Енергетика і автоматика

Анотація. Питання енергоефективності будівель нині актуальне для України, оскільки переважна їх більшість відносяться до масової забудови ХХ століття. Ефективне використання теплової енергії передбачає доцільність врахування, окрім тепловтрат, також додаткових теплонадходжень, серед яких - сонячні теплонадходження в зону будівлі. У деяких методах ця складова не враховується, або враховується досить укрупнено.

Динамічний підхід до аналізу енергетичних характеристик будівель наведено в європейському стандарті EN ISO 13790, який введений в Україні з 2013 року, з використанням моделі 5R1C. Але широкого застосування в Україні цей метод не набув.

Метою дослідження було підвищення ефективності управління використанням енергії будівлями шляхом врахування сонячних теплонадходжень в їх зону в різних методах та моделях.

У роботі представлено пропозиції з коригування методів використання графіку теплового навантаження та математичного моделювання, які використовують для визначення енергоспоживання будівель. Нововведення включають у себе умови прогнозування на основі врахування сонячних теплонадходжень у зону будівлі на прикладі типової 5–ти поверхової житлової будівлі. Авторами проведено аналіз мінливості кліматичних даних з міжнародного погодинного погодного файлу для міста Київ.

Було проведено порівняльний аналіз трьох різних методів розрахунку енергоспоживання з врахуванням сонячного впливу. Цей аналіз показав, що використання графіку теплового навантаження з врахуванням сонячних теплонадходжень дозволяє зменшити споживання енергії на опалення на 37 % для Північно-Південної орієнтації вікон та на 28 % - для Західно-Східної; за стандартом ДСТУ Б А.2.2-12:2015 для Північно-Південної орієнтації вікон можна зменшити енергоспоживання на опалення на 1 1%, для Західно-Східної орієнтації вікон – 9 %; за сітковою моделлю 5R1C для Північно-Південної орієнтації вікон – на 10 %, для Західно-Східної орієнтації вікон – 8,5 %.

Ключові слова: споживання теплової енергії, графік теплового навантаження, динамічна модель, сонячні теплонадходження

Deshko, V., Shevchenko, O., Shovkaliyk, M. (2019). Approach to the energy evaluation of the social facilities of ukraine at the time of the energy‐efficiency measures implementation. Journal of New Technologies in Environmental Science (JNTES), 2, 55-75.

Deshko, V. I., Bilous, I. Yu. (2018). Mathematical models for determination of specific energy need for heating and cooling of the administrative building. International Journal of Engineering & Technology, 7 (4.3), 325-330.

https://doi.org/10.14419/ijet.v7i4.3.19826

Cowie, A., Hong, T., Feng, X., Darakdjian, Q. (2016). Usefulness of the obFMU Module Examined through a Review of Occupant Modelling Functionality in Building Performance Simulation Programs. Building Performance Simulation, 7, 1-22.

Г?stergГҐrd, T., Jensen, R. L., Maagaard, S. E. (2018). A comparison of six metamodeling techniques applied to building performance simulations. Applied Energy, 211, 89-103.

https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.10.102

Michalak, P. (2014). The simple hourly method of EN ISO 13790 standard in Matlab/Simulink: A comparative study for the climatic conditions of Poland. Energy, 75, 568-578.

https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.08.019

Bruno, R., Oliveti, G., Arcuri, N. (2015). An analytical model for the evaluation of the correction factorFWof solar gains through glazed surfaces defined in EN ISO 13790. Energy and Buildings, 2015, 96, 1-19.

https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2015.03.016

Jokisalo, J., Kurnitski, J. (2007). Performance of EN ISO 13790 utilisation factor heat demand calculation method in a cold climate. Energy and Buildings, 39, 236-247.

https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2006.06.007

Orosa, J. A., Oliveira, A. C. (2010). Implementation of a method in EN ISO 13790 for calculating the utilisation factor taking into account different permeability levels of internal coverings. Energy and Buildings, 42, 598-604.

https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2009.10.030

EN 13790:2008 (2008). Energy performance of buildings - Calculation of energy use for space heating and cooling, CEN: European Committee for Standardization, 53.

DSTU B A.2.2-12:2015. (2015). Enerhetychna efektyvnist' budivel'. Metod rozrakhunku enerhospozhyvannya pry opalenni, okholodzhenni, ventylyatsiyi, osvitlenni ta haryachomu vodopostachanni [Energy efficiency of buildings. Method of calculation of energy heating, cooling, ventilation, lighting and hot water]. Kyiv: MinrehionUkrayiny, 205.

International Weather for Energy Calculations. Available at: https://energyplus.net/weather-location/europe_wmo_region_6/UKR.