Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Multi-variable optimization models for building envelope design using EnergyPlus simulation and metaheuristic algorithms

Grygierek Krzysztof, Ferdyn-Grygierek Joanna

Architecture Civil Engineering Environment

|

2019

|

Vol. 12, no. 2

81--90

EN

The paper presents the method of optimal design of the building envelope. The influence of four types of windows, their size, building orientation, insulation of external walls, ceiling to unheated attic and ground floor on the life cycle costs in a singlefamily building in Polish climate conditions is analyzed. The optimization procedure is developed by means of the coupling between MATLAB and EnergyPlus. The results using three metaheuristic methods: genetic algorithms, particle swarm optimization, and algorithm based on teaching and learning are compared. The analyses have shown the possibility of reducing the life cycle costs through the optimal selection of the building structure. The high initial investment (above the required standard) pays off in the long run when using a building.

2

Efektywne energetycznie projektowanie okien w budynku jednorodzinnym

Grygierek K., Ferdyn-Grygierek J.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2017

|

T. 48, nr 10

412--417

PL

Okna, a szczególnie rodzaj zastosowanego oszklenia, są głównym czynnikiem wpływającym na skuteczne wykorzystanie zysków ciepła od nasłonecznienia. Maksymalne wykorzystanie tych zysków pozwala na obniżenie kosztów energii zużywanej do ogrzewania. Jednak większe zyski od słońca generują potrzebę chłodzenia pomieszczeń w okresie letnim. Celem badań zaprezentowanych w artykule jest przeanalizowanie wpływu orientacji i wielkości okien na roczne zapotrzebowanie na ciepło i chłód odniesionych do kosztów energii. Do optymalizacji wykorzystano algorytmy genetyczne, a do symulacji zapotrzebowania na ciepło i chłód zastosowano program TRNSYS. Przedmiotem analizy był przykładowy budynek jednorodzinny. Samoadaptacyjna metoda algorytmów genetycznych w połączeniu z energetyczną symulacją budynku skutecznie identyfikuje najmniejsze koszty energii. Optymalny dobór wielkości okien i ich rozmieszczenie względem stron świata ogranicza koszty zużywanej energii. Opracowane pełne środowisko symulacyjne może być również wykorzystane do optymalizacji innych parametrów budynku.

EN

Windows, especially the type of glazing, are a determining factor in the successful use of solar gains. The maximum utilization of these heat gains reduces the heating cost, but on the other hand – higher solar gains generate the need for cooling rooms during the summer season. The aim of the research presented in the paper is to analyse the effects of windows’ orientation and windows’ size on annual heating and cooling energy demand considering the energy costs. Genetic algorithms are used for the optimization, while TRNSYS program is used for energy analysis. The analyses are performed on an exemplary single family building. Self-adaptive genetic algorithm connected with energy building simulation successfully identifies the lowest energy costs. Optimal windows’ size design and windows’ orientation reduce energy costs. The developed comprehensive energy simulation environment can also be used to optimize other building parameters.

3

Optimization of window size design for detached house using TRNSYS simulations and genetic algorithm

Ferdyn-Grygierek J., Grygierek K.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2017

|

Vol. 10, no. 4

133--140

EN

Heat gains from the sun affect the heat balance of building by reducing the energy demand at certain periods of the year and increasing it at others. Windows, especially the type of glazing, are a determining factor in the successful use of solar gains. The aim of the research presented in the paper is to analyse the effects of the type and size of windows on annual heating and cooling energy consumption considering the energy costs in Polish climate conditions. Additionally the influence of building orientation has been analysed. Optimal selection of these parameters for reduction of the energy consumption has been carried out. Genetic algorithms were used for the optimization, while TRNSYS program was used for energy analysis. The analyses were performed on an exemplary single family detached house. Self-adaptive genetic algorithm connected with energy building simulation successfully identifies the lowest energy costs. Optimal window type and size design and window orientation reduce the energy costs. The developed comprehensive energy simulation environment can also be used to optimize other building’s parameters.

