Енергетика, електротехніка та електромеханіка

ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИКОРИСТАННЯ ПРИРОДООРІЄНТОВАНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ПІД ЧАС ПРОВЕДЕННЯ ЕНЕРГОМОДЕРНІЗАЦІЇ БУДІВЕЛЬ

Автор(и)

Ю. Л. Коваленко
Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова ROR
А. П. Поливʼянчук
Вінницький національний технічний університет ROR
В. Є. Бєкєтов
Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова ROR
DOI https://doi.org/10.31649/1997-9266-2024-176-5-33-39

Ключові слова

вертикальне озеленення витрати енергії, інсоляція кліматичні умови охолодження повітря «хвиля тепла»

Анотація

Розглянуто технології забезпечення комфортних умов у приміщеннях під час спекотної погоди та зменшення негативного впливу «хвиль тепла» на здоров’я населення. Встановлено, що найбільше розповсюджені технології забезпечення комфортних умов потребують застосування сучасного високотехнологічного обладнання, значних матеріальних ресурсів для придбання і монтажу обладнання, забезпечення його експлуатації. Запропоновано для зменшення надходження надлишкового тепла у спекотну погоду застосувати вертикальне озеленення з ліаноподібних рослин, які в теплий сезон року здатні вкрити стіни щільним шаром листя та захистити їх від впливу сонячної радіації. Передбачається оздоблення зовнішніх огороджувальних конструкцій будівель, які зорієнтовані на південь, схід та захід. Об’єктом досліджень вибрано будівлю з червоної керамічної цегли, розташовану на території м. Харків, частина стін якої щільно вкрито листопадною ліаною Кампсіс (Campsis). Експериментальні дослідження проведено у безхмарні спекотні дні в період липень-серпень 2023 року. Визначалась температура зовнішньої поверхні стін різної орієнтації, із застосуванням вертикального озеленення і без.

Розроблено алгоритм розрахунку зменшення надходжень надлишкового тепла у приміщення протягом спекотної погоди завдяки застосуванню вертикального озеленення. Для визначення температури зовнішнього боку стіни застосовано рівняння збереження енергії у формі теплового балансу в умовах квазістаціонарного процесу. Порівняння результатів експериментальних досліджень і розрахунків підтверджує можливість використання цього алгоритму розрахунку. Підтверджено ефективність застосування вертикального озеленення на прикладі вибраного об’єкта досліджень. Надходження надлишкового тепла до кімнати будинку через стіну, площею 15 м2, яка зорієнтована на південь, протягом «хвилі тепла» тривалістю 7 діб за кліматичними умовами м. Харків скоротилося на 19,7 кВт·год, або у 2,5 рази.

471 172

Як цитувати

[1]
«ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИКОРИСТАННЯ ПРИРОДООРІЄНТОВАНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ПІД ЧАС ПРОВЕДЕННЯ ЕНЕРГОМОДЕРНІЗАЦІЇ БУДІВЕЛЬ», Вісник ВПІ, вип. 5, с. 33–39, Жов 2024, doi: 10.31649/1997-9266-2024-176-5-33-39.

Біографії авторів

автор Ю. Л. Коваленко, афіліація Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри інженерної екології міст

автор А. П. Поливʼянчук, афіліація Вінницький національний технічний університет

д-р техн. наук, професор, професор. кафедри автомобілів та транспортного менеджменту

автор В. Є. Бєкєтов, афіліація Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри інженерної екології міст

