No (6289)
Number of found documents:
6289
Published from
to
Studium interakce nabitých kataniontových vezikul s opačně nabitými polyelektrolyty
Havlíková, Martina; Lehocký, Marián; Táborský, Petr; Mravec, Filip
2024 - Czech
Předložená dizertační práce pojednává o kladně nabitých kataniontových vezikulách a o jejich interakcích s opačně nabitým hyaluronanem. Kataniontové vezikuly byly složeny z iontových amfifilních párů hexadecyltrimethylamonium-dodecyl sulfátu (HTMA-DS), kladně nabitým dvouřetězcovým tenzidem, který vezikuly stabilizoval elektrostaticky, a v neposlední řadě cholesterolem. Ten zásadně ovlivňuje fyzikálně-chemické vlastnosti vezikul, proto bylo nejdříve nutné zjistit jeho optimální množství v membráně. Zejména byla sledována velikost a stabilita vezikul pomocí dynamického a elektroforetického rozptylu světla, mikroviskozita membrány pomocí anizotropie fluorescence a hydratace vnější části membrány pomocí generalizované polarizace. Bylo zjištěno, že vezikuly z HTMA-DS vykazují ideální vlastnosti při množství cholesterolu cca 40 mol.%. Tyto kataniontové vezikuly interagovaly s hyaluronanem, a to nehledě na jeho molekulovou hmotnost. Kolem jejich izoelektrického bodu docházelo ke tvorbě viditelných agregátů, které se ale s potupnými přídavky polymeru rozpadaly. Tento rozpad byl odlišný pro různé molekulové hmotnosti hyaluronanu. Zvýšení iontové síly, resp. koncentrace chloridu sodného nad 25 mM, mělo destabilizační vliv na neobalené i hyaluronanem obalené vezikuly. Zajímavé také bylo, že zvýšením iontové síly docházelo k ovlivnění mikroviskozity membrány, která se stávala více fluidní, ale nedocházelo k žádným signifikantním změnám v hydrataci její vnější části. Předložená práce se také zabývala přípravou a charakterizací nového typu kataniontových vezikul, kde byl vyměněn kationtový tenzid HTMAB za Septonex. K jejich charakterizaci byly vybrány stejné metody, jako v případě výše zmiňovaných vezikul. Ukázalo se, že tato výměna tenzidů má zásadní vliv na výsledné vlastnosti vezikul, které jsou stabilní i při velmi nízkém obsahu cholesterolu. V souladu s dlouhodobou stabilitou byla jako vhodná koncentrace cholesterolu zvolena od 15 mol.% dále. The presented dissertation is focused on positively charged catanionic vesicles and their interactions with oppositely charged hyaluronan. The catanionic vesicles were composed of ion pair amphiphile of hexadecyltrimethylammonium-dodecyl sulfate (HTMA-DS), a positively charged double-chain surfactant that electrostatically stabilized the vesicles and cholesterol. Cholesterol may strongly affect the physico-chemical properties of the vesicles, therefore it was necessary to determine its optimal amount in the membrane. Especially, the size and stability of vesicles were studied by dynamic and electrophoretic light scattering, membrane microviscosity by fluorescence anisotropy and hydration of the outer part of the membrane by generalized polarization. It was found that vesicles show ideal properties at a cholesterol content about 40 mol.%. These catanionic vesicles interacted with hyaluronan regardless of its molecular weight. Visible aggregates were observed around their isoelectric point, but they disintegrated with increasing polymer concentration. However, this decay was different for different hyaluronan molecular weights. An increase in ionic strength, or more precisely concentration of sodium chloride above 25 mM had a destabilizing effect on both uncoated and hyaluronan coated vesicles. It was also interesting that increasing the ionic strength affected the microviscosity of the membrane, which became more fluid, but there were no significant changes in the hydration of its outer part. The presented work is also focused on the preparation and characterization of a new type of catanionic vesicles, where the cationic surfactants HTMAB was replaced by Septonex. The same methods were chosen for their characterization as in the case of the HTMA-DS vesicles. This exchange of surfactants had a major effect on the resulting properties of the vesicles, which are stable even at very low cholesterol content. In accordance with long-term stability, a suitable concentration of cholesterol was chosen from 15 mol.% and higher.
Keywords:
Iontový amfifilní pár; kataniontové vezikuly; cholesterol; hyaluronan; chlorid sodný; Septonex; dynamický rozptyl světla; -potenciál; membránové vlastnosti.; Ion pair amphiphile; catanionic vesicles; cholesterol; hyaluronan; sodium chloride; dynamic light-scattering; -potential; membrane properties.
Available in a digital repository NRGL
Studium interakce nabitých kataniontových vezikul s opačně nabitými polyelektrolyty
Předložená dizertační práce pojednává o kladně nabitých kataniontových vezikulách a o jejich interakcích s opačně nabitým hyaluronanem. Kataniontové vezikuly byly složeny z iontových amfifilních párů ...