PL

Zyski ciepła od słońca wpływają na bilans cieplny budynku, zmniejszając jego zapotrzebowanie na energię w pewnych okresach roku i zwiększając ją w innych. Okna, a szczególnie rodzaj zastosowanego oszklenia są determinującym czynnikiem wpływającym na skuteczne wykorzystanie zysków od nasłonecznienia. Celem badań zaprezentowanych w artykule było przeanalizowanie wpływu typu i wielkości okien na roczne zapotrzebowanie na ciepło i chłód w odniesieniu do kosztów energii w polskich warunkach klimatycznych. Dodatkowo analizowane było usytuowanie budynku względem stron świata. Do optymalizacji wykorzystano algorytmy genetyczne, a do symulacji zapotrzebowania na ciepło i chłód zastosowano program TRNSYS. Analizy przeprowadzono dla przykładowego domu jednorodzinnego. Samoadaptacyjna metoda algorytmów genetycznych w połączeniu z energetyczną symulacją budynku skutecznie identyfikuje najmniejsze koszty energii. Optymalny dobór typu i wielkości okien i ich rozmieszczenie względem stron świata ogranicza koszty energii. Opracowane pełne środowisko symulacyjne może być wykorzystane do optymalizacji również innych parametrów budynku.

4

Inteligentne sterowanie ogrzewaniem podłogowym

Walczak T.

Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce

|

2010

|

T. 5, nr 2

51-54

PL

W pracy przedstawiono wyniki eksperymentów numerycznych związanych z aktywnym wykorzystaniem masy termicznej budynku jako magazynu energii cieplnej, pochodzącej z tańszej taryfy nocnej. Element grzejny umieszczono w masywnej podłodze a do jego sterowania wykorzystano zaawansowane techniki sztucznej inteligencji. Uzyskano kilkuprocentowe obniżenie kosztów ogrzewania w stosunku do obecnie stosowanych systemów sterowania.

EN

The results of the investigation of energy performance of massive building envelope with a heating element placed in the massive floor has been shown in the paper. The proposed control approach of floor heating system is based on the advanced artificial intelligent methods. The results show that the floor heating system has good thermal storage performance, which can be used to a night-running model to obtain energy-saving benefits efficient and economic running cost. Investigated algorithm shows a few percent potential to decrease energy cost, in comparison to typical used control systems.

5

Glazed building wall as a solar thermal collector

Kisielewicz T.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2009

|

Vol. 9, no 1

83-99

EN

A good chance to separate thermal and living functions of the building shell appears in indirect passive systems, where absorption and accumulation of the transmitted solar energy takes place close to the wall glazing. A wall of this kind, that transmits, absorbs and accumulates solar energy becomes for a building solar thermal collector. In the whole building scale heating demand reduction, due to this passive solar system may reach 14 %. Some further reduction of heating but also cooling demand will be possible when internal air exchange between distinguished thermal zones is considered. Total amount of the useful solar gains from well designed indirect system (windows) is very close to the gains attainable form large indirect system (collecting and accumulating wall). But a major advantage of the indirect system consists in significantly reduced overheating risk in winter and summer. Unfortunately, comparison of the direct solar system and collecting wall, based on combined energy use and investment costs criterion, indicates application of rationally designed passive direct systems.

