynechaných kroků; - aktivovat export a nastavit rozsah teplotní škály pro export teplotních polí v každém časovém kroku.

34


Náhled teplotního pole

Rozložení reziduálů v doméně

Průběh reziduálů iteračního výpočtu

Informační okno

Průběh volby relaxačního faktoru

Import externích nestacionárních okrajových podmínek

Obr. 22 – Dialogové okno pro definici řízeného výpočtu

35


5. Postprocessing Postprocessing ≡ následné zpracování výsledků výpočtu. Postprocessing se provádí v módu prezentace grafických výsledků – viz Obr. 2. Mód grafických výstupů lze nastavit v Teplotní pole

případně tlačítkem

5.1.

, nebo tlačítkem

F11

F10

, nebo

Zobrazit

Zobrazit

Tepelné toky

.

Zobrazení výsledků

V softwaru CalA je možno zobrazit výsledky – teploty (2D), tepelné toky (2D), velikost a směr tepelných toků, teplota a tepelné toky v bodě a ploše, nebo na okrajových podmínkách. Pro zjištění výsledků v ploše je třeba vykreslit obdélník kliknutím levým tlačítkem na začátek oblasti a konce oblasti, kde chceme znát výsledky. Po označení konce se automaticky zobrazí informační okno s výsledky. Toto okno nabízí též možnost exportu teplot z této oblasti – blíže kapitola 5.2.3.

5.1.1. Teplota v bodě

Výsledky ve vybrané ploše Aktuální poloha šipky

Teplota v místě šipky

a)

b)

Obr. 23 – Výsledky a) v bodě, b) v ploše Teploty v bodě jsou zobrazovány v pracovním módu i v módu grafických výsledků v aktuální poloze šipky. Jedná se o průměrnou teplotu a teplotu interpolovanou – viz Obr. 23. Interpolace teploty se provádí s ohledem na teploty a tepelné vodivosti okolních buněk a také s ohledem na vzdálenost daného bodu od okrajových teplot tak jak je to naznačeno na Obr. 24. Obdobným způsobem lze zobrazit povrchové teploty v libovolných bodech na povrchu konstrukce. Hodnota povrchové teploty vychází ze vztahu (2) a lineární interpolace. 36


tv,i

tc

Výpočet teplot uvnitř kontrolního objemu

Výpočet teplot na okraji kontrolního objemu průměrná teplota kontrolního objemu – výsledek simulace dopočtená teplota na okrajích kontrolního objemu s šipkou v poměru i dopočtená teplota uvnitř kontrolního objemu v poměru naznačených vzdáleností výpočtová závislost vypočtené teploty na dané teplotě

Obr. 24 – Princip interpolace teploty

5.1.2. Zobrazení izotermy Zobrazení izotermy je možné provést natavením optimálně 4 barev v barevné škále teplot a rozsahu 0,1 K kolem hledané hodnoty. Na Obr. 25 je uveden příklad zobrazení izotermy o teplotě 14 °C.

Obr. 25 – Vykreslení vybrané izotermy 37


5.1.3. Tepelné toky na okraji Tepelné toky na okrajových podmínkách lze zjistit kliknutím pravým tlačítkem na kteroukoli buňku dané okrajové podmínky – viz Obr. 26. Informační okno zahrnuje vždy tepelné toky všemi okrajovými podmínkami stejného čísla.

!

Informační okno informuje o tepelných tocích souhrnně všemi okrajovými podmínkami stejného typu (stejné položky v seznamu okrajových podmínek) i kdyby byly tyto buňky s touto okrajovou podmínkou rozmístěny nespojitě na více okrajích řešeného detailu. Případné okrajové podmínky, které by byly v projektu navíc – tedy ty, které se žádnou ze svých stran nedotýkají buňky s materiálem – nejsou automaticky při výpočtu, ani při prezentaci výsledků, uvažovány.

Informace o vybrané okrajové podmínce a jí příslušném tepelném toku

Uživatelem doplnitelné parametry pro případný výpočet 

Obr. 26 – Výsledky na okrajových podmínkách

5.2.

Export výsledků

Software CalA umožňuje export grafických, nebo textových výsledků výpočtu pro jejich další zpracování, či prezentaci.

5.2.1. Export grafických výsledků Export grafických výsledků je možný automaticky, nebo po částech. Automaticky lze exportovat jen celou geometrii společně s výsledky grafickým rozložením teplotního pole. V tomto případě se exportuje vždy celý výpočetní rastr a to tak, že jedna buňka rastru odpovídá jednomu pixelu výsledného obrázku. Výsledný obrázek je ve formátu rastrové grafiky s názvem „rrmmdd Picture.bmp“, kde „rrmmdd“ je formát vyjadřující vždy dvěmi číslicemi rok měsíc a den ve kterém je obrázek exportován. Výsledný název lze samozřejmě změnit dle požadavku uživatele. Pokud je zvolen o mnoho větší výpočetní rastr, než je vlastní kresba bývá nutné tento exportovaná obrázek dále ořezat, či upravit v externím grafickém softwaru. Výsledek 38

Software CalA 3 – Uživatelský manuál teplotního pole se exportuje s tím nastavením teplotní a barevné škály které bylo naposledy nastaveno. Bohužel vlastní škála se zatím s kresbou neexportuje. Export po částech je zatím možný jen využitím tlačítka

Print Screen

a následném vložení obrázku

celé pracovní plochy počítače do vybraného grafického softwaru k jejímu následnému zpracování. Tímto způsobem je také možno vyexportovat teplotní škálu.

