СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПАССИВНЫХ СОЛНЕЧНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ИХ ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
Боковая панель статьи
Основное содержимое статьи
Аннотация
В работе проанализированы современные подходы к математическому моделированию пассивных систем солнечного отопления с использованием энергоэффективных оконных блоков. Рассмотрены эмпирические, аналитические и численные методы (включая метод конечных элементов и многослойное моделирование теплопередачи) с учётом климатических особенностей, что позволяет оптимизировать конструктивные решения и режимы эксплуатации пассивных систем солнечного отопления. Особое внимание уделено внедрению инновационных энергоактивных оконных блоков (многослойные стеклопакеты с инертным газом, низкоэмиссионным покрытием, фазопереходными материалами) для повышения энергоэффективности зданий. На основе проведённого анализа разработаны рекомендации по интеграции ПССО в энергоэффективные проекты и выделены ключевые факторы адаптации международного опыта к региональным климатическим условиям. Полученные результаты подтверждают значительный потенциал пассивных систем солнечного отопления в снижении энергопотребления и улучшении экологической устойчивости строительной отрасли.
Downloads
Информация о статье
Выпуск
Раздел
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Условия массовой лицензии
(Для Open Journal Systems (OJS))
-
Авторское право:
Авторское право на опубликованную статью остается за автором(ами). В то же время после публикации статья распространяется на платформе OJS под лицензией Creative Commons (CC BY). -
Тип лицензии:
Данная статья распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0). Это означает, что пользователи могут использовать статью на следующих условиях:- Копирование и распространение: Текст статьи или его части могут свободно распространяться.
- Цитирование и анализ: Части статьи могут использоваться для цитирования.
- Свободное использование: Статья может быть свободно использована для научных и образовательных целей.
- Указание авторства: Пользователи обязаны правильно указывать авторство и ссылаться на оригинальный источник.
-
Коммерческое использование:
Использование статьи в коммерческих целях разрешено, однако необходимо указание авторства и ссылки на источник. -
Изменение документа:
Текст или содержание статьи могут быть изменены или переработаны, при условии, что это не наносит вреда авторству. -
Ограничение ответственности:
Автор(ы) несут ответственность за точность информации, содержащейся в статье. Редакция платформы не несет ответственности за любой ущерб, возникший в результате использования данной информации. -
Обязательства при публичном использовании:
Содержание статьи должно использоваться только в соответствии с законодательными и этическими нормами. Незаконное использование строго запрещено.
Примечание:
Данные условия лицензии направлены на обеспечение прозрачности и открытости использования материалов. Принимая эти условия, вы соглашаетесь на переработку и распространение содержания статьи в соответствии с условиями лицензии Creative Commons.
Ссылка: Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)
Как цитировать
Библиографические ссылки
1. R.R. Avezov, N.R. Avezova, N.A. Matchanov, Sh.I. Suleimanov, R.D. Abdukadirova, History and State of Solar Engineering in Uzbekistan// Applied Solar Energy, 2012, Vol. 48, No. 1, pp. 14–19. DOI: https://doi.org/10.3103/S0003701X12010033
2. Авезов Р.Р., Орлов А.Ю. Солнечные системы отопления и горячего водоснабжения. Ташкент: Фан, 1988. 288 с.
3. Janssen, H., Blocken, B., & Carmeliet, J. Conservative modelling of the moisture and heat transfer in building components under atmospheric excitation. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2007.50, 1128-1140.https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2006.06.048. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2006.06.048
4. Gerlich, V. Modelling of Heat Transfer in Buildings., 2011 244-248. https://doi.org/10.7148/2011-0244-0248. orientation. Applied Thermal Engineering, 2017. 112, 15-24. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2016.10.068. DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2016.10.068
5. Basok, B.I.; Nakorchevskii, A.I.; Goncharuk, S.M.; Kuzhel, L.N. Experimental Investigations of Heat Transfer Through Multiple Glass Units with Account for the Action of Exterior Factors. J. Eng. Phys. Thermophys. 2017, 90, 88–94. DOI: https://doi.org/10.1007/s10891-017-1542-9
6. Брызгалин Владислав Викторович, Соловьев Алексей Кириллович Использование пассивных систем солнечного отопления как элемента пассивного дома // Вестник МГСУ. 2018. №4 (115). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-passivnyh-sistem-solnechnogo-otopleniya-kak-elementa-passivnogo-doma.
