Теорія і практика будівництва. – 2016. – №844

Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/34602

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

Now showing 1 - 20 of 56

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.
Оптимальне розташування вирівнювальної пластини в конструкції дифузора для підвищення тискових та витратних характеристик вентиляційних систем
(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Гулай, Б. І.; Миронюк, Х. В.; Омельчук, О. В.; Шепітчак, В. Б.
Досліджено нагнітальний потік та його вирівнювання в елементах вентиляційної системи, розташованих безпосередньо за радіальним вентилятором. Ефективність роботи вентиляційної системи залежить від аеродинамічного вдосконалення її складових, особливо розміщених безпосередньо за радіальним вентилятором. Увагу приділено удосконаленню способу підвищення енергоефективності вентиляційних систем вирівнюванням нагнітального потоку радіального вентилятора за змінних режимів його роботи. В статті експериментальними дослідженнями визначено оптимальне розташування вирівнювальної пластини в конструкції дифузора для підвищення тискових та витратних характеристик вентиляційних систем залежно від відстані розташування вирівнювальної пластини з боку обгортки вентилятора та заглиблення пластини у вихідний патрубок корпусу вентилятора збільшенням її відносної довжини. Результати досліджень можна використовувати для підвищення енергоефективності вентиляційних систем з радіальними вентиляторами. Запропоновано ефективний засіб підвищення витрати та тиску у вентиляційних системах конструкційним вдосконаленням їх елементів, розташованих після нагнітального патрубка радіального вентилятора. Отримано залежності впливу розташування вирівнювальної пластини в дифузорі, прикріпленому безпосередньо до радіального вентилятора, на зміну аеродинамічних характеристик вентиляційної системи. At work investigates the incoming flow and its alignment to the ventilation system elements, located directly outside a radial fan. The efficiency of the ventilation system depends on the improvement of its aerodynamic components. Of great importance are placed the elements directly outside a radial fan. The attention paid to the improvement in work mode energy efficiency of ventilation systems alignment the incoming flow of radial fan the variable modes of its work. In the article experimental studies determined the optimal location of the line-up plate in the design of the diffuser to improve the characteristics of pressure and supplies ventilation systems. These studies carried out depending on the distance from the location of line-up plate side wraps fan and hollow plate in the fan casing outlet, increasing its relative length. The research results can be used to improve the energy efficiency of ventilation systems with radial fans. An effective means of improving the performance of air and pressure in ventilation systems, improving their structural elements situated after the discharge pipe radial fan. The dependencies impact location leveling plate in the diffuser attached directly to the radial fan to change the aerodynamic characteristics of the ventilation system.
Теплова ефективність комбінованої геліосистеми в режимі протоку за південно-східного та південно-західного напрямку орієнтації
(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Шаповал, С. П.
Сонячна радіація – це невичерпне джерело відновлюваної енергії. Використання сонячної енергії є достатньо перспективним для поліпшення екологічної ситуації, зниження витрат органічного палива, а також для забезпечення побутових та технологічних потреб. Cонячні установки часто відрізняються складністю конструкції або низьким коефіцієнтом використання корисної площі, потребують складних електромеханічних систем та механізмів наведення. В статті звернуто увагу на актуальні питання сьогодення, зокрема крім пошуку альтернативних традиційному паливу джерел енергії, це інтегрування існуючих сонячних установок в простіші конструкції, при цьому не лише не втрачаючи набутого коефіцієнта корисної дії, але й підвищуючи його. Для вирішення цієї проблеми в праці запропоновано використовувати геліосистему, особливістю якої є те, що абсорбер в сонячному колекторі виконано гофрованим та з покрівельного матеріалу. Наведено результати досліджень температури теплоносія, динаміку питомої миттєвої теплової потужності сонячного колектора. Описано результати дослідження ефективності використання комбінованої геліосистеми за умов південно-західної та південно-східної орієнтації відносно горизонту на території України. Проаналізовано використання сонячної енергії запропонованою експериментальною геліосистемою. Результати дослідження можна використати під час проектування та вибору місця розташування систем сонячного теплопостачання на території України. Solar radiation - is an inexhaustible source of renewable energy. Using solar energy is sufficiently promising to improve the environmental situation, reducing of consumption of fossil fuels, as well as for household and technological needs. Solar installations often are different design complexity or low rate of use of floor space, require complex electromechanical systems and mechanisms guidance. In addition to finding alternative energy sources, as opposed to traditional fuel. The article referred to the current issues is the integration of existing solar installations in simpler design. It can be only without losing the existing efficiency, but at the same time raising it. To resolve this issue in the work proposed to use solar collector, in which the absorber in the solar collector is made of corrugated and roofing material. The article presents the results of research the temperature of heat carrier, instantaneous dynamics specific heat power of the solar collector. The article describes the results of a study efficiency of combined solar on the south-western and south-eastern orientation relative to the horizon in Ukraine. In the article the proposed solar energy experimental solar combined. Results of the study can be used in the design and choice of location of solar heat in Ukraine.
