Моделирование энергоэффективных инженерных систем. Монография
.pdf
Окончание табл. 2.6
Значение
Условия
коэффициента
KРЕК = 1 Использование системы рекуперации энергии удаляемого воздуха в приточно-вытяжной вентиляции
KРЕК = 0 |
Другие варианты |
KРЕЦ-1 = 1 |
Использование системы рециркуляции воздуха в приточно- |
|
вытяжной вентиляции совместно с системой пароувлажне- |
|
ния воздуха |
KРЕЦ-1 = 0 |
Другие варианты |
KРЕЦ-2 = 1 |
Использование системы рециркуляции воздуха в приточно- |
|
вытяжной вентиляции совместно с системой увлажнения |
|
воздуха в оросительной камере |
KРЕЦ-2 = 0 |
Другие варианты |
KРЕЦ-3 = 1 |
Использование системы рециркуляции воздуха в приточно- |
|
вытяжной вентиляции без использования системы увлаж- |
|
нения воздуха |
KРЕЦ-3 = 0 |
Другие варианты |
KКОНД = 1 |
Использование системы кондиционирования воздуха в по- |
|
мещении |
KКОНД = 0 |
Другие варианты |
KПРИТ-КОНД = 1 Использование системы кондиционирования приточного воздуха
KПРИТ-КОНД = 0 Другие варианты
KРЕК-КОНД = 1 Использование системы кондиционирования приточного воздуха совместно с системой рекуперации энергии удаляемого воздуха в приточно-вытяжной вентиляции
KРЕК-КОНД = 0 Другие варианты
KРЕЦ-КОНД = 1 Использование системы кондиционирования приточного воздуха совместно с системой рециркуляции воздуха в при- точно-вытяжной вентиляции
KРЕЦ-КОНД = 0 Другие варианты
Шаг 5. Ввод параметров инженерных систем предполагает ввод пользователем данных, необходимых для моделирования всех выбранных на шаге 3 инженерных систем.
В табл. 2.7 сведены параметры, подлежащие вводу для всех рассматриваемых данной САПР инженерных систем. В каждом конкретном случае число параметров будет снижаться соответственно числу инженерных систем, используемых в исследуемом здании.
31
|
|
|
Таблица 2.7 |
|
Параметры рассматриваемых инженерных систем |
||||
|
|
|
|
|
Параметр |
Обозначение |
|
Единица |
|
|
измерения |
|||
|
|
|
|
|
1. Вентиляция/воздушное отопление |
|
|
||
|
|
|
|
|
Расход приточного воздуха |
Gприт |
|
кг/с |
|
Расход воздуха в системе вытяжной вентиляции |
Gвыт |
|
кг/с |
|
Электрическая мощность канального вентиля- |
PКВ |
|
Вт |
|
тора вытяжной вентиляции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Электрическая мощность канального вентиля- |
PКП |
|
Вт |
|
тора приточной вентиляции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Радиаторное отопление |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рабочий перепад температур в системе отопле- |
TРО |
|
°С |
|
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КПД насоса системы отопления |
ηРО |
|
— |
|
Давление в системе отопления |
HРО |
|
м вод. ст. |
|
3. Холодное водоснабжение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура воды в системе холодного водо- |
tХВС |
|
К |
|
снабжения, питающей камеру пароувлажнения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Пароувлажнение воздуха |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КПД испарителя камеры пароувлажнения |
ηисп |
|
— |
|
5. Увлажнение воздуха в оросительной камере |
|
|
||
|
|
|
|
|
Напор воды в форсунках оросительной камеры |
HОК |
|
м вод. ст. |
|
КПД циркуляционного насоса оросительной |
ηОК |
|
— |
|
камеры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Рециркуляция |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент рециркуляции |
KРЕЦ |
|
— |
|
7. Рекуперация |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Площадь рабочей поверхности рекуператора |
F |
РЕК |
|
м2 |
|
|
|
|
|
Коэффициент теплопередачи рабочей поверх- |
k |
РЕК |
|
Вт/м2 · °С |
ности рекуператора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. Кондиционирование воздуха |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Холодильный коэффициент кондиционера |
KКОНД |
|
— |
|
32
Шаг 6. Аналогично выбору инженерных систем пользователь выбирает из списков используемые типы ограждающих конструкций (табл. 2.8).