Analýza a ověřování provozních charakteristik síťových a hybridních střídačů
Vrána, Michal; Braciník,, Peter; Dvorský, Emil; Mastný, Petr
2024 - Czech
Dizertační práce představuje komentovaný soubor článků zaměřený na oblast ověřování provozních charakteristik střídačů a jejich vlivu na provoz distribuční soustavy. Provozní charakteristiky jsou posuzovány s ohledem na národní požadavky v České republice. V rámci řešení byly publikováný články v zahraničních impaktovaných a recenzovaných časopisech a indexovaných sbornících zahraničních i tuzemských konferencí. Hlavním výsledkem dizertační práce je návrh a realizace laboratorního pracoviště pro ověřování provozních charakteristik. Pro pracoviště bylo navrhnuto a realizováno softwarové vybavení k automatizaci procesu testování jak na fyzickém pracovišti, tak v rámci virtuálního testování. Rekonfigurací pracoviště je možné vytvořit zařízení k simulaci a ověřování vlivu autonomních funkcí na distribuční soustavu v rámci experimentální instalace v laboratorních podmínkách nebo terénního testování. The thesis is an annotated collection of articles focused on the field of verification of inverter operating characteristics and their impact on the operation of the distribution system. The operating characteristics are assessed with respect to the national requirements in the Czech Republic. Within the framework of the solution, articles were published in foreign impacted and peer-reviewed journals and indexed proceedings of foreign and domestic conferences. The main result of the dissertation is the design and implementation of a laboratory workplace for verification of operating characteristics. For the workstation, software equipment was designed and implemented for testing process automation of both, the physical workstation and the virtual testing. By reconfiguring the workstation, it is possible to create a facility for simulating and verifying the effect of autonomous functions on the distribution system within the framework of experimental installation in laboratory conditions or field testing.
Keywords:
Energetický systém; obnovitelné zdroje; fotovoltaický střídač; hybridní střídač; akumulační systém; pravidla provozování distribuční soustavy; řízení toku výkonu; kvalita elektrické energie; Power system; renewable sources; photovoltaic inverter; hybrid inverter; storage system; distribution system operation rules; power flow control; power quality
Available in a digital repository NRGL
Analýza a ověřování provozních charakteristik síťových a hybridních střídačů
Dizertační práce představuje komentovaný soubor článků zaměřený na oblast ověřování provozních charakteristik střídačů a jejich vlivu na provoz distribuční soustavy. Provozní charakteristiky jsou ...
Biotechnologická produkce polyhydroxyalkanoátů pomocí termofilních bakterií
Kouřilová, Xenie; Patáková, Petra; Koutný, Marek; Obruča, Stanislav
2024 - Czech
Polyhydroxyalkanoáty (PHA) jsou mikrobiální biopolymery, které mohou představovat částečnou alternativu k petrochemicky vyráběným plastům. Jejich hlavní předností je biodegradabilita, biokompatibilita a možnost produkce z obnovitelných zdrojů. Nicméně náklady na jejich produkci jsou stále vyšší než cena polymerů původem z ropy. Pro zvýšení konkurenceschopnosti biotechnologických procesů byl představen koncept Next generation industrial biotechnology (NGIB), který se mimo jiné opírá o využití extremofilních mikroorganismů. Při implementaci extremofilů do fermentačních procesů dochází ke zvýšení robustnosti těchto technologií a zároveň mohou být sníženy nároky na sterilitu. V souvislosti s produkcí PHA pomocí extremofilů je poměrně dobře zmapovaná podskupina halofilních mikroorganismů. Výrazně méně informací je dostupných o další zajímavé kategorii, a to termofilech. V souladu s myšlenkou NGIB se v disertační práci zabýváme produkcí PHA právě pomocí termofilních bakterií. Pozornost je věnována především rodům Caldimonas, Rubrobacter a Tepidimonas. U řady testovaných zástupců těchto rodů byly sledovanými parametry optimální kultivační teplota, vhodný uhlíkatý substrát a schopnost produkce kopolymerů. Na základě tohoto základního screeningu byly vybráni nejslibnější producenti, kteří byli podrobeni dalším experimentům. Předností zástupců rodu Rubrobacter je, že se jedná o gram-pozitivní nesporulující bakterie, jelikož odpadá riziko kontaminace izolovaného polymeru pyrogenními lipopolysacharidy, které jsou přítomné v buněčné stěně gram-negativních