Технологічні особливості застосування міні кранів у практиці будівництва
(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Мудрий, І. Б.
Проаналізовано особливості застосування малогабаритної стрілової техніки в сучасних умовах зведення будівель та споруд. Проаналізовано технічні та геометричні характеристики мінікранів типу “павук” відомих світових виробників. Теоретичні дослідження показали характер зміни максимальної і мінімальної вантажопідйомності мінікранів при зростанні вантажного моменту, вплив маси крана на максимальну глибину подачі елементів та вантажопідйомність. Показано, що мінікрани типу “павук” можна ефективно використовувати для зведення фундаментів у громадсько-житловому будівництві, під час облаштування стрічкових та стовпчастих фундаментів у складеному та монолітному варіантах. Виділено основні розмірні групи мінікранів за вантажопідйомністю відповідно до чинних стандартів. Використовуючи мінікрани, можна створити додаткові механізовані робочі місця та виконувати роботи в умовах щільної міської забудови, де класичні великогабаритні крани не застосовують через їхню геометричні характеристики. In the article are conducted analysis of feature of application a small jib machinery in the modern conditions of construction a buildings and structures. Analyzed the technical and geometrical characteristics of mini-cranes of type “spider”of known global manufacturers.Theoretical research showed character changes the maximum and minimum capacity mini cranes when load moment increases, mass effect of crane on the maximum depth capacity and serving elements. Proved that the mini-cranes type “spider” may be effectively used in the process of construction of foundations in civil building and housing while placing tape and columnar foundations in monolithic and prefabricated versions. We can determine the main dimension of mini cranes by carrying capacity according to current standards. Using of mini cranes in construction can solve the problem associated with the creation of additional mechanized jobs and execution of works within a dense urban areas where classical large cranes couldn’t find application because of their geometrical characteristics. Posted used for scientific sources in the course of theoretical analysis.
Динамічність оптимального термічного опору стін будинків
(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Юркевич, Ю. С.; О. М. Довбуш; Шаповал, С. П.; Вороняк, Л.
Наведено результати математичного обгрунтування економічно доцільного термічного опору стіни будинку за умови зміни вартості теплової енергії та утеплення на перспективу. Порівняно техніко-економічні показники утеплення зовнішніх стін при різних характеристиках огороджувальних конструкцій. Мета роботи – проаналізувати техніко-економічні чинники, які визначають економічну доцільність утеплення зовнішніх стін за умови зміни вартості теплової енергії та утеплення на перспективу. Наведено розподіл вартості окремих складових утеплення фасаду будинку теплоізоляційними матеріалами. Визначено залежність різних фінансових затрат від товщини ізоляції за умови зміни вартості теплової енергії та утеплення на перспективу. Встановлено, що оптимальним теплоізоляційним матеріалом із 5 розглянутих при заданих вихідних даних є пінополістирол; на 15-річну перспективу оптимальний термічний опір зростає майже у 1,4 разу; існує об’єктивна необхідність періодичного перегляду величини Rопт та її законодавчого затвердження, оскільки вона має властивість динамічності. In this paper the results of mathematical provement of economical optimal thermal resistance of a building wall are presented at condition of both heat energy and thermal renewal cost change on future. There are presented comparation of technical and economical indexes at external walls renewal at the different characteristics of enclosure constructions. Purpose is to analyze the technical and economic factors that determine economic feasibility insulation of external walls subject to changes in the cost of heat and renewal in future. An allocation of individual components cost of the building facade insulation by insulating materials is presented. The dependence of different financial costs on the thickness of the insulation provided changes in the cost of heat and renewal in future is determinated. It is determinated that the best insulation material from five considered for a given output data is polystyrene; 15-year term optimal thermal resistance increases almost 1.4 times; there is an objective need for periodic revision Ropt value and its legal approval, because it has a dynamic property.
