Оцінювання динкаміки енергопотреби будівель масової забудови з урахуванням ексергетичної моделі теплового комфорту
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya2020.01.077Анотація
Для країн пострадянського простору, для яких характерні будівлі масової забудови, забезпечення умов комфорту з мінімізацією енергоспоживання є основною задачею сьогодення. Ефективне використання енергоносіїв в будівлях потребує інструментів для управління споживанням. Рівень опалення залежить від великого числа факторів, значна частина з яких має мінливий характер у часі, тому для забезпечення умов комфорту та якісного використання енергії доцільним є використання динамічного моделювання енергетичних характеристик будівлі. У роботі створено групу репрезентативних приміщень для будівель масової забудови та проведено динамічне моделювання енергетичних характеристик для температурного режиму повітря в приміщеннях tint 20 та 22 оС, що є типовою температурою для житлових та соціальних об’єктів, а також проведено уточнюючі модельні розрахунки енергопотреби на опалення при комфортній температурі tcom у програмному середовищі Energy Plus. Регресійна модель для визначення комфортної температури створена на основі ексергетичного підходу (ексергетична модель теплового комфорту), що є актуальним дослідженням сьогодення та дозволяє якісно оцінити споживання ексергії людським тілом та оцінити оптимальні умови теплового комфорту, які залежать від теплофізичних властивостей огороджень, орієнтації, середньої радіаційної темпеератури тощо.
Авторами встановлено, що енергопотреба на опалення розрахована для умов tint=20°С або tcom майже не відрізняються в річному розрізі, але врахування добових коливань середньорадіаційної температури дозволяє підібрати графік зміни навантаження на систему опалення з урахуванням тепловідчуттів людини та орієнтації приміщень за сторонами світу. Аналогічні дослідження для умов tint=22 °С та tcom, показують, що комфортна температура повітря tcom буде проходити нижче tint=22 °С протягом всього опалювального сезону та дозволить не лише забезпечити умови комфорту, але й досягти економії. Для приміщень Пн орієнтації енергопотреба зменшується на 12 %, для Пд – на 19 %.
Ключові слова: енергопотреба, умови комфорту, динамічне моделювання, комфортна температура, енергетичні характеристики будівель
Посилання
Shovkaliuk M. M., Bilous I. Yu. (2014). Analiz enerhetychnykh i matematychnykh pokaznykiv i balansiv navchalnoho zakladu z rozrobkoiu enerhetychnykh zakhodiv [Analysis of energy and mathematical indicators and balances of the educational institution with the development of energy measures]. Scientific-practical journal "Environmental sciences, 1(5), 108-115.
DSTU B A.2.2-12: 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: Minrehion Ukrayiny, 205.
Mukhtar A., Yusoff M. Z., Ng K. C. (2019). The potential influence of building optimization and passive designstrategies on natural ventilation systems in underground buildings: The stateof the art. Tunnelling and Underground Space Technology, 92, 2-18.
https://doi.org/10.1016/j.tust.2019.103065
Deshko V., Buyak N., Voloshchuk V. (2019). Reference state for the evaluation of energy efficiency of the system "heat source - human -building envelope". Proceedings Of Ecos 2019 - The 32nd International Conferenceon Efficiency, Cost, Optimization, Simulation And Environmental Impact Of Energy Systems June 23-28, 2019, Wroclaw, Poland.
DSTU B EN ISO 7730: 2011. Ergonomika teplovogo seredovyshha. Analitychne vyznachennya ta interpretaciya teplovogo komfortu na osnovi rozraxunkiv pokaznykiv PMV i PPD i kryteriyiv lokalnogo teplovogo komfortu [Ergonomics of the thermal environment. Analytical determination and interpretation of thermal comfort based on calculations of PMV and PPD and local thermal comfort criteria]. Kyiv: Minregion Ukrayiny; 2012.
DSTU B EN 15261: 2012. Rozraxunok parametriv mikroklimatu [Calculation of microclimate parameters]. Kyiv: Minregion Ukrayiny; 2013.
Fanger, P. (1973). Assessment of man's thermal comfort in practice. British Journal of Industrial Medicine, 30, 313-324.
https://doi.org/10.1136/oem.30.4.313
Fabbri, K. (2013). Thermal comfort evaluation in kindergarten: PMV and PPD measurement through datalogger and questionnaire. Buildingand Environment, 3, 202-214.
https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2013.07.002
Schmidt, D. (2004). Design of Low Exergy Buildings - Method and Pre-Design Tool. The International Journal of Low Energy and Sustainable Buildings, 3, 1-47.
Deshko V., Buyak N., Bilous I. (2015). Analiz enerhetychnykh i matematychnykh pokaznykiv i balansiv navchalnoho zakladu z rozrobkoiu enerhetychnykh zakhodiv [Choice of thermal protection and heat source, taking into account comfortable conditions in the building]. Bulletin of KNUTD, 5(90), 71-80.(ukr)
Prek, М. (2004). Exergy analysis of thermal comfort. International Journal of Exergy, 1, 303-315.
https://doi.org/10.1504/IJEX.2004.005559
Tokunaga, K., Shukuya, M. (2011). Human-body exergy balance calculation under un-steady state conditions. Building and Environment, 46, 2220-2229.
https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2011.04.036
Dovjak M., Shukuya M., Krainer A. (2015). Connective thinking of building envelope - Human body exergy analysis. International Journal of Heat and Mass transfer, 90, 1015-1025.
https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.07.021
Schweiker, M., Kolarik, J., Dovjak, M., Shukuya, M. (2016). Unsteady-state human-body exergy consumption rate and its relation to subjective assessment of dynamic thermal environments. Energy and Buildings,116, 164-180.
https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.01.002
Shukuya, M. (2013). Exergy: Theory and Applications in the Built Environment. Berlin: Springer, 374.
https://doi.org/10.1007/978-1-4471-4573-8
Gagge, A. (1971). Standart predictive index of human response to the thermal environment. ASRAE Transactions, 77, 247-262.
Deshko, V., Sukhodub, I., Bilous, I. (2018). Mathematical models for determination of specific energy need for heating used in Ukraine. Journal of New Technologies in Environmental Science (JNTES), 1, 13-25.
International Weather for Energy Calculations. Available at: https://energyplus.net/weather-location/europe_wmo_region_6/UKR.
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).
