Сравнение результатов энергетического моделирования жилого дома с помощью разных программных средств
Ключевые слова:
информационное и энергетическое моделирования зданий, моделирование вычислительной гидродинамики, энергопотребление, ArchiCAD, пакет проектирования пассивного дома PHPP, DesignPH, ECODesigner STAR, TRNSYS, MagiCAD Room
Аннотация
Рассмотрены следующие программные средства для расчета тепловых потерь и энергопотребления: Passive House Planning Package (PHPP) и DesignPH, EcoDesigner STAR, TRNSYS, MagiCAD Room. Расчеты выполнены для одного конкретного объекта — жилого дома общей площадью 205 м2, построенного в Московской области. Описаны применяемые BEM-пакеты. Отмечены их достоинства и недостатки, а также специфические особенности моделирования.
Проанализирован процесс взаимосвязи энергетической (BEM) модели с информационной (BIM) моделью здания. Сравнение результатов энергетического моделирования объекта при одинаковых теплофизических свойствах ограждающих конструкций показало, что в процессе проектирования зданий следует использовать сразу несколько BEM-пакетов, поскольку каждый из них по-своему уникален и дает важную информацию, а сравнение результатов расчета позволяет удостовериться в корректности моделирования.
Результаты расчета тепловых потерь теплопередачей во всех пакетах примерно совпали. Расчетные теплопоступления от солнечной радиации в EcoDesigner STAR выше, чем в PHPP. Расчётные внутренние тепловыделения во всех пакетах разные, так как каждый пакет использует свои методы задания внутренних тепловыделений. Отмечен основной минус EcoDesigner STAR и TRNSYS — отсутствие возможности задания коэффициента полезного действия рекуператора по теплу, что приводит к чрезмерно высоким тепловым нагрузкам на систему вентиляции. Пакет MagiCAD Room не учитывает тепловыделения и теплопоступления от солнечной радиации, поэтому его можно использовать только для расчета тепловых потерь и подбора отопительных приборов.
Литература
1. Башмаков И.А. Использование энергии и энергоэффективность в российском жилищном секторе. Как сделать его низкоуглеродным? // Энергосовет. 2014. № 2 (33). C. 22—32.
2. Крышов С.И., Курилюк И.С. Проблемы экспертной оценки тепловой защиты зданий // Жилищное строительство. 2016. № 7. С. 3—5.
3. BP Statistical Review of World Energy. London: Pureprint Group Limited, 2017.
4. Doe U. Building Energy Software Tools Directory. Washington, 2012.
5. Gao H., Koch C., Wu Y. Building Information Modelling Based Building Energy Modelling: a Review // Appl. Energy. 2019. V. 238. Pp. 320—343.
6. Талапов В.В. Жизненный цикл здания и его связь с внедрением технологии BIM [Электрон. ресурс] https://ardexpert.ru/article/8445 (дата обращения 14.10.2019).
7. Султангузин И.А. и др. Развитие системы энергоснабжения студгородка МЭИ на основе концепции «зелёного» строительства // Сантехника, отопление, кондиционирование. 2018. № 1. С. 106—109.
8. Калякин И.Д. и др. Внедрение энергосберегающих технологий в систему теплоснабжения реконструируемого административного здания // Энергосбережение — теория и практика: Труды IX Междунар. школы-семинара молодых ученых и специалистов. М.: Издат. дом МЭИ, 2018. С. 181—186.
9. Султангузин И.А. и др. Применение BIM, BEM и CFD технологий для проектирования, строительства и эксплуатации энергоэффективного дома // Сантехника, отопление, кондиционирование. 2019. № 3. С. 36—42.
10. Maile T, Fischer M, Bazjanac V. Building Energy Performance Simulation Tools — a Life-cycle and Interoperable Perspective // Center for Integrated Facility Eng. Working Paper. 2007. V. 107. Pp. 1—49.
11. Buonomano A, Montanaro U, Palombo A, Santini S. Dynamic Building Energy Performance Analysis: a New Adaptive Control Strategy for Stringent Thermo Hygrometric Indoor Air Requirements // Appl. Energy. 2016. V. 163. Pp. 361—86.
12. Файст В. Основные положения по проектированию пассивных домов. М.: Конти-Принт, 2015.