mikroorganismů. Bakteriální kmen Tepidimonas taiwanensis LMG 22826T byl schopen produkovat vysoké výtěžky biomasy a PHA na směsi sacharidů glukózy a fruktózy. Při využití extraktu z vinných výlisků bylo dosaženo téměř totožných hodnot jako na čistých substrátech. Termofil Caldimonas thermodepolymerans DSM 15344, původním názvem Schlegelella thermodepolymerans, je velice slibným PHA producentem na substrátech bohatých na xylózu. Těmito substráty mohou být například hydrolyzáty lignocelulózových materiálů, které představují levný zdroj uhlíku. Zda jsou vhodné pro kultivaci C. thermodepolymerans bylo testováno na modelových hydrolyzátech složených z čistých sacharidů. Pro přiblížení reálných vzorků byl také zkoumán vliv potenciálních mikrobiálních inhibitorů vyskytujících se v lignocelulózových hydrolyzátech. V rámci disertační práce byl také vyvinut inovativní izolační protokol k zisku PHA založený na osmotickém namáhání termofilních a halofilních mikroorganismů za zvýšené teploty s přídavkem roztoku povrchově aktivní látky o nízké koncentraci. Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are microbial biopolymers that may provide a partial alternative to petrochemically produced plastics. Their main advantages are biodegradability, biocompatibility, and the possibility of production from renewable sources. However, the cost of their production is still higher than that of petroleum-based polymers. To increase the competitiveness of biotechnological processes, the concept of Next Generation Industrial Biotechnology (NGIB) has been introduced by other authors. This concept relies on the use of extremophilic microorganisms. When extremophiles are implemented in fermentation processes, the robustness of these technologies is increased and at the same time sterility requirements can be reduced. In the context of PHA production using extremophiles, a subset of halophilic microorganisms is relatively well mapped. Significantly less information is available on another interesting category, namely thermophiles. In line with the idea of NGIB, it is the production of PHAs by thermophilic bacteria that is the focus of this thesis. Attention is paid mainly to the genera Caldimonas, Rubrobacter, and Tepidimonas. For several tested representatives of these genera, the parameters investigated were the optimal cultivation temperature, suitable carbon substrate and the ability to produce copolymers. Based on this basic screening parameters, the most promising producers were selected and subjected to further experiments. Representatives of the genus Rubrobacter have the advantage of being gram-positive non-sporulating bacteria, as the risk of contamination of the isolated polymer by pyrogenic lipopolysaccharides present in the cell wall of gram-negative microorganisms is eliminated. The bacterial strain Tepidimonas taiwanensis LMG 22826T was able to produce high yields of biomass and PHA on a mixture of glucose and fructose substrate. Using grape pomace extract, almost identical values to those obtained on pure substrates were achieved. The thermophile Caldimonas thermodepolymerans DSM 15344, originally named Schlegelella thermodepolymerans, is a very promising PHA producer on xylose-based substrates. These substrates can be, for example, hydrolysates of lignocellulosic materials, which represent a sustainable source of carbon. Their suitability for the cultivation of C. thermodepolymerans was tested on model hydrolysates composed of pure carbohydrates. To approximate real samples, the effect of potential microbial inhibitors present in lignocellulosic hydrolysates was also investigated. An innovative isolation protocol for the recovery of PHAs based on osmotic stressing of thermophilic and halophilic microorganisms under elevated temperature with the addition of a low concentration surfactant solution was also developed as part of the thesis.
Keywords:
Polyhydroxyalkanoáty; biopolymery; extremofily; termofily; průmyslové biotechnologie nové generace; valorizace potravinářských odpadů; Polyhydroxyalkanoates; biopolymers; extremophiles; thermophiles; Next Generation Industrial Biotechnology; food waste valorisation
Available in a digital repository NRGL
Biotechnologická produkce polyhydroxyalkanoátů pomocí termofilních bakterií
Polyhydroxyalkanoáty (PHA) jsou mikrobiální biopolymery, které mohou představovat částečnou alternativu k petrochemicky vyráběným plastům. Jejich hlavní předností je biodegradabilita, biokompatibilita ...
