Научная статья на тему 'Актуальность и способы внедрения энергомоделирования зданий'

Актуальность и способы внедрения энергомоделирования зданий Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
529
69
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ / ЭНЕРГОМОДЕЛИРОВАНИЕ / BUILDING ENERGY MODELING

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Чижков А.С., Юкова К.В.

Серьезность затронутой темы, учитывая глобальные экологические вопросы, связанные с развитием «зеленого» строительства и снижения потребления ограниченных ресурсов в целом, не вызывает сомнений. В странах Европы и США, данный вопрос поднят достаточно давно, и связанное с этим направление, так же получило широкое развитие, чего нельзя сказать про Россию, где это направление, пока, является новым и неоцененным по достоинству. Предлагаемая статья имеет целью ознакомить читателя с возможностями компьютерного моделирования зданий, позволяющего на основе детального анализа эффективности применения тех или иных архитектурных и инженерных решений сделать обоснованный выбор лучшего варианта, а так же поднятие вопроса о необходимости более широкого развития направления «Энергомоделирование».

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Чижков А.С., Юкова К.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Актуальность и способы внедрения энергомоделирования зданий»

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 11 / 2019

регулярном техобслуживании или чистке.

Если нагревательные плиты пресса для производства трехслойного гофрированного картона деформированы (это может произойти, если их нижняя поверхность намного горячее, чем верхняя), края картонного полотна могут быть раздавлены. Это просто определить на стопоукладчике, где эффект задавливания увеличивается с количеством листов в стопе.

Современные машины оснащены самонастраивающимися системами прижима, которые работают самостоятельно без вмешательства оператора и не допускают сильного прижима и разрушения картона. Важно проводить техобслуживание машины, а также часто проверять фактическую и теоретическую толщину картона.

Все дефекты на гофроагрегате можно сократить при условии, если операторы понимают машину, при наличии системы контроля качества бумаги и крахмального клея, при тщательном предупредительном ремонте гофроагрегата и регулярном контроле качества выпускаемой продукции. Это стоит усилий, потому что большинство дефектов качества картона влияют на производительность машин на линии и способствуют образованию дополнительных дорогостоящих отходов и получению низкого качества продукции с возможностью возврата.

Список использованной литературы:

1. Пиннингтон Т. Гофроиндустрия. В поисках совершенства.- Киев: ТМТ МедиаГрупп, 2018 г. - 493 с. (T. Pinnington "The Corrugated Industry. In Pursuit of Excellence").

2. Гофроагрегаты - их устройство и специфика. [Электронный ресурс]. URL: https://www.extrapack-m.ru/gofroagregaty-ikh-ustroistvo-i-spetcifika.html.

© Слюта М О., Бахтин А.В., 2019 г.

УДК-34

А.С. Чижков

студент магистратуры СПбГАСУ, г. Санкт-Петербург, РФ E-mail: a.s.chizhkov@gmail.com К. В. Юкова студент магистратуры ОГУ, г. Оренбург, РФ E-mail: karina_yukova@mail.ru

АКТУАЛЬНОСТЬ И СПОСОБЫ ВНЕДРЕНИЯ ЭНЕРГОМОДЕЛИРОВАНИЯ ЗДАНИЙ

Аннотация

Серьезность затронутой темы, учитывая глобальные экологические вопросы, связанные с развитием «зеленого» строительства и снижения потребления ограниченных ресурсов в целом, не вызывает сомнений. В странах Европы и США, данный вопрос поднят достаточно давно, и связанное с этим направление, так же получило широкое развитие, чего нельзя сказать про Россию, где это направление, пока, является новым и неоцененным по достоинству.

Предлагаемая статья имеет целью ознакомить читателя с возможностями компьютерного моделирования зданий, позволяющего на основе детального анализа эффективности применения тех или иных архитектурных и инженерных решений сделать обоснованный выбор лучшего варианта, а так же поднятие вопроса о необходимости более широкого развития направления «Энергомоделирование».

