Теорія і практика будівництва. – 2016. – №844

Permanent URI for this collection

Вісник Національного університету "Львівська політехніка"

У Віснику опубліковано результати закінчених науково-дослідних робіт професорсько-викладацького складу Національного університету "Львівська політехніка", українських та зарубіжних науковців.

Вісник Національного університету "Львівська політехніка". Серія: Теорія і практика будівництва : збірник наукових праць / Міністерство освіти і науки України, Національний університет "Львівська політехніка ; голова редакційно-видавничої ради Н. І. Чухрай. – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2016. – № 844. – 368 с. : іл.

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 20 of 56
  • Item
    Аналіз систем утеплення будівель з урахуванням життєвого циклу теплової ізоляції
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Маліновський, А. А.; Олійник, М. Й.; Музичак, А. З.
    Кожне підвищення тарифів на енергоносії актуалізує проблему утеплення будинків з метою зменшення витрат на опалення, що породжує, зокрема, питання вибору утеплювального матеріалу. Розглянуто актуальне питання порівняння найпоширеніших видів теплової ізоляції: пінополістиролу (пінопласту) та мінеральної вати. Як узагальнений критерій їх порівняння пропонується оцінка життєвого циклу, яка формується з оцінок чотирьох етапів існування матеріалу: виробництво, монтаж, використання (експлуатація) та повернення назад у довкілля. Фінансовий вимір оцінки життєвого циклу запропоновано визначати згідно з податковим кодексом України. У статті детально розглянуто етапи виробництва утеплювальних матеріалів та повернення їх у довкілля як найобтяжливіші з погляду впливу на довкілля. Процеси виробництва мінеральної вати та пінополістиролу принципово різні: у виробництві пінополістиролу використовують нафту, а мінеральної вати – природний матеріал доломіт. Проте в обох випадках вплив на довкілля можна оцінити за шістьма основними показниками. Відповідно до результатів аналізу на сучасному етапі розвитку виробництва пінополістирол та мінеральна вата є рівноцінними матеріалами, їх виробництво не суперечить стратегії сталого розвитку, а тому вони надалі матимуть широке застосування. Отримані результати можна доповнити іншими методиками оцінки життєвого циклу, які зокрема враховують вплив матеріалів на організм людини.Each increase of energy tariffs actualizes the problem of insulation of buildings in order to reduce heating costs. This raises the question of choice of insulating material. In the article is considered the actual question comparing the most common types of thermal insulation - polystyrene (foam) and mineral wool. As a general criterion of comparison proposed life cycle assessment which is formed of four stages assessments existence of material: manufacture, installation, use (operation) and return back to the environment. The financial evaluation of life-cycle assessment suggested to determine according to the Tax Code of Ukraine. In the article are considered the stages of production insulating material and returning them to the environment as the heaviest in terms of environmental impact. The processes of manufacturing mineral wool and polystyrene are fundamentally different. Production of polystyrene is based on using of oil, production of mineral wool is based on using of natural material dolomite. However, in both cases, the environmental impact can be assessed on six key indicators. According to an analysis at the present stage of manufacture polystyrene and mineral wool materials are equal. Their production is not contrary to the strategy of sustainable development, and therefore they continue to be widely used. The results can be complementary as other techniques of life cycle assessment which in particular take into account the impact of materials on humans.
  • Item
    Зміст до Вісника Серія: Теорія і практика будівництва № 844
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016)
  • Item
    Scheme for promoting industrial energy efficiency – pine project results
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Vranayova, Z.; Kaposztasova, D.
    This paper investigates the main factors influencing an energy auditing procedure, leading to the adoption of energy efficiency measures by small and medium-sized enterprises (SMEs), providing suggestions both for enterprises and energy policy makers. Our analysis is based on a sample of 280 SMEs from 7 European countries which participated in an international project (PInE) devoted to industrial energy efficiency. Opinions learned during the energy audits are summarized in 8 key findings: (1) Energy Audits are a valuable activity for SMEs, yet (2) not a viable option for consultancy on a commercial basis. The main difficulties in carrying out an energy audit are (3) lack of data on energy consumption, (4) information barriers and (5) other soft factors such as expectations and previous experience. Economic factors (6) are significant barriers to energy efficiency. Among the energy efficiency measures (7) behaviour and control are key factors. Finally (8) an appropriate method for energy auditing is key to success. Досліджено основні фактори, що впливають на процедуру енергоаудиту, та описано заходи щодо підвищення енергоефективності на малих і середніх підприємствах (МСП), забезпечуючи пропозиції для енергетичної політики підприємств. Наш аналіз грунтується на вибірці з 280 малих і середніх підприємств з 7 європейських країн, які брали участь у міжнародному проекті з промислової енергоефективності. Думки, отримані під час енергетичних аудитів, зведено у 8 основних висновків: 1) енергоаудит є цінним для малого і середнього бізнесу, але 2) не є життєздатним варіантом для консалтингової компанії на комерційній основі. Основними складовими при проведенні енергетичного аудиту є 3) відсутність даних про фактичне споживання енергії; 4) інформаційні бар’єри і 5) інші м’які чинники, – такі, як очікування і попередній досвід; 6) економічні чинники є значними бар’єрами для підвищення енергоефективності. Серед заходів щодо підвищення енергоефективності 7) поведінка та контроль є ключовими факторами. І, нарешті, 8) відповідний метод для енергоаудиту є ключем до успіху.
  • Item
    Comparison of efficient of the combined solar collector for energy-efficient buldings for different modes of operation
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Ulewicz, M.; Zhelykh, V.; Shapoval, S.; Spodyniuk, N.; Vengryn, I.