Таблица 2.8
Список рассматриваемых САПР типов ограждающих конструкций
Тип ограждающих конструкций
Наружные стены (за исключением проемов)
Наружные двери и ворота
Совмещенные покрытия (в том числе над эркерами)
Чердачные перекрытия
Цокольные перекрытия
Перекрытия над проездами и под эркерами
Светопрозрачные конструкции
Шаг 7. Для каждого из выбранных типов ограждающих конструкций (кроме светопрозрачных) выбирается материал из списка:
•железобетон;
•бетон на гравии или щебне из природного камня;
•кладка из сплошного селикатного кирпича (ГОСТ 379—79);
•сосна и ель поперек волокон;
•сосна и ель вдоль волокон;
•пеноили газостекло (ТУ 21 БССР-86—73);
•асбестоцементные листы плоские (ГОСТ 18124—75*);
•изделия из вспученного перлита на битумном связующем;
•сталь стержневая арматурная;
•чугун;
•стекло оконное (ГОСТ 11—78).
Для светопрозрачных конструкций выбирается тип из списка:
•одинарное остекление в деревянных переплетах;
•одинарное остекление в металлических переплетах;
•двойное остекление в деревянных спаренных переплетах;
•двойное остекление в деревянных раздельных переплетах;
•двойное остекление в металлических раздельных переплетах;
•двойное остекление витрин в металлических раздельных переплетах;
•тройное остекление в деревянных переплетах (спаренный и одинарный);
•тройное остекление в металлических раздельных переплетах;
33
•блоки стеклянные пустотелые размером 194×194×98 при ширине швов 6 мм;
•блоки стеклянные пустотелые размером 244×244×98 при ширине швов 6 мм;
•профильное стекло швеллерного сечения;
•профильное стекло коробчатого сечения;
•органическое стекло одинарное;
•органическое стекло двойное;
•органическое стекло тройное;
•двухслойные стеклопакеты в деревянных переплетах;
•двухслойные стеклопакеты в металлических переплетах;
•одинарное остекление в раздельных деревянных переплетах и двухслойные стеклопакеты.
Шаг 8. Для каждого из выбранных типов ограждающих конструкций задаются геометрические параметры — толщина и площадь; для светопрозрачных ограждающих конструкций — только площадь. Причем отдельно задаются площади для каждой стороны света. Перечень всех рассматриваемых САПР геометрических параметров ограждающих конструкций приведен в табл. 2.9. На шаге 8 вводятся только те из них, которые относятся к ограждающим конструкциям, выбранным на шаге 6. В том случае, если светопрозрачные конструкции данного типа помещений не выходят на некоторые стороны света, площадь светопрозрачных конструкций для этих сторон света задается равной нулю.