13. Feist W., Schnieder J. Energy Efficiency – a Key to Sustainable Housing // European Phys. J. 2009. V. 176. Pp. 141—153.
14. Feist W., Schnieders J., Dorer V., Haas A. Re-inventing Air Heating: Convenient and Comfortable Within the Frame of the Passive House Concept // Energy and Buildings. 2005. V. 37. Pp. 1186—1203.
15. Говорин А.В., Султангузин И.А. Энергоэффективный жилой дом с минимальным потреблением энергии от внешних сетей (Ашукино, Московская область) // Возобновляемая энергетика: будущее рядом: Материалы II Климатического Форума городов России. Москва, 2018. С. 18—21.
16. Sultanguzin I.A., Kalyakin I., Govorin A., Khristenko B., Yavorovsky Yu. Optimization of the Energy Efficient Active House // Proc. 3 INGENIUERTAG. Cottbus: Brandenburg University of Technology (BTU) Cottbus-Senftenberg, 2016. Pp. 8—12.
17. Султангузин И.А. и др. Расчет, строительство и обследование фасада энергоэффективного дома // Строительство и реконструкция. 2017. № 4. С. 110—118.
18. O'Donnell J.T. e. a. Transforming BIM to BEM: Generation of Building Geometry for the NASA Ames Sustainability Base BIM // Rep. Lawrence Berkeley National Laboratory. Berkeley, 2013.
19. ГОСТ 12.1.005—88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (с Изменением № 1).
20. Общий знаменатель. IFC — это намного больше, чем простой формат файла [Электрон. ресурс] https://bimlib.pro/articles/obshchiy-znamenatel-ifc-eto-namnogo-bolshe-chem-prostoy-format-fayla-17/ (дата обращения 11.03.2019).
21. СП 131.13330.2012. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99 (с Изменениями № 1, 2).
---
Для цитирования: Яворовский Ю.В., Султангузин И.А., Кругликов Д.А., Калякин И.Д., Яцюк Т.В. Сравнение результатов энер- гетического моделирования жилого дома с помощью разных программных средств // Вестник МЭИ. 2020. № 3. С. 31—39. DOI: 10.24160/1993-6982-2020-3-31-39.
#
1. Bashmakov I.A. Ispol'zovanie Energii i Energoeffektivnost' V Rossiyskom Zhilishchnom Sektore. Kak Sdelat' Ego Nizkouglerodnym? Energosovet. 2014;2 (33): 22—32. (in Russian).
2. Kryshov S.I., Kurilyuk I.S. Problemy Ekspertnoy Otsenki Teplovoy Zashchity Zdaniy. Zhilishchnoe Stroitel'stvo. 2016;7:3—5. (in Russian).
3. BP Statistical Review of World Energy. London: Pureprint Group Limited, 2017.
4. Doe U. Building Energy Software Tools Directory. Washington, 2012.
5. Gao H., Koch C., Wu Y. Building Information Modelling Based Building Energy Modelling: a Review. Appl. Energy. 2019;238:320—343.
6. Talapov V.V. Zhiznennyy Tsikl Zdaniya i Ego Svyaz' s Vnedreniem Tekhnologii BIM [Elektron. Resurs] https:// ardexpert.ru/article/8445 (Data Obrashcheniya 14.10.2019). (in Russian).
7. Sultanguzin I.A. i dr. Razvitie Sistemy Energosnabzheniya Studgorodka MEI na osnove Kontseptsii «Zelenogo» Stroitel'stva. Santekhnika, Otoplenie, Konditsionirovanie. 2018;1:106—109. (in Russian).
8. Kalyakin I.D. i dr. Vnedrenie Energosberegayushchikh Tekhnologiy v Sistemu Teplosnabzheniya Rekonstruiruemogo Administrativnogo Zdaniya. Energosberezhenie — Teoriya i Praktika: Trudy IX Mezhdunar. Shkoly-seminara Molodykh Uchenykh i Spetsialistov. M.: Izdat. Dom MEI, 2018:181—186. (in Russian).
9. Sultanguzin I.A. i dr. Primenenie BIM, BEM i CFD Tekhnologiy dlya Proektirovaniya, Stroitel'stva i Ekspluatatsii Energoeffektivnogo Doma. Santekhnika, Otoplenie, Konditsionirovanie. 2019;3:36—42. (in Russian).