    On the whole, alternative energy should contribute to taking the two pressing problems of environmental safety and energy efficiency. Solar energy, as energy resources of the future, has a lot of benefits. It is mainly harmless to people and the environment. It does not distort the landscape. There is no point in exporting or importing it. As for the energy itself, it is both free and renewable, the latter benefit being the most important one. In work paid considerable attention to solar heating systems and proposed to use this solar heating system in energyefficient homes in Ukraine. This the primary solution may be used for decrease energy consumption of buildings. The overall effectiveness of solar installations is largely dependent on the level of solar energy, which in its turn is strongly dependent on the geographical position. Therefore, special attention is paid to the analysis of the heat flux, came onto the plane solar collector during the experiment, in consequence of changes in the intensity of solar radiation. In the work analysis the efficiency combined heating system in the conditions of southern orientation of the territory and the different modes. According to the study, the findings and recommendations of the use of combined solar heating at increasing the share of solar energy industry and efficiency of such systems in the overall energy balance of the country. Альтернативна енергетика покликана сприяти вирішенню передусім двох важливих проблем: екологічної безпеки та енергоефективності. Сонячна енергія як енергоресурс майбутнього має безліч переваг: вона не шкодить здоров’ю людей та довкіллю, не спотворює ландшафт, її не потрібно експортувати та імпортувати, сама енергія є безкоштовним ресурсом, а головною перевагою є те, що вона відновлювана. В праці приділено значну увагу системам сонячного теплопостачання та запропоновано застосовувати геліоустановки в енергоефективних будинках на території України, що може бути основним рішенням для зменшення енергоспоживання. На ефективність геліоустановок насамперед впливає рівень сонячної енергії, який, своєю чергою, залежить від географічного положення території. Тому особливу увагу звернено на аналіз кількості теплового потоку, що надходив на площину сонячного колектора протягом експерименту внаслідок зміни інтенсивності сонячного випромінювання. В праці проаналізовано ефективність використання комбінованої системи теплопостачання за умов південної орієнтації на території та за різних режимів роботи. За результатами дослідження сформульовано висновки та рекомендації застосування комбінованих систем сонячного теплопостачання, спрямовані на збільшення частки сонячної енергетики та ефективності таких систем у загальному енергобалансі країни.
  • Item
    Energyand ecological efficiencyas a result thermalmodernization of buildings
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Ujma, Adam; Lis, Anna
    The article presents the real results of the thermal modernization activity based on the monitoring of their effects conducted in selected educational building from 2011 to 2015, which was a representative of the evaluated group of buildings in the Silesian province. Thermal modernization of the buildings consisting in insulation of partitions by which heat loss from the building were followed, installation the central internal heat source for heating and domestic hot water heating systems was performed in a complex manner and in accordance with the guidelines resulting from the energy audit. The lack of thermal insulation in partitions caused that the building failed to comply with thermal protection requirements and was not energy efficient therefore generating considerable energy losses. The thermal modernization activities were aimed at improving the efficiency of the energy use for heating and preparation of the domestic warm water. The analysis includes energy consumption for heating of the building, electricity consumption and pollutant emissions to atmosphere of fuel combustion product. This analysis was carried out to evaluate the influence of energy saving activities on the state of the external environment. The monitoring of the results from conducted thermal modernization showed significant energy reduction effect and therefore also fuel consumption, emission levels and exploitation costs of the building. Наведено реальні результати термомодернізації на основі моніторингу їх ефективності, який проводили в навчальному закладі в одній з групи будівель у Сілезії від 2011 до 2015 р.. Теплова модернізація будівель полягала у теплоізоляції огороджень, крізь які були тепловтрати, улаштування центрального внутрішнього джерела тепла для систем опалення та гарячого водопостачання. Термомодернізацію проводили комплексно, відповідно до основних завдань, які було визначено при проведенні енергоаудиту. Відсутність теплоізоляції огороджень була причиною того, що будівля не відповідала вимогам теплозахисту і була неенергоефективною через значні втрати енергії. Метою теплової модернізації було підвищення ефективності використання енергії системами опалення та гарячого водопостачання. Проаналізовано споживання енергії для опалення будівель, споживання електроенергії та викиди продуктів згоряння палива в атмосферу. Цей аналіз проведено для оцінювання впливу енергоощадних заходів на стан зовнішнього середовища. Результати проведеної термомодернізації показали значне зниження використання енергії, а отже, зменшення витрати палива, рівня шкідливих викидів і експлуатаційних затрат будівлі.
  • Item
    Thermo-physical evaluation of an ultra-low-energy family house
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Turcsanyi, Peter; Sedlakova, Anna
    Ultra-low-energy house is a term known very well to engineers and architects all over the world. In these times of minimizing an energy loads and negative emissions, energy efficient houses are one of the best ways to meet European “20-20-20” targets. The main topic of this paper is to create a building envelope assessment of an ultra-low-energy family house designed for Slovak Republic climate. Family house was designed taking in account architectural, environmental and constructional requirements of today´s European directives focusing on energy performance and energy efficiency. Ultra-low-energy house was evaluated in one dimensional thermo-physical software TEPLO. The Passive House is not an energy standard but an integrated concept assuring the highest level of comfort. The integrated concept doesn't contain any numerical values and is valid for all climates. This definition shows that the Passive House is a fundamental concept and not a random standard. Ultra-lowenergy building have not been “invented” by anyone – in fact, this principle was discovered. Thermal comfort is achieved to a maximum extent through passive measures (insulation, heat recovery, passive use of solar energy and internal heat sources). Results of this project are displayed in numbers as well as in graphic figures. Our goal was to find out how the designed building will perform energetically and environmentally so we could predict and minimize environmental load on nature and society in case of its actual realization. Термін “енергоощадний будинок” дуже добре відомий інженерам і архітекторам у всьому світі. У часи мінімізації енергетичних навантажень і негативних викидів енергоефективний будинок є одним з кращих способів ознайомитися з європейськими потребами “20-20-20”. Описано методи спорудження зовнішніх огороджень однородинного енергоощадного будинку, розташованого у Словацькій Республіці. Однородинний будинок розроблено із врахуванням архітектурних, екологічних і конструктивних вимог чинних європейських директив, спрямованих на енергетичну ефективність та ефективність використання енергії. Енергоощадність будинку оцінювали за допомогою одновимірного теплофізичного програмного забезпечення TEPLO. Пасивний будинок не є енергетичним стандартом, а є інтегрованою концепцією забезпечення високого рівня комфорту, який можна використати і для енергоощадних будівель. Концепція пасивного будинку не містить будь-яких числових значень і придатна для всіх кліматичних умов. Ультранизькоенергетичні будівлі не було “винайдено” будь-ким: насправді цей принцип було розроблено. Теплового комфорту досягають завдяки пасивним заходам (ізоляція, рекуперація тепла, пасивне використання сонячної енергії та внутрішніх джерел тепла). Наведено числові та графічні результати дослідження проекту. Мета досліджень полягала у визначенні енергетичного та екологічного впливу спроектованої будівлі на довкілля, зокрема для можливості прогнозування та мінімізації екологічного навантаження на природу і суспільство в разі реалізації енергоощадного будинку.
