Standardy efektywności energetycznej budynków jednorodzinnych

Szymon Firląg

Celem naukowym podjętych przez autora badań było opracowanie szczegółowych wymagań dla krajowych standardów efektywnych energetycznie budynków. Wytyczne te określono zarówno dla nowych, jak i istniejących budynków mieszkalnych. Zastosowana metodyka badawcza różniła się w zależności od postawionego celu. Pozwoliło to na zaprezentowanie różnych sposobów tworzenia i formułowania wymagań. W przypadku z góry zdefiniowanego poziomu efektywności energetycznej badaniom poddano numeryczne modele budynków, które następnie modyfikowano. Wprowadzane różne warianty usprawnień pozwoliły na określenie zestawu szczegółowych wytycznych. Zastosowana metoda badawcza była podstawą do określenia historycznych wymagań dla budynków energooszczędnych w standardzie NF40 i NF15. Poprawność sformułowanych wytycznych została zweryfikowana w trakcie trwania programu priorytetowego „Efektywne wykorzystanie energii. Dopłaty do kredytów na budowę domów energooszczędnych” Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Do określenia wymagań dla nowych budynków plusenergetycznych i termomodernizacji do standardu niemal zeroenergetycznego (NZEB) wykorzystano inną metodykę badawczą. Jej istotnym elementem był aspekt opłacalności ekonomicznej realizowanych przedsięwzięć. Opracowane modele numeryczne budynków były przedmiotem obliczeń wariantowych obejmujących różne zestawienia usprawnień. W przypadku nowych budynków mieszkalnych jednorodzinnych określono wymagania dotyczące rozwiązań konstrukcyjno-instalacyjnych pozwalających na osiągnięcie standardu plusenergetycznego. Podobne wymagania wyznaczono dla termomodernizacji budynków istniejących do poziomu NZEB. W tym wypadku badania przeprowadzono w pierwszej kolejności dla przegród budynków. Zdefiniowano dla nich optymalne kosztowo wartości współczynników przenikania ciepła. Podstawą do sformułowania wymagań szczegółowych dotyczących przegród były wskaźniki kosztu skumulowanego. Następnie określono na ich podstawie różne warianty termomodernizacji modeli budynków. Wyznaczona w ten sposób zależność między kosztem skumulowanym a efektywnością energetyczną pozwoliła na znalezienie optymalnego kosztowo i niemal zeroenergetycznego poziomu wymagań. Zaprezentowane metody obliczeniowe i opracowane standardy efektywności energetycznej budynków mogą być wykorzystywane do określenia przyszłych i obecnych wymagań stawianych budynkom. Pozwoliłoby to na zmniejszenie energochłonności krajowych zasobów budowlanych i ograniczenie ich negatywnego wpływu na środowisko naturalne, a jednocześnie zapewniło podwyższenie jakości życia w budynkach i poza nimi – dzięki redukcji emisji szkodliwych zanieczyszczeń powietrza. Działania takie wpisują się bezpośrednio w realizację celu polityki Unii Europejskiej, jakim jest dekarbonizacja zasobów budowlanych do 2050 roku.

Podstawy organizacji produkcji. Ćwiczenia

Jacek Bałuk

Skrypt jest przeznaczony do ćwiczeń projektowych w ramach przedmiotu "Organizacja produkcji" na kierunkach Zarządzanie oraz Zarządzanie i Inżynieria Produkcji. Tematyka ćwiczeń obejmuje wybrane zagadnienia organizacji produkcji, rozumianej jako obszar wiedzy o procesach i systemach produkcyjnych, zarówno w sferze ich projektowania, jak i eksploatacji oraz modernizacji. Prezentowane ćwiczenia umożliwiają poznanie elementów obliczeń produkcyjno-organizacyjnych, nabycie umiejętności ich praktycznego zastosowania oraz utrwalenie aparatu pojęciowego z obszaru organizacji produkcji.