|
|
|
|
|
Таблица 2.9 |
|
Перечень рассматриваемых САПР геометрических параметров |
||||||
ограждающих конструкций |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметр |
Обозначение |
|
Единица |
|||
|
измерения |
|||||
Площадь наружных стен (за исключением про- |
|
A |
w |
|
м2 |
|
емов) |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Площадь наружных дверей и ворот |
|
A |
ed |
|
м2 |
|
Площадь совмещенных покрытий (в том числе |
|
A |
c |
|
м2 |
|
над эркерами) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Площадь чердачных перекрытий |
|
A |
c1 |
|
м2 |
|
Площадь цокольных перекрытий |
|
A |
f |
|
м2 |
|
Площадь перекрытий над проездами и под эр- |
|
A |
f1 |
|
м2 |
|
керами |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Площадь светопрозрачных конструкций поме- |
A |
СК-С |
|
м2 |
||
щений одного типа с северной стороны здания |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
34
Окончание табл. 2.9
Параметр |
Обозначение |
Единица |
||||
измерения |
||||||
Площадь светопрозрачных конструкций поме- |
A |
СК-Ю |
м2 |
|||
щений одного типа с южной стороны |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
То же с западной стороны |
A |
СК-З |
м2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
То же с восточной стороны |
A |
СК-В |
м2 |
|||
То же с северо-западной стороны |
A |
СК-СЗ |
м2 |
|||
|
|
|
|
|||
То же с северо-восточной стороны |
A |
СК-СВ |
м2 |
|||
|
|
|
|
|||
То же с юго-западной стороны |
A |
СК-ЮЗ |
м2 |
|||
|
|
|
||||
То же с юго-восточной стороны |
A |
СК-ЮВ |
м2 |
|||
|
|
|
||||
Толщина наружных стен (за исключением про- |
|
|
|
|
lw |
м |
емов) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Толщина наружных дверей и ворот |
|
|
|
|
led |
м |
Толщина совмещенных покрытий (в том числе |
|
|
|
|
lc |
м |
над эркерами) |
|
|
|
|
|
|
Толщина чердачных перекрытий |
|
|
|
|
lc1 |
м |
Толщина цокольных перекрытий |
|
|
|
|
lf |
м |
Толщина перекрытий над проездами и под эр- |
|
|
|
|
lf1 |
м |
керами |
|
|
|
|
|
|
Шаг 9. На основании введенных на предыдущих двух шагах данных автоматически определяются характеристики ограждающих конструкций. В табл. 2.10 сведены определяемые на данном шаге характеристики ограждающих конструкций и соответствующие базы данных с их условными обозначениями.
Таблица 2.10
Автоматически определяемые характеристики ограждающих конструкций и соответствующие базы данных
|
Условное |
Единица |
|
Условное |
|
Характеристика |
обозна- |
База данных |
обозначе- |
||
измерения |
|||||
|
чение |
|
ние БД |
||
|
|
|
|||
Приведенное со- |
R r |
м2 · К/Вт |
Приведенных со- |
БД Rогр |
|
противление те- |
w |
|
противлений тепло- |
|
|
|
|
|
|||
плопередаче на- |
|
|
передаче ограждаю- |
|
|
ружных стен (за |
|
|
щих конструкций |
|
|
и с к л ю ч е н и е м |
|
|
|
|
|
проемов) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35
Окончание табл. 2.10
|
Условное |
Единица |
|
Условное |
|
Характеристика |
обозна- |
База данных |
обозначе- |
||
измерения |
|||||
|
чение |
|
ние БД |
||
|
|
|
|||
То же наружных |
Rr |
м2 · К/Вт |
То же |
БД Rогр |
|
дверей и ворот |
ed |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
То же совмещен- |
Rr |
м2 · К/Вт |
» |
БД Rогр |
|
ных покрытий |
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
(в том числе над |
|
|
|
|
|
эркерами) |
|
|
|
|
|
То же чердачных |
Rr |
м2 · К/Вт |
» |
БД Rогр |
|
перекрытий |
c1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
То же цокольных |
Rr |
м2 · К/Вт |
» |
БД Rогр |
|
перекрытий |
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
То же перекрытий |
Rr |
м2 · К/Вт |
» |
БД Rогр |
|
над проездами и |
f1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
под эркерами |
|
|
|
|
|
То же остекления |
R r |
м2 · °С/Вт |
Приведенных со- |
БД Rос |
|
светового проема |
w |
|
противлений тепло- |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
передаче остекления |
|
|
|
|
|
светового проема |
|
|
Коэффициент те- |
kОС |
— |
Коэффициентов те- |
БД Kос |
|
плопропускания |
|
|
плопропускания |
|
|
остеклением све- |
|
|
остеклением свето- |
|
|
товых проемов |
|
|
вых проемов |
|
|
Расход инфиль- |
Gинф |
кг/с |
Расхода инфильтра- |
БД GI |
|
трации через све- |
|
|
ции через светопроз- |
|
|
т о п р о з р а ч н ы е |
|
|
рачные конструкции |
|
|
конструкции |
|
|
|
|
Шаг 10. Ввод параметров микроклимата для помещения подразумевает ввод значений температуры и относительной влажности воздуха в помещении, которые должны поддерживаться инженерными системами здания. Названные величины сведены в табл. 2.11.
