Zoznam národných projektov SAV
Ústav stavebníctva a architektúry SAV, v. v. i.
Komplexný model šírenia svetelného znečistenia do okolitého prostredia
Comprehensive model of light pollution propagation into the ambient environment
Doba trvania: |
1.7.2023 - 30.6.2027 |
Program: |
APVV |
Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Kocifaj Miroslav DrSc. |
Anotácia: | Spoľahlivá predpoveď šírenia svetla z umelých zdrojov do okolitého prostredia a jeho vplyvu na jas nočnej oblohy (NSB) je globálnou výzvou, ktorá sa týka predovšetkým miest. Nárast úrovní NSB má evidentné spoločenské dopady v oblasti ekológie miest, ľudského zdravia, energetickej bezpečnosti a udržateľnosti. Pochopenie a interpretácia jasu nočnej oblohy vo vzťahu k nárastu úrovní vonkajšieho osvetlenia je preto nevyhnutným krokom k správnej prognóze vývoja kvality nočnej oblohy. V rámci riešenia projektu vyvinieme komplexný model NSB novej generácie poskytujúci výrazne lepšiu zhodu s experimentom, než poskytujú doterajšie teoretické riešenia. Model tak bude použiteľný pre akúkoľvek lokalitu na svete berúc do úvahy atmosférické podmienky prevládajúce v príslušnom regióne, pričom umožní (1) oveľa presnejšie vyhodnotiť vplyv nových inštalácií vonkajšieho osvetlenia na NSB v meste a jeho okolí; (2) skúmať vzťah medzi svetelným znečistením a inými formami znečistenia prostredia; (3) objasniť vzťah medzi emisiou antropogénnych častíc do ovzdušia a NSB; (4) predpovedať množstvo svetla na zemskom povrchu a v 3D priestore; a (5) na základe získaných výsledkov (kombináciou modelovania a experimentálnej validácie) navrhnúť nové stratégie na zníženie úrovne NSB, a to aj vo vzťahu k modernizácii vonkajšieho osvetlenia. V rámci projektu odvodíme riadiace rovnice pre NSB, ktoré umožnia interpretovať vplyv jednotlivých parametrov na jas nočnej oblohy. To povedie k doposiaľ najhlbšej analýze NSB dát a prinesie príležitosti odhaliť niektoré skryté alebo neznáme závislosti, prípadne získať aproximácie užitočné hlavne pre účely expresného modelovania. Súčasťou projektu je riešenie vektorovej rovnice prenosu žiarenia a určenie Stokesovych parametrov pri ľubovoľnom pokrytí oblohy oblačnosťou a variabilných svetelných emisiách z umelých zdrojov. |
Meranie and modelovanie svetelného znečistenia
Measuring and Modelling Light Pollution
Doba trvania: |
1.9.2022 - 31.8.2025 |
Program: |
SASPRO |
Zodpovedný riešiteľ: |
Dr. Wallner Stefan BSc MSc |
Anotácia: | Cieľom projektu je meranie a modelovanie svetelného znečistenia – globálneho fenoménu, ktorý
súvisí s prítomnosťou umelého svetla v noci. Nesprávne nasmerovanie svetelných emisií z pozemných
zdrojov vedie k neželanému presvetleniu okolia a zvyšuje mieru jeho škodlivých účinkov na životné
prostredie. Neustály nárast množstva umelého svetla produkovaného v nočných hodinách zhoršuje
nielen viditeľnosť objektov na nočnej oblohe, ale aj podmienky pre živé organizmy, vrátane ľudí.
Jedným z hlavných zámerov projektu MEMOLIPO je lepšie pochopiť vplyv atmosféry na jas nočnej
oblohy, zlepšiť možnosti merania týchto vplyvov pomocou dostupnej prístrojovej techniky, a v
neposlednom rade vyvinúť nové progresívne techniky merania zmien jasu v krátkodobom a
dlhodobom meradle. Z testov vykonaných predkladateľom len prednedávnom vyplynulo, že údaje
získavané z monitorovacích sietí môžu byť potenciálne nesprávne interpretované z dôvodu sezónnych
zmien – napr. zmeny albeda zemského povrchu. Tento parameter ovplyvňuje množstvo svetla, ktoré
sa dostáva do prostredia po odraze od okolitých povrchov a tak priamo mení rozloženie jasu na oblohe,
čo je nutné zahrnúť do budúcich globálnych modelov. Silným modulátorom jasu oblohy je aj aktuálny
stav atmosféry, predovšetkým miera znečistenia aerosólovými časticami, ktorá úzko súvisí s tzv.
