Comparative calculation of heat exchange with the ground in residential building including periodes of heat waves

• Autorzy: Staszczuk A. , Kuczyński T. , Wojciech M. , Ziembicki P.

Identyfikatory

DOI

10.1515/ceer-2016-0026

Warianty tytułu

PL

Weryfikacja niestacjonarnego modelu do obliczeń temperatury w jednorodzinnych budynkach mieszkalnych podczas fal upałów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper provides verification of 3D transient ground-coupled model to calculation of heat exchange between ground and typical one-storey, passive residential building. The model was performed with computer software WUFI®plus and carried out to estimate the indoor air temperatures during extending hot weather periods. For verifying the results of calculations performed by the WUFI®plus software, the most recent version of EnergyPlus software version was used. Comparison analysis of calculation results obtained with the two above mentioned calculation method was made for two scenarios of slab on ground constructions: without thermal insulation and with thermal insulation under the whole slab area. Comprehensive statistical analysis was done including time series analysis and descriptive statistics parameters.

PL

W artykule przedstawiono weryfikację modelu 3D, będącego elementem programu komputerowego WUFI®plus do obliczeń niestacjonarnej wymiany ciepła budynku z termicznym sprzężeniem z gruntem. Za pomocą tego modelu oszacowano kształtowanie się temperatury wewnątrz jednorodzinnego, pasywnego budynku mieszkalnego podczas fali upałów. W celu weryfikacji przyjętego modelu zastosowano inny, bardziej rozpowszechniony model używany w programie komputerowym EnergyPlus. W artykule przedstawiono analizę porównawczą wyników obliczeń otrzymanych z zastosowaniem obu programów komputerowych dla dwóch wariantów konstrukcji podłogi na gruncie: bez izolacji termicznej oraz z izolacją termiczną pod płytą na całej jej powierzchni. Ponadto sporządzono analizą statystyczną otrzymanych wyników, uwzględniającą analizę szeregów czasowych oraz parametrów statystyki opisowej.

Słowa kluczowe

EN

transient calculation model; ground heat storage; heat waves; time series

PL

niestacjonarna wymiana; model do obliczeń; wymiana ciepła z gruntem; fale upałów; szeregi czasowe

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego
• Czasopismo: Civil and Environmental Engineering Reports
• Rocznik: 2016
• Tom: No. 21(2)
• Strony: 109--119
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Staszczuk A.

• University of Zielona Góra, Zielona Góra, Poland

autor

Kuczyński T.

• University of Zielona Góra, Zielona Góra, Poland

autor

Wojciech M.

• University of Zielona Góra, Zielona Góra, Poland

autor

Ziembicki P.

• University of Zielona Góra, Zielona Góra, Poland

Bibliografia

• 1. Schär C., Jendritzky G.: Hot news from summer 2003, Nature, 432 (2004), 559-560.
• 2. De Bono, A., Giuliani G., Kluser S., Peduzzi P.: Impacts of summer 2003 heat wave in Europe, UNEP/DEWA/GRID-Europe Environment Alert Bulletin 2 (2004).
• 3. Hartz D. A., Golden J.S., Sister C., Chuang W.C., Brazel A. J.: Climate and heat-related emergencies in Chicago, Illinois (2003-2006), International Journal of Biometeorology, 56 (2012), 71-83.
• 4. Australia’s National Climate Centre: The exceptional January-February 2009 heat wave in southeastern Australia, Bureau of Meteorology, Special Climate Statement 17 (2009).
• 5. Gabriel K., Endlicher R.W.: Urban and rural mortality rates during heat waves in Berlin and Brandenburg, Germany, Environmental Pollution 159 (2011), 2044-2050.
• 6. Staszczuk A., Kuczyński T.: Effect of extending hot weather periods on approach to floor construction in moderate climate residential buildings (po pozytywnych recenzjach, w przygotowaniu do druku).
• 7. Eymard R., Gallouët T.R., Herbin R.: The finite volume method Handbook of Numerical Analysis, Vol. VII, 2000, 713-1020. Editors: P.G. Ciarlet and J.L. Lions.
• 8. EN ISO 6946:2007: Building components and building elements – Thermal resistance and thermal transmittance - Calculation Method.
• 9. EN-ISO 13790.2007: Energy performance of buildings - Calculation of energy use for space heating and cooling.
• 10. Antretter F., Radon J., Pazold M.: Coupling of dynamic thermal bridge and whole building simulation, Thermal Performance of the Exterior Envelopes of Whole Buildings, XII International Conference, ASHRAE, Clearwater/USA, 2013.
• 11. Henninger R. H., Witte M. J.: EnergyPlus testing with IEA BESTEST in depth ground coupled heat transfer tests related to slab-on-grade construction, EnergyPlus Version 8.1.0.009, November 2013, http://apps1.eere.energy.gov/buildings/energyplus/pdfs/energyplus_slab-ongrade_tests.pdf.
• 12. Andolsun S., Culp C. H., Haberl J., Witte M. J.: EnergyPlus vs.DOE-2.1e:The effect of ground-coupling on energy use of a code house with basement in a hot-humid climate, Energy and Buildings 43 (2011), 1663-1675.
• 13. Crawley D. B., Lawrie L. K., Winkelmann F. C., Buhl W. F., Huang Y. J., Pedersen C. O., Strand R. K., Liesen R. J., Fisher D. E., Witte M. J., Glazer J.: EnergyPlus: creating a new-generation building energy simulation program, Energy and Buildings 33 (2001), 319-331.
• 14. Bahnfleth W.P.: Three dimensional modeling of heat transfer from slab floors, Ph.D. Dissertation, University of Illinois (1989).
• 15. Deru M., Judkoff R., Neymark J.: Whole-Building energy with a threedimensional ground-coupled heat transfer model. Preprint. National Renewable Energy Laboratory, USA (2002).
• 16. Patankar S.V., Spalding D.B.: A calculation procedure for heat, mass and momentum transfer in three-dimensional parabolic flows. International Journal Heat Mass Transfer,15:1787-1806, 1972.
• 17. EN ISO 13370.2007: Thermal performance of buildings. Heat transfer via the ground. Calculation methods.
• 18. R Core Team: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria, 2014.URL http://www.R-project.org/.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę