Статья опубликована в рамках: XX Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» (Россия, г. Новосибирск, 04 мая 2017 г.)
Наука: Технические науки
Секция: Энергетика
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции
дипломов
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ЭНЕРГОАУДИТА ЗДАНИЙ НА ОСНОВЕ СНИП РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
На сегодняшний день актуальны вопросы энергосбережения и повышения энергетической эффективности, так как данные направления вносят огромный вклад в устойчивое развитие нашей страны. Кроме того, обеспечение повышения энергоэффективности стимулирует внедрение новых инновационных технологий и решений, что в свою очередь стимулирует активное взаимодействие развития науки и трансферта технологий.
Энергоаудит включает обследование здания, оценку и анализ существующей ситуации и различных мероприятий, которые могут быть осуществлены для снижения потребления энергии и улучшения микроклимата в здании. В настоящее время существует много различных компьютерных программ, осуществляющих автоматизированный энергоаудит зданий, таких, как ENSI EAB (Норвегия), ArCADia-TERMO (Польша), «Энергоаудит Зданий, Строений, Сооружений» (Россия). Как видно, среди них нет казахстанских программ, содержащих данные казахстанских СНиПов, стандартов.
В данной статье описана разработка автоматизированной программы энергоаудита зданий, разработанной на основе казахстанских СНиПов. При разработке программы использовались несколько программных сред: среда графического программирования LabVIEW – для выполнения расчетной части программы, включающей расчет тепловых потерь, коэффициента инфильтрации и многое другое; среда SQL - server - для создания базы данных, в которой содержатся данные по климатическим условиям в разных городах Казахстана; материалам, используемых в ограждающих конструкциях зданий и т.п.
В среде SQL - server создана база данных «Energoaudit», содержащая 8 таблиц, из которых 5 являются основными: Klimaticheskie_dannye_goroda, Tipy_zd_gorod, Vidy_perepletov, Zapolnenie_svet_proema, Tipy_zdania, Materialy_ogr_konstr, а 2 промежуточными - для связи между таблицами. На рисунке 1 представлена концептуальная модель этой базы данных (КМД), в которой таблицы связаны между собой отношениями один-ко-многим.
Например, таблица «Klimaticheskie_dannye_goroda» (рисунок 2) содержит 8 столбцов, в которых находятся климатические данные по городам Казахстана. Данные взяты из СНиПа РК 2.04-21-2004 «Энергопотребление и тепловая защита гражданских зданий и МСН 2.04-02-2004 «Тепловая защита зданий».
Таблица «Materialy_ogr_konstr» (рисунок 3) содержит 5 столбцов, содержащих данные по материалам конструкций зданий, их плотности, удельной теплоемкости, коэффициента теплопроводности.
Рисунок 1. КМД базы данных «Energoaudit»
Рисунок 2. Таблица «Klimaticheskie_dannye_goroda»
Рисунок 3. Таблица «Materialy_ogr_konstr»
Суммарные тепловые потери здания рассчитываются как сумма тепловых потерь через ограждающие конструкции и тепловых потерь с инфильтрирующим воздухом через неплотности наружных ограждений [3, с. 195]:
QΣ=QT+ QИ , (1)
где QΣ – суммарные тепловые потери здания;
QT – теплопотери теплопередачей через ограждающие конструкции;
QИ– теплопотери с инфильтрирующим воздухом через неплотности наружных ограждений.
Общие теплопотери здания через наружные ограждающие конструкции QТ, Мдж, следует определять по формуле:
QТ = 0,0864 Km·Dd·Aesum, (2)
где Km - общий коэффициент теплопередачи здания, Вт/(м2-°С);
Dd - градусо-сутки района строительства, °С · сут;
Aesum - общая площадь внутренней поверхности наружных ограждающих конструкций, включая покрытие (перекрытие) верхнего этажа и перекрытие пола нижнего (цокольного) отапливаемого помещения, м2.
Тепловые потери с инфильтрирующим воздухом:
QИ = wFcв(tв – tн) , (3)
где w – скорость прохождения инфильтрирующего воздуха через неплотности ограждения, м/с;
F – площадь суммарного сечения неплотностей ограждения, м2;
cв – теплоемкость воздуха, кДж/м3К.
Расчетная часть программы основана на вышеприведенных формулах (1-3). В качестве примера расчетной части на рисунке 4 показан интерфейс программы, реализованный в LabView, для расчета тепловых потерь с инфильтрирующим воздухом. На интерфейсе представлены входные данные: высота здания, скорость ветра, площадь суммарного сечения неплотностей ограждения, а также наружная и внутренняя температуры воздуха.
На рисунке 5 показана блок-диаграмма LabView (код программы) для расчета тепловых потерь QИ, в которой используются различные блоки для ввода и вывода данных, с заданными некоторыми константы, необходимыми при расчетах, а также рассчитывается плотность воздуха при данных температурах.
Рисунок 4. Интерфейс расчета тепловых потерь с инфильтрирующим воздухом
Рисунок 5. Блок-диаграмма для расчета тепловых потерь QИ
Для создания запросов из LabVIEW к данным базы данных, созданной в среде SQL –server, использовался Администратор источника данных ODBC (рисунок 6), блоки LabView - функции Database (рисунок 7), также использовались такие компоненты LabView, как SQL Open.vi, SQL Close.vi, SQL Select.vi. для работы с данными. На рисунке 8 представлена блок-диаграмма LabView для создания запросов к базе данных «Energoaudit».
Рисунок 6. Окно Администратора источника данных ODBC
Рисунок 7. Блоки для работы с базами данных
Рисунок 8. Блок-диаграмма для создания запросов к базе данных «Energoaudit»
Заключение
Разработанная программа позволяет осуществлять автоматизированный энергоаудит таких типов зданий, как жилые здания, общеобразовательные, лечебные и дошкольные учреждения. Она актуальна тем, что все данные взяты из казахстанских стандартов (СНиП), программа разработана в среде LabVIEW 2015, с созданием запросов к базе данных Energoaudit, разработанной в среде SQL- server 2012.
Список литературы:
- Богословский В.Н. Тепловой режим зданий. Москва: Стройиздат, 1979 -248 с.
- Еремкин А.И., Королева А.И. Тепловой режим зданий: Учебное пособие. – М.: Издательство АСВ, 2000 – 368 с.
- Сериков Э. А. Теплоэнергетические системы и энергоиспользование в промышленном теплотехнологическом производстве: Учебное пособие для вузов. – Алматы: Эверо, 2007.
- СНиП РК 2.04-21-2004 «Энергопотребление и тепловая защита гражданских зданий».-Астана: МИиТ РК, 2006. - 76с.
дипломов
Оставить комментарий