optickou hrúbkou aerosólu (AOD). Hodnota AOD koreluje s účinným prierezom spätného rozptylu,
ktorý bude v procese implementácie projektu meraný ceilometrom. Dáta získané meteorologickým
ceilometrom sú pritom neporovnateľne presnejšie než tie získavané z veľkých monitorovacích sietí. Pre
zlepšenie interpretácie dát budú merania doplnené o údaje z dronov. Vďaka komplementárnosti
týchto dát bude možné testovať teórie a overiť výsledky získané z nezávislých pozemných meraní. To
umožní vôbec po prvý krát overiť, či ľahko dostupné pozemné merania dokážu aproximovať emisnú
funkciu mesta, čo je kľúčový parameter bez ktorého nie je možné predpovedať šírenia svetelného
znečistenia do okolitého prostredia. Plánované celooblohové merania tiež pomôžu identifikovať rádius
vplyvu prežiarenej časti oblohy na okolité prostredie, teda určiť vzdialenosť prieniku svetelného
znečistenia do prostredia, predovšetkým do chránených prírodných oblastí. Výsledky projektu tak
poskytnú dôležité indikátory pre chápanie vzájomných väzieb medzi parametrami prostredia a jasom
nočnej oblohy a tiež cenné vstupy pre vývoj nových modelov a výpočtových nástrojov pre
predpovedanie úrovne svetelného znečistenia v rôznych lokalitách. Záber projektu presahuje oblasť
jednej vednej disciplíny, pričom má potenciál prispieť k rozvoju nových poznatkov v oblasti ekológie,
biológie, environmentálnej fyziky, ale aj k technickým štúdiám zameraným napr. na riadenie
osvetlenia, udržateľnosť a návrh riešení vedúcich s úspore energií. |
Štúdium degradácie viaczložkových cementových materiálov v dôsledku uhličitej korózie v podmienkach simulujúcich geotermálne vrty
Study of multicomponent cement material degradation under conditions simulating CO2 enriched geothermal environment
Doba trvania: |
1.1.2021 - 31.12.2024 |
Program: |
VEGA |
Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Kuzielová Eva PhD. |
Anotácia: | Opodstatnenosť podrobného štúdia uhličitej korózie v podmienkach simulujúcich geotermálne vrty s termálnou vodou podmieňuje vývoj nových viaczložkových, aj ľahčených, cementových materiálov, ktoré možno využiť pre cementovanie v geotermálnych vrtoch, ako aj potenciál geologickej sekvestrácie CO2. Projekt je zameraný na komplexný výskum degradačných reakcií pri vysokých teplotách a tlakoch, ktoré sú ovplyvnené zložením geotermálnej vody, hydratačnými, puzolánovými, latentne hydraulickými reakciami a vysokoteplotnými transformáciami primárnych reakčných produktov. Z hľadiska predikcie dopadov uhličitej korózie je dôležité študovať jej priebeh už od skorých štádií hydratácie a zamerať sa na spolupôsobenie rôznych typov reakcií v závislosti od zloženia, fyzikálnej a chemickej povahy použitých prímesí. Výskum v špecifických podmienkach, ktoré ovplyvňujú kinetiku aj termodynamiku prebiehajúcich reakcií, a zhodnotenie ich vplyvu na úžitkové vlastnosti umožní optimalizáciu zložení viaczložkových cementov. |
Výskum a vývoj mnohozložkových cementových zmesí pre špeciálne konštrukčné materiály
Research and development of multi-component cementitious blends for special construction materials
Doba trvania: |
1.7.2020 - 30.6.2024 |
Program: |
APVV |
Zodpovedný riešiteľ: |
Prof.Dr.Ing. Palou Martin-Tchingnabé |
Anotácia: | Štúdium chémie, fázového vývoja a fázovej rovnováhy počas hydratácie viaczložkových cementových materiálov je kľúčovou výzvou pri vývoji vysokohodnotných stavebných materiálov. Preto
1. predkladaný projekt sa zaoberá komplexným štúdiom vplyvu normálnych a hydrotermálnych podmienok ošetrenia na hydratačnú reakciu viaczložkových cementových spojív za účelom optimalizácie zloženia cementových kompozitov pre vysokoteplotné hydrotermálne vrty;
2. v rámci projektu sa vyvinie ťažký betón založený na optimalizovanom zložení viaczložkových cementových spojív a kameniva s vysokou hustotou. Konkrétny návrh bude brať do úvahy rádioaktívne izotopy, aby sa minimalizoval aktivačný účinok gama a neutrónového žiarenia pri použití ako biologické tienenie v jadrových elektrárňach;
3. účelom tohto projektu je vývoj pokročilých betónových materiálov, jedinečných svojho druhu; Ťažké samozhutňovacie betóny vystužené vláknami so špeciálnymi ochrannými vlastnosťami proti balistickým raketám.
Spoločným menovateľom týchto cieľov je chémia hydratačnej reakcie vrátane kinetiky a mechanizmov, fázového vývoja a rovnováhy kompozitov zahŕňajúcich obyčajný portlandský (OPC) cement a doplnkové cementové materiály (SCM). Rôzne režimy ošetrenia(obyčajné, hydrotermálne), komplexná chemická analýza vrátane rádioaktívnych izotopov každej zložky, distribúcia veľkosti častíc spojív a kameniva sú niektoré z hlavných faktorov, ktoré sú hnacími silami pre realizáciu predloženého projektu. |
Zlepšenie štrukturálnej bezpečnosti a energetickej účinnosti prostredníctvom vývoja trvalo udržateľných cementových kompozitov na báze cementu odolných voči extrémnym teplotám s funkciami samoopravenia po požiari
Improving Structural Safety and Energy Efficiency Through Development of Extreme Temperature Resistant Sustainable Cement-Based Composites with Post-Fire Self-Healing Features
Celkový počet projektov: 5