Таблица 2.11
Задаваемые пользователем параметры микроклимата помещения
Величина |
Обозначение |
Единица измерения |
|
|
|
Температура внутреннего воздуха |
tвв |
К |
Относительная влажность внутрен- |
φвв |
% |
него воздуха |
|
|
|
|
|
36
Шаг 11. Ввод коэффициента использования и удельных тепловыделений основного оборудования для каждого типа помещений предусматривает ввод среднего значения удельных тепловыделений используемого основного оборудования и коэффициента, вычисляемого по формуле (2.5)
K |
ПК |
= |
nПК |
, |
(2.5) |
|
|
n |
|
||
|
|
|
|
||
где KПК — коэффициент использования основного оборудования; nПК — среднее число людей, использующих основное обоорудование в помещениях данного типа, чел.; n — среднее общее число людей в помещениях данного типа, чел.
В табл. 2.12 сведены вводимые данные об основном оборудовании.
Таблица 2.12
Задаваемые пользователем данные о персональных компьютерах
Величина |
Обозначение |
Единица измерения |
|
|
|
Коэффициент использования пер- |
KПК |
— |
сональных компьютеров |
|
|
|
|
|
Удельные тепловыделения от пер- |
qПК |
Вт/шт. |
сональных компьютеров |
|
|
|
|
|
Шаг 12. Ввод числа, коэффициента использования и удельных тепловыделений вспомогательного оборудования для каждого типа помещений предусматривает ввод среднего значения удельных тепловыделений используемых в помещениях данного типа единиц вспомогательного оборудования и их количества.
Коэффициент использования вспомогательного оборудования вычисляется по формуле (2.6)
P факт
KПУ = ПУ , (2.6)
PПУпасп
где PПУфакт — фактическая производительность вспомогательного оборудования, ед./мин.; PПУпасп — паспортная производительность вспомогательного оборудования, ед./мин.
В табл. 2.13 сведены вводимые данные о вспомогательном оборудовании.
37
Таблица 2.13
Задаваемые пользователем данные о печатающих устройствах (принтерах)
Величина |
Обозначение |
Единица измерения |
|
|
|
Коэффициент использования печа- |
KПУ |
— |
тающих устройств |
|
|
|
|
|
Число печатающих устройств |
nПУ |
шт. |
(принтеров) |
|
|
|
|
|
Удельные тепловыделения от печа- |
qПУ |
Вт/шт. |
тающих устройств (принтеров) |
|
|
|
|
|
Шаг 13. Ввод числа, коэффициента использования и удельных тепловыделений осветительных приборов предусматривает ввод среднего значения удельных тепловыделений используемых в помещениях данного типа осветительных приборов и их количества.
Коэффициент использования осветительных приборов вычисляется по формуле (2.7)
KОП |
= |
1440 |
, |
(2.7) |
|
||||
|
|
TОП |
|
|
где 1440 — число минут в сутках; TОП — время использования осветительных приборов в течение суток, мин.