  • Item
    The air channel function in real life – insulation аgainst rising damp in historical buildings
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Tazky, Ladislav; Sedlakova, Anna
    The purpose of the research is to find adequate solution against rising damp in historical buildings. The improvement in this case is the use of ventilated air channels. A special group of historical buildings are churches because they do not use routines as for example museums, galleries. We designed 4 differently constructed ventilated air channels. These are: open or closed, with overpressure and underpressure. As a verification we use a relevance to these constructions which we simulated in software Ansys CFX the air flow of channels. We modelled the equal segments of the channels. The best solution of these constructions are the ventilated air channels with underpressure system. In this solution we measured the highest values of air velocity. Nevertheless this solution is not an aesthetic form of construction, because the pipes are set on the facade. But these pipe are put inside the drainage pipe. This research should offer the solution for architects against problems of rising damp in historical buildings. To find the right solution is necessary to research every case. The aim of the research is to prepare the design process of the ventilated air channels for the architects without the simulation of every building, cross section or geometry of the construction. Метою дослідження є знайти адекватне рішення щодо підвищення відносної вологості в історичних будівлях. Для вирішення цієї проблеми запропоновано використати вентильовані повітряні канали. Дослідження проводили для особливої групи історичних будівель церков, тому що в них не використовують процедури зволоження повітря у приміщеннях, як, наприклад, у музеях та галереях. Було розроблено чотири конструкції вентильованих повітряних каналів: відкритий, закритий, з надлишковим тиском, з розрідженням. Перевіряли конструкцію у програмному забезпеченні Ansys CFX повітряного потоку каналів для однакових відрізків каналів. Проведені дослідження показали, що кращою конструкцією є вентильовані повітряні канали з розрідженням. Така конструкція каналів дає змогу досягти найвищих значень швидкості руху повітря. Недоліком такої конструкції є неестетичний вигляд конструкції, оскільки труби встановлено на фасаді, всередині дренажної труби. Це дослідження дає змогу архітекторам вирішити проблему підвищення відносної вологості в історичних будівлях. Для прийняття правильного рішення необхідно досліджувати кожну конкретну споруду. Метою дослідження є підготовка процесу проектування вентильованих повітряних каналів для архітекторів без моделювання кожної будівлі, перетину або геометрії конструкції.
  • Item
    Heat pump heating systemsand low potential heat sources
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Stefanco, M.; Kosicanova, D.
    This paper focuses on the application of renewable energy resources in the form of heat pumps and their use in heating systems. As the energy prices are constantly rising, the energy management is currently a very important issue. One of the main reasons is that obtaining the primary energy sources like coal and oil is much more difficult than in the past. The use of renewable energy sources has become a worldwide trend and is one of the ways to get cheaper and more accessible primary energy that has a minimum impact on the environment compared to conventional sources of energy (e.g. oil, coal). The implementation of heat pumps as the primary source of heating and cooling in buildings, compared to installations using fossil fuels has become increasingly economical. This is due to increasing prices of fossil fuels, which is directly influenced by their accessibility and limited quantity. In addition, heat pumps contribute to the energy objectives of the European Union set for 2020. It specifically deals with achieving energy savings, reducing CO2 emissions and increasing the share of renewable energy by 20 %. The significance and relevance of the application of heat pumps is increasing with the rise in use of renewable energy for electricity generation. Розглянуто проблему відновлюваних джерел енергії у вигляді теплових насосів та їх застосування в системах опалення. Енергетичний менеджмент сьогодні, коли ціни на енергоносії постійно зростають, є надзвичайно важливим питанням. Одна з основних причин полягає в тому, що використання первинних джерел енергії (вугілля, нафта) призводить до неминучого виснаження їхніх світових запасів. Використання відновлюваних джерел енергії тепер стало загальносвітовою тенденцією. Це один із способів отримати доступне джерело первинної енергії, яке мінімально впливає на навколишнє середовище порівняно зі звичайними кінцевими джерелами енергії (наприклад, нафта, вугілля). Використання теплових насосів як основного джерела нагрівання та охолодження в будинках порівняно з установками з використанням викопного палива стає більш економічним. Це пов’язано з підвищенням цін на викопні види палива, важчим їх придбанням та обмеженою кількістю. Теплові насоси також сприяють досягненню цілей Європейського Союзу до 2020 року: економії енергії, скороченню викидів CO2 і збільшенню частки відновлюваних джерел енергії на 20 %. Важливість і значення теплових насосів зростає зі збільшенням частки поновлюваних джерел енергії у виробництві електроенергії.
