1. JEECS
  2. Всі випуски
  3. Випуск 6, Номер 2, 2020
  4. Умови забезпечення енергоощадного використання світлопрозорих зовнішніх огороджувальних конструкцій

Умови забезпечення енергоощадного використання світлопрозорих зовнішніх огороджувальних конструкцій

JEECS.
2020;
Випуск 6, Номер 7
: с. 71 – 80
https://doi.org/10.23939/jeecs2020.02.071
Надіслано: Серпень 28, 2020
Переглянуто: Жовтень 12, 2020
Прийнято: Жовтень 19, 2020

V. Burmaka, M. Tarasenko, K. Kozak, N. Sabat, V. Khomyshyn, V. Yuskiv. Conditions for ensuring energy-saving use of translucent structures of exterior wall envelope. Energy Engineering and Control Systems, 2020, Vol. 6, No. 2, pp. 71 – 80. https://doi.org/10.23939/jeecs2020.02.071

Автори:
  1. Віталій Бурмака
  2. Микола Тарасенко
  3. Катерина Козак
  4. Наталія Сабат
  5. Віктор Хомишин
  6. Володимир Юськів
1
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
2
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
3
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
4
Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу
5
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
6
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя

Стаття присвячена визначенню впливу властивостей світлопрозорих зовнішніх огороджувальних конструкцій (СЗОК) на сумарний енергетичний баланс приміщення. Розглянуто вплив термічного опору та коефіцієнту відносного проникнення сонячної радіації (КВПРС) засклення СЗОК на величину витрати електроенергії в опалювальний та охолоджувальний періоди для компенсації втрат та надходжень теплової енергії відповідно. Визначено залежність витрат електроенергії на штучне освітлення від величини коефіцієнта природного освітлення в розрахунковій точці на робочій поверхні, КВПСР та від площі СЗОК для м. Тернопіль. Встановлено залежність між витратами електроенергії на опалення та охолодження приміщення канальними кондиціонерами від розмірів та властивостей СЗОК. Це дає можливість визначати ті значення термічного опору та КВПСР, при яких використання СЗОК дозволить зменшити сумарне споживання електроенергії офісним приміщенням. Отримано нерівності, які дозволяють визначати термічний опір, КВПСР та площу СЗОК при яких буде виникати економія електроенергії при дотриманні нормованих показників клімату приміщення. Незважаючи на те, що  результати розрахунків представлені тільки для м. Тернопіль, розроблена методика дійсна для будь-якого регіону.