В табл. 2.14 сведены вводимые данные об осветительных приборах.
|
|
Таблица 2.14 |
Задаваемые пользователем данные об осветительных приборах |
||
|
|
|
Величина |
Обозначение |
Единица измерения |
|
|
|
Коэффициент использования осве- |
KОП |
— |
тительных приборов |
|
|
|
|
|
Число осветительных приборов |
nОП |
шт. |
Удельные тепловыделения от осве- |
qОП |
Вт/шт. |
тительных приборов |
|
|
|
|
|
Шаг 14. Выбор способа моделирования погодных условий состоит в выборе между двумя альтернативами:
•составление климатического сценария на основе архива реальных погодных условий;
38
•произвольное задание пользователем значений параметров погодных условий.
Шаг 15. Порядок задания моментов времени начала и завершения моделирования зависит от выбранного на предыдущем шаге климатического сценария. В случае выбора варианта моделирования реальных погодных условий 2008 календарного года пользователю предлагается выбор начальной и конечной даты моделирования с указанием числа и месяца. В случае выбора варианта моделирования погодных условий в диапазоне, заданном пользователем, пользователю необходимо ввести ноль в качестве момента времени начала моделирования и число моделируемых часов работы инженерных систем здания в качестве момента завершения моделирования.
В табл. 2.15 сведены вводимые данные о времени моделирования.
|
|
Таблица 2.15 |
Задаваемые пользователем данные об осветительных приборах |
||
|
|
|
Величина |
Обозначение |
Единица измерения |
|
|
|
Момент начала моделирования |
Т1 |
с |
Момент завершения моделирования |
Т2 |
с |
Шаг 16. Поскольку период моделирования входит в число исходных данных автоматического моделирования энергопотребления здания, необходим автоматический расчет периода моделирования, осуществляемый по формуле (2.8)
Т = Т2 – Т1. |
(2.8) |
Шаг 17. На данном шаге происходит автоматизированное составление сценариев внешних воздействий — сценариев действий человека в помещениях различного типа и климатического сценария.
Набор вводимых параметров зависит от выбранного способа моделирования погодных условий. В табл. 2.16 сведены параметры, вводимые в случае выбора способа моделирования погодных условий, предусматривающего составление климатического сценария.
39
Таблица 2.16
Параметры, вводимые в случае составления климатического сценария
Величина |
Обозначение |
Единица измерения |
Минимальное число людей в помеще- |
nmin |
чел |
ниях данного типа |
л |
|
|
|
|
Максимальное число людей в поме- |
nmax |
чел |
щениях данного типа |
л |
|
|
|
|
Время суток, соответствующее при- |
Tприход |
с |
ходу людей в помещения данного типа |
|
|
Время суток, соответствующее уходу |
Туход |
с |
людей из помещений данного типа |
|
|
Вероятность присутствия минималь- |
p(nmin) |
— |
ного количества людей в помещениях |
л |
|
|
|
|
данного типа |
|
|
Вероятность присутствия среднего |
p(nср) |
— |
количества людей в помещениях дан- |
л |
|
|
|
|
ного типа |
|
|
Вероятность присутствия максималь- |
p(nmax) |
— |
ного количества людей в помещениях |
л |
|
|
|
|
данного типа |
|
|
Вероятность отдыха людей в помеще- |
p(B1) |
— |
ниях данного типа |
|
|
Вероятность производства людьми |
p(B2) |
— |
легкой работы в помещениях данного |
|
|
типа |
|
|
Вероятность производства людьми |
p(B3) |
— |
работы средней тяжести в помещени- |
|
|
ях данного типа |
|
|
Вероятность производства людьми |
p(B4) |
— |
тяжелой работы в помещениях дан- |
|
|
ного типа |
|
|
В табл. 2.17 сведены параметры, вводимые в случае выбора способа моделирования погодных условий, предусматривающего произвольное задание пользователем погодных условий.
Таблица 2.17
Параметры, вводимые в случае произвольного задания пользователем значений параметров погодных условий
Величина |
Обозначение |
Единица измерения |
Минимальное число людей в помеще- |
nmin |
чел |
ниях данного типа |
л |
|
|
|
|
|
|
|
40
