Методи та програмні засоби оцінки теплового балансу архітектурних об’єктів

Анотація

Виконано комплексний аналіз програмних засобів розрахунку теплового балансу будівель та раціональних способів графічного моделювання. На основі розгляду наявних методик та програмних засобів проектування енергоефективних будівель, розрахунку показників їх енергоефективності, визначено функціональні можливості даних інструментів та відзначено їх обмеженість у певних можливостях.

Виконано критичний огляд таких методик та програмних засобів:

1. «Настанова з розроблення та складання енергетичного паспорта будинків при новому будівництві та реконструкції». Дозволяє виконати розрахунок загальних тепловтрат будинку через огороджувальну оболонку;  розрахунок теплонадходжень протягом опалювального періоду; розрахунок значення питомих тепловитрат на опалення будинку за опалювальний період; присвоєння будівлі класу енергетичної ефективності від A до G.
2. PHPP - розрахунок потреб енергії на опалення та максимальне опалювальне навантаження; розрахунок потреба енергії на охолодження; розрахунок пасивного охолодження, частоту перегруву при ньому; розрахунок попиту на відновлювану первинну енергію та попиту на первинну енергію всіх енергетичних послуг вцілому по будівлі; оцінка річного приросту відновлюваної енергії.
3. ArchiPHYSIK - розрахунок потреб енергії на опалення та охолодження; розрахунок екологічного індексу OI3; розрахунок звукоізоляційних даних.
4. Hottgenroth - моделювання теплової поведінки будівель, зон; визначення теплового навантаження приміщень;  розрахунок нагрівальних елементів; проектування систем питної води; планування та проектування систем вентиляції будинку; енергетична реконструкція будівель;  розрахунок навантаження на охолодження; моделювання систем гарячого водопостачання та сонячного опалення; проектування фотоелектричних систем; планування літньої теплоізоляції; проектування когенераційних установок, систем теплового насоса;  можливість продивлятися 3D-зображення на будь-якому етапі моделювання; детальна підготовка документів для затвердження.
5. Optima - розрахунок втрат тепла для кожної зони; розрахунок потреб енергії на опалення та охолодження впродовж року; прогнозування температурних показників у кожній зоні впродовж року.
6. «Розрахунок тепловтрат приміщень і теплових навантажень на систему опалення житлових та громадських будівель» -  розрахунок трансмісійних тепловтрат окремих приміщень та будівлі вцілому;  розрахунок енергетичних потреб на нагрівання зовнішнього повітря, що надходить через систему вентиляції;  розрахунок необхідних теплових навантажень на систему опалення.
7. «Програма з експрес-оцінки ефективності енергозберігаючих рішень» - оцінка внеску конкретного енергозберігаючого рішення у зниження теплоспоживання конкретного будинку в порівнянні з базовим за рахунок застосування енергозберігаючого обладнання та технологій. 

З проаналізованих методів оцінки теплового балансу будівлі можливість моделювання внутрішньої геометрії об’єкту навіть при наявності графічного супроводу майже в усіх методах відсутня або дуже обмежена. Лише програми  Hottgenroth  (зокрема, софт ETU-Planer) та GRAPHISOFT EcoDesigner STAR мають таку можливість. У програмі Hottgenroth внутрішня геометрія враховується при розрахунках, проте не вирішується обернена задача проектування, графічні можливості обмежені. У GRAPHISOFT EcoDesigner STAR  внутрішня геометрія враховується при розрахунках, проте не можливо задати різні температурні показники для різних приміщень як вихідні дані, також не вирішується обернена задача проектування та графічні можливості обмежені.