Metody eksperymentalne w mechanice i budowie maszyn

Paweł Pyrzanowski

Opracowanie przybliża ogólne zagadnienia związane z zastosowaniem metod eksperymentalnych w praktyce inżyniera i naukowca zajmującego się problemami mechaniki oraz budowy i eksploatacji maszyn. W szczególny sposób przedstawiono współczesne metody pomiaru przemieszczeń i odkształceń – zarówno punktowe, jak i polowe, kładąc nacisk na możliwe źródła błędów i sposoby ich eliminacji lub zmniejszania ich wpływu na wyniki badań. Autor kierował się przy tym swoimi wieloletnimi doświadczeniami pracy na uczelni, w tym w realizacji projektów badawczych, oraz współpracy z przemysłem. W kolejnych rozdziałach opisano ogólne zagadnienia związane z przygotowaniem i prowadzeniem badań eksperymentalnych; zaprezentowano podstawowe metody badawcze w zagadnieniach związanych z mechaniką i budową maszyn, ze szczególnym uwzględnieniem pomiarów przemieszczeń i odkształceń, które należą do najczęściej wykonywanych badań eksperymentalnych; omówiono bardzo istotne w obecnych czasach zagadnienia związane z cyfrowymi technikami obróbki sygnału, w tym podstawy przetwarzania analogowo-cyfrowego i filtrom cyfrowym, a także zagadnienia związane z kartami pomiarowymi, wyjaśniając główne ich parametry i pozwalając na ich optymalny wybór i użytkowanie.

Wybrane metody numeryczne z przykładami zastosowań w zadaniach inżynierskich

Stanisław Rosłoniec

W opracowaniu przedstawiono wybrane metody numeryczne wykorzystywane do rozwiązywania układów równań liniowych i nieliniowych, interpolowania i aproksymowania funkcji jednej zmiennej, całkowania funkcji jednej i wielu zmiennych, różniczkowania funkcji jednej i wielu zmiennych oraz całkowania układów równań różniczkowych zwyczajnych. Wszystkie przedstawione metody zilustrowano przykładami wynikającymi z konkretnych zadań inżynierskich. Skrypt ten może być wykorzystywany w szkołach wyższych o profilu technicznym. Prezentowane, już trzecie, wydanie podręcznika zostało znacznie zmienione. Całkowicie nowym rozdziałem jest rozdział 2, traktujący o numerycznych metodach rozwiązywania zagadnień własnych macierzy algebraicznych. W pierwszym z jego podrozdziałów przedstawiono standardowe metody wyznaczania wartości i wektorów własnych macierzy trójdiagonalnych. Następnie przedstawiono kolejno wersje metody potęgowej i przykłady metod transformacyjnych jakimi są metody Jacobiego, Givensa i przekształcenia QR. W końcowej części rozdziału podano przykład ilustrujący procedurę ortogonalizacji Grama-Schmidta. Do najistotniejszych uzupełnień wprowadzonych do rozdziału 3, poświęconego metodom rozwiązywania pojedynczych równań nieliniowych, należy zaliczyć: rozszerzenie opisu metody Laguerre'a, prezentację metod Pegaza i Illinois będących ulepszonymi wersjami metody cięciw oraz omówienie metody macierzy towarzyszącej i metody Mullera. Rozdział 4, poświecony numerycznym metodom rozwiązywania układów równań nieliniowych, rozszerzono o opis metody Broydena, która jest wielowymiarowym odpowiednikiem metody siecznej opisanej w podrozdziale 3.2.3. Rozdział 5 traktujący o metodach interpolacji i aproksymacji funkcji jednej zmiennej rozszerzono o bardziej szczegółowy opis wymagań nakładanych na sześcienną funkcję sklejaną i wprowadzenie uzupełniającej formy zapisu tej funkcji. Ponadto opisano sposób interpolacji za pomocą liniowej kombinacji B-funkcji sklejanych trzeciego stopnia. Drugim, nowo opracowanym rozdziałem jest rozdział 6 poświęcony metodom interpolacji i aproksymacji funkcji dwóch zmiennych. Rozdział ten obejmuje: metodę kolejnych, jednowymiarowych interpolacji, metodę bezpośredniej, dwuwymiarowej interpolacji za pomocą wielomianu drugiego stopnia i dwuwymiarowej B-funkcji sklejanej. Istotę dwuwymiarowej, średniokwadratowej aproksymacji omówiono wykorzystując jako funkcję aproksymującą uogólniony wielomian dwóch zmiennych określony przez 9 niezależnych współczynników. Rozdział 7 został rozszerzony przez wprowadzenie przykładu obliczeniowego ilustrującego 7-węzłową kwadraturę Gaussa-Legendre'a i algorytmu 15-węzłowej kwadratury Gaussa-Kronroda G7-K15. Podwyższoną dokładność obliczeń wykonanych według tej kwadratury potwierdzają wyniki prezentowane przykładzie 7.8. Kolejnym, rozszerzonym rozdziałem jest rozdział 9 poświęcony metodom numerycznego całkowania równań różniczkowych zwyczajnych. Rozważane w tym rozdziale zadanie rozwiązywania zagadnienia granicznego, patrz podrozdział 9.6, zostało wzbogacone w wyniku omówienia podstaw metod kollokacji i Galerkina wraz z ilustrującymi je przykładami. Jako funkcje aproksymujące wyznaczane numerycznie rozwiązanie zastosowano standardowe, sześcienne funkcje sklejane i B-funkcje sklejane trzeciego stopnia. Kończąc, pragnę wyrazić przekonanie, że przedkładana książka okaże się być interesująca i użyteczna dla wielu czytelników.