PL

Mniej uciążliwym dla użytkowników niż okno, źródłem zysków słonecznych jest masywna przegroda nieprzeźroczysta, od zewnątrz osłonięta zestawem szyb, nazywana przegrodą kolektorowo- akumulacyjną. W artykule sprawdzano jej przydatność w naszym klimacie i poszukiwano rozwiązań gwarantujących najlepsze rezultaty energetyczne. W skrótowy jedynie sposób przedstawiono wyniki analiz, m.in. wykresy, pozwalające na określenie sprawności cieplnej tej przegrody, a w efekcie udziału energii słonecznej w pokrywaniu zapotrzebowania na ogrzewanie. Wykresy tego typu mogą stanowić prostą pomoc we wstępnych analizach projektowych. Uzyskane wyniki obliczeń symulacyjnych przekreślają praktycznie sens stosowania przegrody kolektorowo-akumulacyjnej ze zwykłym oszkleniem i bez izolacji termicznej. Istotną poprawę właściwości tej przegrody można uzyskać dopiero po zastosowaniu izolacyjnych zestawów szybowych. Biorąc pod uwagę łącznie ogrzewanie i przegrzewanie wnętrza, najbardziej korzystną kombinację właściwości mają zestawy szyb o najwyższej izolacyjności termicznej. Wykazane w obliczeniach przy bardzo niekorzystnych założeniach, ograniczone przegrzewanie wnętrza w obiektach prawidłowo zaprojektowanych, może być w praktyce usunięte poprzez intensywniejszą wentylację lub wewnętrzną wymianę ciepła w budynku. Główną zaletą przegród kolektorowo-akumulacyjnych jest ochrona warunków termicznych we wnętrzu, poprzez wygładzanie wahań pozyskiwanego strumienia energii słonecznej. Jednak związane z tym oszczędności eksploatacyjne nie uzasadniają w przekonywujący sposób znacznych różnic inwestycyjnych. Porównanie PKA z oknami, w oparciu o łączne kryteria energetyczne i inwestycyjne, sugeruje, więc raczej stosowanie okien o precyzyjnie dobranej i mniejszej niż przegroda kolektorowa powierzchni, gwarantującej niskie zapotrzebowanie na ogrzewanie i poprawne warunki termiczne w okresie lata. Przegroda kolektorowo-akumulacyjna może stanowić natomiast uzupełnienie czy nawet alternatywę dla obficie przeszklonych wnętrz, zwłaszcza w wysokiej jakości budynkach użyteczności publicznej, handlowych, wystawienniczych itp.

6

Using of simulation programs for heat outflow detection in building partitions

Steidl T., Wojewódka D.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2008

|

Vol. 1, no. 1

123-130

EN

Thermovision- is a basic non-invasive tool used to test buildings in relation to thermal protection. Wider and wider use of this tool in diagnostic practice extorts a need for reliable evaluation of test results – thermograms. Substantial problem related to analysis of obtained results is lack of reference thermograms enabling accurate interpretation of thermograms. Innovation of tested method of trial tests results interpretation is in the attempt to use possibilities of program, used for simulation of thermal phenomena in building partitions, to obtain reference temperature distribution on analysed partition surface. Program ESP-r is a good tool to carry out thermal-dampness analyses in a building, a room, and a single partition. Program possibilities include also virtual measurement of temperature on partition surface and in its layers. Carried out analyses of temperature measurements performed in situ and virtual measurements have shown lack of correspondence between obtained results.

PL

Znaczne straty ciepła zauważalne w budynkach mieszkalnych wywołują potrzebę trafnej diagnostyki stanu technicznego obiektu. Termowizja – dobre narzędzie do bezinwazyjnych badań budynków, wykazuje potrzebę rzetelnej oceny wyników badań – termogramów. Problem stanowi brak termogramów odniesienia umożliwiających trafną interpretację wyników przeprowadzonych badań termowizyjnych. Innowacyjność artykułu polega na próbie wykorzystania powszechnie stosowanego programu do symulacji cieplnej budynków (ESP-r) do uzyskania referencyjnego rozkładu temperatury na przegrodzie. Program ESP-r okazał się znakomitym narzędziem do wyznaczania globalnych strat ciepła i badania komfortu cieplnego pomieszczeń, natomiast do szczegółowej analizy zjawisk zachodzących na powierzchniach przegród budynków zaleca się wykorzystanie innych dostępnych programów komputerowych.