Äkas siltumfizikÄlo procesu kompleksÄ analÄ«ze - VTPMML

More documents

Recommendations

Info

1. Ievads1.1. Pētījumu aktualitāteViens no būtiskākajiem enerģijas patērētājiem Eiropas Savienībā un Latvijā ir ēkas. Šī sektoradaļa sastāda ap 40% no kopējā enerģijas patēriņa (EU, 2010), lielāka daļa no tā tiek izmantotaapkures vajadzībām. Pateicoties mūsdienīgu būvmateriālu un risinājumu lietošanai, var panākt, kajaunceļamajām ēkām siltuma zudumi sastāda vidēji 50% no siltuma patēriņa ēkās, kas celtas pirms 50gadiem.Pēdējās desmitgadēs Latvijā ir būtiski augusi nepieciešamība pēc iespējas pilnīgāk unobjektīvāk novērtēt ēku siltuma zudumus gan kvalitatīvi, gan kvantitatīvi. Optimizējot siltumaapmaiņas procesus un tādējādi samazinot siltuma zudumus no ēkām, var panākt ne tikai enerģijaspatēriņa (t.sk. arī CO 2 izmešu daudzuma) un izdevumu ekonomiju, bet arī nodrošināt vai pat uzlabottermiskā komforta apstākļus telpās. Tas kļūst arvien aktuālāk, plaši izplatoties zema energopatēriņaēku koncepcijai, komforta apstākļi kurās var būtiski atšķirties un ir relatīvi maz izpētīti.Pēdējos gados celtas ēkas pārsvarā atbilst Latvijas Būvnormatīvam „Ēku norobeţojošokonstrukciju siltumtehnika” (LBN 002-01, 2001), taču apsekojot virkni agrāk celtu ēku pirms torenovācijas un arī pēc tās, kā arī atsevišķas jaunceltnes, konstatēti būtiski defekti un nepilnības, kovarēja novērst jau plānošanas stadijā, veicot rūpīgāku analīzi vai veicot atbilstošus matemātiskusaprēķinus vai modelējot fizikālos procesus. Veicot daţādu ēkas būvkonstrukciju stāvokliraksturojošo parametru mērījumus, pirms renovācijas darbu uzsākšanas un pēc to pabeigšanas, varne tikai gūt priekšstatu par raksturīgo parametru (piem., siltuma caurlaidības, gaisa apmaiņaskoeficienta) maiņu, bet arī uz ēkas siltuma bilances matemātiskā modeļa bāzes noteikt kopējossiltuma zudumus un to sadalījuma pa zudumu un būvelementu veidiem izmaiņas. Veicotmodelēšanu atbilstoši daţādiem iespējamiem ēkas pārbūves projektu variantiem, iespējams izvēlētiespiemērotāko variantu atkarībā no mērķa uzstādījuma – apkures siltuma daudzuma samazināšana,komforta nosacījumu uzlabošana vai arī ekonomiskais izdevīgums.Lai detalizēti analizētu ēku siltuma zudumu samazināšanas iespējas, nepieciešams lietotkompleksu pieeju, kurā ietilpst gan kvalitatīvais novērtējums un kvantitatīvie siltuma apmaiņuraksturojošo parametru mērījumi, gan arī ēku siltuma bilances (integrālie) matemātiskie modeļi unatsevišķu telpu termiskā komforta apstākļu diferenciālie modeļi. Šāda kompleksa pieeja un taiatbilstoša metodika tika izveidota balstoties uz daudzu veikto eksperimentālo mērījumu unmodeļaprēķinu datiem. Izveidotās metodikas lietojumi un veiktās analīzes rezultāti tiek detalizētiizklāstīti promocijas darbā.1