10. Maile T, Fischer M, Bazjanac V. Building Energy Performance Simulation Tools — a Life-cycle and Interoperable Perspective. Center for Integrated Facility Eng. Working Paper. 2007;107:1—49.
11. Buonomano A, Montanaro U, Palombo A, Santini S. Dynamic Building Energy Performance Analysis: a New Adaptive Control Strategy for Stringent Thermo Hygrometric Indoor Air Requirements. Appl. Energy. 2016; 163:361—86.
12. Fayst V. Osnovnye polozheniya po proektirovaniyu passivnykh domov. M.: Konti-Print, 2015.
13. Feist W., Schnieder J. Energy Efficiency – a Key to Sustainable Housing. European Phys. J. 2009;176: 141—153.
14. Feist W., Schnieders J., Dorer V., Haas A. Re-inventing Air Heating: Convenient and Comfortable Within the Frame of the Passive House Concept. Energy and Buildings. 2005;37:1186—1203.
15. Govorin A.V., Sultanguzin I.A. Energoeffektivnyy Zhiloy Dom s Minimal'nym Potrebleniem Energii ot Vneshnikh Setey (Ashukino, Moskovskaya Oblast'). Vozobnovlyaemaya Energetika: Budushchee Ryadom: Materialy II Klimaticheskogo Foruma Gorodov Rossii. Moskva, 2018:18—21. (in Russian).
16. Sultanguzin I.A., Kalyakin I., Govorin A., Khristenko B., Yavorovsky Yu. Optimization of the Energy Efficient Active House. Proc. 3 INGENIUERTAG. Cottbus: Brandenburg University of Technology (BTU) Cottbus-Senftenberg, 2016:8—12.
17. Sultanguzin I.A. i dr. Raschet, Stroitel'stvo i Obsledovanie Fasada Energoeffektivnogo Doma. Stroitel'stvo i rekonstruktsiya. 2017;4:110—118. (in Russian).
18. O'Donnell J.T. e. a. Transforming BIM to BEM: Generation of Building Geometry for the NASA Ames Sustainability Base BIM. Rep. Lawrence Berkeley National Laboratory. Berkeley, 2013.
19. GOST 12.1.005—88. Obshchie Sanitarno-gigienicheskie Trebovaniya k Vozdukhu Rabochey Zony (s Izmeneniem No. 1). (in Russian).
20. Obshchiy Znamenatel'. IFC — Eto Namnogo Bol'she, chem Prostoy Format Fayla [Elektron. Resurs] https://bimlib.pro/articles/obshchiy-znamenatel-ifc-eto-namnogo-bolshe-chem-prostoy-format-fayla-17/ (Data Obrashcheniya 11.03.2019). (in Russian).
21. SP 131.13330.2012. Stroitel'naya klimatologiya. Aktualizirovannaya redaktsiya SNiP 23-01-99 (s Izmeneniyami No. 1, 2). (in Russian).
---
For citation: Yavorovsky Yu.V., Sultanguzin I.A., Kruglikov D.A., Kalyakin I.D., Yatsyuk T.V. Comparison of the Results from Modeling the Power Performance of a Residential Building Using Different Software Tools. Bulletin of MPEI. 2020;3:31—39. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2020-3-31-39.
2. Крышов С.И., Курилюк И.С. Проблемы экспертной оценки тепловой защиты зданий // Жилищное строительство. 2016. № 7. С. 3—5.
3. BP Statistical Review of World Energy. London: Pureprint Group Limited, 2017.
4. Doe U. Building Energy Software Tools Directory. Washington, 2012.
5. Gao H., Koch C., Wu Y. Building Information Modelling Based Building Energy Modelling: a Review // Appl. Energy. 2019. V. 238. Pp. 320—343.
6. Талапов В.В. Жизненный цикл здания и его связь с внедрением технологии BIM [Электрон. ресурс] https://ardexpert.ru/article/8445 (дата обращения 14.10.2019).
7. Султангузин И.А. и др. Развитие системы энергоснабжения студгородка МЭИ на основе концепции «зелёного» строительства // Сантехника, отопление, кондиционирование. 2018. № 1. С. 106—109.
8. Калякин И.Д. и др. Внедрение энергосберегающих технологий в систему теплоснабжения реконструируемого административного здания // Энергосбережение — теория и практика: Труды IX Междунар. школы-семинара молодых ученых и специалистов. М.: Издат. дом МЭИ, 2018. С. 181—186.