  • Item
    The use of social marketing to the promotion оf energy-efficient construction
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Sowier-Kasprzyk, Izabella; Ujma, Adam
    Energy-efficient buildings or passive in the coming years should become a standard in Poland and Europe. Energy-efficient buildings are generally more expensive than traditional, so there are some psychological barriers before making a decision on their implementation. Despite a significant increase in awareness of investors in this area it is essential to disseminate knowledge about the need and benefits coming from the use of such solutions. Changing standards for buildings results from changes in building regulations, the use of various forms of financial support and educational activities. Different types of promotional and educational activities increase the public awareness about the positive effects of the construction of buildings with high energy efficiency. One of the promotional campaigns conducted in 2014 in Poland was a campaign under the title “The house, which saves me”, whose aim was to promote the construction of passive, energy-saving and renewable energy sources. This campaign was based on the creative idea of showing that a passive or energy-saving and using renewable energy sources building can reduce expenses of the owner, who can allocate funds for a variety of different consumer goods. It was assumed that this way of promotion will convince many investors to build their own home with the possibility of taking out a loan and its repayment of savings due to minimized maintenance fees. Енергоефективні, або пасивні будинки в найближчі роки повинні стати нормою в Польщі та Європі. Енергоефективні споруди, як правило, є дорожчими ніж традиційні, а це означає, що є якісь психологічні бар’єри перед прийняттям рішення щодо їх будівництва. Незважаючи на значне збільшення усвідомлення інвесторів в цій сфері, важливо розповсюджувати знання щодо необхідності та вигоди від використання таких об’єктів. Недостатньо зміни стандартів для споруд, що пов’язана зі зміною будівельних законів – необхідне використання різних форм фінансової підтримки та розвиток освітньої діяльності. Потрібно також використовувати різні типи рекламних та освітніх заходів, що підвищують знання громадськості про позитивні ефекти будівництва споруд з високою енергоефективністю. Однією з рекламних кампаній, проведених в 2014 році, в Польщі була акція під назвою “Дім, який економить для мене”. Її мета – сприяння будівництву пасивних енергозберігаючих споруд, що використовують відновлювальні джерела енергії. Ця кампанія була основана на креативній ідеї, яка повинна пояснити суть пасивного, або енергозберігаючого будинку і використання поновлюваних джерел енергії. З їх використанням знизити витрати власника, а зекономлену частину можна використати на різні споживчі товари. Передбачалося, що такий спосіб переконає багатьох інвесторів, щоб побудувати свій власний будинок з можливістю отримання кредиту і його погашення завдяки економії експлуатаційних ресурсів.
  • Item
    Green roof as a saving technology and creator of microclimate
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Z. Poorova; Vranay, F.; Vranayova, Z.
    This paper highlights the importance of energy savings in terms of the best choice of vegetation used on green roofs. Kosice city is located in eastern Slovakia. Košice is situated on the Hornád River in the Košice Basin. Kosice has a borderline humid continental climate and oceanic climate as the city lies in the north temperate zone. The city has four district seasons. Precipitation has a little variation throughout the year with abundance precipitation that falls during summer and only few during winter. These days, change of climate is very discussed issue all over the world. Changing the topography of the country, changing the type of the surface, putting away nature, replacing it with concrete, bitumen and impervious surfaces are things we have to deal with almost every day. Ecopoint buidling in Kosice has a green roof on one top of the building. Aim of this article is to present three different measurements of temperatures under three different types of foliage of this green roof. The fact that different choice of vegetation has an effect on lowering the temperature of green roof might be very interesting in terms of microurbanism and microclimate. Reducing temperature may cause also other savings like energy or water retention, what is the main idea of this article. У цьому документі підкреслюється важливість економії енергії за рахунок оптимального вибору рослинності, яку використовуватимуть для зелених дахів. Місто Кошице розташоване у східній частині Словаччини, на річці Горнад в Кошицькому басейні. Кошице має ознаки як вологого континентального клімату, так і океанського клімату, оскільки місто знаходиться в північній помірній зоні. Місто має чотири районні сезони. Випадання опадів характеризується невеликою зміною протягом року, в основновному опади випадають протягом літа і лише деякі – в зимовий період. Сьогодні зміни клімату активно обговорюють у всьому світі. Ми кожен день маємо справу зі зміною рельєфу країни, зміною типу природної поверхні Землі на бетон, бітум і водонепроникні поверхні. Екологічна будівля в Кошице має зелений дах на верхівці будівлі. Мета статті – дослідити температуру поверхні покрівлі для трьох різних типів трави зеленого даху. Той факт, що різний вибір рослинності впливає на зниження температури зеленого даху, може бути дуже цікавим з погляду мікроурбанізму та мікроклімату. Основною ідеєю цієї статті є зниження температури на поверхні покрівлі для заощадження енергії та отримання води.
  • Item
    Waste water heat recovery system
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Markovič, G.; Vranayová, Z.; Káposztasová, D.
    After heating and cooling, water heating is typically the second largest user of energy in the home. There are a lot of purposes and uses of hot water in buildings - showers, tubs, sinks, dishwashers and clothes washers etc. In most cases, these hot waste waters are discarded direct to sewer system. When we take into the account all of these purposes in every households, the wastewater retains a considerable portion of its initial energy – energy that could be recovered and used. The cold water that is put into a water heating device can be preheated using the reclaimed thermal energy from a appliance such a shower so that the input water doesn't need as much energy to be heated before being used in a shower, dishwasher, or sink. The water entering a hot water tank is usually close to 12 °C but by recovering the energy in the hot water from a bath or dishwasher, the temperature of the water entering the holding tank can be elevated to 23–25 °C. Installing a waste water heat recovery systems reduces energy consumption and thus greenhouse gas emissions and the overall energy dependency of the household. There are two basic ways how to capture heat from wastewater produced by all sources in a building and to put it to use - require a regenerator-type double-walled heat exchanger or a non-regenerative, straightforward heat exchanger can be used. Heat exchanger systems of each type are available for use in buildings. This paper contains brief overview of the waste water heat recovery system as a way of reducing of overall energy consumption in building as well as sustainable way of capturing and recovering heat within the building. Після систем опалення та охолодження, системи гарячого водопостачання є другим за величиною споживачем енергії в домашніх умовах. Є багато потреб і використання гарячої води в будинках: душові кабіни, ванни, раковини, посудомийні і пральні машини тощо. У більшості випадків гарячі стічні води скидаються безпосередньо в систему каналізації. Якщо врахувати всіх споживачів в домашньому господарстві, стічні води зберігають значну частину своєї первісної енергії – енергії, яку можна залучити і використати. Холодну воду, яка міститься в водогрійному пристрої, можна попередньо нагріти за допомогою утилізованої теплової енергії, наприклад, водою після душу. Температура води, яка надходить в бак для гарячої води, як правило, близько 12 °C, а при використанні енергії від гарячої води з ванної або посудомийної машини температуру води, що надходить в збірний резервуар, можна збільшити до 23–25 °С. Установка систем рекуперації тепла стічних вод знижує споживання енергії і, отже, викиди парникових газів та загальну енергетичну залежність домашнього господарства. Є два основні способи отримання тепла від стічних вод з усіх джерел в будівлі: використання регенератора з подвійними стінками або нерегенеративний – з використанням простого теплообмінника. Теплообмінники системи кожного типу доступні для використання в будівлях. У цьому документі міститься короткий огляд системи утилізації тепла стічних вод як спосіб зниження загального споживання енергії в будівлі, а також сталий спосіб уловлювання та рекуперації тепла в будівлі.