Ключевые слова Энергосбережение, энергомоделирование, Building Energy Modeling

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 11 / 2019

Одной из самых главных задач XXI века является энерго- и ресурсосбережение, ибо используемые ресурсы не являются бесплатными и бесконечными. От результатов решения этой проблемы зависит уровень жизни граждан и место нашего общества, в целом, в ряду развитых стран. При том у России имеются не только все необходимые природные ресурсы, но и интеллектуальный потенциал, необходимый для успешного решения энергетических проблем. Но для увеличения ВВП, необходимо забыть о энергорасточительноси, в которой так привыкли в нашей стране, не потерям производительность - это и является стратегической целью энергосбережения.

Цели энергосбережения совпадают и с другими целями муниципальных образований, таких как: повышение экономичности систем энергоснабжения, улучшение экологической ситуации и др. Снижение потребления позволяет обеспечивать подключение новых потребителей при минимальных капитальных затратах на развитие инфраструктуры, а так же снимает проблемы выделения земельных участков под новое строительство объектов генерации, отчуждение санитарно-защитных зон и т.д., что в целом положительно сказывается на градостроительном развитии.

Решение задач повышения энергоэффективности на сегодняшнем этапе, когда существует большой резерв малозатратных мероприятий, также совпадает с большинством стратегических целей государства и хозяйствующих субъектов.

Есть веская причина, развития понятия математической модели в инженерном и физическом планах. Параметры, полученные путем решения как простых, так и сложных дифференциальных уравнений, эмпирические данные, гидродинамическое моделирование и т.д. обеспечивают аналитическую основу, которая дает понимание поведения физических систем. В свою очередь, это понимание, может привести к изменениям, которые окажут реальное влияние на безопасность и экологичность автомобилей, стоимость и производительность электрического оборудования, и, наконец, энергоэффективности зданий, в которых мы живем и работаем.

Само понятие «энергомоделирование зданий» (BEM - Building Energy Modeling) - означает симуляцию «жизнедеятельности» здания в течении расчетного периода или моделирование энергопотребления здания. Модель здания учитывает:

- географические координаты, и связанные с ними климатические характерные условиями;

- ориентацию по сторонам света;

- окружающую застройку, способную оказывать затеняющий эффект;

- функционал объекта и расписания работы людей и оборудования;

- профили нагрузок;

- типы и режимы работы инженерных систем.

Энергомоделирование зданий представляет собой серию инженерных расчетов, позволяющих прогнозировать годовые потребления энергии зданием. И, как следствие - определить предположительную окупаемость проектных решений. Оно является добровольным жестом в России, но если потребуется сертификация здания по GREEN ZOOM, LEED, BREEAM, то расчет энергетической модели и сертификат здания являются обязательными.

Энергетическая модель здания является мощным инструментом контроля от проектирования до эксплуатации здания. Она позволяет оценить:

- термические характеристики (расчет тепловых нагрузок и тепловыделений, эффектов населенности, инфильтрации и работающего оборудования);

- энергопотребление и выбросы углерода зданием с разной периодичностью (в течение года, по месяцам, дням и часам);

- расход воды внутри и снаружи здания и затраты на воду;

- затенения и естественное освещение, включающие в себя инсоляцию с возможностью ее визуализации через окна и поверхности в течение заданного периода, отображение теней и бликов и расчет показателей и определение уровней освещенности в любых точках здания.

Í " }

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 11 / 2019

Рисунок 1 - Отображение положения солнца в любой момент расчетного периода относительно модели

Методы энергомоделирования зданий позволяют проанализировать энергетическую и экономическую составляющую от потребления энергоресурсов. Анализ проводиться по результатам симуляции годового цикла эксплуатации здания. Результатами является информация об энергоэффективности здания.

Энергоэффективность здания - является важным показателем, влияющим на стоимость его эксплуатации.

По результатам энергомоделирования здания наглядно видно влияние тарифов на годовую стоимость энергоресурсов. Выбор правильного тарифа приводит к повышению энергосбережения здания.