Izstrādātās pieejas ietvaros ēkas energoefektivitātes stāvokļa analīzei lietderīgi izmantot shēmu,kas parādīta attēlā 1.1 (shēmā iekrāsoto lauku tēmas ietilpst promocijas darbā). Saskaņā ar to,novērtējot ēkas energoefektivitāti, ir nepieciešams izmantot gan eksperimentālās, gan arīmatemātiskās modelēšanas metodes. Pirmā veida metodes var tikt nosacīti klasificētas kā kvalitatīvāsun kvantitatīvās.EksperimentālāsmetodesĒkas siltumfizikāloprocesu analīzeKvalitatīvā analīzeKvantitatīvā analīzeEkspertu vērtējumsTermogrāfiskā diagnostikaSkaitliskāmodelēšanaMērījumistandartizētosapstākļosMērījumi reālosekspluatācijasapstākļosMateriālu siltuma vadītspējaKonstrukciju siltumacaurlaidībaSiltuma caurlaidībaGaisa caurlaidībaIntegrālie modeļi. Ēkas siltumabilances aprēķiniVienkāršots modelisDetalizēts modelisDiferenciālie modeļi.Temperatūras un gaisa plūsmassadalījumu analīze telpāFizikālo faktoru ietekmeĢeometrisko faktoruietekmeAttēls 1.1. Ēkas siltumfizikālo procesu un energoefektivitātes stāvokļa analīzes vispārīgā shēma.2
Page 1: LATVIJAS UNIVERSITĀTEFIZIKAS UN MA
Page 5 and 6: Satura rādītājs1. IEVADS .......
Page 7 and 8: Lietotie apzīmējumiApzīmējums L
Page 9: ef Efektīvā siltuma vadītspēja
Page 13 and 14: Kvalitatīvie novērtējumi un iepr
Page 15 and 16: Trešais darba mērķis ir uz veikt
Page 17 and 18: diagnostikai jau kopš 70.-80.-taji
Page 19 and 20: debess pusēm. Iekārtas BlowerDoor
Page 21 and 22: Tad ir lietderīgi izmantot uz mēn
Page 23 and 24: ANSYS/CFX (Ansys Inc, 2005), gan vi
Page 25 and 26: laikā telpā vai visa ēkā esoš
Page 27 and 28: Eksperimentos sastopamajiem objekti
Page 29 and 30: apskate notiek no iekšpuses, pazem
Page 31 and 32: Daļa termogrāfiskās diagnostikas
Page 33 and 34: tilti, kas ir ne tikai cēlonis pal
Page 35 and 36: Attēls 2.19. Siltā gaisa izplūde
Page 37 and 38: lietderīgi salīdzināt ar ēkas s
Page 39 and 40: norobeţojošo konstrukciju kritisk
Page 41 and 42: λ, (W m -1 K -1 )T (K)Attēls 2.27
Page 43 and 44: sadalījumu (attēls 2.29a):T 1xT
Page 45 and 46: Papildus labojumi siltuma pretestī
Page 47 and 48: vadītspēju stacionārā reţīmā
Page 49 and 50: Materiāla paraugu termisko pretest
Page 51 and 52: RS-232vidējās parauga aukstās vi
Page 53 and 54: Karstās plates mēriekārtas darb
Page 55 and 56: Attēls 2.36. Siltās un aukstās v
Page 57 and 58: paraugam kopumā noteikto kļūdas
Page 59 and 60: CitxTxeT T, kur i 1un ir ciklisk
Page 61 and 62:
materiālu. Literatūrā (Lienhardt
Page 63 and 64:
(a)(b)4540353025201510Vidējā tepe
Page 65 and 66:
daţi gatavi konstrukciju paraugi u
Page 67 and 68:
Siltuma vadīšanas process un tā
Page 69 and 70:
inţenierfizikālos lietojumos silt
Page 71 and 72:
Sildkamera atrodaskompensācijaskam
Page 73 and 74:
uzbūvi (piem., stikla pakete un r
