Symulacja pola temperatury budynku w wybranych układach geometrycznych

• Autorzy: Kucharski D. , Hauser J.

Warianty tytułu

EN

Simulation of building temperature field in selected coordinate systems

• Konferencja: Konferencja Naukowo-Techniczna Modelowanie i Sterowanie Procesów Elektrotermicznych (22-24.09.2010 ; Kielce, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W wielu pracach naukowych spotkać można wyniki symulacji pól temperatury w określonych strukturach budynku: podłogach, przegrodach budowlanych, bądź nawet całych budynkach. Badania służą ocenie strat cieplnych przenikających przez dany element i poszukiwaniu potencjalnych polepszeń konstrukcyjnych. Widoczne jest znaczne zróżnicowanie modeli matematycznych od prostych układów jednowymiarowych, aż po symulacje całych budynków, prowadzone w układach współrzędnych trójwymiarowych. Tak rozbudowane modele numeryczne wymagają przygotowania skomplikowanej siatki, zdefiniowania materiałów i warunków początkowych dużej liczby elementów. W tym wypadku konieczna jest również odpowiednio gęsta siatka zapewniająca wymaganą dokładność obliczeń, co wpływa na czas obliczania nawet jednego kroku czasowego i wymusza posiadanie bardzo drogich systemów informatycznych. Modele jednowymiarowe upraszczają znacznie struktury budynku, pozwalają w krótkim czasie uzyskać wyniki i w łatwy sposób dokonywać zmian w modelu geometrycznym. Powstaje pytanie, jak dalece można traktować wyniki z modelu jednoosiowego, jako wyniki odpowiadające rzeczywistości, odnosząc do wyników uzyskanych na modelu trójwymiarowym. W pracy zaprezentowano porównanie modelu pomieszczenia, stworzonego w różnych układach współrzędnych, przeprowadzoną pod kątem bilansu energetycznego.

EN

In many scientific works results of numerical simulations of temperature fields in certain structures of the building, the floors, building envelope, thermal bridges, or even entire buildings, are often presented. Numerical calculations are estimating the loss of heat flowing through the element. They also give the possibility of searching for the potential construction improvement. There are different mathematical models, varying from simple one-dimension ones to those that simulate entire buildings, conducted in three-dimensional coordinate systems. So sophisticated numerical models require preparing a complex mesh model, defining the initial conditions, and having materials for a large number of items. In this case, the density of the mesh needs to be high enough to provide required accuracy of calculations. Such accuracy increases the calculation time and requires the usage of very expensive computer systems. Onedimensional models significantly simplify the structure of the building and allow getting the results quickly and making changes to the geometric models easily. The question arises, how the results obtained with the one-dimensional model correspond with reality, when compared with the results obtained with the three-dimensional model. The paper presents a comparison of a simple numerical model of the room, created in different coordinate systems, carried out in terms of energy balance.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie budynków; obliczenia numeryczne; symulacja pola temperatury

EN

building modeling; numerical calculations; simulation of temperature field

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Nauki Techniczne
• Rocznik: 2010
• Tom: Z. 15
• Strony: 189--196
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Kucharski D.

autor

Hauser J.

• Politechnika Warszawska, Instytut Elektroenergetyki, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

Bibliografia

• [1] Chen T.Y., A Methodology for Thermal Analysis and Predictive Control of Building Envelope Heating System, praca doktorska, luty 1997.
• [2] Cieślak-Włosek A., Rozkład temperatury w przegrodzie budowlanej przy zastosowaniu wodnego ogrzewania podłogowego, Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja nr 3/2005.
• [3] Gołębiowski J., Kwiećkowski S., Analytical and numerical modelling of a stationary temperature field in a three dimensional electric heating system, Electrical Engineering, Vol. 81, No. 2, May 1998, pp. 69-76.
• [4] Lechowska A., Guzik A., Modelowanie pól temperatury w przegrodach budowlanych przy ogrzewaniu niestacjonarnym, Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja nr 11 (452), listopad 2007, Sigma NOT.
• [5] PN-EN 12831:2006, Instalacje ogrzewcze w budynkach - Metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego PN-EN 12831:2006.
• [6] Saastamoinen J.J., Unsteady state temperature fields in a slab induced by line sources, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 50, Issues 3-4, February 2007, pp. 756-765.