Оцінка енергетичного потенціалу сезонного теплового акамулятора для пасивних будинків
(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Горбаченко, Л. П.; Желих, В. М.; Савченко, О. О.
З кожним роком в Україні збільшується попит на пасивні будинки, які характеризуються питомою витратою теплової енергії на опалення не більше 15 кВт×год/(м²×рік). До найперспективніших альтернативних джерел енергії для забезпечення потреб систем теплозабезпечення пасивних будинків належить сонячна енергія. Оскільки графік потреби у тепловій енергії системами теплозабезпечення не збігається з графіком надходження сонячного випромінювання, то для забезпечення стабільності та безперебійності функціонування систем теплозабезпечення у пасивних будинках слід використовувати сезонні теплоакумулятори. Для сезонних теплових акумуляторів використовують рідкі та тверді речовини, які накопичують енергію завдяки теплоємності. Розглянуто можливості використання сезонного теплового акумулятора з твердим наповнювачем у системі теплозабезпечення однородинного пасивного будинку у холодний період року. Як систему теплозабезпечення будинку прийнято сумісну систему використання термосифонного сонячного колектора та сезонного теплового акумулятора з твердим наповнювачем. Встановлено, що теплонадходжень від термосифонних сонячних колекторів, які встановлені на південно-орієнтованій покрівлі, не достатньо для забезпечення потреби у тепловій енергії будинку. Визначено розміри сезонного теплового акумулятора для системи теплозабезпечення пасивного однородинного будинку. Every year in Ukraine the demand for passive houses is increased. The passive houses are characterized by specific consumption of thermal energy for heating system up to 15 kW×h/(m²×year). The solar power is the most promising alternative energy source to meet the needs of heating systems of passive houses. The schedule needs thermal energy for heating system does not match the schedule of receipt solar radiation. This is why to ensure the stability and continuity of operation of heating systems in passive houses we should use seasonal thermal accumulators. The liquid and solid substances are using in seasonal thermal accumulators. The article examines the possibility of using seasonal heat accumulator with solid filler in heating system passive cottage in the cold season. As cottage heating system was accepted compatible heating supply system with thermosyphon solar collector and seasonal heat accumulator with a solid filler. Found that thermal receipt from thermosiphon solar collectors which are on the south oriented roof, is not enough to ensure the needs thermal energy of cottage. The sizes of the seasonal heat accumulator for heating systemof passive cottage were determined.
Зміст до Вісника Серія: Теорія і практика будівництва № 844
(Видавництво Львівської політехніки, 2016)
Моделювання термічного опору трав’яного шару зеленої покрівлі
(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Плоский, В. О.; Ткаченко, Т. М.; Мілейковський, В. О.; Дзюбенко, В. Г.
Сьогодні енергоефективності покрівлі досягають не лише застосуванням будівельних і оздоблювальних матеріалів, але і за допомогою озеленення. Основними проблемами сучасних урбоценозів є брак зелених зон і неможливість їх створення через ущільнення забудови; сильне зменшення біорізноманіття аж до повної втрати окремих видів рослин і тварин, що веде до екологічного дисбалансу. Виходом із ситуації є застосування альтернативних форм озеленення, які не потребують значного простору, але при цьому виконують необхідні санітарно-гігієнічні та еколого-біологічні функції. Одним з таких видів є дахове озеленення. У більшості досліджень енергоефективності зелених покрівель розглядають лише їхні будівельні складові. Однак, якщо провідні фірми-проектувальники зелених покрівель (наприклад, ZinCo) досліджують теплоізоляційні властивості огороджувальних конструкцій зелених покрівель, то дослідження переважно мають комерційний характер, спрямований на рекламу і збільшення попиту на послуги і матеріали конкретної фірми і виробника. Метою роботи є вивчення теплопередачі рослинного шару зеленої покрівлі без урахування випаровування. Встановлено, що при відстані між травинками 3 мм коефіцієнт теплопередавання становить 0,53–0,54 Вт/(м2•К) при відстані 6 мм – 0,4 Вт/(м2•К) – 0,26 Вт/(м2•К). Його можна знайти теоретично, якщо