Optické vláknové senzory
Dejdar, Petr; Róka,, Rastislav; Kyselák, Martin; Münster, Petr
2024 - Czech
Optické sítě se neustále rozšiřují a tím vzniká prostor k využití optických vláken i pro nedatové přenosy. Jedním z nich je využití pro účely senzoriky, kde je možné uplatnit optická vlákna pro měření teplot, tlaku, vibrací aj. ve standardních podmínkách nebo v podmínkách, kde není umístění klasických senzorů vhodné (zvýšená vlhkost, radiace, nedostatek místa atd.).Tato práce se věnuje porovnání technologií hodnotících senzorické systémy a popisuje jejich princip a možnosti jejich využití. Následně jsou jednotlivé systémy postaveny a otestovány. Na základě měření jsou poté navržena možná vylepšení, kde u reflektometrického systému jsou kvantifikovány výhody použití algoritmů detekce hran. U detektorů polarizace jsou vylepšením využité klasifikační algoritmy strojového učení s úspěšností klasifikace nad 97 %. V práci je také popsáno podrobné měření citlivosti optických vláken na akustické vibrace ve třech různých prostředích, s různými konfiguracemi tras, kabely, materiály pro tlumení vibrací atd. Těmito měřeními byla dokázána možnost odposlechu optických vláken pomocí interferometrického, reflektometrického i polarizačního systému, kde polarizační je prokazatelně nejméně citlivý a zaznamenává pouze nižší frekvence. Na základě těchto měření je pak navržen systém pro zabezpečení fyzické vrstvy optických sítí, který je schopen přesně rozlišit klidové stavy a stavy manipulace s kabely z námi vytvořených datasetů. Optical networks are continuously expanding and this creating space for the use of optical fibers for non-data transmissions. One of them is the use for sensing purposes, where optical fibers can be used to measure temperature, pressure, vibration, etc. In standard conditions or in conditions where the placement of conventional sensors is not suitable (increased humidity, radiation, lack of space, etc.).This paper is devoted to the comparison of technologies comparing sensing systems and describes their principle and their possible applications. Subsequently, the different systems are built and tested. Possible improvements are then proposed based on the measurements, where for the reflectometric system the advantages of using edge detection algorithms are quantified. For the polarization detectors, improvements are made using machine learning classification algorithms with classification success rates above 97 %. Detailed measurements of the sensitivity of optical fibers to acoustic vibrations in three different environments, with different path configurations, cables, vibration-damping materials, etc. are also described. These measurements proved the possibility of intercepting optical fibers using interferometric, reflectometric, and polarization systems, where the polarization system is proven to be the least sensitive and records only lower frequencies. Based on these measurements, a system for securing the physical layer of optical networks is then proposed, which is able to accurately distinguish the quiescent and cable manipulation states from the datasets we created.
Keywords:
Braggovy vláknové mřížky; distribuované měření; interferometrie; měření vibrací; optické senzory; optická vlákna; polarizace; reflektometrie; zabezpečení; fiber Bragg gratings; distributed sensing; interferometry; optical fibers; optical sensors; vibration measurement; polarization; reflectometry; security
Available in a digital repository NRGL
Optické vláknové senzory
Optické sítě se neustále rozšiřují a tím vzniká prostor k využití optických vláken i pro nedatové přenosy. Jedním z nich je využití pro účely senzoriky, kde je možné uplatnit optická vlákna pro měření ...
Predikce protismykových vlastností povrchu vozovky v laboratoři
Nekulová, Pavla; Dašek, Ondřej; Stryk, Josef; Varaus, Michal
2024 - Czech
Disertační práce se zabývá zkušební metodou „Stanovení součinitele tření po ohlazení“ popsanou v ČSN EN 12697-49 (nazývaná také zkouška Wehner/Schulze), která má umožnit předpověď vývoje protismykových vlastností povrchu vozovky pomocí laboratorního měře-ní. Vzhledem k tomu, že požadovaná kvalita protismykových vlastností povrchu vozovky musí být splněna nejen na nových stavbách ale i na konci záruční doby, tak se zhotovitelé dopravních staveb začali zaměřovat na životnost protismykových vlastností povrchů vozovek. Zkouška Wehner/Schulze byla sice poprvé představena již v 60. letech minulého sto-letí, ale zvýšená pozornost je jí věnována až v posledních patnácti letech. Základním předpokladem pro využití této zkušební metody je navázání výsledků měření v laboratoři na hodnoty měřené dynamickými měřicími zařízeními, která jsou běžně používána pro měření protismykových vlastností povrchu vozovky, a stanovení vztahu mezi laboratorní simulací dopravního zatížení a skutečným dopravním zatížením. Dalším řešeným tématem je využití zkušební metody Wehner/Schulze pro návrh speciálních asfaltových směsí s optimální životností protismykových vlastností – v tomto případě jde o asfaltovou směs s kombinací kameniv s různou hodnotou ohladitelnosti PSV tak, aby byla využita lokální kameniva s nízkou hodnotou PSV s přidáním malého množství hodnotného dovezeného kameniva s vysokou hodnotou PSV. The dissertation deals with a testing method described in ČSN EN 12697-49 (also known as Wehner/Schulze), which aims to predict the evolution of skid resistance properties of road surfaces using laboratory testing. Given that the required quality of skid resistance on road surfaces must be met not only for new constructions but also at the end of the warranty period, contractors of transportation structures have started focusing on the lifespan of road skid resistance properties. Although the Wehner/Schulze test was introduced in the 1960s, increased attention has been given to it only in the last fifteen years. The fundamental prerequisite for utilizing this testing method is linking the measurement results in the laboratory to values measured by dynamic measuring devices, commonly used for monitoring the skid resistance of road surfaces. This involves establishing a relationship between laboratory simulation of traffic and actual traffic load. The final step involves employing the Wehner/Schulze testing method to design special asphalt mixtures with optimal longevity of skid resistance properties. In this case, it entails an asphalt mixture with a combination of aggregates with different PSV values to utilize local aggregates with low PSV values, supplemented with a small quantity of high-quality imported aggregates with high PSV values.