Моделирование позволяет учесть совокупность всех факторов при оценке эффективности мероприятий по повышению энергосбережения здания. Энергомоделирование дает достоверную картину о степень эффективности того или иного решения. Обладая такой информацией можно обоснованно сделать выбор в сторону только тех решений, которые действительно будут энергоэффективными для рассматриваемого здания.

Кроме того, обладая информацией об экономии в денежном выражении, уже не сложно адекватно оценить срок окупаемости выбранного решения.

Энергомоделирование зданий помогает решить широкий ряд задач, оптимизировать энергопотребление и добиться повышения энергосбережения здания, а, следовательно, сократить необоснованные эксплуатационные затраты.

Современное развитие компьютерной техники и программного обеспечения позволяет решать широкий спектр строительных задач. Применительно к рассматриваемой теме энергоресурсосбережения и комфортности зданий следует выделить три основных области компьютерного моделирования [2]:

- тепловые и энергетические процессы: моделирование теплообмена между оболочкой здания и наружным климатом во взаимодействии с системами поддержания микроклимата помещений и потреблением ими энергии, формирование тепловой среды в помещении, оценка комфортности микроклимата помещений.

- аэродинамические процессы: моделирование работы систем вентиляции и кондиционирования воздуха, оценка возможности применения естественной вентиляции, оценка комфортности микроклимата помещений.

- светотехнические процессы: моделирование естественного и искусственного освещения или их комбинации с целью исследования возможности применения энергосберегающих стратегий и оценки уровня комфорта.

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 11 / 2019

Следует заметить, что вышеназванные процессы тесно связаны между собой, так, например, увеличение площади остекления повысит долю естественного освещения и снизит энергопотребление системы искусственного освещения, но при этом увеличит нагрузку на системы кондиционирования воздуха и отопления. Взаимосвязь принятых решений еще более усложняется экономическим влиянием на капитальные и эксплуатационные затраты строительства.

Верификация правильности работы программного обеспечения выполняется тремя основными способами:

- эмпирический - сравнение результатов моделирования и результатов натурного исследования определенного здания [6];

- аналитический - сравнение результатов моделирования с известными аналитическими решениями определенной задачи [7];

- сравнительный - сравниваются между собой результаты моделирования различными программами

[8].

Оценка энергетической эффективности зданий в рейтинговых системах сертификации «зеленого» строительства, таких как LEED и BREEAM, осуществляется с помощью комплексного компьютерного моделирования энергопотребления здания [10]. Заключение

Энергомоделирование является перспективным инструментом комплексного анализа зданий для энергосбережения, повышения экономической эффективности и комфортности. Особенно актуально применение энергомоделирования для уникальных сооружений, при оценке эффективности новых технологий, «зеленого» строительства. Организация энергосбережения в масштабах страны - задача чрезвычайно сложная. В России нет опыта осуществления столь значительных проектов при отсутствии жесткой властной вертикали. В то же время энергосбережение из популярного лозунга постепенно превращается в насущную необходимость. Недостаток электрических мощностей и природного газа в периоды сильных похолоданий, глобальная борьба с выбросами парниковых газов диктуют необходимость кардинального изменения отношения к энергосбережению. Статус Программ энергосбережения должен стать даже выше, чем у Программ развития коммунальной инфраструктуры, т.к развитие коммунальных систем может осуществляться одновременно и путем энергосбережения, и созданием новых мощностей. Снижение потребления энергоресурсов и увеличение мощности систем энергоснабжения - это взаимоувязанные процессы и должны рассматриваться при энергетическом планировании совместно

Список использованной литературы:

1. L. Brackney, A. Parker, D. Macumber, K. Benne « Building Energy Modeling with OpenStudio. A Practical Guide for Students and Professionals» - NREL, CO, USA.: Springer (ISBN 978-3-319-77808-2 ebook)

2. Кравченя Э.М., Козел Р.Н., Свирид И.П. Охрана труда и энергосбережения. - М.: ТетраСистемс, 2008. -245 с.