СЗОК
коефіцієнт природного освітлення
зведений індекс засклення приміщення
енергоефективність природного освітлення
  1. Tarasenko M., Kozak K., Burmaka V. (2015). Dynamic of parameters of high-pressure discharge lamp at building-up and dimming. Lighting Engineering & Power Engineering, 3-4, 15-21. (in Ukrainian).
  2. Pidhornyi O.L., Ploskyi V.O., Serhiichuk O.V. (2010). Actual problems of geometric modeling in the tasks of energy conservation in construction. Ventyliatsiia, Osvitlennia ta Teplohazopostachannia, 14, 25-31. (in Ukrainian).
  3. Martynov V.L. (2013). Optimization of orientation of energy-efficient buildings in compliance with lighting and insolation standards. Visnyk Kremenchutskoho natsionalnoho universytetu imeni Mykhaila Ostrohradskoho, 5, 84-89. (in Ukrainian).
  4. Filonenko O.I. (2013). Effect of breathability of a structure on its heat-shielding properties. Zbirnyk naukovykh prats' [National University «Yuri Kondratyuk Poltava Polytechnic»]. Ser.: Industry engineering, construction, 4(1), 261-265. (in Ukrainian).
  5. Filonenko O.I., Velboi M.A. (2013). Analysis of energy efficiency of wall structures depending on their architectural and structural features. Zbirnyk naukovykh prats' [National University «Yuri Kondratyuk Poltava Polytechnic»]. Ser.: Industry engineering, construction, 4(2), 233-239. (in Ukrainian).
  6. Samoilov S.Y., Solovev A.K. (2000). Designing of the window openings in offices and saving energy. Svetotekhnyka, 1, 23-25. (in Russian).
  7. Arasteh D.K., Kohler C., Griffith B. (2009). Modeling windows in energy plus with simple performance indices. Department of Energy R&D, USA.
  8. Hart R., Goudey H., Arasteh D.K., Curcija D.C. (2012). Thermal performance impacts of center-of-glass deflections in installed insulating glazing units. Energy and Buildings, 54, 453-460. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2012.06.026
  9. Gustavsen A., Grynning S., Arasteh D.K., Jelle B.P., Goudey H. (2011). Window sizes required for the energy efficiency of a building against window sizes required for view. Energy and Buildings, 43(10), 2583-294. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2011.05.010
  10. Muhaisen A.S., Dabboor H.R. (2015). Studying the impact of orientation, size, and glass material of windows on heating and cooling energy demand of the Gaza strip buildings. Journal of Architecture and Planning, 27, 1-15.
  11. Klevets K. (2013). Influence of heat income through of the south facade windows for the creation of comfort conditioning. Applied geometry and graphics, 91, 196-200. (in Ukrainian).
  12. Kolesnyk Y.A., Petrenko V.O., Vetvytskyi Y.L., Vetvytskaia D.A. (2016). Analysis of influence thermal performance of windows on the state room climate during the heating period. Construction, Materials Science, Mechanical Engineering, 92, 67-72. (in Russian).
  13. Zekraoui D., Zemmouri N. (2017). The impact of window configuration on the overall building energy consumption under specific climate. Energy Procedia, 115, 162-172. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.05.016
  14. Bülow-Hübe H. The effect of glazing type and size on annual heating and cooling demand for Swedish offices. Proc. of Renewable Energy Technologies in Cold Climates ’98. Montréal, Québec, Canada, 1998, pp. 188-193.
  15. Melendo J.M.A., la Roche P. Effects of window size in daylighting and energy performance in buildings. American Solar Energy Society - SOLAR2008, Including Proc of 37th ASES Annual Conf, 33rd National Passive Solar Conf, 3rd Renewable Energy Policy and Marketing Conf: Catch the Clean Energy Wave2008, 2008, pp. 4345-4351.
  16. Dipa S., Sazdik A., Shahriar A.T.M, Mithun N.H. (2017). North-south vs east-west: the impact of orientation in daylighting design for educational buildings in Bangladesh. Architecture Research, 7(4),184-189. https://doi.org/10.5923/j.arch.20170704.06
  17. Eljojo A. (2017). Effect of windows size, position and orientation on the amount of energy needed for winter heating and summer cooling. Journal of Engineering Research and Technology, 1(1), 1-8. http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.32424.47361
  18. Kariuk A.M. Koshlatyi O.B. (2015). Economically viable heat resistance of exterior walls of civil buildings for different regions of Ukraine. Novì tehnologìï v budìvnictvì, 29, 35-39.
  19. Firas M.S. (2014). Daylighting: an alternative approach to lighting buildings. Journal of American Science, 10(4), 1-5.
  20. Noureddine Z., Djamel Z. The impact of window configuration on the overall building energy consumption under specific climate conditions. International conference – alternative and renewable energy quest, areq 2017, 1-3 February, No. 115, 2017, 162-172. http://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.05.016
  21. Nedhal A., Syed F.S.F., Adel A. (2016). Relationship between window-to-floor area ratio and single-point daylight factor in varied residential rooms in Malaysia. Indian. Journal of Science and Technology, 33(9), 1-8. http://doi.org/10.17485/ijst/2016/v9i33/86216
  22. Memon S., Eames P.C. (2017). Solar energy gain and space-heating energy supply analyses for solid-wall dwelling retrofitted with the experimentally achievable u-value of novel triple vacuum glazing. Journal of Daylighting, 4, 15-25. http://dx.doi.org/10.15627/jd.2017.2