Keywords:
Protismykové vlastnosti povrchu vozovky; součinitel tření po ohlazení (FAP); součinitel podélného tření (Fp); ohladitelnost kameniva (PSV); zařízení Wehner/Schulze.; Skid resistance; Friction after polishing (FAP); Longitudinal friction coefficient (Fp); Polished stone value; Wehner/Schulze machine.
Available in a digital repository NRGL
Predikce protismykových vlastností povrchu vozovky v laboratoři
Disertační práce se zabývá zkušební metodou „Stanovení součinitele tření po ohlazení“ popsanou v ČSN EN 12697-49 (nazývaná také zkouška Wehner/Schulze), která má umožnit předpověď vývoje ...
Porušení sypaných hrází v důsledku vnitřní eroze
Kotaška, Stanislav; Hodák, Jiří; Satrapa, Ladislav; Jandora, Jan
2024 - Czech
Protržení sypaných hrází jsou poměrně vzácná, avšak mohou mít katastrofické následky. V případě protržení hráze dojde k zvláštní povodni, která může způsobit ztráty na životech a majetku. I když je obtížné protržení hráze zabránit, je důležité se soustředit na ochranu obyvatel. Ochrana se provádí různými opatřeními podle typu očekávaného poškození hráze. Po analýze možných poruch hráze a výpočtu důsledků se hodnotí rizika, která se následně snižují přesídlením obyvatel a přemístěním majetku. Přesná analýza možných poruch a predikce průlomové vlny je nezbytná, aby bylo možné předpovědět, jak se bude zvláštní povodeň šířit v inundačním území pod hrází. Práce přehledně shrnuje mechanismus porušení sypané hráze v důsledku vnitřní eroze a prezentuje matematické metody pro jeho modelování. Hlavním výsledkem je úprava softwaru AREBA, který slouží k simulaci porušení sypaných hrází v důsledku vnitřní eroze a přelití, přímým zásahem do zdrojového kódu psaným v prostředí MATLAB. Do softwaru AREBA bylo zavedeno rozšíření umožňující nastavení různých úrovní srovnávací roviny, konzumpčních křivek a charakteristik nádrže. Dále byl software AREBA doplněn o vodohospodářské řešení nádrže a o další metody řešení úrovní hladiny dolní vody pod hrází. Byly také přidány nové metody pro řešení zřícení nadloží průsakové trubice, ztrátu třením v průsakové trubici a výpočet součinitele drsnosti. Pro generování vstupních parametrů byla zavedena metoda Monte Carlo s LHS vzorkováním. Po aplikaci navržených vylepšení byla provedena citlivostní analýza, která identifikovala nejcitlivější geotechnické parametry modelu. Kromě toho byly představeny další softwary pro simulaci porušení sypaných hrází v důsledku vnitřní eroze a jejich výsledky byly porovnány s modifikovaným softwarem AREBA na vybraných případových studiích. Dam breaches are relatively rare but can be catastrophic. In the event of a earthfill dam breach, a special flood will occur that can cause loss of life and property. While it is difficult to prevent a earthfill dam breach, it is important to focus on protecting the population. Depending on the type of damage expected to the earthfill dam, different measures are taken to protect people. After analysing possible dam failures and calculating the consequences, risks are assessed and then reduced by relocating people and property. Accurate analysis of potential failures and prediction of the flood wave is necessary to predict how a given special flood will propagate in the floodplain below the dam. The thesis clearly summarises the mechanism of earthfill dam breach due to internal erosion and presents mathematical methods for modelling this phenomenon. The main result is an increase in the predictive capability of the AREBA software used to simulate breaches of earthfill dams due to internal erosion and overtopping. An extension to the AREBA software has been introduced to allow the setting of different levels of comparison plane, consumption curves and reservoir characteristics. In addition, the AREBA software has been extended to include water balance equation and additional methods for dealing with water levels below the dam. New methods have also been added to deal with roof collapse of the seepage pipe, friction losses in the seepage pipe and dealing with the roughness coefficient calculations. A Monte Carlo method with LHS sampling was introduced to generate the input parameters. After applying the proposed improvements, a sensitivity analysis was carried out to identify the most sensitive geotechnical model parameters. In addition, other software’s for simulating the failure of earthfill dams due to internal erosion was presented (EMBREA, DL Breach, WinDAM C) and its results were compared with the modified AREBA software on selected case studies.
Keywords:
Porušení sypané hráze; vnitřní eroze; piping; numerický model; zvláštní povodeň; erodibilita; kritické smykové napětí.; Breach of earthfill dam; internal erosion; piping; numerical models; special flood; erodibility; critical shear stress.
Available in a digital repository NRGL
Porušení sypaných hrází v důsledku vnitřní eroze
Protržení sypaných hrází jsou poměrně vzácná, avšak mohou mít katastrofické následky. V případě protržení hráze dojde k zvláštní povodni, která může způsobit ztráty na životech a majetku. I když je ...
Analýza teplotních a vlhkostních procesů ve vrstvách intenzivní vegetační střechy
Sukopová, Dáša; Solař, Jaroslav; Mohelníková, Jitka; Vlček, Milan
2024 - Czech
Předkládaná disertační práce se zabývá analýzou teplotních a vlhkostních procesů probíhajících ve vrstvách intenzivní vegetační střechy s větší vrstvou zeminy – střešní zahrady. Cílem mé disertační práce poskytnout přesnější informace pro návrh střešního pláště s využitím vlastností a výhod vegetačního souvrství střešní zahrady. Jednou z nejdůležitějších výhod střešních zahrad je ochlazovací efekt vegetačního souvrství v horkém letním období. Práce se zabývá i myšlenkou širšího využití střešních zahrad pro tzv. „střešní zemědělství - angl. rooftop farming“, které je ve světě stále oblíbenější. Jinak nevyužité plochy střech mohou nahradit nedostatek ploch pro zahrádky, které především ve velkoměstech chybí. The presented dissertation deals with the analysis of temperature and humidity processes taking place in the layers of an intensive vegetation roof with a larger layer of soil - the roof garden. The aim of my dissertation is to provide more accurate information for the design of the roof covering using the properties and benefits of the vegetation layer of the roof garden. One of the most important advantages of roof gardens is the cooling effect of the vegetation formation in the hot summer season. The work also deals with the idea of wider use of roof gardens for the so-called rooftop farming, which is becoming more and more popular in the world. Otherwise, unused roof areas can make up for the lack of areas for gardens, which are especially lacking in big cities.
Keywords:
Intenzivní vegetační střecha; střešní zahrada; chladná střecha; městské střešní zemědělství; fotosyntéza; permitivita; chladící efekt; tepelně izolační efekt; fotosyntéza; transpirace; evapotranspirace; intercepce; Intensive Green Roof; Roof Garden; Cool roof; Urban rooftop farming; Permitivity; Cooling Effect; Thermal Insulation Effect; Photosythesis; Transpiration; Evapotranspiration; Interception
Available in a digital repository NRGL
Analýza teplotních a vlhkostních procesů ve vrstvách intenzivní vegetační střechy
Předkládaná disertační práce se zabývá analýzou teplotních a vlhkostních procesů probíhajících ve vrstvách intenzivní vegetační střechy s větší vrstvou zeminy – střešní zahrady. Cílem mé disertační ...
Statická analýza železobetonových stěn s dodatečně provedenými otvory
Šimek, Ondřej; Borzovič, Viktor; Vítek, Jan; Zich, Miloš
2024 - Czech
Práce se zabývá prováděním dodatečných otvorů v železobetonových stěnách z pohledu statické analýzy. Jsou analyzovány dva typy stěn: panelové stěny a ztužující výplňové stěny. V úvodní části je rozebrán současný stav poznání v metodách analýzy této problematiky a je poukázáno na jejich přednosti či nedostatky. Je navrženo několik typů vzorků stěn s předem vytvořeným či dodatečným otvorem s různými typy vyztužení představující stav po dodatečném vytvoření otvoru, jejichž chování je experimentálně a následně numericky ověřeno. Na základě získaných dat jsou navrženy metody sloužící ke statické analýze a posouzení železobetonových stěn s dodatečně provedenými otvory. Pro panelové stěny s otvorem je rozšířena metoda analýzy pomocí stěnových modelů a je konkretizován způsob statického posouzení. Metoda analýzy ztužujících výplňových stěn s otvorem pomocí ekvivalentní diagonální prutové vzpěry byla rozšířena o možnosti zohlednění vyztužení a jejich stavu zatížení. Navržené metody statické analýzy byly aplikovány na skutečné konstrukci panelového rodinného domu, kde byl vytvořen dodatečný otvor a na hypotetické rámové konstrukci s navrženým statickým zásahem do jejího ztužujícího systému. The thesis deals with the implementation of additional openings in reinforced concrete walls from the point of view of structural analysis. Two types of walls are analysed: panel walls and infill shear walls. In the introductory part, the current state of knowledge in the methods of analysis of this issue is discussed and their advantages or shortcomings are pointed out. Several types of wall specimens with pre- or post-made openings with different types of reinforcement representing the state after an additional opening is made are proposed and their behaviour is experimentally and subsequently numerically verified. On the basis of the data obtained, methods are proposed for the structural analysis and the design of reinforced concrete walls with additional openings. For panel walls with openings, the analysis method using wall models is extended and the method of static assessment is specified. The method of analysis for infill shear walls with an opening using equivalent diagonal bar strut has been extended to take account for the reinforcement and its load state. The proposed structural analysis methods were applied to a real prefabricated house with an additional opening and to a hypothetical frame structure with a proposed structural intervention in its bracing system.
