Lapszámok

Összefoglalás

A kutatás bemutatja az irodaépületek éves fűtési és hűtési igényeinek a megtakarítási lehetőségeit a burkolatüvegezés szerkezeti tulajdonságainak a függvényében.

Irodaépületekben az épületburok üvegezése nagymértékben befolyásolja a felhasználók komfortérzetét és munkavégző képességét. Különböző szempontokat figyelembe vevő optimalizálással megvizsgáltuk a beltéri megvilágítás minőségét a vizuális komfortfeltételek függvényében. A kutatás tárgya a beltéri fény teljesítményének és minőségének részletes elemzésére dinamikus Radiance fényszimulációval.

A kutatásban meghatároztuk az üvegezési arány, az ablakgeometria és az ablakszerkezet hatását az éves fűtési és hűtési energiaigényekre a beltéri fényintenzitás, a naptényező és a térbeli fényszórás függvényében. Az épületburok optimalizálását dinamikus EnergyPlus energiaszimuláció követte, amiből megállapítottuk az üvegezés paramétereinek a hatását a termikus modell éves energiaigényeire, amellyel közel 80%-os fűtési energiamegtakarítás érhető el.

1. Bevezetés

A kutatás során megvizsgáltuk az épületburok hatását az éves fűtési és hűtési energiaigényekre irodaépületek esetén. A különböző szempontokat figyelembe vevő optimalizálásban a következő kritériumokat vettük figyelembe: a természetes térbeli fényszórást, a térbeli fényintenzitást és a naptényezőt. A térbeli fényszórást dinamikus szimulációval futtattuk le a Radiance programban. Az elemzések rávilágítottak az üvegezés fontos tulajdonságaira, amelyek alkalmazásával hatékony energiafelújítási megoldásokat alkalmazhatunk. Az éves fűtési és hűtési energiaigényt három fő paraméter függvényében határoztuk meg: üvegezési arány, ablakgeometria és anyagtulajdonságok (hőátbocsátási tényező, összenergia átbocsátási tényező és fényáteresztő képesség). Az optimalizálást követően EnergyPlus programmal összehasonlító elemzést végeztünk a referencia épület energiaigényei és az újonnan tervezett multizónás termikus modell szimulált fűtési és hűtési energiaigényei között.

2. A vizsgálat bemutatása

A beltéri világítás, a fény minősége, a humán vizuális és termikus komfort korábbiakban számos kutatás témája volt [1 – 7]. Az előzetes energiamodellezésen alapuló kutatások bemutatták, hogy lehetséges termikus- és fényszimuláció alkalmazásával részletesen megvizsgálni az épületek energiaigényét [8]. Az üvegezés paramétereinek és a napsugárzás intenzitásának az elemzése is fontos téma az energiahatékonyság növelése érdekében [9, 10]. Az éves fűtési és hűtési terhelések meghatározására egy multizónás termikus modellt készítettünk a tízemeletes Újvidéki Műszaki Tudományegyetem központi irodaházáról, amelynek urbanisztikai jellemzői a  következő oldalon bemutatott 1. táblázatban láthatók.

1. táblázat. A referenciaépület urbanisztikai jellemzői

A dinamikus szimulációhoz szükséges részletes éghajlati adatokat a Meteonorm [11] adatbázisból töltöttük le, amely beolvasható a Radiance és az EnergyPlus programokba. A kutatás és a modellezés több fázisra osztható, amelyek a következők:
1. Geometriai modell szerkesztése Autodesk Revit
    szoftverrel [12];
2. Szoláris elemzés és dinamikus fényszimuláció Ecotect
    Analysis és Radiance szoftverekkel [13, 14];
3. Többzónás termikus modell szerkesztése Sketchup
    program alkalmazásával [15];
4. Többzónás termikus modell paramétereinek az
    adatbevitele az Open Studio szoftverrel [16];
5. Dinamikus energiaszimuláció az EnergyPlus szoftverrel
    [17].

Elemeztük a vizsgált irodaház energiafelhasználását 2012-ből, amely alapján elvégeztük a vizsgált modell validálását is.

3. A vizsgált irodaépület üvegezési arányának
    optimalizálása

3.1. A fényszimuláció adatbevitele a Radiance
        programba

A természetes fény minősége befolyásolja a felhasználók vizuális komfortérzetét és javítja a belső tér minőségét. A természetes fény pozitív hatással van az egészségre és a helyiségben tartózkodók munkavégző képességére.

Az energiaszimuláció bemutatja, hogy az üvegezési arány (ÜA) és az ablakgeometria (AG) nagymértékben befolyásolja az éves fűtési és hűtési energiaigényt. A kutatás tartalmazza az ablakgeometria (AG) elemzését és befolyását a belső tér fényszórására. Az alkalmazott AG és ÜA értékeket a 2. táblázat mutatja be. A fényszimuláció beállításai a 3. táblázatban láthatók.

A futtatásban háromszoros fényvisszaverődést alkalmaztunk közepes fényszórással és képminőség kivitelezéssel. Az elfogadott fényerősség skála 0 – 1000 lux volt. A fényerősség és fényszórás elemzése függ a vizsgált időponttól, az időintervallumtól, az égbolt tulajdonságaitól és a tájolástól. Az alapfeltétel a vizuális komfort egy állandó határértékeken belüli tartása volt (350 és 500 lux). Éves szinten összesen 720 szimulációt futtattunk le, melyek eredményeit részletesen elemeztük.

További részletek lapunk 2016/5-ös számának nyomtatott változatában található, illetve a teljes cikk pdf-formátumban is rendelkezésre áll regisztráltaknak havonta egy alkalommal, előfizetőknek korlátlanul).