5.2.2. Export výsledků dle ČSN Export výsledků dle ČSN je dosažitelný v menu

Soubor

Protokol ČSN

. Tato volba

zajistí vyexportování výsledků teplotních polí a polí tepelných toků jakož i potřebných údajů o geometrii, okrajových podmínkách apod. výsledkem exportu je soubor Protokol ČSN.htm společně s adresářem Protokol ČSN_files. Vzorové protokoly pro vybrané případy lze shlédnout na http://www.calaprofessional.com v části „Příklady“.

5.2.3. Export teplot z pole Teploty lze exportovat z vybrané plochy v módu grafických výstupů tak jak to je neznačeno v kapitole 5.2.1 stisknutím tlačítka „Export“. Tím dojde ke zkopírování teplot z vybraných polí do souboru s příponou *.csv, které lze následně zpracovat například v softwaru MS Excel. Exportované teploty jsou ve [°C].

5.2.4. Export povrchových teplot Povrchové teploty lze zjistit a následně exportovat v módu grafických výstupů obdobně, jako v předchozím případě. Zde je však třeba zadat linii přes část okrajové podmínky bezprostředně přiléhající k předmětnému části povrchu konstrukce.

39


6. Využití softwaru Softwarem CalA je možné simulovat různé fyzikální jevy, které lze popsat rovnicí typu (1). Hlavní využití je však předpokládáno v oblasti simulace 2D ustáleného i neustáleného sdílení tepla vedením s přestupem a vnitřními zdroji tepla. Tento fyzikální jev je využitelný při řešení mnoha technických úloh, či problémů. Ve stavebnictví jej lze obecně využít jako fyzikálního modelu pro simulaci sdílení tepla v neprůsvitných materiálech.

40

7. Literatura [1] ŠIKULA, O., Manuál k softwaru CalA, , ISBN 978-80-7399-879-0, Tribun EU s.r.o., Brno, 2009 [2] ŠIKULA, O.; PLÁŠEK, J., Vliv podlahového vytápění na tepelné mosty, příspěvek na konferenci 20. konference Vytápění Třeboň 2009, ISBN 978-80-02-02136-0, Společnost pro techniku prostředí, Praha, 2009 [3] ŠIKULA, O.; PLÁŠEK, J., Teoretický výpočet tepelné ztráty v konstrukčních detailech staveb, příspěvek na konferenci Budova - energia Energetická certifikace budov, ISBN 97880-89216-23-9, SSTP Bratislava, Podbanské, SR, 2008 [4] ŠIKULA, O., Model dynamického tepelného chování konstrukčních detailů, příspěvek na konferenci Simulace budov a techniky prostředí Sborník 5. konference IBPSA-CZ, ISBN 978-80-254-3373-7, IBPSA-CZ, ČVUT, Brno, 2008 [5] ŠIKULA, O.; PLÁŠEK, J. Konfrontace vybraných metod tepelně-technického návrhu velkoplošných sálavých systémů. Brno, Brno University of Technology. 2009. p. 13. ISBN 978-80-7204-629-4. [6] PLÁŠEK, J. Sálavé otopné panely. In JUNIORSTAV 2009, 11. Odborná konference doktorského studia. Brno, Brno University of Technology. 2009. p. 93 - 97. ISBN 978-80214-3810-1. [7] Vaverka J. a kolektiv., Stavební tepelná technika a energetika budov, VUTIUM 2006, Brno [8] Patankar, S. V., Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, Hemisphere Publishing Corporation, Tailor & Francis Group, New York 1980. [9] ČSN EN 12831 – Tepelné soustavy v budovách – výpočet tepelného výkonu [10] ČSN EN ISO 14 683 – Tepelné mosty ve stavebních konstrukcích – Lineární činitel prostupu tepla [11]

ČSN 730540-2 Tepelná ochrana budov - Část 2: Požadavky

[12]

ČSN EN ISO 10211-1 – Tepelné mosty ve stavebních konstrukcích – Výpočet

tepelných toků a povrchových teplot - Část 1: Základní výpočtové metody [13]

ČSN EN ISO 10211-2 – Tepelné mosty ve stavebních konstrukcích – Výpočet

tepelných toků a povrchových teplot - Část 2: Lineární tepelné mosty [14]

CEN. 1995. Thermal bridges in building construction - Heat flows and surface

temperatures

-

Part1:

General

calculation

methods.

European

Committee

for

Standardization, rue de Stassart 36, B-1050 Brussels, Belgium. Ref. No. EN ISO 10211-1. [15]

ČSN EN ISO 10077-1 – Tepelné chování oken, dveří a okenic - Všeobecně

[16]

ČSN EN ISO 10077-2 – Tepelné chování oken, dveří a okenic - Výpočet součinitele

prostupu tepla - Část 2: Výpočtová metoda pro rámy

Ondřej Šikula. Software CalA 3. Uživatelský manuál

Recommend Documents