Keywords:
beton; dodatečný otvor; stěna; výplň; experiment; nelineární analýza; concrete; additional opening; wall; infill; experiment; nonlinear analysis
Available in a digital repository NRGL
Statická analýza železobetonových stěn s dodatečně provedenými otvory
Práce se zabývá prováděním dodatečných otvorů v železobetonových stěnách z pohledu statické analýzy. Jsou analyzovány dva typy stěn: panelové stěny a ztužující výplňové stěny. V úvodní části je ...
3D Construction Printing of Coarse Aggregate Cementitious Composite
Vespalec, Arnošt; Czarnecki, Sławomir; Lloret-Fritschi, Ena; Koutný, Daniel
2024 - Czech
Stavební průmysl v současnosti prochází rychlým rozvojem. To vede k nadměrnému využívání omezených přírodních zdrojů a k vysoké produkci skleníkových plynů (až 39 % celosvětové produkce CO2). V tomto kontextu je jednou z hlavních environmentálních výzev výroba cementových pojiv. Přestože probíhá intenzivní výzkum alternativ k cementu, tradiční stavební materiály nabízejí mnoho nevyužitého potenciálu. Důsledkem situace je transformace tradičního stavebnictví v podobě využití inovativních metod výroby jako je automatizace. Jedná se především o aditivní výrobu, konkrétně 3D tisk ve stavebnictví, označovaný jako 3DCP (3D Construction/ Concrete Print). Dizertační práce zkoumá možnosti využití směsi s hrubým kamenivem pro 3DCP. Tato směs může přinést efektivnější výrobu, úsporu dalších komponent směsi, snížení množství používaného portlandského cementu a následné snížení emisí CO2. Práce zkoumá zpracovatelnost směsi s hrubým kamenivem o velikosti 8 mm a její vliv na parametry tisku. Nalezení optimální kombinaci procesních parametrů směsi pomocí simulačních nástrojů může zlepšit její vystavitelnost, eliminovat potřebu přístupu pokus-omyl a tím rapidně redukovat množství odpadu. Analýza výsledků ukázala, že směs s hrubým kamenivem vykazuje nižší vystavitelnost ve srovnání se směsí bez hrubého kameniva. I když směs s kamenivem nebyla tak rigidní jako směs bez kameniva, hodnoty Youngova modulu jsou srovnatelné s jinými studiemi zabývající se tisknutelným betonem v raném stáří směsi. Vhodné kombinace parametrů procesu 3D tisku byly nalezeny metodou plánovaného experimentu a následně ověřeny simulačním nástrojem Abaqus. Tyto parametry vedou k minimalizaci deformací, vyšší stabilitě a vystavitelnosti tiskové geometrie. Směs s kamenivem tak snižuje potřebu ostatních složek materiálu směsi přibližně o 16 %, redukuje spotřebu cementu a dochází k významnému snížení emisí CO2 – ekvivalent 52 kg na metr krychlový betonu. Tyto faktory v kombinaci s technologií 3D tisku společně podporují udržitelnější přístup k průmyslové výrobě ve stavebnictví. Tato práce přispívá k hlubšímu pochopení chování cementových kompozitů s hrubým kamenivem o velikosti až 8 mm a jeho závislosti na tiskových parametrech. Získané poznatky a výsledky jsou shrnuty ve třech vědeckých článcích publikovaných v impaktovaných časopisech. Today, the construction industry experiencing a period of rapid development. This is resulting in a massive production of greenhouse gas emissions (39% of global CO2 production) and an overexploitation of scarce natural resources leading to inevitable climate change. In this context, cement binders production represents one of the most significant environmental challenges. Despite extensive research being conducted on alternatives to cement, there remains considerable untapped potential in conventional building materials. The situation has led to a paradigm shift in the conventional construction sector, as inventive manufacturing techniques, including automation, are implemented. This predominantly involves additive manufacturing, particularly 3D printing in the construction industry, commonly referred to as 3DCP (3D Construction/ Concrete Print). The dissertation examines the possibilities of using a mixture with coarse aggregate for 3DCP technology. This mixture has the potential to increase production efficiency and reduce the amount of other components, decreasing Portland cement usage and as a result, CO2. The thesis investigates a workability of a mixture containing 8 mm coarse aggregate and its effect on the printing parameters. Finding the optimal combination of process parameters for a mixture using simulation tools can improve its buildability, eliminate the need for a trial-and-error approach and thus rapidly reduce waste. Analysis of the results demonstrates that the mixture containing coarse aggregate exhibits less buildability than the mixture without coarse aggregate. Although the mix containing coarse aggregate exhibited a lower level of rigidity in comparison to the mix without coarse aggregate, the Young's modulus values obtained are similar to those reported in other research dealing with printable "concrete" at early mixture ages. Further investigation using Design of Experiment (DOE) techniques resulted in a combination of 3D printing process parameters (print footprint dimensions, print speed) that were validated by the simulation software Abaqus. The utilisation of these process parameters has resulted in enhanced print stability, thereby improving the buildability of the printed object, and reducing the occurrence of deformation. The mixture containing coarse aggregate effectively diminishes the requirement for additional mix material components by around 16%, resulting in decreased cement consumption and substantial CO2 emissions (equivalent to 52 kg per cubic metre of concrete). These factors, in conjunction with 3D printing technology in the construction industry, contribute to a sustainable approach to industrial production. This research contributes to a greater comprehension of the behaviour of cementitious composites with coarse aggregate sizes of up to 8 mm and their dependence on printing parameters. The findings and outcomes are summarised in three peer-reviewed scientific articles.
