A téma rövid leírása:
A XXI. század elején megalapozódott a számítógépes technológia teljes mértékű elterjedése minden műszaki tudományterületen. A technológia fejlődése a tervezői és mérnöki alapfeladatokat túllépve, olyan lehetőségeket tár elénk, amelyekkel részletes belátásunk lehet a megalkotott informatikai rendszerek, épületek, járművek, robotok működési folyamataiba. E folyamatok határozzák meg műszaki alkotásaink környezetre fejtett hatását, életciklusát és lehetővé teszik számunkra a műszaki termékünk minőségének a felülvizsgálatát még a korai tervezési fázisban. A mesterséges intelligencia összefonódása a műszaki tudományok számos területén megalapozták az építészeti tervezés és az épületenergetika gyökeres átalakulását. A három alapcélkitűzés a környezettudatosság, energiahatékonyság és a humán komfort. Az intelligens épületek e három alapcélkitűzést tükrözik, melyek képesek emberi beavatkozás nélkül ellátni feladataikat.
A doktori kutatás megvizsgálja az épületek optimális energetikai kialakítását összpontosítva a környezetre fejtett hatások csökkentésére. Az intelligens építészeti megoldások az épületben lejátszódó folyamatok és mechanikai rendszerek összefüggéseinek a tanulmányozására alapoznak. Alapvető rendszer kapcsolatok jelenleg ismertek, de az innovatív informatikai eszközök segítségével, sokkal pontosabb összefüggésrendszer és kapcsolati struktúra fejleszthető ki.
A kutatás elmaradhatatlan része a jelenlegi környezettudatos épületállomány felmérése és megvizsgálása Magyarországon, valamint összehasonlítása nemzetközi benchmark épületekkel. Kiinduló feladatként alapos előkészítő tanulmány az intelligens épületek és rendszereik elmélyült tanulmányozása.
A várható eredmények a doktori kutatásból előrelépést és korszerű megoldásokat adnak az építészet, környezettudatosság és energiahatékonyság területén a kiválasztott éghajlati övezetre, figyelembe véve a homlokzattechnológiát, az épület-gépészetet, a megújuló energiaelőállítást és az intelligens vezérlést egy komplex rendszerben. Ezen területek egy-egy részterülete is komplex, összefüggésében jelentős, kutatási feladat.
A téma meghatározó irodalma:
- Rohde, Daniel; Andresen, Trond; Nord, Natasa, Analysis of an integrated heating and cooling system for a building complex with focus on long-term thermal storage, APPLIED THERMAL ENGINEERING, Volume: 145 Pages: 791-803 Published: DEC 25 2018
- Yingni Zhai, Yi Wang, Yanqiu Huang, Xiaojing Meng, A multi-objective optimization methodology for window design considering energy consumption, thermal environment and visual performance, Renewable Energy, Volume 134, Pages 1190-1199, April 2019
- Yongqiang Luo, et al.Experimental study and performance evaluation of a PV-blind embedded double skin façade in winter season, Energy, Volume 165, Part B, 15 Dec. 2018, Pages 326-342
- Jan Hensen and Roberto Lamberts, Building Performance Simulation for Design and Operation, 1st Edition, Taylor and Francis, 2011
- Shengwei Wang, Intelligent Buildings and Building Automation, New York: Spon Press, 2010.
- Clarke, J. A. Energy Simulation in Building Design: Second Edition.
Oxford: Butterworth-Heinemann, 2001
- Chris Underwood, Francis Yik, Modelling Methods for Energy in Buildings, Wiley- Blackwell, 2004
A téma hazai és nemzetközi folyóiratai:
- Energy
- Thermal Science
- Building and Environment
- Energy and Buildings
- Energy Procedia
- Engineering Procedia
- Periodica Polytechnica – Civil Engineering
- Journal of Building Performance Simulation
- Acta Polytechnica Hungarica
- Applied Mechanics and Materials
A téma bővebb leírása:
A világ fokozatos gazdasági fejlődésével párhuzamosan az energiaigények is nagy léptékben növekednek. A fosszilis technológián alapuló energiaellátás a közlekedésben, ipari folyamatokban és az építészetben felmérhetetlen globális környezeti problémákat okoz. A XX. századot a fosszilis technológiákon alapuló fejlesztések jellemzik, viszont a XXI. századot a környezettudatos technológiákra való átállásnak jósolják. Az épített környezetünk legnagyobb része nem teljesíti az energiahatékonyság követelményeit. A megújuló energia előállítása, ésszerű és hatékony alkalmazása az építészetben kulcsfontosságú környezetünk fenntartható fejlődésében. A Nemzetközi Energia Ügynökség adatai szerint az építőipar meghaladja a világ energiafogyasztásának 40%-át és a CO2 kibocsátásának a közel 1/3-át. Az épületek energiahatékonyságának az optimalizálása előfeltétellé vált az építőipar felújításában és korszerűsítésében a fejlett és fejlődésben levő országokban.
