Гетманчук Г. О. Оцінювання розосередженого рівня природного повітрообміну в будівлях з врахуванням мінливості внутрішніх та зовнішніх умов

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0824U001972

Облікова картка дисертації

0824U001972.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 144 - Теплоенергетика

Спеціалізована вчена рада

ДФ 26.002.173; ID 5845

Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"

Анотація

В дисертаційній роботі проведено огляд та аналіз впливовості кратності повітрообміну як вентиляційної складової на енергоефективність будівель різного призначення. Наведено літературний огляд з питань підходів до визначення кратності повітрообміну, де окреслено основні фактори які впливають на забезпечення комфортних умов з точки зору якості повітря. В тому числі приділена увага показнику СО2 в приміщеннях, як індикатору якості повітря. Представлена емпірична методика розрахунку погодинної природної кратності повітрообміну в багатоповерхових будівлях в умовах мінливості зовнішнього та внутрішнього середовища. Також наведений план експерименту та методика визначення природної кратності повітрообміну на базі експериментальних вимірювань рівня СО2 в репрезентативних приміщеннях з кроком 1 хвилина. Визначення концентрації СО2 було проведено на основі масового балансу вибраних приміщень з врахуванням ключових параметрів: природного повітрообміну, фонової (зовнішньої) концентрацію СО2, початкової концентрації СО2 в приміщенні, присутності людей та геометричних розмірів приміщення. В рамках дослідження було проаналізовано зміну концентрації СО2 в приміщенні в залежності від ряду параметрів, а саме: виділень від людей, зміни концентрація СО2 у припливному повітрі та об'єму припливного повітря. За результатами проведеного аналізу встановлено, що регулювання кратності повітрообміну за рівнем СО2 є кращим підходом, ніж просте дотримання нормативних значень, оскільки цей підхід дозволяє більш точно та ефективно регулювати повітрообмін в будівлях, враховуючи реальні умови та потреби користувачів. У дисертації представлено результати експериментальних досліджень концентрації СО2 та визначена кратність природного повітрообміну в аудиторіях навчального корпусу КПІ ім. Ігоря Сікорського. Встановлено, що без врахування провітрювань кратність повітрообміну становить 0,41 год-1, з врахуванням провітрювань середня кратність повітрообміну становить 0,48 год-1. На основі декількох серій вимірювань проведених в зимовий період в приміщеннях житлової будівлі було встановлено, що характерним є явище інфільтрації. За даного механізму циркуляції повітря, кратність повітрообміну складала 0,74 год-1 для житлової кімнати, від 0,73 год-1 для коридору, та 3,4 год-1 для кухні. При умовах ексфільтрації, кратність повітрообміну для житлової кімнати була на рівні 0,37 год-1, 1,06 год-1для коридору, та 0,57 год-1 для кухні. Експерименти підтвердили, що реальна кратність повітрообміну, коли свіже повітря надходить через вікна та двері, перевищує мінімальні нормативні значення. Однак, при оберненому потоці повітря, вона не відповідає нормативним значенням. Також проводилась обробка серії експериментальних досліджень в репрезентативних приміщеннях квартири в літній період. Протягом літнього періоду було виявлено, що кількість випадків інфільтрації та ексфільтрації майже однакова, але, як і для опалювального періоду, напрямки руху повітря в приміщеннях залежать від напрямку вітру. Для умов інфільтрації кратність повітрообміну становила 0,57 год-1 для житлової кімнати, 2,34 год-1 для коридору, 2,41 год-1 для кухні. Для умов ексфільтрації кратність повітрообміну становила 0,24 год-1 для житлової кімнати, 0,94 год-1 для коридору, 0,52 год-1 для кухні. В рамках експериментального дослідження також проводились експериментальні заміри концентрації СО2 в аудиторії учбового корпусу КПІ ім. Ігоря Сікорського №22 в режимі охолодження в літній період. Отримані результати показують, що величина природної кратності повітрообміну залежить від вітрового та стак ефектів. З посиленням різниці температур між внутрішнім та зовнішнім повітрям, спостерігається зростання величини кратності повітрообміну від 0,37 до 0,9 год-1. Проведено аналіз енергетичних показників досліджуваних приміщень на основі моделей, створених у програмному середовищі EnergyPlus, які дозволяють визначати енергоспоживання будівлі на потреби опалення з врахуванням мінливості фактичного природного повітрообміну в житлових будівлях. За результатами енергетичного моделювання, річна економія енергії з врахуванням фактичних значень природної кратності повітрообміну в різних зонах будівлі становить 5,4% в порівнянні зі стандартом ДСТУ Б EN 15251:2011, а в порівнянні зі стандартом ДБН В.2.2-15:2019 – 7,7%.

Читати повністю

Публікації

Дешко В., Білоус І., Гетманчук Г. Параметричний аналіз природного повітрообміну в багатоквартирних житлових будівлях. Енергетика: економіка, технології, екологія. 2023. № 4. С. 57–68.

Дешко В. І., Білоус І. Ю., Гетманчук Г. О. Бази кліматології для визначення енергетичних характеристик будівель. Енергетика: економіка, технології, екологія. 2017. № 4, № 50. С. 67–73.

Тимофєєв М. В., Дешко В.І, Білоус І.Ю., Гетманчук Г.О. Розрахунок погодинної природної кратності повітрообміну та її вплив на енергопотребу будівель в динамічних сіткових моделях. Наука та будівництво. 2019. № 2(20). С. 62–69.

Дешко В. І., Білоус І. Ю., Гетманчук Г. О. Розрахунок погодинної природної кратності повітрообміну в багатоповерхових будівлях в умовах мінливості зовнішнього та внутрішнього середовища. Збірник наукових праць Українського державного університету залізничного транспорту. 2019. № 184. С. 68–78.

