Седов А. В., кандидат технических наук, доцент
Челышков П.Д., кандидат технических наук, доцент
Дорошенко А.В., кандидат технических наук, старший преподаватель (Московский государственный строительный университет)
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК СРЕДСТВО ОЦЕНКИ ПРОЕКТА СОЦИАЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ (ЧАСТЬ 2)
При проектировании и эксплуатации школы, создание комфортной среды в помещениях является одним из наиболее важных аспектов при проектировании. В данной работе был исследован тепловой комфорт и его параметры для детей, находящихся в классе и обеденном зале. В статье приведены результаты моделирования обеденного зала и учебного класса школы в городе Астана. Исследование выполнено в рамках выполнения работы «Разработка национальной методики расчета для определения энергоэффективности зданий и сооружений с помощью математического моделирования и применения комплексных программ по энергомоделированию» (РФФИ 15-08-05945).
Ключевые слова: энергоэффективность зданий, энергомоделирование.
COMPUTER SIMULATION AS A TOOL FOR EVALUATION OF THE DRAFT SOCIAL
INSTITUTIONS (PART 2)
In the design and operation of the school, creating a comfortable indoor environment is one of the most important aspects of the design. In this paper it was investigated thermal comfort and its parameters for the children in the classroom and the dining room. The results of the simulation of the dining room and classroom schools in Astana. The study was performed as part of the work «Development of a national calculation methods to determine the energy efficiency of buildings and structures with the help of mathematical modeling and the use of complex programs on energy modeling» (RFFI15-08-05945 )
Keywords: energy efficiency in buildings, energy modeling.
В настоящее время угроза глобального изменения климата, истощения природных ресурсов и коллапса мировой экосистемы непрерывно возрастает. При этом, здания (сооружения) во всем мире используют более 45% всей потребляемой первичной энергии, 65% всего электричества, 40% всего сырья и 14% всех запасов питьевой воды, а также производят 35% всех выбросов углекислого газа и практически половину всех твердых отходов. Таким образом, ключевыми проблемами в мировой строительной отрасли сегодня являются проблемы экологичности и энергоэффективности зданий и сооружений.
Энергетическое моделирование позволяет определить еще на этапе проектирования, какое количество энергии будет необходимо зданию на этапе его эксплуатации. При этом необходимо учитывать неоднородность внешних условий, невозможность описания одним набором параметров всех возможных режимов эксплуатации зданий и сооружений.
Учитывая сложность построения моделей инженерных систем современных зданий и сооружений, у инженеров возникают сомнения в том, что принимаемые проектные решения являются наилучшими. В этом случае возникает необходимость использования дополнительных систем, которыми в последнее время часто становятся различные системы автоматизированного проектирования (САПР), существенно снижающие время проектирования и вероятность появления ошибок при проектировании. В последние годы САПР превратились из векторных графических редакторов в системы, которые автоматически подбирают строительные конструкции, сечения электрических проводов, диаметр трубопроводов систем отопления, вентиляции и кондиционирования и так далее.
В настоящем статье приводятся результаты проведения энергетического моделирования школы с использованием климатических данных города Астана.
При выполнении энергетического моделирования, перед проектом были поставлены следующие задачи:
Создание твердотельной схемы детского сада на основе предоставленных планов от заказчика.
Математическое моделирование в программных продуктах системы механической вентиляции с целью выбора оптимального режима работы механической системы вентиляции.
Моделирование тепломассобменных процессов, происходящих в школе.
Анализ данного проекта представляет собой предварительное комплексное исследование ряда факторов, определяющих энергопотребление, комфортность пребывания, а также стоимость обслуживания объекта профессионального предоставления услуг обучения (школа).
Анализируемый объект расположен в г. Астана, Республика Казахстан. Для анализа использовались входящие данные, предоставленные Заказчиком, а также данные, предложенные командой специалистов, проводивших данный анализ. Такие данные основывались на государственных стандартах, международных практиках, а также профессиональном опыте.
В результате проведенного анализа были сформулированы рекомендации к проектным решениям, основанные на особенностях:
климатических условий в г. Астана, РК;
стоимости энергоресурсов; характера использования здания;
РМ\/ (Индекс восприятия теплового комфорта)
аготпнт(п) —11; ЗС1*нго<эт И:4СЬтает
—а; 5СЬ»т111гу 12:$1л«'«и>* —12: ? МММ
—иг М Очлч — 12:»Бг*п* —12:13 Р«уе№одог'1
Рис. 1. Расчетная интерпретация Индекса Восприятия Теплового Комфорта (РМ¥, ЕЫ 7730)
Из представленного рисунка 1 видно, что некоторые помещения здания испытывают чрезмерное тепловое воздействие в весенний (в основном, май) и осенний периоды (в основном, сентябрь). Данное воздействие обусловлено проникновением солнечного тепла в помещения здания школы. Значение индекса РМУ +3 соответствует уровню восприятия «жарко».
Снижение Процента термически неудовлетворенных людей (РРБ) может быть достигнуто за счет Применения стационарных или локальных элементов затенения, естественной вентиляции (воздухообмен и движение воздушных масс), а также параметров одежды, контролируемое самими учащимися или преподавательским составом школы.
При моделировании энергопотребления использовались стандартные профиля эксплуатации, приведенные в стандарте ЛБИКЛЕ 90.1-2007.
ЛИТЕРАТУРА
1. Волков А.А., Челышков П.Д. Алгоритм сценарной верификации инженерных решений зданий и комплексов в системах автоматизации проектирования. Вестник МГСУ. -2011. - №5.
2. Волков А.А., Челышков П.Д., Седов А.В. Практика численной оценки интеллекта зданий. Вестник МГСУ. - 2012. - №11.
3. Волков А.А., Челышков П.Д., Седов А.В. Абстрактная характеристика надежности (долговечности) при выборе оптимальной структуры системы автоматического управления в САПР. Вестник МГСУ. - 2013. - №1.
4. Волков А.А., Седов А.В., Челышков П.Д., Сукнева Л.В. Географическая информационная система (атлас) альтернативных источников энергии. Вестник МГСУ. - 2013. - №1.
5. Волков А.А., Челышков П.Д., Седов А.В. Теория оценки удельного потребления отдельных видов энергоресурсов Автоматизация зданий. - 2010. - №7-8(42-43).
6. Челышков П.Д., Кузин К.С., Михайличенко А.В. Методы теории вероятностей при сценарном моделировании режимов эксплуатации зданий и комплексов в САПР. Вестник МГСУ. - 2011. - №6.
7. Волков А.А., Челышков П.Д., Зинков А.И. Сценарное моделирование режимов эксплуатации зданий и сооружений для решения задач их геоэкологической безопасности. Журнал Гео Риск. - 2011 г. - №3
8. Челышков П.Д., Седов А.В., Лысенко Д.А. Информационная модель интернет-портала градостроительного развития территорий г. Москвы. Вестник МГСУ. - 2013. - №10.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.