9. Султангузин И.А. и др. Применение BIM, BEM и CFD технологий для проектирования, строительства и эксплуатации энергоэффективного дома // Сантехника, отопление, кондиционирование. 2019. № 3. С. 36—42.
10. Maile T, Fischer M, Bazjanac V. Building Energy Performance Simulation Tools — a Life-cycle and Interoperable Perspective // Center for Integrated Facility Eng. Working Paper. 2007. V. 107. Pp. 1—49.
11. Buonomano A, Montanaro U, Palombo A, Santini S. Dynamic Building Energy Performance Analysis: a New Adaptive Control Strategy for Stringent Thermo Hygrometric Indoor Air Requirements // Appl. Energy. 2016. V. 163. Pp. 361—86.
12. Файст В. Основные положения по проектированию пассивных домов. М.: Конти-Принт, 2015.
13. Feist W., Schnieder J. Energy Efficiency – a Key to Sustainable Housing // European Phys. J. 2009. V. 176. Pp. 141—153.
14. Feist W., Schnieders J., Dorer V., Haas A. Re-inventing Air Heating: Convenient and Comfortable Within the Frame of the Passive House Concept // Energy and Buildings. 2005. V. 37. Pp. 1186—1203.
15. Говорин А.В., Султангузин И.А. Энергоэффективный жилой дом с минимальным потреблением энергии от внешних сетей (Ашукино, Московская область) // Возобновляемая энергетика: будущее рядом: Материалы II Климатического Форума городов России. Москва, 2018. С. 18—21.
16. Sultanguzin I.A., Kalyakin I., Govorin A., Khristenko B., Yavorovsky Yu. Optimization of the Energy Efficient Active House // Proc. 3 INGENIUERTAG. Cottbus: Brandenburg University of Technology (BTU) Cottbus-Senftenberg, 2016. Pp. 8—12.
17. Султангузин И.А. и др. Расчет, строительство и обследование фасада энергоэффективного дома // Строительство и реконструкция. 2017. № 4. С. 110—118.
18. O'Donnell J.T. e. a. Transforming BIM to BEM: Generation of Building Geometry for the NASA Ames Sustainability Base BIM // Rep. Lawrence Berkeley National Laboratory. Berkeley, 2013.
19. ГОСТ 12.1.005—88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (с Изменением № 1).
20. Общий знаменатель. IFC — это намного больше, чем простой формат файла [Электрон. ресурс] https://bimlib.pro/articles/obshchiy-znamenatel-ifc-eto-namnogo-bolshe-chem-prostoy-format-fayla-17/ (дата обращения 11.03.2019).
21. СП 131.13330.2012. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99 (с Изменениями № 1, 2).
---
Для цитирования: Яворовский Ю.В., Султангузин И.А., Кругликов Д.А., Калякин И.Д., Яцюк Т.В. Сравнение результатов энер- гетического моделирования жилого дома с помощью разных программных средств // Вестник МЭИ. 2020. № 3. С. 31—39. DOI: 10.24160/1993-6982-2020-3-31-39.
#
1. Bashmakov I.A. Ispol'zovanie Energii i Energoeffektivnost' V Rossiyskom Zhilishchnom Sektore. Kak Sdelat' Ego Nizkouglerodnym? Energosovet. 2014;2 (33): 22—32. (in Russian).
2. Kryshov S.I., Kurilyuk I.S. Problemy Ekspertnoy Otsenki Teplovoy Zashchity Zdaniy. Zhilishchnoe Stroitel'stvo. 2016;7:3—5. (in Russian).
3. BP Statistical Review of World Energy. London: Pureprint Group Limited, 2017.
4. Doe U. Building Energy Software Tools Directory. Washington, 2012.
5. Gao H., Koch C., Wu Y. Building Information Modelling Based Building Energy Modelling: a Review. Appl. Energy. 2019;238:320—343.
6. Talapov V.V. Zhiznennyy Tsikl Zdaniya i Ego Svyaz' s Vnedreniem Tekhnologii BIM [Elektron. Resurs] https:// ardexpert.ru/article/8445 (Data Obrashcheniya 14.10.2019). (in Russian).
