Динамічні енергетичні баланси будівлі під впливом зміни теплоінерційних властивостей оболонки будівлі та режимів опалення
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya6(76).2024.152Анотація
Енергоефективність будівель є одним із ключових напрямів зменшення споживання енергії та викидів парникових газів. Оптимізація теплових потоків і режимів опалення сприяє підвищенню енергоефективності будівель та зниженню витрат на опалення.
Метою дослідження є проведення параметричного аналізу складових теплового балансу будівлі та теплових потоків у приміщеннях із різними теплофізичними властивостями.
Методи дослідження включають використання програмного забезпечення DesignBuilder, яке працює на базі платформи EnergyPlus. На базі цього програмного забезпечення було створено нестаціонарну мультизонну енергетичну модель багатоповерхової будівлі, яка використовується для визначення складових енергетичного балансу репрезентативного приміщення при різних параметрах конструктивних елементів та режимах роботи опалювальної системи.
Результати дослідження показали, що енергоспоживання приміщень північної орієнтації на потреби опалення є в середньому на 34.8 % – 38.3 % вищим, ніж у приміщеннях південної орієнтації, залежно від товщини стін. Використання переривчастих режимів опалення дозволяє зменшити споживання теплової енергії до 19.9 %, залежно від товщини та типу будівлі. Також встановлено, що утеплення зовнішніх стін і заміна вікон на енергоефективні мають значно більший потенціал для зниження енергоспоживання, ніж зміна масивності внутрішніх стін. Одна з моделей південної орієнтації при постійному режимі опалення в січні продемонструвала зменшення витрат на опалення на 39.2 %ь порівняно з аналогічною моделлю без утеплення. Додаткове впровадження переривчастих режимів опалення дозволяє знизити споживання енергії ще на до 22.3 % для приміщень південної орієнтації та до 21.4 % для приміщень північної орієнтації.
Отримані результати можуть бути використані для розробки рекомендацій щодо оптимального регулювання режимів опалення приміщень з різними характеристиками зовнішніх та внутрішніх стін, що сприятиме підвищенню енергоефективності будівель.
Ключові слова: EnergyPlus, динамічне моделювання, тепловтрати, сонячні теплонадходження, кліматичні данні, енергоефективність
Посилання
Asdrubali, F., Venanzi, D., Evangelisti, L., Guattari, C., Grazieschi, G., Matteucci, P., & Roncone, M. (2020). An Evaluation of the Environmental Payback Times and Economic Convenience in an Energy Requalification of a School. Buildings, 11(1), 12. doi:10.3390/buildings11010012
Buyak, N., Deshko, V., Bilous, I., Pavlenko, A., Sapunov, A., & Biriukov, D. (2023). Dynamic interdependence of comfortable thermal conditions and energy efficiency increase in a nursery school building for heating and cooling period. Energy, 283. doi:10.1016/j.energy.2023.129076
Deshko, V., Bilous, I., & Osadcha, М. (2021). Consideration of solar heat impact into the calculation methods of heat energy needs. Energy and Automation, 2(54), 26–38. doi:10.31548/energiya2021.02.026
Hajji, A., Lahlou, Y., & Abbou, A. (2022). Impact of Solar Gain on Energy Consumption and Thermal Comfort. In S. Bennani, Y. Lakhrissi, G. Khaissidi, A. Mansouri, & Y. Khamlichi (Eds.), WITS 2020 (Vol. 745, pp. 723–733). Springer Singapore. doi:10.1007/978-981-33-6893-4_66
DBN V.2.6-31:2021. Thermal Insulation and Energy Efficiency of Buildings. Replacing DBN V.2.6-31:2016; effective from 2022-09-01. Official edition. Kyiv, 2021. 23 p. (n.d.).
Deshko, V. I., Bilous, I. Yu., & Buyak, N. A. (2019). Influence of periodic heating modes on the dynamics of energy need and human thermal comfort for buildings with different thermal protection. KPI Science News, 0(4), 7–16. doi:10.20535/kpi-sn.2019.4.180731
Deshko, V., Bilous, I., Buyak, N., & Shevchenko, O. (2020). The Impact of Energy-Efficient Heating Modes on Human Body Exergy Consumption in Public Buildings. 2020 IEEE 7th International Conference on Energy Smart Systems (ESS), 201–205. doi:10.1109/ESS50319.2020.9160270
Deshko, V., Bilous, I., Buyak, N., & Petruchenko, O. (2020). Analysis of the influence of energy efficient heating modes on buildings energy use basing on the mathematical modeling. POWER ENGINEERING: Economics, Technique, Ecology, 4. doi:10.20535/1813-5420.4.2020.233593
DesignBuilder. (n.d.). [Computer software]. DesignBuilder Software Ltd. https://designbuilder.co.uk/
EnergyPlus Energy Simulation Software. (n.d.). [Computer software]. http://apps1.eere.energy.gov/buildings/energyplus
International Weather for Energy Calculations. (n.d.). [Dataset]. https://climate.onebuilding.org/WMO_Region_6_Europe/UKR_Ukraine/index.html#IDKC_Kiev_City-
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