враховувати лише теплопровідність трави і знехтувати теплопередаванням через повітря між травинками. Це свідчить про несуттєвий вплив конвекції між травинками. Today the energy efficiency of roofs is achieved not only by the use of building materials, but also by planting. The main problems of modern urbocenoses is the lack of green areas and the inability to create them because of consolidation of area; strong decrease of biodiversity until the complete loss of certain plants and animal species, leading to ecological imbalances. The solution of this problem is to use alternative forms of landscaping that do not require large amounts of space, but at the same time fulfill the necessary sanitary and ecological and biological functions. One of the methods is the roof planting. Most of the researches of green roofs energy efficiency consider only their building components. However, if the leading manufacturers of green roofs (eg, ZinCo) conducting research insulating properties of green roofs protective structures, they usually are commercial in nature, focused on advertising and increasing demand for services and materials of specific company and producer. The aim is to study heat properties of green roof excluding evaporation. Found that when the distance between the blades 3 mm the heat transfer coefficient is 0.53 - 0.54 W/(m2•K), at a distance of 6 mm – 0.4 W/(m2•K) is 0.26 W/(m2•K). It can be found theoretically, considering only the thermal conductivity of grass and neglect heat transfer through the air among the grassblades. This indicates that there is immaterial impact of convection among the grass-blades.
Порівняльний аналіз розрахунку проектного теплового навантаження систем опалення будівель за європейською та вітчизняною методиками (на прикладі житлового будинку в м. Рівне)
(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Проценко, С. Б.; Новицька, О. С.; Ковальчук, В. П.
Виконано порівняльний аналіз результатів розрахунку проектного теплового навантаження системи опалення багатоквартирного житлового будинку в м. Рівне за методикою СНиП 2.04.05-91* та за європейським стандартом EN 12831 за допомогою програми Audytor OZC 6.1. Детальніше розглянуто результати розрахунку опорів теплопередачі непрозорих огороджень будинку, обчислених за EN ISO 6946 та за ДБН В.2.6-31:2006; втрати тепла внаслідок теплопередачі через зовнішні огородження та з опалюваного простору до суміжних приміщень через внутрішні огородження; з опалюваного простору до навколишнього середовища через неопалюваний простір; сумарних втрат тепла внаслідок теплопередачі, вентиляційних втрат тепла та сумарної теплової потужності для опалюваних приміщень окремих поверхів будинку. Розрахунки проектного теплового навантаження опалювальних приладів показують, що найбільш близькими є результати обчислень за СНиП 2.04.05-91* та за EN 12831 у випадку індивідуального регулювання теплопостачання з обмеженням внутрішньої температури в суміжних приміщеннях інших квартир до 16 °С, а найбільше відрізняються у випадку центрального регулювання теплопостачання. The paper reflects the comparative analysis of calculation results of the design heat load of heating systems of multi-storeyed building in Rivne according to European Norms EN 12831 and Building Norms SNIP 2.04.05-91*. The design heat load of heating systems was fulfilled due to these methods by program Audytor OZC 6.1. The paper shows in detail the comparative analysis of calculation results of thermal resistance transmission of opaque building elements calculated by EN ISO 6946 and DBN В.2.6-31:2006; transmission heat losses to the exterior and from heated space to a neighbouring heated space at a different temperature; through unheated space between heated space and exterior; total design transmission and ventilation heat loses, total design heat load for heated spaces of each building floor. The calculation results of design heat load for heaters shows that the most close results calculated by EN 12831 and SNIP 2.04.05-91* are in case of individual heating systems (with internal temperature of neighbouring spaces up to 16 °С) and the most differing are for central heating systems.
Оцінка ефективності акумулювання теплоти твердими теплоакумулюючими елементами електротеплового акумулятора
(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Хіменко, О. В.
