МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТЕПЛОВОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ ОГОРОДЖУВАЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ БАГАТОПОВЕРХОВИХ БУДІВЕЛЬ З УРАХУВАННЯМ ІНДИВІДУАЛЬНОГО УТЕПЛЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2021.4.05Ключові слова:
термомодернізація, огороджувальні конструкції, енергоефективність будівель, тепловий потік, фрагментарне утеплення, неконтрольоване утеплення, індивідуальне утеплення, тривимірне температурне полеАнотація
На даний час проблемі загальної термомодернізації огороджувальних конструкцій будівель приділяється багато уваги як на рівні науковців, так і на рівні споживачів. Це є одним з ефективних шляхів зменшення споживання природного газу, зниження негативного впливу на навколишнє середовище, дотримання і поліпшення комфортних умов у приміщенні. За останнє десятиліття населення стрімко почало утеплювати своє житло з ціллю підвищити внутрішню температуру повітря до комфортної в багатоповерховому житловому секторі. Через недостатню увагу органів влади у житлово-комунальному секторі, недостатню кількість наукових досліджень та широкого інформування населення, відбувається масове утеплення огороджувальних конструкцій мешканцями багатоквартирних будинків в межах власних квартир. Але дослідження теплових процесів, які протікають при індивідуальному (несистемному) утепленні огороджувальних конструкцій, їх ефективності, на даний час повністю не завершено. Тому поставлена проблема, особливо в умовах значного подорожчання природного газу та електроенергії є актуальною.
У роботі виконано математичне моделювання фрагменту частково утепленої стіни огороджувальної конструкції з визначенням теплового потоку шляхом розв'язання тривимірного диференціального рівняння теплопровідності з граничними умовами II, III та IV роду та розподілом характеристик шару будівельних конструкцій та ізоляції. Ці результати можуть бути використані при аналізі ефективності індивідуального утеплення будинку в цілому з урахуванням фрагментарних утеплень та порівнянні з системною термомодернізацією.
У результаті моделювання визначені температурні поля поверхонь стін, які є тривимірними, є додаткові теплові потоки (теплові мости), які не враховуються у спрощеному одновимірному розрахунку. У одновимірному розрахунку при утепленні тепловий потік від стіни зменшується в 2,43 рази. При врахуванні сумарного теплового потоку від бокових поверхонь біля вікна (теплових мостів) та системному утепленні – в 1,75 разів. При клаптиковому утепленні та врахуванні сумарного теплового потоку від бокових поверхонь біля вікна – в 1,6 разів.
Наступним етапом розрахунків є визначення фактичних температур повітря у приміщеннях багатоповерхового будинку з урахуванням фактичного стану огороджувальних конструкцій та системи опалення, нагрівальних приладів, режимних параметрів теплоносія та параметрів зовнішнього повітря. Методи та засоби цього аналізу можуть враховувати підсумкові дані коригування тепловтрат після математичного моделювання, наведеного у цій роботі. У підсумку результати будуть враховуватись у проектах термомодернізації будівель, реконструкції систем теплопостачання, раціональному розміщенні джерел, підборі обладнання та регулюванні роботи приладів.
Посилання
SNiP N-3-79**. Stroitelnaya teplotehnika / Gosstroy SSSR. – M.: TsITP Gosstroya SSSR, 1986.
Zmina # 1 do SNiP N-3-79**. Stroitelnaya teplotehnika. Zatverdzhena nakazom Derzhavnogo komitetu Ukrayini v spravah mIstobuduvannya I arhItekturi vId 17 chervnya 1996r. # 117.
Teplova Izolyatsiya budivel: DBN V.2.6-31 : 2006. –OfItsiyne vidannya. – K. : Mi-nregionbud Ukrayini, 2006.
Teplova izolyatsIya budivel: DBN V.2.6-31 : 2016. –OfItsiyne vidannya. – K. : MI-nregion Ukrayini, 2017.
Simonov S.I. Problemyi termomodernizatsii zhilyih domov pervyih massovyih seriy / S.I. Simonov, I.N. Simonova, O.A. Chernyih // Zbirnik naukovih prats Donbaskogo derz-havnogo tehnichnogo universitetu. – 2017. – Vip. 1. – P. 84–93.
N.V. Timofeev, S.A. Sahnovskaya, S.M. Boklag, A I. Petunina Effektivnost frag-mentarnoy skreplennoy teploizolyatsii naruzhnyih sten // Suchasne promislove ta tsivilne budivnitstvo. – 2011, tom 7, # 2, 91–97.
Isachenko V.P., Osipova V.A., Sukomel A.S. Teploperedacha, Izdanie 4-e pererab. i dopolnennoe. – M.: "Energoizdat", 1981. – 415 s.
Perestyuk M.O., Marinets V.V. Teoriya rivnyan matematichnoyi fIziki. -K.:LibId, 2014, –363 s.
Samarskiy A.A. Teoriya raznostnyih shem / Samarskiy A.A. – M.: Nauka, 1989. – 616 s.
Ganzha A.M., Marchenko N.A., Semenenko L.V. Viznachennya efektivnosti tep-lopostachannya bagatopoverhovogo zhitlovogo budinku z urahuvannyam nerivnomirnosti pidvedennya teploti do primIschen ta nesistemnih uteplen // Naukoviy visnik TavrIyskogo derzhavnogo agrotehnologichnogo universitetu. – 2019 – Tom 9. – # 1. http://oj.tsatu.edu.ua/index.php/visnik/article/view/130/176.
Modelyuvannya protsesiv peredachi teploti vid kotelni do zhitlovogo masivu na osnovi gidravlichnih rozrahunkiv skladnoyi teplovoyi merezhi / A.M. Ganzha, N.A. Mar-chenko, V.M. Pidkopay, E.M. NEmtsev // Visnik Natsionalnogo tehnichnogo universitetu "Harkivskiy politehnichniy Institut" : zb. nauk. pr. Temat. vip. : "GIdravlichni mashini ta gIdroagregati" – Harkiv : NTU «HPI», 2017. – # 22 (1244). – P. 83–87. http://library.kpi.kharkov.ua/files/Vestniki/2017_22.pdf.
Ratsionalni parametri teplonosiya vid dzherela u sistemI teplopostachannya z ura-huvannyam faktichnih harakteristik obladnannya / A.M. Ganzha, V.M. Pidkopay, E.M. Nemtsev // Energetika: ekonomika, tehnologiyi, ekologIya. – 2017. – #2. – P. 76–81. http://www.ela.kpi.ua/jspui/bitstream/123456789/21209/1/eete2017_2_10Hanzha.pdf.