  23. Galinska T.A., Krepka T.S. (2011). Experimental researches of distribution of natural illumination in apartments of lecture audiences of PoltNТU "P" corps which realizes through lateral lightopening in protection of building. Industrial Machine Building, Civil Engineering, 30(2), 241-251.
  24. Galinska T.A., Nosach B.L., Leshchenko M.V., Likhtei V.V. (2013). Experimental studies of the thermal properties of translucent enclosing building envelope. Construction, materials science, mechanical engineering, 68, 104-108.
  25. Galinska T.A. (2013). Improvement of techniques designing of the daylight in premises of the building. Resource-saving materials, structures, buildings and structures, 25, 528-541.
  26. Galinska T.A. (2006). Calculation of daylighting in buildings, illuminated through zenith rectangular lanterns in plan with a clear and cloudy sky. Scientific and technical collection is the «Communal economy of cities», 76, 151-158.
  27. Galinska T.A. A comprehensive method for solving the lighting of buildings under clear and cloudy skies. National University «Yuri Kondratyuk Poltava Polytechnic». Poltava, 2011, 24.
  28. Chernenko P.O., Martyniuk O.V. (2012). Enhancing the effectiveness of short-term forecasting of electric load of united power system. Tekhnichna Elektrodynamika, 1, 63-70. (in Ukrainian).
  29. eia. U. S. Energy Information Administration. Available at: https://www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=99&t=3
  30. Ajzenberg Ju.B., Varfolomeev L.P. (2011). How to increase lighting energy efficiency. Spec. issue AVOK, 3, 52-56. (in Russian).
  31. Kozhushko G., Basova Yu., Huba L. (2016). Comparison of the dynamics of light and color characteristics of compact fluorescent and led lamps in process of service life. Technology audit and production reserves, 30(4), 63-69. (in Ukrainian). http://doi.org/10.15587/2312-8372.2016.74678
  32. Tarasenko M., Kozak K. (2013). Comprehensive approach to determine the energy efficiency of light sourse. Lighting Engineering & Power Engineering, 33(1), 27-33. (in Ukrainian).
  33. Burmaka V., Tarasenko M., Kozak K., Khomyshyn V. (2019). Impact of the translucent structures of exterior wall envelope orientation on the energy balance of the premises. Scientific Journal of TNTU (Tern.), 94(2), 111-122. https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2019.02.111
  34. Byrne P. (2014). Comparison Study of Four Popular Lighting Simulation Software Programs. Brunel University.
  35. Gábrová L., Hlásková M., Vajkay F. (2016). Comparative Evaluation of Daylighting Simulation Programs. Applied Mechanics and Materials, 824, 732-739. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.824.732
  36. Burmaka V., Tarasenko M., Kozak K., Omeiza L.A., Sabat N. (2020). Efficiency using of daylight in office rooms. Journal of Daylighting, 7(2), 154-166. https://dx.doi.org/10.15627/jd.2020.15
  37. Burmaka V., Tarasenko M., Kozak K., Khomyshyn V. (2018). Definition of a composite index of glazing rooms. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 94(4(10)), 22-28. http://dx.doi.org/10.15587/1729-4061.2018.141018
  38. A guide to the calculation and design of natural, artificial and combined lighting (to SNiP II-4-79). M.: Strojizdat, 1980, 156 p.
  39. Guidelines for the development and compilation of an energy passport of buildings for new construction and reconstruction: DSTU-N B A.2.2-5.2007. K.: Ministry of Regional Development and Construction of Ukraine, 2008.
  40. Building regulations. Part II «Design standards. Chapter 33 «Heating, ventilation and air conditioning»: SNiP II-33-75. M.: Strojizdat, 1976, 109 p.
  41. Thermal insulation of buildings: DBN V.2.6-31:2016. K.: Ministry of Regional Development of Ukraine, 2017, 31 p.
  42. Estimated parameters of the microclimate of premises for the design and assessment of the energy characteristics of buildings in relation to air quality, thermal comfort, lighting and acoustics (EN 15251:2007, IDT): DSTU B EN 15251. K.: Ministry of Regional Development, Construction and Housing of Ukraine, 2008, 33 p.
  43. Construction climatology: DSTU-N B V.1.1-27 2010. K.: Ministry of Regional Development of Ukraine, 2011, 123 p.
  44. Tarasenko M., Burmaka V., Kozak K. (2018). Dependences of relative and absolute glazed area from configuration and common areas of window embrasure. Scientific Journal of TNTU (Tern.), 89(1), 122-131. https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2018.01.122
  45. Tarasenko M., Burmaka V., Kozak K. “Relative area of glazing dependences from the overall area of the window embrasure”. Materials 6th International Scientific Conference «Lighting and power engineering: history, problems and perspectives» (Tern., January 30 - February 02, 2018), 2018, pp. 99-100. (in Ukrainian).
  46. Engineering encyclopedia. URL: http://engineeringsystems.ru/d/dejurnoe-otoplenie.php.
  47. Guidelines for the development and compilation of an energy passport of buildings for new construction and reconstruction: DSTU-N B A.2.2-5.2007. K.: Ministry of Regional Development and Construction of Ukraine, 2008.
  48. Daylighting and artificial lighting: DBN V.2.5-282018. K.: Ministry of Regional Development of Ukraine, 2018, 113 p.
  49. Liubarets O.P. (2018). Calculation parameters for cooling period in Ukraine. Heating, Ventilation and Air Conditioning in Buildings, 24, 11-16. (in Ukrainian).