Проведені розрахункові та експериментальні дослідження теплових процесів та акумулюючої здатності твердих теплоакумулюючих матеріалів. Проаналізована зміна теплофізичних властивостей обраних теплоакумулюючих матеріалів залежно від температури. Оцінено питому теплоакумулюючу здатність в діапазоні температур від 70 °С до 650 °С таких матеріалів: магнезит, шамот, динас, корунд. Наступним етапом було проведення експериментальних досліджень з метою підтвердження даних, отриманих у результаті розрахункових досліджень. Дослідження проводили на електротепловому акумуляторі (ЕТА) електричною потужністю 2,4 кВт вітчизняного виробництва з теплоакумулюючими елементами із магнезиту. Отримано розподіл температури в стінці каналів теплоакумулюючих елементів. Також проводились заміри температури нагрітого повітря в каналах теплоакумулюючих елементів та на виході із ЕТА. Заміри температур проводили термопарами хромель-алюмель (ТХА) у керамічній оболонці з діапазоном вимірювань від -50 °С до 1300 °С. У зонах з високими температурами термопари прокладались у чохлі із термостійкої тканини. У результаті експериментальних досліджень отримано розподіл температур у теплоакумулюючих елементах ЕТА. На основі цих даних було розраховано кількість акумульованої теплоти теплоакумулюючими елементами ЕТА за повний цикл його роботи. Conducted calculated and experimental research of thermal processes and storage capacity of solid heat storage materials. Analyzed the change of the thermo physical properties of the selected heat storage materials depending on temperature. Estimated specific heat storage capacity in the temperature range from 50 °C to 650 °C such materials: magnesite, chamotte, dinas, corundum. The next step was to carry out experimental studies in order to confirm data obtained as a result of calculated studies. Studies were carried out on electric thermal storage (ETS) of electric power 2.4 kW domestic production with heat storage elements from the magnesite. Obtained temperature distribution in the wall of the channels of the heat storage elements. Also conducted measurements of the temperature of the heated air in the channels of the heat storage elements and the output of the ETS. Measurements temperatures were carried out with thermocouples chromel-alumel in ceramic shell with a measurement range from -50 °C to 1300 °C. In areas with high temperatures thermocouples were laid in the case of heat-resistant fabric. As a result of experimental studies obtained the temperature distribution in the heat storage elements of ETS. Based on these data it was calculated the amount of stored heat by heat storage elements of ETS for the complete cycle of its operation.
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).
Ефективність використання сонячного колектора суміщеного з покрівлею будинку в системі сонячного теплопостачання
(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Пона, О. М.; Мисак, Й. С.; Дацько, О. С.; Шаповал, С. П.
Проаналізовано перспективи розвитку сонячної енергетики у світі. З існуючих видів поновлюваних джерел енергії найбільш перспективною за масштабами ресурсів, екологічною чистотою та поширеністю є сонячна енергія. Це підтверджують результати експериментальних робіт, проведених у галузі геліоенергетики. Перевагами сонячної енергії, порівняно з традиційними видами палива, є: можливість використання сонячної енергії практично на всіх ділянках земної поверхні; можливість безпосереднього перетворення сонячної енергії на теплову або електричну; можливість отримання високотемпературних теплоносіїв. Кількість сонячної енергії, яка надходить на Землю, перевищує енергію всіх світових запасів нафти, газу, вугілля та інших енергетичних ресурсів. Встановлено, що найбільш доцільним та економічно вигідним є поєднання сонячного колектора з конструктивними елементами будівлі. Описано результати досліджень надходження сонячного випромінювання на сонячний колектор. Досліджено енергетичну ефективність геліопокрівлі у гравітаційній системі сонячного теплопостачання. Встановлено залежність ефективності геліопокрівлі від кутів падіння теплового потоку та його інтенсивності. Визначено вплив факторів на ефективність геліопокрівлі. Проаналізовано зміну кількості теплоти в баку-акумуляторі залежно від інтенсивності теплового потоку та часу опромінення. The prospects for the development of solar energy in the world are analyzed. Of the existing types of renewable energy most promising scale resources, environmental cleanliness and the prevalence is solar energy. This is confirmed by a number of experimental studies conducted in the field of solar power. The advantages of solar energy over traditional fuels include: the use of solar energy in almost all parts of the earth’s surface, the possibility of direct conversion of solar energy into heat or electricity, the ability to obtain high coolant. The amount of solar energy that comes to Earth is bigger than the energy of the world’s oil, gas, coal and other energy resources. It was found that the most appropriate and cost-effective solar collector is a combination of solar collector with structural elements of the building. The results of research flow of sunlight to a solar collector are shown. Energy efficiency of helioroof in the gravitational system of solar heating are investigated. The dependence of efficiency of helioroof on angles of incidence of heat flow and its intensity are researched. The influence factors on the effectiveness of helioroof are determined. Analyzed The change of amount of heat in accumulator tank, depending on the intensity of the heat flux and the exposure time are researched.