Page 75 and 76:
Attēls 2.57. No termodevējiem un
Page 77 and 78:
U, W/m -2 K -124 48 t, hAttēls 2.6
Page 79 and 80:
siltuma caurlaidības ziņā atšķ
Page 81 and 82:
metodes palīdzību, neņemot vēr
Page 83 and 84:
virsmām (K). Uzskaitot siltuma dau
Page 85 and 86:
(a) (b) (c)Attēls 2.68. Termiskaj
Page 87 and 88:
1,4 W m -2 K -1 - Austrijā un Igau
Page 89 and 90:
Tabula 2.7. Daţādu materiālu eks
Page 91 and 92:
iekšpusebūvkonstrukcijaārpuseTqq
Page 93 and 94:
iegūstam šādus attēlus: pt x,t
Page 95 and 96:
kur xnu2cnsin x exp al x,t n
Page 97 and 98:
algoritmā funkcionāļa (2.88) min
Page 99 and 100:
Iepriekš aprakstītā skaitliskā
Page 101 and 102:
Mērkarte vai programmēts spraudni
Page 103 and 104:
Siltuma plūsmas blīvums(W/m 2 )se
Page 105 and 106:
Attēls 2.81. Siltuma plūsmu salī
Page 107 and 108:
Raksturīgākie veikto mērījumu r
Page 109 and 110:
mērījumu eksperimentāli iegūtā
Page 111 and 112:
Attēls 2.87. Neveramo stikla pake
Page 113 and 114:
Tabula 2.11. Iegūto U vērtību sa
Page 115 and 116:
siltuma saglabāšanas ziņā un to
Page 117 and 118:
No otras puses, gaisa apmaiņa ar
Page 119 and 120:
ārāTiekšāTneitrālā spiedienap
Page 121 and 122:
aizsargātām - ar 0,04. Tādējād
Page 123 and 124:
Attēls 2.97. Gaisa cirkulācija ē
Page 125 and 126:
Lai lokalizētu neblīvo vietu (atv
Page 127 and 128:
Attēls 2.103. Logā ievietotās Bl
Page 129 and 130:
ēkām ir ļoti būtiski nodrošin
Page 131 and 132:
2.4. Saules enerģijas caurlaidība
Page 133 and 134:
Saules starojuma periodos (Saules k
Page 135 and 136:
Hukseflux LP02Almemo 2290-8Attēls
Page 137 and 138:
10009008007006005001Starojumaintens
Page 139 and 140:
nekā caur stikla paketi bez plēve
Page 141 and 142:
caurlaidības vērtības atbilda La
Page 143 and 144:
Daudzās pasaules un Eiropas valst
Page 145 and 146:
Šeit ar termisko tiltu saprot jebk
Page 147 and 148:
zudumiem, un pat pārsniegt tos, ja
Page 149 and 150:
variants II: tiek nomainīti logi u
Page 151 and 152:
siltuma vadīšanas un starojuma zu
Page 153 and 154:
HV c n VLN31Jm K n N 0,34V, (3.9
Page 155 and 156:
Attēls 3.5. Piemērs mēneša vid
Page 157 and 158:
mērījumu bāzes. Precizējumu lie
Page 159 and 160:
VariantsTabula 3.9. Ieejas dati ēk
Page 161 and 162:
kW h250000200000150000IIIIIIIV10000
Page 163 and 164:
kopējiem siltuma zudumiem. Piem.,
Page 165 and 166:
6 m 4 mKorpuss18 CPiebūve5 C21 C10
Page 167 and 168:
Attēls 3.18. Siltuma zudumu koefic
Page 169 and 170:
Bez iepriekš minēto parametru ska
Page 171 and 172:
samazinājusies par 42%, bet siltum
Page 173 and 174:
4. Atsevišķas telpas siltuma zudu
Page 175 and 176:
gaisa temperatūra, gaisa kustības
Page 177 and 178:
PPDAttēls 4.1. Paredzamā neapmier
Page 179 and 180:
PPDkarstie griestiauksta sienaaukst
Page 181 and 182:
Tabula 4.3. Temperatūras svārstī
