Refrigeration Engineering and Technology

ISSN-print: 0453-8307
ISSN-online: 2409-6792
ISO: 26324:2012
Архiви

Оцінка енергоспоживання будівель на основі енергетичного моделювання з врахуванням мінливості природного повітрообміну

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

І.Ю. Білоус
https://orcid.org/0000-0002-6640-103X
Г.О. Гетманчук
https://orcid.org/0000-0003-1655-8642
М.В. Гурєєв
https://orcid.org/0000-0003-0420-3609

Анотація

Стаття присвячена оцінці енергоспоживання житлової будівлі з урахуванням фактичних показників природного повітрообміну, отриманих експериментальним шляхом. У роботі досліджується вплив змінної кратності повітрообміну на теплове навантаження та загальне енергоспоживання на опалення. Для цього розроблено 3D-модель квартири в програмному забезпеченні DesignBuilder та виконано динамічне моделювання енергетичних потоків у середовищі EnergyPlus. Об’єктом дослідження стала однокімнатна квартира в гуртожитку сімейного типу КПІ ім. Ігоря Сікорського в Києві. Основою розрахунків стали натурні дані про рівень вуглекислого газу, що дозволило врахувати фактичні умови інфільтрації і ексфільтрації повітря. В ході дослідження встановлено, що вплив природного повітрообміну значною мірою залежить від зовнішніх кліматичних умов, таких як температура, швидкість і напрям вітру, що формують динамічний характер інфільтрації та ексфільтрації. Під час моделювання було враховано механізми руху повітря між приміщеннями квартири, включаючи зміну напряму потоків залежно від напрямку вітру. У дослідженні було порівняно результати моделювання для різних сценаріїв повітрообміну: за нормативними значеннями та фактичними даними, що дозволило оцінити потенціал економії енергії. В статті наведено результати моделювання з нормативними показниками відповідно до стандартів ДБН В.2.2-15:2019, ДСТУ 9190:2022, EN 15251:2011 та ASHRAE 62.2-2022. Різниця у річному тепловому споживанні між українськими та міжнародними стандартами досягала 18%. Результати показують, що за умов фактичного повітрообміну економія енергії на опалення може становити 5,4% (3,7 млн Гкал) порівняно зі стандартом ДСТУ Б EN 15251:2011 та 7,7% (5,2 млн Гкал) порівняно зі стандартом ДБН В.2.2-15:2019 за опалювальний сезон. Висновки статті підтверджують доцільність врахування фактичних параметрів повітрообміну в процесі енергетичного моделювання будівель для забезпечення більш точних прогнозів енергоспоживання

Ключові слова:
Повітрообмін, Природня вентиляція, Енергоспоживання, Енергетичне моделювання, Економія енергії

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Білоус, І., Гетманчук, Г., & Гурєєв, М. (2024). Оцінка енергоспоживання будівель на основі енергетичного моделювання з врахуванням мінливості природного повітрообміну. Refrigeration Engineering and Technology, 60(3), 205-214. https://doi.org/10.15673/ret.v60i3.2950
Розділ
ЕНЕРГЕТИКА ТА ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ

Посилання

1. Fang, X., Zhang, J., & Chen, Q. (2014) Impact of infiltration on the energy consumption of residential buildings in cold climates. Energy and Buildings, 82, 506-514.
2. Maile, T., Bazjanac, V., & Fischer, M. (2017) A method to compare simulated and measured data to assess building energy performance. Energy and Buildings, 39(2), 276-283.
3. Heiselberg, P., Sandberg, M., & Svedberg, U. (2002) Natural ventilation in buildings: Measurement in field and test facilities. Energy and Buildings, 34(8), 889-896.
4. Fang, X., Zhang, J., & Chen, Q. (2014) Impacts of infiltration on energy consumption of residential buildings. Energy and Buildings, 82, 113-123.
5. Zhai, Z. J., & Previtali, J. M. (2010) Ancient vernacular architecture: Characteristics categorization and energy performance evaluation. Energy and Buildings, 42(3), 357-365.
6. Deshko, V. I., Bilous, I. Yu., Hetmanchuk, H. O. (2023) Investigation of air exchange in an apartment based on experimental determination of CO2 mass transfer. Energy and Automation, 3, 28-40.
7. Deshko, V. I., Bilous, I. Yu., Hetmanchuk, H. O. (2023) Parametric analysis of natural air exchange in multi-apartment residential buildings. Energy: Economics, Technology, Ecology, 4, 57-68.
8. Ouyang, J., Long, E., & Xu, W. (2019) Influence of air infiltration on energy consumption in urban buildings. Energy Conversion and Management, 200, 112103.
9. Dutton, S. M., Chan, W. R., & Fisk, W. J. (2013) Energy savings and indoor air quality impacts of ventilation in residential high-performance buildings. Energy Efficiency, 6(3), 611-622.
10. Zhao, X., Wang, X., & Chen, Y. (2020). Energy simulation of building energy performance with consideration of air infiltration. Journal of Building Performance, 12(4), 457-467.
11. DesignBuilder. Retrived 01 September 2024 from https://designbuilder.co.uk/.
12. EnergyPlus. Retrived 01 September 2024 from https://energyplus.net/.
13. International Weather for Energy Calculations Retrived 01 September 2024 from https://energyplus.net/weather-location/europe_wmo_region_6/UKR.
14. Bilous, I. Yu. (2019) Evaluation of building energy efficiency under dynamic changes in environmental characteristics. Ph.D. dissertation, National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute,” Kyiv.
15. Tymofieiev M. V., Deshko, V. I. Bilous, I. Yu. Hetmanchuk, H. O. (2019) Calculation of hourly natural air exchange rate and its impact on building energy demand in dynamic grid models. Science and Construction, 2 (20), 62-69.
16. (2019) Residential Buildings. General Provi-sions, DBN V.2.2-15:2019. Ministry of Regional Development, Construction, and Housing and Communal Services of Ukraine, Kyiv.
17. (2022) Energy Efficiency of Buildings. Method for Calculating Energy Consumption for Heating, Cooling, Ventilation, Lighting, and Hot Water Supply, DSTU 9190:2022. State Research Institute of Building Сonstructions, Kyiv.
18. (2022) Ventilation and Acceptable Indoor Air Quality in Residential Buildings, ASHRAE 62.2-2022. ANSI/ASHRAE, Atlanta, Georgia.
19. (2012) Design Parameters of Indoor Microclimate for Building Design and Energy Performance Evaluation Regarding Air Quality, Thermal Comfort, Lighting, and Acoustics (EN 15251:2007, IDT), DSTU B EN 15251:2011. State Enterprise Ukrarchbudinform.