Моделювання повітророзподілу в приміщенні у змінному режимі за допомогою моделі турбулентності Спаларта–Алмараса
(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Возняк, О. Т.; Сухолова, І. Є.
Розглянуто актуальну задачу підвищення ефективності повітророзподілу закрученими та настильними струминами для забезпечення нормативних параметрів повітря у приміщеннях. Показано, що для досягнення максимальної ефективності повітророзподілу необхідно подавати повітря струминами, що інтенсивно загасають ще до входу в робочу зону. Удосконалено математичну модель подачі повітря закрученими і настильними струминами в цих приміщеннях. Потік повітря змодельовано за допомогою вирішувача CFD FLUENT (Ansys FLUENT). Розраховано систему рівнянь за допомогою однопараметричної моделі турбулентності Спаларта–Алмараса. Зображено подачу повітря в нестаціонарному режимі в системі кондиціонування повітря закрученою і настильною струминами і визначено їхні параметри в певні проміжки часу. Визначено динамічні параметри повітряного потоку, утвореного закрученою і настильною струминами при їх витіканні в приміщення. Наведено результати теоретичних досліджень сприятливого впливу динамічного мікроклімату на систему терморегуляції людини. Показано, що при динамічному мікрокліматі можливо зменшити затрати на систему кондиціонування або вентиляції. Показано, що організм людини сприятливо реагує на короткотривалі відхилення від нормованих параметрів повітряного середовища. The article is devoted to the decision of actual task of air distribution efficiency increasing with the help of swirl and spread air jets to provide normative parameters of air in the production apartments. The mathematical model of air supply with swirl and spread air jets in that type of apartments is improved. It is shown that for reaching of air distribution maximal efficiency it is necessary to supply air by air jets, that intensively extinct before entering into a working area. Simulation of air flow performed with the help of CFD FLUENT (Ansys FLUENT). Сalculations of the equation by using one-parameter model of turbulence Spalarta-Almarasa are presented. The graphical and the analytical dependences on the basis of the conducted experimental researches, which can be used in subsequent engineering calculations, are shown out. Dynamic parameters of air flow that is created due to swirl and spread air jets at their leakage at variable regime and creation of dynamic microclimate in a room has been determined. Results of experimental investigations of air supply into the room by air distribution device which creates swirl air jets for creation more intensive turbulization air flow in the room are presented. Obtained results of these investigations give possibility to realize engineer calculations of air distribution with swirl air jets. The results of theoretical researches of favourable influence of dynamic microclimate to the man are presented. When using dynamic microclimate it’s possible to decrease conditioning and ventilation system expenses. Human organism reacts favourably on short lasting deviations from the rationed parameters of air environment.
Дослідження процесу остигання будівлі в умовах припинення теплопостачання
(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Голишев, О. М.; Голишев, А. О.; Михалків, Д. В.; Серебреніков, Е. В.
Наведено теоретичні розрахунки та дані експериментальних досліджень часу остигання будівлі в умовах існуючих систем опалення в холодний період року при застосованні режиму періодичної роботи системи опалення, що часто приймається для зменшення енергоспоживання будівель. При такому режимі роботи системи опалення розрахункові параметри мікроклімату підтримуються системою тільки на час експлуатації будинку за часом доби і днями тижня, у неробочий час система опалення не працює або підтримує мінімально допустимі температурні показники для швидкого виходу на нормовані параметри або забезпечення попередження замерзання теплоносія у водяних системах опалення. Теоретичний розрахунок виконано для громадської будівлі шестиповерхового учбового корпусу за умови використання зазначеного принципу роботи системи опалення. Експериментальні дослідження виконано в умовах застосування системи електричного радіаторного та підлогового опалення, що дало змогу розширити межі вимірювання та визначати розрахункові температури в приміщеннях при температурних показниках, за яких використання системи водяного опалення є аварійно небезпечним. Представлено розрахунок часу остигання будинку до мінімально встановленої температури під час вимикання системи опалення, що особливо важливо при аварійних відключеннях теплопостачання для визначення припустимого часу виконання ремонтних робіт. The article presents the theoretical calculations and the experimental research time cooling of the building in terms of existing heating systems during the cold season while to using periodic mode of heating, which is often taken to reduce energy consumption of buildings. In this mode, the heating system design parameters microclimate support system only for the duration of the building on time of day and day of the week, the time off the heating system is not working or supported minimum allowable temperature to quickly enter the normalized settings or software prevent freezing of the coolant in water systems heating. Theoretical calculations made for building provided use of the principle of the heating system. Experimental studies done in terms of application of the electric radiator and underfloor heating, which allowed to expand the boundaries of measurement and calculation to determine the temperature in the room at a temperature, at which the system of water heating emergency is dangerous. The calculation time cooling the building to the minimum set temperature when disconnecting heating system, which is especially important during emergency shutdown heat to determine the allowable time repair.