3. Свидерская О.В. Основы энергосбережения. Ответы на экзаменационные вопросы. - М.: ТетраСистемс, 2008. - 341 с.

4. Федоров С.Н. Приоритетные направления для повышения энергоэффективности зданий // Энергосбережение, 2008. - №5. -с.23-25.

5. CIBSE Applications Manual AM11: 1998, Building energy and environmental modelling

6. ASHRAE, 2013. ASHRAE Handbook Fundamentals 2013, Chps. 13, 19, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers Inc., Atlanta, GA.

7. Гагарин В.Г., Малявина Е.Г., Иванов Д.С. Разработка климатической информации в форме специализированного «типового года» // Вестник ВолгГАСУ, серия Строительство и архитектура, вып. 31 (50), ч. 1: «Города России. Проблемы проектирования и реализации». 2013. С. 343-349

8. ANSI/ASHRAE Standard 140-2007: Standard Method of Test for the Evaluation of Building Energy Analysis Computer Programs

9. Kambouris, S. «Зеленое строительство» : рейтинговые системы оценки / Stephania Kambouris //

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 11 / 2019

Вентиляция. Отопление. Кондиционирование: АВОК. - 2010. - N 7. - С. 28-34.Fanger P. O. Thermal Comfort. - Copenhagen: Danish Technical Press, 1970. - 244 p.

© Чижков А.С., Юкова К. В., 2019

УДК 621

В.О. Чистяков

студент 4 курса МФ МГТУ им. Н.Э.Баумана

г. Мытищи E-mail: blabloblabla4@gmail.com А.Е. Денисов

студент 4 курса МФ МГТУ им. Н.Э.Баумана

г. Мытищи E-mail: jezzzawot@gmail.com И.Е. Двоеглазов студент 4 курса МФ МГТУ им. Н.Э.Баумана

г. Мытищи E-mail: hyraxias@gmail.com

ШНЕКОВЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ КАК АЛЬТЕРНАТИВА ТРАДИЦИОННЫМ ТИПАМ ХОДОВОЙ СИСТЕМЫ ЛПМ

Аннотация

В статье рассмотрены вопросы труднодоступности лесных производств. Предложено решение проблемы проходимости машин. Проанализирован результат переоснащения техники.

Ключевые слова: Шнек, лесопродукция, движитель, проходимость, ходовая база

Особенность лесозаготовительных работ состоит в их трудоемкости и полной механизации. Размещенное непосредственно в месте выполнения лесопильное производство значительно сокращает издержки и повышает прибыльность. Но одна из самых сложных задач состоит в сложности доставки мульчеров, древовалов, валочно-пакетирующих машин и другой лесопромышленной техники.

Труднодоступность - одна из главных сложностей лесозаготовок.

Серьезной проблемой, которую приходится решать каждому лесозаготовщику, становится транспортировка необходимых механизмов к месту заготовки и доставка готовой обработанной лесопродукции к транспортным центрам или обрабатывающим предприятиям.

В основном лесозаготовки производятся в удаленных местах, характеризующихся труднодоступностью и по определению не имеющих транспортной инфраструктуры. Топи, болота, лесосеки, расположенные на грунтах III-й и IV-й категорий значительно снижают эффективность применения гусеничных и колесных тракторов и другой спецтехники, предназначенной для использования в подобных условиях. Попытки повышения их проходимости ограничиваются возможностями категории местности, ее рельефом и режимом увлажнения. Ни один, даже самый мощный трактор не в состоянии пересечь топь или болото. Также ограничены возможности и для передвижения по глубокому снегу.

Решить подобные вопросы может использование шнековых движителей, для которых передвижение по подобной местности не представляет никаких сложностей - чем хуже дорожная основа для колесных или гусеничных машин, тем проще ее преодолевают механизмы, оснащенные шнеками.

Шнековые движители

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.