A XXI. század elején megalapozódott a számítógépes technológia teljes mértékű elterjedése minden műszaki tudományterületen. A technológia fejlődése a tervezői és mérnöki alapfeladatokat túllépve, olyan lehetőségeket tár elénk, amelyekkel részletes belátásunk lehet a megalkotott informatikai rendszerek, épületek, járművek, robotok működési folyamataiba. E folyamatok határozzák meg műszaki alkotásaink környezetre fejtett hatását, életciklusát és lehetővé teszik számunkra a műszaki termékünk minőségének a felülvizsgálatát még a korai tervezési fázisban. A mesterséges intelligencia összefonódása a műszaki tudományok számos területén megalapozták az építészeti tervezés és az épületenergetika gyökeres átalakulását. A három alapcélkitűzés a környezettudatosság, energiahatékonyság és a humán komfort. Az intelligens épületek e három alapcélkitűzést tükrözik, melyek képesek emberi beavatkozás nélkül ellátni feladataikat.
A mesterséges intelligencia és az energiahatékonyság területe nagy léptékben fejlődik és számos részterület áll rendelkezésre, melyek elmélyült kidolgozása új feladat. A kutatási téma jelentősége a multidiszciplinaritásban rejlik és a rendszer egy-egy részterülete közötti kölcsönhatások feltárásában. Az enegiahatékonysági és környezettudatossági vizsgálatok elmélyült és átfogó tudást követelnek. Az épület kialakítását rendszer szinten kell megvizsgálni és a részterületek közötti összefüggéseket feltárni.
A doktori kutatás megvizsgálja az épületek energetikai kialakításának a megfelelősségét összpontosítva a környezetre fejtett hatások csökkentésében. Az intelligens építészeti megoldások az épületben lejátszódó folyamatok és mechanikai rendszerek összefüggéseinek a tanulmányozására alapoznak. Alapvető rendszer kapcsolatokkal jelenleg ismertek, de az innovatív informatikai eszközök segítségével, sokkal pontosabb összefüggésrendszer és kapcsolati struktúra fejleszthető ki.
Az integrált tervezési és energetikai rendszer még mindig nyitott kérdés a kutatók számára, mely számos hipotézis feltételét teszi lehetővé. A kutatás egyrészt irányul az épületenergetika, másrészt a humán komfortterület felé, amely hamarosan előfeltétellé válik a tervezésben és a megfelelő gépészeti rendszer kiválasztásban. Az épületüzemeltetési vizsgálatokat az optimális energiafogyasztás és az üvegházhatású gázok kibocsátásának a függvényében kell megvizsgálni, mindemellett folyamatos termikus humán komfort betartása mellett.
Az rendszerösszefüggések feltárása az intelligens épületeknél és vezérlésnél dinamikus szimulációs eljárással vezethető le. Az szimulációs eljárás numerikus módszereinek az ismerete, illetve elsajátítása alapfeltétel e innovatív megoldások kidolgozásához. Alkalmazandó tudományos módszertan a több-szempontú optimalizálás (multi-criterion optimization). Elkerülhetetlen a számítógépes BIM technológia magasfokú ismerete a modell előkészítésében a numerikus szimulációhoz.
A kutatás elmaradhatatlan része a jelenlegi környezettudatos épületállomány felmérése és megvizsgálása Magyarországon, valamint összehasonlítása nemzetközi benchmark épületekkel. Kiinduló feladatként alapos előkészítő tanulmány az intelligens épületek és rendszereik elmélyült tanulmányozása. A tudományos szakirodalom (Elsevier, Scopus, Web of Science) számos aktuális tanulmányozási és publikációs lehetőséget ad a PhD hallgató számára.
A várható eredmények a doktori kutatásból előrelépést és korszerű megoldásokat adnak az építészet, környezettudatosság és energiahatékonyság területén a kiválasztott éghajlati övezetre, figyelembe véve a homlokzattechnológiát, az épület-gépészetet, a megújuló energiaelőállítást és az intelligens vezérlést egy komplex rendszerben. Ezen területek egy-egy részterülete is komplex, összefüggésében jelentős, kutatási feladat.
Jelentkezési határidő: 2019-08-31
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Bejelentkezés