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.
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.
Регулюваний об'єм бака гідроакумулятора автоматизованої водопровідної насосної станції
(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Жук, В. М.; Вербовський, О. В.; Попадюк, І. Ю.; Завойко, Б. В.
Основним визначуваним параметром при розрахунку гідроакумуляторів (ГА) автоматизованих водопровідних насосних станцій є їх регулювальний об’єм. Регулювальний об’єм гідроакумулятора має бути достатнім для забезпечення допустимої кількості включення насосних агрегатів при заданих характеристиках водоспоживання. Літературний огляд показав, що немає єдиного підходу до опису робочого циклу ГА. Аналіз газових процесів, що відбуваються в баці ГА, показує, що регулювальний об’єм ГА є функцією повного об’єму ГА, а також значень початкового абсолютного тиску p0, а також мінімального та максимального абсолютного робочого тиску у баці ГА (відповідно p1 та p2). Важливим фактором є також вид газового процесу, що відбувається під час стиснення та розширення повітря в баці ГА. Виконано теоретичний аналіз газових процесів у баках гідроакумуляторів, що використовуються в складі автоматизованих водопровідних насосних станцій. Отримано значення узагальнених безрозмірних регулювальних об’ємів гідроакумулятора для ізотермічного та адіабатного процесів, а також політропного процесу з показником n=1,8. Мінімальний регулювальний об’єм відповідає політропному процесу розширення газу, що необхідно враховувати при проектуванні водопровідних насосних станцій з гідроакумуляторами. Regulation volume is the main parameter, which is determined in the procedure of hydraulic calculation of hydroaccumulators (HA) in the water supply automated pump stations. Regulation volume of hydroaccumulator must be sufficient to ensure the maximum allowable frequency of switching on the pump units for a given water consumption characteristics. Literature review shows that there are no one universal approach to the description of the operating cycle of HA. Analysis of gas processes, occurring in the pressure vessel of HA, shows, that regulation volume is a function of HA total volume and values of the initial absolute pressure p0, minimum and maximum operating absolute pressures in the HA vessel (respectively р1 and р2). An important factor is the type of gas process, which occurs during the compression and expansion of air in the vessel. The theoretical analysis of the gas processes in the hydroaccumulators, used in automated water supply pump stations, is fulfilled in the paper. Obtained numerical values of generalized dimensionless regulation volume of hydroaccumulator for isothermal and adiabatic processes and for polytrophic process with exponent n=1.8. The minimal regulation volume corresponds to the polytropic process of gas expansion. This fact must be taken into account when designing the water supply pump stations with hydroaccumulators.
Аналіз та оцінка ефективності використання теплової ізоляції в опалювальній котельні
(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Желих, В. М.; Савченко, О. О.; Юркевич, Ю. С.; Фурдас, Ю. В.