7. Авезов P.P., Бабакулов К.Б. Метод теплотехнического расчета пассивной системы солнечного обогрева (нестационарный режим). -Гелиотехника, 1982, № 5, с.11-18
8. Krivoshein, Y. O., Tolstykh, A. V., Tsvetkov, N. A., & Khutornoy, A. N. Mathematical model for calculating solar radiation on horizontal and inclined surfaces for the conditions of Yakutsk. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2020, 408, 012002. doi:10.1088/1755-1315/408/1/012002 DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/408/1/012002
9. Misiopecki, C., Bouquin, M., Gustavsen, A., & Jelle, B. P. Thermal modeling and investigation of the most energy-efficient window position. Energy and Buildings, 2018, 158, 1079–1086. doi: 10.1016/j.enbuild.2017.10 DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.10.021
10. Pilipenko, A., & Petrov, S. Computer Simulation and Modelling System of Non-Stationary Heat Exchange Processes. MATEC Web of Conferences, 2018, 155, 01036. doi:10.1051/matecconf/2018155 DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201815501036
11. Tian, Z.; Zhang, X.; Jin, X.; Zhou, X.; Shi, X. Towards adoption of building energy simulation and optimization for passive building design: A survey and a review. Energy Build. 2018, 158, 1306–1316. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.11.022
12. Nguyen A, Reiter S, Rigo P.;1; A review on simulation-based optimization methods applied to building performance analysis. 2014:1043-58. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.08.061
13. Crawley, Drury B., et al.;1; «EnergyPlus: creating a new-generation building energy simulation program." Energy and buildings 33.4, 2001. 319-331. DOI: https://doi.org/10.1016/S0378-7788(00)00114-6
14. Hirsch, James “eQUEST”. DOE2. com. http://www. doe2. com/equest, (Accessed 26.05.2016).
15. DesignBuilder. https://www.designbuilder.co.uk. /software/product-overview (Accessed 26.05.2016).
16. Гражданкин А.А., Иванченко В.Т., Письменский А.В. Математическое моделирование теплопередачи через ограждающую конструкцию // Вестник БГТУ имени В. Г. 2020. №6.
17. Зима А. Г. Характеристики окна, влияющие на повышение его теплоизоляционных свойств // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. 2020. №3 (33).
18. Cuce E. Riffat S.B. A state-of-the-art review on innovative glazing technologies. Renew. Sustain. Energy Rev. 2015, 41, 695–714 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.08.084
19. Подковырина К.А., Подковырин В.С. Светопрозрачные ограждающие конструкции (методы снижения тепловых потерь и мировой опыт применения) // Архитектура и дизайн. 2018. № 1. С. 46-51. doi: 10.7256/2585-7789.2018.1.27981 DOI: https://doi.org/10.7256/2585-7789.2018.1.27981
20. Н.Р. Авезова, A.М. Мирзабаев, К.А. Самиев, Н.Н. Далмурадова, М.Х Дехконова. Краткий обзор инженерных подходов по разработке энергоактивых оконных блоков для пассивных зданий// «Проблемы информатики и энергетики» 2024/3 c-228-248
21. Павленко А.М., Садко К. Оценка численных методов прогнозирования энергоэффективности окон// Энергии. 2023; 16(3):1425. https://doi.org/10.3390/en16031425 DOI: https://doi.org/10.3390/en16031425
22. Jean-Michel Dussault, Louis Gosselin, Tigran Galstian. Assessment of building energy efficiency with smart window glazing curtain walls//International Workshop smart materials, structures & NDT in aerospace Conference NDT in Canada 2011. 2 - 4
23. Земцов Виктор Андреевич, Гагарина Елена Владимировна Расчетно-экспериментальный метод определения общего коэффициента пропускания света оконными блоками // Academia. Архитектура и строительство. 2010. №3.
24. Nourozi B, Ploskić A, Chen Y, Ning-Wei Chiu J, Wang Q, Heat transfer model for energy-active windows – An evaluation of efficient reuse of waste heat in buildings, Renewable Energy 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.10.043 DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.10.043
25. Basok, B. I., Davydenko, B. V., Isaev, S. A., Goncharuk, S. M., & Kuzhel’, L. N. Numerical Modeling of Heat Transfer Through a Triple-Pane Window. Journal of Engineering Physics and Thermophysics-2016, 89(5), 1277–1283. doi:10.1007/s10891-016-1492-7 DOI: https://doi.org/10.1007/s10891-016-1492-7
26. Kamal A.R. Ismail, Taynara G.S. Lago, Fatima A.M. Lino, Mário Ventura Mondlane, Mavd P.R. Teles, Experimental investigation on ventilated window with reflective film and development of correlations// Solar Energy, Volume 230, Pages 421-434, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2021.10.061
27. Avezov, R.R. Temperature field and heat transfer through partly ray-absorbing translucent enclosure of insolation passive systems for solar heating// Geliotekhnika, (3), pp. 54-57. 2003
28. R. R. Avezov, The influence of heat exchange conditions on the temperature regimes and heat transfer of a partially radiation-absorbing layer of complex transparent enclosures in passive solar heating systems// Geliotekhnika, no. 4, pp. 32-38, 2004.