  • Item
    Application of cfd for interior flow аnalysis influenced by exterior conditions
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Krajewski, G.; Żurański, J. A.; Węgrzyński, W.; Sulik, P.
    The aim of the paper is the presentation of application CFD analisys for interior flows in chimneys and flats in a building. It is a summary of a case study of fatal intoxication by carbon monoxide coming from a gas heater of flowing water at a bathroom. That kind of accidents mostly happens due to problems with ventilation and very popular old construction gas water heaters. Closed, airtight windows are the main causes of the production of carbon monoxide but sometimes wrong construction of the chimney outlets versus the roof shape causes the backdraught of combustion products. The paper deals with an accident which took place in one of Polish cities. Gas heater of flowing water installed in a bathroom at the first floor was connected to the vent pipe with a low outlet. During windy weather conditions, at the end of October, so in a cold season, one of the inhabitants of the apartment died in bathroom due to carbon monoxide intoxication. An investigation has been carried out, which has shown various irregularities in the construction of the chimney, as well as misuse of the outlet. Explanation of the causes of the accident was possible thanks to the numerical calculations using CFD methods, the scope and extent of which is presented in the paper. Different shapes of chimney outlet were taken into consideration during the analysis. Three dimensional model of a building and flats was created. That kind of simulations gives the possibility to find out the reason of the accident. Метою роботи є ознайомлення із застосуванням CFD-аналізів для внутрішніх потоків у димоходах і квартирах будівель. Наведено короткий огляд тематичного дослідження летальної інтоксикації оксидом вуглецю, що надходить з газового нагрівача проточної води у ванній кімнаті. Такі аварії відбувається переважно через проблеми з вентиляцією і дуже поширені при встановленні газових водонагрівачів у старих будівлях. Закриті герметичні вікна є основними причинами накопичення оксид вуглецю, а іноді неправильна конструкція димоходу та виведення димоходів над конструкцією даху спричиняють зворотну тягу продуктів згоряння. У статті розглянуто нещасний випадок, в одному з польських міст. Газовий нагрівач проточної води, встановленої у ванній кімнаті на першому поверсі, був підключений до трубопроводу з низькорозташованим виходом. Під час вітряної погоди в кінці жовтня один з мешканців квартири помер у ванній через інтоксикацію чадним газом. Проведені дослідження показали різні порушення в конструкції димаря, а також неправильне розташування вихідного отвору димоходу відносно покрівлі даху. Пояснити причини аварії стало можливо завдяки числовим розрахункам з використанням методів обчислювальної гідродинаміки. Різні форми випускного отвору димоходу було взято до уваги під час аналізу. Було створено тривимірну модель будівлі і квартир. Такого роду моделювання дало можливість з’'ясувати причину аварії.
  • Item
    Energy efficiency of domestic hot water distribution system
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Kovacova, K.; Kovac, M.
    The aim of paper is to analyze the thermal losses of domestic hot water (DHW) distribution system. There were used calculation methods by valid EN standard for energy performance of building. The analysis of energy performance was done for multi-dwelling house with 5 floors with total number of flats 32 (two-room and three-room flats on the 2nd to 5th floors). There are total 86 residents in the house and the average consumption of DHW is at 40 litres per person and day. The object of analysis is the application of electric heat cables in order to maintenance domestic hot water temperature. The results are compared with traditional DHW distribution system with circulation loop. Energy need for DHW, thermal losses from the DHW distribution system and thermal losses from the DHW storage vessel were calculated in order to analyse the selected variants of DHW systems. From results is clear that DHW distribution system with circulation loop represents significant part of system energy need. In case of classic DHW distribution system with circulation loop the distribution thermal losses are about 30 % from energy need for DHW preparation. In case of electric heat cables application the rate of distribution thermal losses were reduced to 15 % from energy need for DHW preparation. The reached energy saving was not displayed in the operation costs of DHW system. In case of heat cables utilisation the electric energy consumption in DHW system is higher and it caused the increasing the operation costs about 8 %. In case that all energy requirements of DHW system (both variants) are covered by electricity the operation costs of DHW system with electric heat cables would be reduced by 10% at average. Метою роботи є аналіз тепловтрат у системах холодного і гарячого водопостачання (СГВ). Було використано методи розрахунку за чинним стандартами EN для енерго- ефективності будівлі. Аналіз енергетичної ефективності було зроблено для декількох 5- поверхових житлових будинків із загальною кількістю квартир 32 (двокімнатні та трикімнатні квартири від 2-го до 5-го поверхів). У будинку проживають 86 жителів, середнє споживання гарячої води 40 літрів на людину в день. Об'єктом аналізу є застосування електричних нагрівальних кабелів для нагрівання води у системах гарячого водопостачання. Результати порівнюються з традиційною системою гарячого водопостачання з циркуляційним контуром. Кількість енергії для приготування гарячої води, тепловтрати у трубопроводах та ємностях для зберігання гарячої води СГВ розраховано для кожного варіанта СГВ. З результатів видно, що СГВ з циркуляційним контуром потребує значної кількості енергії, а тепловтрати в ній становлять близько 30 % від енергії, необхідної для приготування гарячої води. У разі застосування електричних нагрівальних кабелів тепловтрати у системі було знижено до 15 %. Досягнутої економії енергії не враховували в експлуатаційних затратах СГВ. У разі використання нагрівальних кабелів споживання електричної енергії в СГВ збільшилось на 8 %. Якщо джерело енергії – електрична енергія, то експлуатаційні затрати на СГВ з електричними нагрівальними кабелями знизиться на 10%.
  • Item
    Investigation of air flow in a twin roofs of residential houses
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Kovac, M.; Vojtus, J.