Посилання

Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability. [Electronic resource]. Available: https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg2/about/how-to-cite-this-report/ . Accessed: 10.12.2023.
Global Warming of 1.5 ºC. SPECIAL REPORT. [Electronic resource]. Available: https://www.ipcc.ch/sr15/ . Accessed 12.12.2023.
Amruta Nori-Sarma et al., “Advancing our Understanding of Heat Wave Criteria and Associated Health Impacts to Improve Heat Wave Alerts in Developing Country Settings”. Int. J. Environ. Res. Public Health, no. 16(12), pp. 1-13, 2019. https://doi.org/10.3390/ijerph16122089 .
Т. А. Сафранов, Г. П. Катеруша, О. В. Катеруша, і К. Яраї, «Особливості динаміки хвиль тепла в окремих містах України,» Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна, серія: Геологія. Географія. Екологія, № (55), с. 232-244, 2021. https://doi.org/10.26565/2410-7360-2021-55-17 .
Ю. Човнюк, П. Чередніченко, і А. Москвітіна, «Моделювання та алгоритм розрахунку параметрів системи регулювання мікроклімату приміщення з елементами штучного інтелекту,» Містобудування та територіальне планування, № (79), с. 446-462, 2022. https://doi.org/10.32347/2076-815x.2022.79.446-462 .
О. А. Гокмен, і А. В. Трофименко, «Техніко-економічні аспекти економії палива при кондиціюванні та теплозабезпеченні будівлі,» Вісник соціально-економічних досліджень: зб. наук. праць; Одеський національний економічний університет, № 66 (2), с. 129-137, 2018.
Chiara Mancinelli, “Thermal energy storage as a way to improve transcritical CO2 heat pump performance by means of heat recovery cycles,” Energy Storage and Saving, vol. 2, issue 3, pp. 532-539, 2023. https://doi.org/10.1016/j.enss.2023.06.003 .
Shuxue Xu, Jianhui Niu, and Guoyuan Ma, “Experimental investigation of an air source heat pump with multigroup heat pipe radiators,” Solar Energy, vol. 260, pp. 137-146, August. 2023. https://doi.org/10.1016/j.solener.2023.05.034 .
Shuo Ma et al., “Investigation on the thermal performance and economy of a solar assisted air source heat pump domestic hot water system,” Applied Thermal Engineering, vol. 232, September. 2023. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2023.121007 .
О. І. Кузнєцова, і І. С. Жукінська, «Оцінювання економії енергетичних ресурсів на опалення при проведенні термомодернізації житлового будинку,» Вісник КНУТД, № 5 (90), с. 81-90, 2015.
М. С. Мальований, і А. Жичинська, «Мінімізація енерговитрат на опалення будинків шляхом термомодернізації (на прикладі навчальних корпусів),» Екологічна безпека та збалансоване ресурсовикористання, наук.-техн. журнал, № 2 (14) с. 135-140, 2016.
D. Jermyn, and R. Richman, “A process for developing deep energy retrofit strategies for single-family housing typologies: Three Toronto case studies,” Energy and Buildings, vol. 116, no. 15, pр. 522-534, 2016.
P. Rocha, M. Kaut, and A. S. Siddiqui, “Energy-efficient building retrofits: An assessment of regulatory proposals under uncertainty,” Energy, vol. 101, no. 15, рp. 278-287, 2016.
K. G. Droutsa, S. Kontoyiannidis, E. G .Dascalaki, and C. A. Balaras, “Mapping the energy performance of hellenic residential buildings from EPC (energy performance certificate),” Energy, vol. 98, no. 1, pр. 284-295, 2016.
Nora Spronde et al., “Urban climate and heat stress: how likely is the implementation of adaptation measures in mid-latitude cities? The case of façade greening analyzed with Bayesian networks,” One Ecosystem, 2016. https://doi.org/10.3897/oneeco.1.e9280 .
Marie-Therese Hölscher, “Quantification of cooling effects and water demand of urban facade greenings,” Technische Universität Berlin, Berllin, Germany, 2018.
Jonathan Fox, “The effect of facade design on facade surface temperature and outdoor microclimate,” Australian Graduate School of Urbanism. The University of New South Wales, Australia, 2021.
Alberto Speroni, et al., “Experimental Assessment of the Reflection of Solar Radiation from Façades of Tall Buildings to the Pedestrian Level,” Sustainability, no. 14(10), pp. 5781, 2022. https://doi.org/10.3390/su14105781 .
Л. І. Бойко, Ю. С. Юхименко, Н. М. Данильчук, і О. О. Шульга, «Інтродукція дерев’янистих ліан та перспективи їх використання в озелененні м. Кривий ріг,» Вісник Одеського національного університету. Біологія, № 26 (48), с. 17-28, 2021. https://doi.org/10.18524/2077-1746.2021.1(48).232852 .
T. O. Boiko, O. I. Dementieva, and Y. S. Kotovska, «Оцінювання біолого-екологічних властивостей деревних ліан в умовах міста Херсон,» Науковий вісник НЛТУ України, № 29 (5), с. 31-35, 2019. https://doi.org/10.15421/40290506 .
Pradeep Bansal, “High efficiency novel window air conditioner,” Applied Energy, vol. 156, no. 15, pр. 311-320, October 2015. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.07.007 .
ДБН В.2.6-31:2021 Теплова ізоляція будівель. Чинний від 2022-09-01. Вид. Офіц. Київ: Мінрегіон України, 2022.
Г. С. Ратушняк, і К. В. Анохіна, Будівельна теплофізика, практикум. Вінниця, Україна: ВНТУ, 2021. 51 с. https://pdf.lib.vntu.edu.ua/books/IRVC/2021/Ratushnyak_2021_51.pdf .
І. А. Пономарчук, К. В. Колесник, Опалення, навч. посіб. Вінниця, Україна: ВНТУ, 2017. 125 с. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://pdf.lib.vntu.edu.ua/books/2022/Ponomarchuk_2017_125.pdf .

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають