The application of neural networks to the assessment of projects aiming to reduce heat losses through the building shell

• Autorzy: Curyło D.

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie sieci neuronowych do określania efektów przedsięwzięć zmniejszających straty ciepła przez przegrody zewnętrzne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study presents an application of neural networks to forecast seasonal demand for heating energy supplied and for heating capacity, which is the crucial and most labour-intensive part of an energy audit. The data used came from energy audits of 68 existing apartment buildings. Each audit comprised the calculation of energy consumption obtained for the existing state of the building and for energy efficiency projections. The variety of building parameters provided a sufficient spectrum to establish neural network input data responsible for the majority of aspects of energy consumption. In developing neural networks, one-way multi-layered back propagation (BP) neural networks were employed with different architecture and activation functions. The results of the digital experiments turned out to be surprisingly good with the high concurrence of the neural network results and the audit results. The study results make it legitimate to conclude that neural networks are highly suitable for the initial assessment of the profitability of thermal modernisation projects as well as for energy audit verification.

PL

W pracy przedstawiono przykład wykorzystania sieci neuronowych w prognozowaniu sezonowego zapotrzebowania na ciepło i zapotrzebowania na moc grzewczą, co stanowi kluczowy i najbardziej pracochłonny etap przygotowania audytu energetycznego. Źródło danych stanowiły audyty energetyczne wykonane dla rzeczywistych 68 mieszkalnych budynków wielorodzinnych. W każdym z audytów zamieszczono obliczenia strat ciepła w stanie istniejącym oraz dla rozpatrywanych wariantów ociepleń. Ponieważ budynki, dla których wykonano obliczenia, różniły się między sobą szeregiem parametrów budowlanych możliwe było określenie parametrów wejściowych sieci neuronowych w sposób uwzględniający większość aspektów bilansu cieplnego. W procesie tworzenia sieci neuronowych zastosowano jednokierunkowe sieci wielowarstwowe wykorzystujące algorytm wstecznej propagacji błędu BP (ang. back propagation), różniące się architekturą sieci i funkcjami aktywacji. Efekty przeprowadzonych eksperymentów numerycznych okazały się zaskakująco dobre, a zbieżność obliczeń sieci neuronowych i wyników audytu — wysoka. Wyniki badań pozwalają na sformułowanie wniosku o daleko idącym zastosowaniu sieci neuronowych we wstępnej ocenie opłacalności przedsięwzięć termomodernizacyjnych oraz w weryfikacji poprawności audytów energetycznych.

Słowa kluczowe

PL

sieć neuronowa; strata ciepła; przegroda zewnętrzna; termomodernizacja; ocieplanie; prognozowanie; zapotrzebowanie energetyczne

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 47, nr 1
• Strony: 109--118
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il.

Twórcy

autor

Curyło D.

• Technical University of Kraków

Bibliografia

• 1. R. TADEUSIEWICZ, Neural networks [in Polish], Akad. Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 1993.
• 2. J. KORBICZ, A. OBUCHOWICZ, D. UCIŃSKI, Artificial neural networks - foundations and applications [in Polish], Akad. Oficyna Wyd. PLJ, Warszawa 1994.
• 3. Polisch Standardization Committee, Calculation of heat demand for rooms of cubic capacity up to 600 m3 [in Polish], PN-B-03406, 1994.
• 4. J. HERTZ, K. ANDERS, R.G. PALMER, Introduction to neural calculations [in Polish], (tłum. z j. angielskiego), WNT, Warszawa 1995.
• 5. M. LEFIK, D. GAWIN, Neural networks as a tool of auditor during preliminary analysis of thermo-renovation projects [in Polish], Proc of XLII National Scientific Conf. "Krynica'96", Vol. 6, pp. 111-118, 1996.
• 6. M. LEFIK, D. GAWIN, Neural networks in building Physics. Review of applications and perspectives [in Polish], Proc. of VI Scientific and Technological Conf. "Building Physics in Theory and Practice", pp. 266-273, Łódź 1997.
• 7. Ministry of Internal Affairs and Administration, Decree of September 30, 1997 concerning the location and technical conditions to be satisfied by buildings [in Polish], Dziennik Ustaw, Nr 132 poz. 878, 1997.
• 8. Krajowa Agencja Poszanowania Energii, Energy Audit Standard of an apartment building [in Polish], 1998.
• 9. Polish Standardization Committee, Heat supply demand in apartment buildings [in Polish], PN-B-02025+A1, 1998.