    Some kinds of flat roofs with low height of ventilated air gap have certain problems with thermal and moisture regime. The lower surface temperatures of internal constructions in the air gap of roof and presence of hot and moist air in the air gap from indoor environment of building causes condensation of water vapour at the cold surfaces of roof internal constructions. This kind of flat roofs was used in our country at the end of the 20th century. The used construction of flat roof is split in two parts. Between them is ventilated air gap. The thickness of the air gap is 150 mm. Multilayer construction over the air gap protects the building against rain and snow. Multilayer construction under the air gap protects the building against the thermal losses. Many problems were at that time with the quality of work, with realization of roof penetrations by building equipments such as ventilation duct or canalization. The central ductwork for ventilation of flats (kitchen, toilet, and bathroom) enters to the roof chamber but the ductwork is not directly connected with the central roof air fan. In the roof construction are many leakages. These places represent the path of natural motion of warm and humid air from heated space into the air gap of roof. The aim of this article is to gain the view on the air velocity, internal surface temperatures in the air gap of existing flat roof and potential places of air condensation by using CFD analysis. We used commonly used CFD tool ANSYS CFX. Деякі види плоских дахів з малою висотою вентильованого повітряного прошарку мають певні проблеми з тепловологісним режимом. Нижчі температури поверхні внутрішніх конструкцій у повітряному прошарку даху та надходження нагрітого і вологого повітря з внутрішнього середовища будинку у повітряний прошарок призводять до конденсації водяної пари на холодних внутрішніх поверхнях конструкцій дахів. Такий вид плоских дахів використовували в нашій країні в кінці ХХ століття. Конструкцію плоского даху розділено на дві частини, між якими знаходиться вентильований повітряний прошарок завтовшки 150 мм. Багатошарова конструкція над повітряним прошарком захищає будівлю від дощу і снігу, а багатошарова конструкція під повітряним прошарком захищає будівлю від теплових втрат. Багато проблем виникало при прокладанні вентиляційних каналів або каналізації через таку конструкцію даху. Центральна система труб для вентиляції квартир (кухня, туалет і ванна кімната) проходить через конструкцію даху, але повітропровід не пов'язаний безпосередньо з центральним вентилятором повітря на даху. Через конструкцію даху відбуваються витоки повітря. Такі місця є шляхом для природного руху теплого і вологого повітря з опалювального приміщення в повітряному проміжку даху. Мета статті полягає в тому, щоб отримати відомості про швидкість руху повітря, внутрішні температури поверхні в повітряному прошарку існуючого плоского даху та потенційних місць конденсації вологи за допомогою CFD-аналізу. В дослідженнях було використано CFD інструмент ANSYS CFX.
  • Item
    Energy potential of atrium space in ventilation system
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Kovac, M.; Kovacova, K.
    The content of paper is energy analysis of ventilation system with using energy potential of atrium space. The aim of case study is to analyze energy potential of air preheating in atrium space and its utilisation in mechanical ventilation system. In order to energy analyse the heat demand for space heating was calculated in relation to required air exchange by mechanical ventilation. The analysis was done for old school building that is the object of renovation. The building renovation is oriented on reducing of energy consumption and improving the internal environment. The one of designed measurements is the installation of mechanical ventilation system with heat recovery (heat exchanger efficiency 65 %). With regard to complexity of energy flows in building it was used for problem solution the energy simulation tool Design Builder. There was created geometric model of school building with atrium space located in Kosice. The results of energy analyse have shown the positive impact of heat recovery system on final heat demand for space heating that was reduced on 69 % from starting value (without heat recovery system). In the proposed atrium is possible to achieve the increase of supply fresh air temperature at average about 4.0 – 7.0 K during day. The utilisation of preheated air in atrium space for mechanical ventilation system with heat recovery can bring the reduction of heat demand for space heating on 49 % from starting value (without heat recovery system). Метою роботи є енергетичний аналіз системи вентиляції з використанням енергетичного потенціалу простору атріуму. Метою дослідження є аналіз енергетичного потенціалу підігріву повітря в атріумі для його використання в механічній системі вентиляції. Для визначення кількості енергії для нагрівання повітря було розраховано необхідний повітрообмін системи механічної вентиляції. Проаналізовано стару будівлю школи, яка є об'єктом реконструкції. Реконструкція будівлі орієнтована на скорочення споживання енергії та покращення параметрів внутрішнього повітря. Одним із запропонованих заходів є встановлення механічної системи вентиляції з рекуперацією тепла (ККД теплообмінника 65 %). У зв’язку зі складністю енергетичних потоків у будівлі для розв’язання задачі моделювання енергетичних потоків було використано інструмент Design Builder. Створено геометричну модель будівлі школи з атріумом, розташованої в місті Кошице. Результати енергетичного аналізу показали позитивний вплив системи рекуперації тепла на споживання тепла для опалення приміщень – воно було знижене на 69 % від початкового значення (у системі без рекуперації тепла). У запропонованому атріумі можна досягти підвищення температури свіжого повітря в середньому на 4,0–7,0 K протягом дня. Використання підігрітого повітря в атріумі для механічної системи вентиляції з рекуперацією тепла може призвести до зниження потреби у тепловій енергії для опалення приміщень на 49 % від початкового значення (у системі без рекуперації тепла).
  • Item
    Investigation of indoor air quality and its impact on human activity - case study
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Kapalo, P.; Domnita, F.; Voznyak, O.
