При проектировании современных зданий (в которых вопрос энергоэффективности выдвигается на первый план) невозможно обойтись без построения математических моделей теплового режима здания.
Известно, что здание представляет собой сложную архитектурно-конструктивную систему с многообразием составляющих ее элементов ограждающих конструкций и инженерного оборудования, в которых протекают различные по физической сущности процессы поглощения, превращения и переноса теплоты.
Наружные ограждающие конструкции защищают помещения от неблагоприятных воздействий климата, специальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха поддерживают в помещении в течение всего года определенные параметры внутренней среды. Совокупность всех инженерных средств и устройств, обеспечивающих заданный тепловой режим в помещениях здания, называется системой климатизации здания.
Задача обеспечения в помещениях здания определенного теплового режима представляет собой организацию взаимодействующих и взаимосвязанных тепловых потоков в сложной архитектурно-конструктивной системе с многообразием составляющих ее элементов ограждающих конструкций и инженерного оборудования, каждый из которых является энергоносителем и энергопередатчиком. Принципиальной особенностью этой системы является то обстоятельство, что здание как единая энергетическая система представляет не простое суммирование этих элементов, а особое их соединение, придающее всей системе в целом новые качества, отсутствующие у каждого из элементов.
В настоящее время для построения и реализации математических моделей сложных энергетических объектов, к которым может быть отнесено здание, используется методология системного подхода.
Системный подход в рассматриваемом нами случае построения математической модели теплового режима здания предполагает выполнение следующих этапов:
1. Выделение из общей энергопотребляющей системы рассматриваемого объекта, например, выделение здания из микрорайона, цеха в здании завода или отдельного корпуса, помещения в жилом или общественном здании.
2. Выяснение состава элементов, их внутренней структуры и видов связей между ними.
3. Расчленение объекта с помощью метода декомпозиции на более простые элементы
и его последующее восстановление с помощью теории граф.
4. Разработка системы взаимосвязанных математических моделей отдельных элементов
здания и обобщенной математической модели теплового режима здания в целом.
Декомпозиция здания как единой энергетической системы может быть представлена тремя основными энергетически взаимосвязанными подсистемами:
1. Энергетическим воздействием наружного климата на оболочку здания.
2. Энергией, содержащейся в оболочке здания, то есть в наружных ограждающих конструкциях здания.
3. Энергией, содержащейся внутри объема здания, то есть во внутреннем воздухе, внутреннем оборудовании, внутренних ограждающих конструкциях и т.д.
| Файл тезисов: | Федюк, статья.doc |