Page 183 and 184:
temperatūras izkliede ir 3 C, vert
Page 185 and 186:
Tabula 4.5. Modeļos lietoto materi
Page 187 and 188:
sildķermeņu virsmām, spraugā pi
Page 189 and 190:
xxxyvx 2x vx y,vyx,yyxzvy 2y vx z,v
Page 191 and 192:
plūsma ir pilnīgi turbulenta un m
Page 193 and 194:
Šajā formulā Prandtļa skaitlis
Page 195 and 196:
Veicot aprēķinus pirmo divu fakto
Page 197 and 198:
tā novirzās vairāk uz loga pusi,
Page 199 and 200:
(attēls 4.17), savu ieguldījumu d
Page 201 and 202:
Tagad lielākie ātrumi nekā iepri
Page 203 and 204:
Uzlabojot ārsienas siltumizolējo
Page 205 and 206:
(b)(a)Attēls 4.24. Kopējā ātrum
Page 207 and 208:
komfortam, taču ir jāatceras, ka
Page 209 and 210:
(a)(b)Attēls 4.29. Spiediena sadal
Page 211 and 212:
Attēlā 4.34 parādīts temperatū
Page 213 and 214:
Siltuma plūsma (W)bet grafiski par
Page 215 and 216:
konvektora izdalītais siltuma daud
Page 217 and 218:
No šiem attēliem ir labi redzams,
Page 219 and 220:
adiācijas enerģijas pieplūdi tel
Page 221 and 222:
modelēta situācija, kad apkures s
Page 223 and 224:
Tabula 4.12. Apskatīto modelēšan
Page 225 and 226:
Temperatūra, °CKā redzams, tempe
Page 227 and 228:
izplūde, ko kompensē ieplūde tel
Page 229 and 230:
Temperatūra, °C vidējā temperat
Page 231 and 232:
Papildus minētajam modelim apskat
Page 233 and 234:
(a)(b)pie ārsienasvidusdaļāpie k
Page 235 and 236:
plūsmas vidējais ātrums telpā s
Page 237 and 238:
Temperatūra, °CAttēls 4.57. Vari
Page 239 and 240:
4.4.4. Apkures veida ietekmeLīdz a
Page 241 and 242:
Temperatūra, °C4.62), atšķirīg
Page 243 and 244:
apkurei var palielināties. Tempera
Page 245 and 246:
pārsniedz 500 W m -2 , kas ir daud
Page 247 and 248:
(a)(b)Attēls 4.69. Variantu 3D-G6-
Page 249 and 250:
Iegūtie rezultāti ir apkopoti tab
Page 251 and 252:
(a)(b)(c)Attēls 4.75. Variantu 3D-
Page 253 and 254:
Temperatūra, °C(a)(b)(c)Attēls 4
Page 255 and 256:
ievērošanu. Šim nolūkam telpas
Page 257 and 258:
Page 259 and 260:
Page 261 and 262:
kustības ātrumu, kas variantos 3D
Page 263 and 264:
4.543.532.521.510.50cm/s °CVidēja
Page 265 and 266:
uzskata koeficientu 0,7 h -1 (skat.
Page 267 and 268:
noteikti jāņem vērā. Papildus s
Page 269 and 270:
6. Zinātniskie projektiLielākie z
Page 271 and 272:
Transfer. Proceeding of the 5th Bal
Page 273 and 274:
Promocijas darba rezultāti tika re
Page 275 and 276:
Berkeley lab. REFSEN5 User manual.
Page 277 and 278:
Evola, G., Popov, V. Computational
Page 279 and 280:
LBN 003-01. Būvklimatoloģija. Lat
Page 281 and 282:
PAIC. HeatMod v. 5.2. Ēkas siltuma
Page 283 and 284:
tehnoloģisko procesu matemātiskā
show all

Äkas siltumfizikÄlo procesu kompleksÄ analÄ«ze - VTPMML

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?

Äkas siltumfizikÄlo procesu kompleksÄ analÄ«ze - VTPMML