Keywords:
3D tisk ve stavebnictví; inverzní charakterizace materiálu; aditivní výroba ve velkém měřítku; Contour Crafting; digitální výroba; cementový materiál; tisk betonu z hrubého kameniva.; Construction 3D print; Inverse material characterisation; Large-scale additive manufacturing; Contour Crafting; Digital manufacturing; Cementitious material; Coarse aggregate concrete printing.
Available in a digital repository NRGL
3D Construction Printing of Coarse Aggregate Cementitious Composite
Stavební průmysl v současnosti prochází rychlým rozvojem. To vede k nadměrnému využívání omezených přírodních zdrojů a k vysoké produkci skleníkových plynů (až 39 % celosvětové produkce CO2). V tomto ...
Hydrogely modifikované amfifilními strukturami
Heger, Richard; Sedlařík, Vladimír; Kráčalík, Milan; Pekař, Miloslav
2024 - Czech
Předložená dizertační práce se zabývá vlivem amfifilních struktur na hydrogelové vlastnosti. Přídavky různých amfifilních látek spojené s tvorbou vysoce uspořádaných struktur ovlivňují mechanické, transportní a strukturní vlastnosti hydrogelů. Hlavní inspirací pro tento typ práce byla živá tkáň, přesněji extracelulární matrice, která se hydrokoloidy velmi často mimikuje, a právě její vysoká uspořádanost může za její unikátní vlastnosti. Poznatky získané z této tkáně byly aplikovány do hydrogelových systémů studovaných v této práci. Vhodnými zástupci pro tuto práci byly různě síťované hydrogelové matrice (fyzikálně síťovaná agaróza a želatina, iontově síťovaný alginát a chemicky síťovaná směs polyvinylalkoholu s chitosanem). Tyto hydrogelové systémy byly modifikovány přídavky různých amfifilních látek. Lidskému tělu vlastním fosfolipidem, lecitinem, anebo různě nabitými klasičtějšími tenzidy (CTAB, SDS a Triton X-100). Experimentálně je tato práce rozdělena do tří oblastí, studium mechanických vlastností pomocí reologie, popis transportních vlastností pomocí uvolňovacích a prostupovacích experimentů s využitím různých modelových léčiv (rhodamin 6G, eosin B, amidová čerň 10B, methylenová modř a riboflavin) a morfologická charakterizace pomocí SEM. Charakterizace hydrogelových systémů byla podpořena dalšími technikami, které byly v této práci využity, jako jsou např. sušící a botnací experimenty nebo sorpce plynů. The submitted dissertation deals with the influence of amphiphilic structures on hydrogel properties. Additions of various amphiphilic substances associated with the formation of highly ordered structures affect the mechanical, transport and structural properties of hydrogels. The main inspiration for this type of work was living tissue, more precisely the extracellular matrix, which is often mimicked by hydrocolloids, and its high orderliness is responsible for its unique properties. The knowledge obtained from this tissue was applied to the hydrogel systems studied in this work. Various cross-linked hydrogel matrices (physically cross-linked agarose and gelatin, ionically cross-linked alginate and chemically cross-linked mixture of polyvinyl alcohol and chitosan) were suitable representatives for this work. These hydrogel systems were modified by the addition of various amphiphilic substances. The human body’s own phospholipid, lecithin, or variously charged more classic surfactants (CTAB, SDS and Triton X-100). Experimentally, this work is divided into three areas, the study of mechanical properties using rheology, the description of transport properties via release and flow experiments using various model drugs (rhodamine 6G, eosin B, amido black 10B, methylene blue and riboflavin), and morphological characterization using SEM. The characterization of hydrogel systems was supported by other techniques used in this work, such as drying and swelling experiments or gas sorption.
Keywords:
Hydrogel; amfifily; reologie; viskoelasticita; mechanické vlastnosti; transportní vlastnosti; SEM; Hydrogel; amphiphiles; rheology; viscoelasticity; mechanical properties; transport properties; SEM
Available in a digital repository NRGL
Hydrogely modifikované amfifilními strukturami
Předložená dizertační práce se zabývá vlivem amfifilních struktur na hydrogelové vlastnosti. Přídavky různých amfifilních látek spojené s tvorbou vysoce uspořádaných struktur ovlivňují mechanické, ...
NRGL provides central access to information on grey literature produced in the Czech Republic in the fields of science, research and education. You can find more information about grey literature and NRGL at service web
Send your suggestions and comments to nusl@techlib.cz
Provider
Other bases