Deshko V. I., Bilous I. Y., Vynogradov-Saltykov V. O., Shovkaliuk M. M., Hetmanchuk H. O. Integrated approaches to determination of CO2 concentration and air rate exchange in educational institution. Rocznik ochrona srodowiska, 2020. Vol. 22, no. 1. P. 82–104.

Дешко В. І., Білоус І. Ю., Гетманчук Г. О. Дослідження повітрообміну в квартирі на основі експериментального визначення масопереносу СО2. Енергетика і автоматика. 2023. № 3. С. 28–40.

Bilous I. Y., Hetmanchuk H. O. Use of climatic databases fоr determinating the energy need of heat buildings. Scientific results of 2017 :зб. наук. матеріалів ХV Міжнар. науково-практ. інтернет - конф., м. Вінниця, 15 груд. 2017 р. Вінниця, 2017. С. 14–16.

Deshko V. I., Bilous I. Y., Hetmanchuk H. O. Bases of climatic and weather data for buildings energy performance determination. Scientific results of 2017 : working program and proceedings international scientific – practical conference of young scientists, Kyiv, 1 December 2017. / Kyiv National University of Construction and Architecture. Kyiv, 2017. P. 256–257

Тимофєєв М. В., Дешко В.І, Білоус І.Ю., Гетманчук Г.О. Розрахунок в динамічних сіткових моделях погодинної кратності повітрообміну та її вплив на енергопотребу будівель. Інтегровані енергоефективні технології в архітектурі та будівництві: «Енергоінтеграція-2019»: тези доп. дев'ятої міжнар. науково-практ. конф., м. Київ, 26 квіт. 2019 р. / Київ. нац. ун-т. буд-ва і арх. Київ, 2019. С. 26–27

Дешко В. І., Білоус І. Ю., Гетманчук Г. О. Визначення кратності повітрообміну в залежності від зовнiшніх та внутрішніх факторiв. Природничi та гуманітарні науки. Актуальні питання : зб. тез мiжнар. студент. науково-технiчна конф., мю Тернопіль, 27 квіт. 2018. / Терноп. нац. техн. ун-т. ім. І. Пулюя. Тернопіль, 2018, С. 81–82

Білоус І. Ю., Гетманчук Г. О. Розрахунок кратності повітрообміну та її вплив на енергопотребу будівлі. Всеукраїнський конкурс студентських наукових робіт з галузі «Енергетика» : зб. тез доп., м. Маріуполь, 25 берез. 2019 р. / Приаз. держ. техн. ун-т. Маріуполь, 2019. С. 7.

Дешко В. І., Білоус І. Ю., Суходуб І. О., Гетманчук Г. О. Моделювання обтікання зовнішнім повітрям будівель середньої поверховості. Проблеми та перспективи розвитку енергетики, електротехнології та автоматики в АПК : матеріали Міжнар. наук.-практ. конф. пам’яті проф. В. М. Синькова, м. Київ, 19 груд. 2019. / Київ. Нац. ун-т. біоресурсів і природокористування Укр. Київ, 2019. С. 160–161.

Дешко В. І., Білоус І. Ю., Гетманчук Г. О. Динамічні моделі для визначення енергопотреби на охолодження будівель. Сучасні проблеми наукового забезпечення енергетики : матеріали ХVІ Міжнар. наук.-практ. конф. аспірантів, магістрантів і студентів, м. Київ, 27 квіт. 2018. / КПІ ім. Ігоря Сікорського. Київ, 2018. Т 1. С. 184.

Білоус І. Ю., Гетманчук Г. О. Розрахунок кратності повітрообміну та її вплив на енергопотребу будівлі. Енергетика. Екологія. Людина : матеріали ХІ наук.-техн. конф. Інституту енергозбереження та енергоменеджменту, м. Київ, 25 квіт. 2019. / КПІ ім. Ігоря Сікорського. Київ, 2019. С. 26–31.

Дешко В. І., Білоус І. Ю., Гетманчук Г. О. Експериментальне дослідження якості повітря в багатоквартирному житловому будинку сімейного типу. Комплексне забезпечення якості технологічних процесів та систем : матеріали XI міжнар. наук.-практ. конф., м. Чернігів, 27 трав. 2021. / Черніг. політехніка. Чернігів, 2021, С. 148–149.

Білоус І. Ю., Гетманчук Г. О. Експериментальне дослідження повітрообміну з урахуванням масопереносу СО2 в квартирі. Сучасні проблеми наукового забезпечення енергетики : матеріали ХХ Міжнар. наук.-практ. конф. аспірантів, магістрантів і студентів, м. Київ, 25 квіт. 2023. / КПІ ім. Ігоря Сікорського. Київ, 2023. С. 222–223.

Читати повністю

Файли

autoreferat-Анотація PhD Гетманчук Г-О.docx

editrequest-photo_5242616383953561816_y.jpg

Дисертація PhD Гетманчук Г-О.pdf

Схожі дисертації

0824U002602

Сапунов Анатолій Олександрович

Оцінювання енергоефективності будівлі дошкільного навчального закладу в умовах забезпечення теплового комфорту

0824U002533

Голубенко Олександр Олександрович

Оцінювання впливу поведінково-експлуатаційних факторів на рівень енергоефективності будівлі за допомогою динамічного моделювання

0824U001955

Псарьов Сергій Олександрович

Удосконалення процесів гібридних водоаміачних термотрансформаторів з приводом від сонячних енергетичних установок

0824U001721

Кобилянська Ольга Олександрівна

Підвищення ефективності робочого процесу струменево-нішевих пальників за рахунок домішок водню

0824U001596

Марисюк Богдан Олександрович

Ресурсні характеристики парових турбін від дії крутильних коливань