Mechanika materiałów i konstrukcji. Tom 1

Andrzej Jaworski, Grzegorz Krzesiński, Marek Bijak-Żochowski (red.), Tomasz Zagrajek

Podstawą tej publikacji są wydane przez Oficynę Wydawniczą PW książki tychże autorów: "Podstawy mechaniki ciała stałego" (praca zb. pod red. Andrzeja Jaworskiego, Warszawa 1999) oraz "Wytrzymałość konstrukcji" (praca zb. pod red. Marka Bijak-Żochowskiego, Warszawa 2004) Podręcznik powstał w wyniku połączenia "Wytrzymałości konstrukcji" (Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2004) i wydanych w 1999 roku w tejże Oficynie "Podstaw mechaniki ciała stałego". Wprowadzono w nim wiele poprawek, zmian i uzupełnień, usuwając jednocześnie występujące powtórzenia. Wydaje się, że bezpośrednie włączenie do podręcznika wytrzymałości podstaw nauki, na której wytrzymałość się opiera, pozwoli na łatwiejsze zrozumienie omawianych zagadnień. Książka jest adresowana do studentów wyższych uczelni technicznych i inżynierów zajmujących się problemami statyki i wytrzymałości. Podstawowy zakres wykładu został wzbogacony o problemy nieliniowe (geometrycznie i materiałowo) i dynamiczne (drgania, uderzenie, fale sprężyste). Omówiono także materiały kompozytowe. Autorzy postanowili podstawowy tok wykładu przedstawić w ujęciu analitycznym, nie rezygnując z pokazania rozwiązań numerycznych trudniejszych przykładów. Metodom numerycznym poświęcono obszerną część podręcznika, w której omówiono sposoby rozwiązywania, głównie przy użyciu MES, wszystkich rodzajów ustrojów i struktur, które były omawiane w ramach części poprzednich. Podobieństwo, a czasami identyczność podejścia numerycznego do różnych zagadnień uzasadnia ich wspólną prezentację.

Metody opisu i symulacji układów elektronicznych

Jan Ogrodzki

Niniejsza monografia poświęcona jest metodom formalnego opisu układów elektronicznych i opartej na tym opisie komputerowej symulacji. W procesie projektowania i fabrykacji współczesnych układów scalonych symulacja komputerowa jest nieodzownym narzędziem wspomagającym. Przytoczono podstawowe, najbardziej rozpowszechnione modele elementów półprzewodnikowych, by na ich podstawie wprowadzić Czytelników w dziedzinę opisów matematycznych układów fizycznych. Opisy te mogą mieć postać równań algebraicznych, różniczkowych zwyczajnych lub cząstkowych, lub, co jest równoważne, sieci elektrycznej, czyli połączenia wyidealizowanych elementów elektronicznych. Monografia zajmuje się tylko układami o stałych skupionych, a więc takimi, w których długość fali sygnału zmiennego jest dużo większa od rozmiarów geometrycznych układu.

Modelowanie i analiza problemów decyzyjnych przydziału pojazdów do zadań w zagadnieniach transportowych

Mariusz Izdebski

Praca dotyczy metodologii modelowania przydziału pojazdów do zadań w zagadnieniach transportowych z uwzględnieniem wyznaczania tras jazdy pojazdów, przy jednoczesnej minimalizacji liczby tych pojazdów oraz wskazaniu typów pojazdów realizujących zadania transportowe. Przedstawiona metodologia modelowania przydziału pojazdów do zadań wraz z implementacją komputerową może stanowić narzędzie wspomagania decyzji w zakresie planowania tras jazdy pojazdów czy opracowywania harmonogramów pracy kierowców w przedsiębiorstwach transportowych.   Wymiernym efektem pracy jest aplikacja komputerowa umożliwiająca optymalizację przydziału pojazdów do zadań dla różnych systemów transportowych. Przedstawiona w pracy metodologia pozwala na dopasowanie zasobów technicznych do potrzeb obsługi transportowej podmiotów gospodarczych w zależności od sytuacji decyzyjnej.   Przedstawione w pracy modele matematyczne różnią się między sobą przede wszystkim celem wyrażonym funkcją kryterium oraz rodzajem realizowanych zadań. Zagadnienia przydziału w monografii zostały ukazane w ujęciu wielokryterialnym.   Opracowanie obejmuje osiem rozdziałów, z których trzy pierwsze stanowią krytyczną analizę stanu zagadnienia, kolejne dwa zawierają matematyczne sformułowanie problemu, następny rozdział przedstawia procedurę konstruowania algorytmu genetycznego wyznaczającego przydział pojazdów do zadań oraz opis aplikacji, a weryfikacja algorytmu oraz wnioski są ostatnimi rozdziałami niniejszej monografii.

Digital Twins, Digital Shadows, and Simulation Models for Internal Transport

Mariusz Kostrzewski

The ideas presented in this monograph are intended to stimulate imagination and willingness for further research into digital models of various types, including simulation models, numerical models, digital twins, and digital shadows. The monograph itself ought to be treated as a foundation in the fi eld of these models in relation to internal transport and logistics analysis. As such, it can bring several benefi ts and dispel doubts about the various types of digital models in both the scientific and business communities, especially given the increasing popularity of digital models (including their novel variants, i.e. digital twins and digital shadows). Given the above brief presentation of the monograph's contributions, it is important to point out that it is addressed to a wide audience, including managers in industry, manufacturing, transport, and academia - both scientifi c, research, and teaching, as well as Ph.D. students and undergraduates, especially at the technical universities. The book will be a resource for those wishing to expand their knowledge of the applications of innovative technologies related to digital models, particularly digital twins, digital shadow, and simulation models. Monografia rozpoczyna się od części przeglądowej, która jest wynikiem ostatnich badań i rozważań autora w zakresie obszarów i gałęzi transportu, w tym - w porządku alfabetycznym transportu drogowego, lotniczego, morskiego, przesyłowego, szynowego, wodnego śródlądowego, ale przede wszystkim transportu wewnętrznego z nieodłącznie mu towarzyszącą logistyką wewnętrzną. Zasadniczym celem publikacji jest przedstawienie osiągnięć dotyczących modelowania procesów logistycznych z wykorzystaniem krzywych, w szczególności krzywych Beziera. Krzywe te są stosowane definiowania tras przemieszczania autonomicznych środków transportu wewnętrznego w obiektach logistycznych uwzględniając ich odzwierciedlenie w postaci modeli cyfrowych. Niniejsza monografia w głównej mierze podejmuje tezy takie jak: - Terminologia dotycząca cyfrowych bliźniaków może zostać usystematyzowana i wyjaśniona. - Cyfrowe bliźniaki/cienie/modele charakteryzują się różnymi przeznaczeniami. - Cyfrowe bliźniaki/cienie/modele charakteryzują się różną architekturą przepływu danych. - Cyfrowy bliźniaki znacząco przyczyniają się do zużycia energii i emisji ekwiwalentu CO2. - Krzywe Beziera mogą być stosowane do definiowania tras dla autonomicznych środków transportu wewnętrznego. - Modelowanie z wykorzystaniem metod symulacyjnych jest metodyką wyjściową do budowania i stosowania modeli cyfrowych, w szczególności cyfrowych bliźniaków i cyfrowych cieni.