    This paper presents the partial results of human presence impact on indoor air quality in a monitored office room. Indoor air temperature, relative humidity and carbon dioxide concentration are recorded in the investigated room during the operation. Simultaneously, the heartbeat (pulse) and blood pressure of respondents are determined. During the measurements, the investigated room was occupied only by one person. These measurements were repeated several times. Respondents were of different sex, different weight and different age. Measurements were carried out during activities: sedentary office work using computer, exercises for squat and exercises on the stationary bike. The aim of the research work is to determine the relationship between the activities and the determined mentioned factors. Measurements of the heartbeat and blood pressure of respondents were realized in order to investigate the impact of their variation on perceived indoor air quality. The obtained boundary conditions will have a positive contribution to a healthy indoor environment. It can be concluded that the carbon dioxide concentration, measured or calculated inside a room, is the most appropriate parameter of indoor air, based on which the ventilation equipment must operate in order to ensure the indoor air quality. Optimally placed air quality devices and sensors and an appropriate automation system can effectively maintain the indoor air quality at comfortable levels. Наведено часткові результати впливу людської присутності на якість повітря в приміщенні в досліджуваній офісній кімнаті. Температура повітря в приміщенні, відносна вологість і концентрація діоксиду вуглецю реєструються в досліджуваному приміщенні під час роботи. Одночасно визначають серцебиття (пульс) і кров'яний тиск респондентів. У процесі вимірювань досліджуване приміщення було зайняте лише однією людиною. Ці виміри було повторено декілька разів. Респонденти були різної статі, різної ваги і різного віку. Виміри проводили за такої інтенсивності роботи: сидяча робота в офісі, з використанням комп'ютера, вправи на присідання і вправи на велотренажері. Метою дослідницької роботи є визначення взаємозв'язку між інтен- сивністю роботи і зазначених факторів. Вимірювали пульс та артеріальний тиск респондентів з метою вивчення впливу їх зміни на якість повітря у приміщенні. Отримані граничні умови матимуть позитивний вплив на створення комфортного внутрішнього мікроклімату середовища. Можна зробити висновок про те, що концентрація діоксиду вуглецю, яка вимірюється або обчислюється всередині приміщення, є найбільш відповідним параметром повітря в приміщенні, на підставі чого повинно працювати вентиляційне обладнання для забезпечення якості повітря в приміщенні. Оптимально розміщені пристрої, датчики і відповідна система автоматизації може ефективно підтримувати якість повітря в приміщенні на комфортному рівні.
  • Item
    Monitoring of indoor air in the apartment
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Kapalo, P.; Domnita, F.; Bacotiu, C.; Voznyak, O.
    Apartment occupants have a major impact on indoor air quality. Indoor air pollution includes water vapour, carbon dioxide and other gases due to respiration and bodily odours. Negative impact they have from brought in by clothing and footwear or becomes whirled up from floors, carpets etc. In this article presents the experimental measurement of indoor air quality, mainly concentration of carbon dioxide, air temperature and relative humidity. Indoor air parameters are recorded during 24 hour per every day the all week. Measurements take place was exercised in these rooms: living room, children rooms, kitchen, bathroom and corridor. During the measurements the investigated room was occupied by different persons regarding the sex, age and weight. Measurements were carried out during a sedentary work using computer and other home works. The main result of this research is the monitoring of indoor air in the apartment for, calculation of uncontrolled ventilation of rooms, which is caused leaks through building structures. The resulting values, calculated of uncontrolled ventilation rate, it will be possible to use for in determining the needed ventilation rate for the achieving needed air quality. From The graphic illustrations concentration of carbon dioxide, is possible observe real course the concentration of carbon dioxide in the apartments during their use. From measurements is possible conclude, whether in the apartment, during its use, occur there the over limit values of pollutants. Мешканці квартири значно впливають на якість повітря в приміщенні. Повітря всередині приміщень забруднюється водяною парою, вуглекислим газом та іншими газами та тілесним запахами. Негативно впливають на якість повітря принесений одяг і взуття або виділення з підлог, килимів тощо. Наведено результати експериментальних вимірювань якості повітря в приміщеннях, переважно концентрації вуглекислого газу, температури повітря і відносної вологості. Внутрішні параметри повітря реєструються протягом 24 годин за кожен день весь тиждень. Вимірювання відбувалися в таких кімнатах: вітальні, дитячій кімнаті, кухні, ванній кімнаті та коридорі. В процесі вимірювань досліджувані приміщення були зайняті особами різної статі, віку і ваги. Виміри проводили, використовуючи комп'ютер, під час сидячої роботи та інших домашніх робіт. Основним результатом дослідження є моніторинг повітря у квартирі, розрахунок природної вентиляції приміщень внаслідок інфільтрації через будівельні конструкції. Отримані значення продуктивності природної вентиляції можна буде використовувати для визначення необхідної інтенсивності вентиляції для досягнення потрібної якості повітря. На підставі графічних ілюстрацій концентрації вуглекислого газу можна спостерігати реальну зміну концентрації вуглекислого газу в квартирах. За результатими вимірювань можна зробити висновок про перевищення допустимої концентрації забруднень у квартирі.
  • Item
    Determination of the volume air exchange in the apartment
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Kapalo, P.; Domnita, F.; Bacotiu, C.; Voznyak, O.
    Currently in the building industry is trend to build buildings consuming little energy. For the aim reducing heat loss buildings they are building insulated and also air tightness of buildings increases.. By improving the air tightness of buildings, there is a change of indoor air quality in buildings. Without natural or mechanical of ventilation there is a significant deterioration of indoor air quality. For the raising of quality indoor air is optimal system with demand-controlled ventilation using sensing of carbon dioxide. From sensing of carbon dioxide is possibly calculated mass flow of carbon dioxide for various type of rooms and various activity in them. In article is documented the calculation of mass flow of carbon dioxide for various activity in the apartment. The calculation is elaborated as per real measured of carbon dioxide in the apartment. From the calculated mass flow is calculated volume air flow necessary for provision fresh air in the apartment. The aim of the paper is to determine the needed airflow rate in an occupied room, based on carbon dioxide measurement. Accordingly is calculation, in order to maintain a comfortable level of indoor air quality. The calculated airflow rate should optimize the investment and the operating costs of ventilation equipment. Controlled Ventilation has to offer new technical tools for the indoor air quality of complex buildings. Our aim is not only improve the energy efficiency of the ventilation system, but also to ensure a healthy indoor environment. Сьогодні у будівельній галузі є тенденція будувати будівлі, які споживають мало енергії. Для зниження тепловтрат будівелі теплоізолюються, а також збільшується герметичність будівель. Внаслідок поліпшення повітронепроникності будівель відбувається зміна якості повітря всередині приміщень. Без природної або механічної вентиляції спостерігається значне погіршення якості повітря у приміщенні. Для підвищення якості повітря в приміщенні використовують систему примусової механічної вентиляції за допомогою зондування вуглекислого газу. Завдяки цьому явищу є можливість обчислення масової витрати вуглекислого газу для різної інтенсивності роботи у приміщенні. Описано обчислення масової витрати вуглекислого газу для різної активності роботи у квартирі. Розрахунок зроблено відповідно до реально виміряної кількості вуглекислого газу в квартирі. За розрахованою масовою витратою визначають необхідну кількість свіжого повітря у квартирі. Метою роботи є визначення необхідної витрати повітря у приміщенні на основі вимірювання вмісту вуглекислого газу. Відповідно до обчислення підтримується комфортний рівень якості повітря у приміщенні. Розрахункова витрата повітря повинна оптимізувати капітальні та експлуатаційні витрати вентиляційного обладнання. Організована вентиляція може запропонувати нові технічні засоби для якості повітря в приміщеннях комплексних будівель. Наша мета не тільки поліпшити енергетичну ефективність системи вентиляції, а й забезпечити сприятливе для здоров’я внутрішнє повітряне середовище.