У багатьох містах теплопостачання житлових масивів є централізованим та здійснюється від джерел теплоти, обладнаних водогрійними котлами. Опалювальні котельні, як правило, розташовані на значній відстані від житлових масивів, а теплові мережі, відповідно, мають значну довжину. Транспортування теплоносія від джерела теплоти до споживачів супроводжується втратами теплової енергії, яка, за різними даними, становить у 10–30% теплової енергії, що відпускається джерелом теплоти. Для зменшення втрат теплоти під час транспортування теплоносія всі трубопроводи, запірно-регулювальну арматуру та інше обладнання теплових мереж та котелень необхідно утеплювати. Існує велика кількість теплоізоляційних покриттів трубопроводів, які відрізняються температурним режимом застосування, матеріалом, способом монтажу, місцем застосування, ціною. Здійснено техніко-економічне порівняння теплоізоляційних матеріалів: мінеральної вати, спіненого каучуку, спіненого поліетилену та теплоізоляційної фарби. У технічному розрахунку було визначено необхідну товщину теплоізоляційного матеріалу за значенням нормативної лінійної густини теплового потоку. Економічний розрахунок полягав у встановленні приведених затрат на реалізацію вказаних варіантів теплової ізоляції, за значенням яких було визначено економічнодоцільний варіант теплової ізоляції для встановлення на технологічному трубопроводі котельні. The heating supply of residential areas in many cities of Ukraine is central. The heat sources of central heating are heating boiler houses with hot water boilers. Heating boiler houses, usually located far from residential areas and heating networks, respectively, have a considerable length. Transportation heat carrier from the heat source to consumers accompanied by loss of heat. It is, according to various sources, is estimated at 10-30 % of the heat energy that released heat source. To reduce heat losses during transportation all heat carrier piping, valves and control valves and other equipment of heating network and boiler houses to insulate necessary. Currently, there are many insulating coatings of pipelines. They are differ by temperature regime of use, material, method of installation, place of use, price. The technical and economic comparison of insulation materials (mineral wool, foamed caoutchouc, polyethylene foam and heat insulating paint) was carried out in the article. The desired thickness insulation material on the value of standardized linear density of heat flow was calculated in technical calculation. Economic calculation consisted in determining the resulted expenses of installation for specified options thermal insulation. Cost-efficient option of thermal insulation for installation on the technological pipelines of boiler house determined by the value of reduced costs of implementing these options. The optimum thermal insulation material for the design of heat supply systems was determined with the value of resulted expenses.
Розрахунок за деформаційною моделлю залізобетонних колон, підсилених вуглецевою стрічкою
(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Бліхарський, Я. З.; Хміль, Р. Є.; Холод, П. Ф.
Для розрахунку підсилених карбоновими стрічками позацентрово стиснутих залізобетонних колон розроблено пропозиції, які ґрунтуються на методиці розрахунку згідно з рекомендаціями НДІБК та Sika [7] на базі деформаційної моделі розрахунку згідно з нормами [34]. Для визначення додаткового ексцентриситету за рахунок вигину вводиться коефіцієнт гнучкості, який виведено з використанням залежностей Eurocode 2 [84]. Запропоновано алгоритм розрахунку для підсилених при початковому рівні навантаження колон. У розробленій методиці розрахунку на основі [34, 84] запропоновано методологію врахування включення в роботу карбонової стрічки підсилення. За несучою здатністю підсилених колон при досягненні деформацій текучості основної арматури розбіжність теоретичних результатів з експериментальними становить 5.65–7.5% у бік заниження розрахункових величин. Розбіжність розрахункової несучої здатності колон з експериментальною за критерієм досягнення граничних деформацій стиску бетону становить 8.35–9 % у бік заниження теоретичних величин порівняно з експериментальними. Розрахунок несучої здатності позацентрово стиснутих колон за цією методикою дає задовільні результати, при цьому теоретичні величини міцності є меншими від експериментальних, отже, можна рекомендувати запропоновану методику розрахунку до використання. In this paper for calculation of reinforced concrete columns strengthened with carbon laminate with suggestions based on the method of calculation according to the recommendations NIISK and Sika on the basis of deformation model calculation according to regulations . To determine the additional eccentricity introduced by bending flexibility factor, which is derived using in Eurocode 2. The algorithm for calculating strengthened at the primary level loading columns. In the developed method of calculation based on proposed a methodology to take account of the inclusion of work carbon laminate reinforcement. For Strengthening effect by main reinforcement’s yield state different of theoretical results with experimental is 5.65–7.5 % towards lowering the theoretical values. The discrepancy between the theoretical bearing capacity of columns with experimental for limit compressive strain of concrete is 8.35–9 % towards underestimation of experimental theoretical values. Calculation of load capacity noncentral compressed columns by method gives satisfactory results with theoretical values of strength is less than the expiremental, allowing you to recommend the proposed method of calculation to use.
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.