Забезпечення параметрів мікроклімату офісної будівлі у м. Львів

Abstract

У роботі розглянуто комплексне вирішення завдання забезпечення нормативних параметрів мікроклімату в офісній будівлі, розташованій у місті Львів, з урахуванням кліматичних особливостей регіону, архітектурно-планувальних рішень об'єкта та сучасних енергоефективних технологій. З метою досягнення оптимальних умов мікроклімату (температура, вологість, швидкість руху повітря, чистота повітря) в умовах змін зовнішнього середовища, у роботі виконано підбір та техніко-економічне обґрунтування системи опалення, вентиляції та холодопостачання. В роботі проаналізовано технічні характеристики використаного обладнання, проведено гідравлічний, аеродинамічний розрахунки, розрахунок тепловитрат і повітрообміну. Підкреслюється впровадження енергозберігаючих рішень: теплова ізоляція трубопроводів, використання тепловідбивної ізоляції та ефективних регулюючих пристроїв, що сприяє зменшенню експлуатаційних витрат та підвищенню комфорту користувачів будівлі. Система опалення — водяна з насосною циркуляцією. У міжсезоння (до –10?°C) джерелом тепла виступає чотиритрубний тепловий насос AERMEC, що працює в режимі рекуперації тепла та забезпечує обігрів, вентиляцію (+4?°C) і гаряче водопостачання. Параметри теплоносія після рекуперації — 45–40?°C, після теплообмінника — 43–38?°C. У офісах використовуються фанкойли VIERRO WITO [8], що працюють в режимах нагріву й охолодження. Пристрої оснащено ЕС-вентиляторами з низьким енергоспоживанням, автоматичним регулюванням швидкості та низьким рівнем шуму. Система вентиляції - офісних приміщень здійснено з урахуванням кратності повітрообміну, при цьому мінімальні показники подачі повітря становлять не менше 7 дм?/с на одну особу та 0,7 дм?/с на 1 м? площі приміщення для ефективного розбавлення забруднень будівельного походження. На кожному поверсі передбачено окремі вентиляційні установки. Системи оснащені теплообмінниками з рекуперацією тепла, рециркуляційними секціями та вентиляторами з електронно-комутованими (ЕС) двигунами зі змінною швидкістю, що дозволяє значно зменшити енергоспоживання як на опалення, так і на охолодження. У кожному офісному приміщенні заплановано встановлення датчиків CO?. Щодо природної вентиляції, то вона передбачена, однак через технічні та економічні обмеження (висока вартість відкривних елементів фасадних систем) її реалізація не досягає нормативних 5% площі кімнати. З метою часткового забезпечення природної вентиляції, запроєктовані відкривні вентстулки розміром 185?2890 мм у кількості від 3 до 7 штук в залежності від площі приміщення. Це дає змогу забезпечити однократний повітрообмін у разі зупинки механічної системи вентиляції. Система холодопостачання забезпечує подачу холоду для офісних приміщень, вестибюля та зали кафе. Як джерела холоду використовується двотрубний чиллер з повітряним охолодженням моделі NSM 3902X°°A°°°J DH (AERMEC), а також чотиритрубний чиллер-тепловий насос з повітряним охолодженням моделі NRP 3606 A4°J°DISI+P8 (AERMEC) [9]. Вентиляційні системи обладнані теплоутилізаторами (рекуператорами), працюють з частковою рециркуляцією повітря, передбачають водяні калорифери для опалення та водяні охолоджувальні секції для забезпечення мікроклімату в літній період. Для забезпечення додаткового охолодження влітку та обігрів взимку передбачено встановлення вентиляторних доводчиків (фанкойлів) VIERRO виробництва WITO [8]. Така схема забезпечує універсальність використання фанкойлів як у режимі охолодження, так і для опалення приміщень у зимовий період. У висновках наведено результати аналізу ефективності запропонованої

інженерної концепції, а також рекомендації щодо її застосування в сучасному проектуванні офісних об’єктів з урахуванням вимог сталого розвитку та нормативної бази України. Об’єкт дослідження – процес перетворення сонячної енергії в теплову у системі з сонячним віконним геліоколектором. Предмет дослідження – теплова ефективність геліоколектора комбінованого із скляним фасадом будівлі. Мета дослідження: метою роботи є обґрунтування та розроблення комбінованої системи теплопостачання із скляним фасадом будівлі, створення методу її розрахунку для підвищення ефективності.The paper considers a comprehensive solution to the problem of ensuring standard microclimate parameters in an office building located in the city of Lviv, taking into account the climatic features of the region, the architectural and planning solutions of the object, and modern energy-efficient technologies. In order to achieve optimal microclimate conditions (temperature, humidity, air velocity, air purity) under changing external environmental conditions, the selection and feasibility study of the heating, ventilation, and cooling systems were carried out. The technical characteristics of the equipment used were analyzed, and hydraulic, aerodynamic, heat loss, and air exchange calculations were performed. The implementation of energy-saving solutions is emphasized: thermal insulation of pipelines, the use of heat-reflecting insulation, and efficient control devices, which helps to reduce operating costs and increase the comfort of building users. The heating system is water-based with pump circulation. In the inter-season (up to -10 °C), the heat source is a four-pipe AERMEC heat pump operating in heat recovery mode and providing heating, ventilation (+4 °C), and hot water supply. The parameters of the heat carrier after recovery are 45-40 °C, and after the heat exchanger, 43-38 °C. VIERRO WITO fan coil units [8] are used in the offices, operating in heating and cooling modes. The devices are equipped with EC fans with low energy consumption, automatic speed control, and low noise levels. The ventilation system of the office premises is designed considering the air exchange rate, with the minimum air supply rates being no less than 7 dm?/s per person and 0.7 dm?/s per 1 m? of room area for effective dilution of building-related pollutants. Separate ventilation units are provided on each floor. The systems are equipped with heat exchangers with heat recovery, recirculation sections, and fans with electronically commutated (EC) motors with variable speed, which significantly reduces energy consumption for both heating and cooling. CO? sensors are planned to be installed in each office room. As for natural ventilation, it is provided, however, due to technical and economic limitations (the high cost of opening elements of facade systems), its implementation does not reach the regulatory 5% of the room area. In order to partially provide natural ventilation, openable vent windows with dimensions of 185?2890 mm are designed, in quantities from 3 to 7 pieces depending on the room area. This makes it possible to provide a single air exchange in the event of a shutdown of the mechanical ventilation system. The cooling system provides cooling for office premises, the lobby, and the cafe area. A two-pipe air-cooled chiller model NSM 3902X°°A°°°J DH (AERMEC) and a four-pipe air-cooled chiller-heat pump model NRP 3606 A4°J°DISI+P8 (AERMEC) [9] are used as cooling sources. Ventilation systems are equipped with heat recovery units (recuperators), operate with partial air recirculation, and include water heaters for heating and water-cooling sections to ensure microclimate in the summer period. To provide additional cooling in summer and heating in winter, VIERRO fan coil units manufactured by WITO [8] are installed. This scheme ensures the versatility of using fan coil units both in cooling mode and for heating rooms in the winter period. The conclusions present the results of the analysis of the effectiveness of the proposed engineering concept, as well as recommendations for its application in the modern design of office facilities, considering the requirements of sustainable development and the regulatory framework of Ukraine. The object of research is the process of converting solar energy into heat in a system with a solar window heat collector. The subject of research is the thermal efficiency of a solar collector combined with a glass facade of a building. The purpose of the research: the purpose of the work is to substantiate and develop a combined heat supply system with a glass facade of a building, and to create a method for its calculation to increase efficiency.