  • Item
    Comparative characteristics of the spatial grid-cable steel-concrete composite slab
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Gasii, G. M
    The paper studies the theoretical calculations of the material and human resources that is needed for manufacturing and construction the spatial grid-cable steel-concrete composite slab. Some comparative characteristics of the construction were estimated such as weight, bearing capacity etc. The spatial grid-cable steel-concrete composite slab is the new kind of a construction for long-span roofs and shells. The feature of the construction is in its the constructive concept. This construction consists of the diagonal members, the top and the bottom chords. The spatial grid-cable steel-concrete composite slab consists of some number of the spatial steel-concrete modules, which are a combination of reinforced concrete slabs and steel diagonal members that are made of segments of steel tubes. The modules are connected to each other in nodes by using special bolted connections. The top chord are made of reinforced concrete slab and the bottom chord are made of steel cables. Calculations of technical and economic indicators were solved on the example of one section of the roof of the size of 30×6 m. These data demonstrate the effectiveness and feasibility of studied structures in the shells of buildings and structures of various function. Studies show that the use of the spatial grid-cable steel-concrete composite slab allows reducing the weight of the roof by 32–72 %, the laboriousness – by 10% compared to analog. Наведено результати теоретичних розрахунків матеріальних і трудових ресурсів, які затрачаються на виготовлення і зведення структурно-вантових сталезалізобетонних конструкцій покриттів будівель та споруд різного призначення. Також було визначенно деякі порівняльні характеристики досліджуваної конструкції, наприклад, такі як вага, несуча здатність тощо. Просторова структурно-вантова сталезалізобетонна плита є новим типом збірних конструкцій для великопрольотних покриттів і оболонок. Особливість такої конструкції полягає в її конструктивному рішенні. Така конструкція складається з просторової решітки, верхнього і нижнього поясів. Просторова структурно-вантова сталезалізобетонна плита складається з певної кількості просторових сталезалізобетонних модулів, які являють собою поєднання залізобетонних плит і сталевих стрижнів, виготовлених з відрізків сталевих труб. Модулі поєднуються один з одним у вузлах за допомогою спеціальних болтових з’єднань. Як верхній пояс використовують залізобетонну плиту, а як нижній – сталевий канат. Техніко-економічні показники розраховано для однієї секції покриття з розмірами у плані 30×6 м. Отримані дані свідчать про ефективність та доцільність застосування досліджуваних конструкцій у покриттях будівель і споруд різного призначення. Результати досліджень показують, що із застосуванням структурно-вантових сталезалізобетонних конструкцій вага покриття знижується на 32–72%, затрати праці – на 10% порівняно з аналогом.
  • Item
    Aspects and implementation of low-energy buildings design
    (Видавництво Львівської політехніки, 2016) Fedorczak-Cisak, M.; Furtak, M.; Kotowicz, A.
    Energy saving is a high-priority for civil engineering in developed countries. The improvement of energy efficiency and environmental performance of buildings is considered a matter of high priority worldwide. For this reason, energy-efficient technologies are being increasingly implemented in all sectors. This article provides an overview of integrated building design process that is crucial in order to better integrate the activities required to accomplish the design of low-energy buildings. Design of energy efficient buildings is a process that requires a wide knowledge of the principles of energy efficient building design, material selection and installation, the application of building automation, analysis of the building physics and analysis of indoor comfort. This article shows the importance of an integrated design of energy-efficient buildings in light of the new requirements that will need to be met by the architects and engineers specializing in this area. It also presents the difference in designing energy efficient buildings in different technologies, by performing various analysis on two examples of a single family house. In both cases preliminary architectural concept enables the calculation of the energy efficiency of the building, along with a detailed analysis of the different energy demands, thermal comfort and overheating. This results at the stage of conceptual design allow the use of more economical materials and HVAC systems solutions, maintaining established energy. Підвищення енергетичної ефективності та екологічної безпеки будівель вважають питанням першорядної важливості у всьому світі. З цієї причини енергоощадні технології все частіше реалізуються у всіх секторах. Наведено огляд інтегрованого процесу проектування будівлі, що має вирішальне значення для кращого інтегрування операцій, необхідних для проектування будівель з низьким рівнем енергоспоживання. Проектування енергоефективних будівель потребує поширення інформації про принципи проектування енергоефективних будівель, вибору матеріалів та монтажу, застосування автоматизації будівель, аналізу фізики та комфорту в приміщенні будівлі. Показано важливість комплексного проектування енергоефективних будівель у світлі нових вимог, які мають виконувати архітектори й інженери, що спеціалізуються в цій галузі. Вона також представляє різницю в проектуванні енергоефективних будівель за різними технологіями, аналізуючи два однородинні будинки. В обох випадках попередня архітектурна концепція дає змогу розрахувати енергоефективність будівлі, поряд з докладним аналізом різних потреб в енергії, тепловому комфорті і перегріву. Цей результат на етапі концептуального проектування дає змогу використовувати економічніші матеріали і системи вентиляції та кондиціонування повітря, підтримувати визначену витрату енергії і конкретних потреб споживача.