29. R. R. Avezov and K. A. Samiev, Methodology for calculating the optical characteristics of double- and triple-layer transparent enclosures in passive solar heating// Geliotekhnika, no. 3, pp. 71-78, 2006.
30. Avezova, N.R., Avezov, R.R., Samiev, K.A. Modeling the stationary thermal conditions of a premises heated by a passive insolation system containing a three-layer translucent shield with a partially ray-absorbing film on its inner surface. Applied Solar Energy 2014 50 (1), pp. 30-34. DOI: https://doi.org/10.3103/S0003701X14010022
31. Avezova, N.R., Avezov, R.R., Rashidov, Y.K., Kasimov, F.S. The fuel-replacement factor of insolation passive solar-heating systems with a three-layer translucent shield with a partially ray absorbing transforming film on the inside Applied Solar Energy 2014, 50 (4), pp. 278-281 DOI: https://doi.org/10.3103/S0003701X14040057
32. К. А. Самиев. “Повышение эффективности сложных светопрозрачных ограждений с частично лучепоглощающим слоем инсоляционных пассивных систем солнечного отопления” автореферат диссертационная работа. Ташкент – 2010. С-55.
33. Avezova, N.R., Avezov, R.R., Rashidov, Y.K., Samiev, K.A. Model-based analysis of nonstationary thermal mode in premises with an insolation passive heating system with a three-layer translucent shield Applied Solar Energy 2014. 50 (3), pp. 184-187. DOI: https://doi.org/10.3103/S0003701X14030025
34. Avezov, R.R., Samiev, K.A. Effect of the placement of a partially radiation-absorbing layer on the optical and thermotechnical characteristics of a three-layer translucent screen of passive insolation solar-heating systems// Applied Solar Energy 2006. 42 (4), pp. 11-14.
35. Самиев К.А. Математическое моделирование теплового режима инсоляционного пассивного система солнечного отопления с трехслойными вентилируемыми светопрозрачными ограждениями// Гелиотехника. – 2009 №4. С.121-126.
36. Avezov, R.R., Samiev, K.A. Technique for calculation of optical characteristics of two- And three-layer light transmissive screens in insolation passive solar heating systems Applied Solar Energy 2006, 42 (3), pp. 45-49.
37. Самиев К.А. Тепловая эффективность пассивных систем солнечного отопления// авторереферат докторская диссертационная работа. Ташкент – 2023. с.56
38. N.R. Avezova, E.Yu Rakhimov, NN Dalmuradova, MB Shermatova. Adjustments to the indicators of the heating and cooling degree-days for regions of the Republic of Uzbekistan// 2-nd International Conference on Energetics, Civil and Agricultural Engineering (ICECAE 2021), PP. 278-288. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/939/1/012017
39. Murat Kenisarin, Kamola Kenisarina. Energy saving potential in the residential sector of Uzbekistan. // Energy 32 (2007) 1319–1325. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2006.09.014
40. КМК 2.01.04-97. Пособие по проектированию новых энергосберегающих решений по строительной теплотехнике. Строительная теплотехника. 01.01.2012 г.
41. Н.Р. Авезова, Э.Ю. Рахимов, А.У. Вохидов, М.Х. Дехконова. Методика расчета тепловых потерь через трехслойные светопрозрачные ограждения зданий// международной научно-практической конференции “Подготовка кадров по солнечной энергетике: технологии, методы и инструменты” 20 сентября 2024 года, г. Фергана
42. ERA5-Land hourly data from 1950 to present. https://cds-beta.climate.copernicus.eu/datasets/reanalysis-era5-land?tab=overview
43. Дехконова М.Х.“Программа для определения значения тепловых потерь в трехслойных энергоактивных оконных блоков для пассивных зданий”// ДГУ № 40083.14.06.2024
44. Nilufar Avezova, Akrom Mirzabaev, Ergashali Rakhimov, Nargiza Dalmuradova, Makhliyo Dekhkonova. Passive project strategy: Givoni diagram//Journal of Construction and Engineering Technology JCET: volume 2, issue 2, 2024.
45. ШНК 2.08.08-22. Пассивные здания: жилые. https://mc.uz/uploads/mcuz_999401255275.pdf