7. Sultanguzin I.A. i dr. Razvitie Sistemy Energosnabzheniya Studgorodka MEI na osnove Kontseptsii «Zelenogo» Stroitel'stva. Santekhnika, Otoplenie, Konditsionirovanie. 2018;1:106—109. (in Russian).
8. Kalyakin I.D. i dr. Vnedrenie Energosberegayushchikh Tekhnologiy v Sistemu Teplosnabzheniya Rekonstruiruemogo Administrativnogo Zdaniya. Energosberezhenie — Teoriya i Praktika: Trudy IX Mezhdunar. Shkoly-seminara Molodykh Uchenykh i Spetsialistov. M.: Izdat. Dom MEI, 2018:181—186. (in Russian).
9. Sultanguzin I.A. i dr. Primenenie BIM, BEM i CFD Tekhnologiy dlya Proektirovaniya, Stroitel'stva i Ekspluatatsii Energoeffektivnogo Doma. Santekhnika, Otoplenie, Konditsionirovanie. 2019;3:36—42. (in Russian).
10. Maile T, Fischer M, Bazjanac V. Building Energy Performance Simulation Tools — a Life-cycle and Interoperable Perspective. Center for Integrated Facility Eng. Working Paper. 2007;107:1—49.
11. Buonomano A, Montanaro U, Palombo A, Santini S. Dynamic Building Energy Performance Analysis: a New Adaptive Control Strategy for Stringent Thermo Hygrometric Indoor Air Requirements. Appl. Energy. 2016; 163:361—86.
12. Fayst V. Osnovnye polozheniya po proektirovaniyu passivnykh domov. M.: Konti-Print, 2015.
13. Feist W., Schnieder J. Energy Efficiency – a Key to Sustainable Housing. European Phys. J. 2009;176: 141—153.
14. Feist W., Schnieders J., Dorer V., Haas A. Re-inventing Air Heating: Convenient and Comfortable Within the Frame of the Passive House Concept. Energy and Buildings. 2005;37:1186—1203.
15. Govorin A.V., Sultanguzin I.A. Energoeffektivnyy Zhiloy Dom s Minimal'nym Potrebleniem Energii ot Vneshnikh Setey (Ashukino, Moskovskaya Oblast'). Vozobnovlyaemaya Energetika: Budushchee Ryadom: Materialy II Klimaticheskogo Foruma Gorodov Rossii. Moskva, 2018:18—21. (in Russian).
16. Sultanguzin I.A., Kalyakin I., Govorin A., Khristenko B., Yavorovsky Yu. Optimization of the Energy Efficient Active House. Proc. 3 INGENIUERTAG. Cottbus: Brandenburg University of Technology (BTU) Cottbus-Senftenberg, 2016:8—12.
17. Sultanguzin I.A. i dr. Raschet, Stroitel'stvo i Obsledovanie Fasada Energoeffektivnogo Doma. Stroitel'stvo i rekonstruktsiya. 2017;4:110—118. (in Russian).
18. O'Donnell J.T. e. a. Transforming BIM to BEM: Generation of Building Geometry for the NASA Ames Sustainability Base BIM. Rep. Lawrence Berkeley National Laboratory. Berkeley, 2013.
19. GOST 12.1.005—88. Obshchie Sanitarno-gigienicheskie Trebovaniya k Vozdukhu Rabochey Zony (s Izmeneniem No. 1). (in Russian).
20. Obshchiy Znamenatel'. IFC — Eto Namnogo Bol'she, chem Prostoy Format Fayla [Elektron. Resurs] https://bimlib.pro/articles/obshchiy-znamenatel-ifc-eto-namnogo-bolshe-chem-prostoy-format-fayla-17/ (Data Obrashcheniya 11.03.2019). (in Russian).
21. SP 131.13330.2012. Stroitel'naya klimatologiya. Aktualizirovannaya redaktsiya SNiP 23-01-99 (s Izmeneniyami No. 1, 2). (in Russian).
---
For citation: Yavorovsky Yu.V., Sultanguzin I.A., Kruglikov D.A., Kalyakin I.D., Yatsyuk T.V. Comparison of the Results from Modeling the Power Performance of a Residential Building Using Different Software Tools. Bulletin of MPEI. 2020;3:31—39. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2020-3-31-39.
Опубликован
2019-10-28
Выпуск
Раздел
Промышленная теплоэнергетика (05.14.04)
