Administracinio pastato Adis Abeboje mikroklimato sistemos

Abstract

Baigiamajame magistro darbe nagrinėjamos pastato mikroklimato sistemų išsamios analizės ir parinkimo problemos. Pabrėžiama energetinio modeliavimo svarba parenkant pastato mikroklimato sistemą. Atlikta literatūros, susijusios su administracinių pastatų mikroklimato sistemomis, t.y. su orine paneline vėsinimo sistema, vandenine vėsinimo sistema, natūraliu ir kombinuotu vėdinimu, analizė. Pagrindinis dėmesys skirtas orinei panelinio vėsinimo sistemai, su ja susijusiems panelės terminės masės panaudojimu patalpų vėsinimui ir natūraliu vėsinimu. Mikroklimato sistemų energetiniam modeliavimui pasirinkta kompiuterinė skaičiavimo programa E20-II (HAP). Tyrimams pasirinktas administracinis pastatas Adis Abeboje (Etiopija). Tyrinėjamos šio pastato biurų patalpos. Adis Abeba pasižymi švelniu klimatu - šiltomis dienomis (18-25 oC), vėsiomis naktimis (6-12 oC). Išorės temperatūra žiemą yra ≥5 oC. Parenkant pastato mikroklimato sistemą pagrindinis dėmesys skirtas patalpų vėsinimui ir vėdinimui. Šildymas nėra įprastas Adis Abeboje. Analizei parinkti du mikroklimato sistemų variantai. Variantas Nr.1: Vandeninė vėsinimo sistema ir mechaninis oro šalinimas, kuris traktuojamas kaip optimalus „kainos/kokybės“ santykiu. Variantas Nr.2: „Kiefer“ orinio panelino vėsinimo sistema (toliau „Kiefer“ sistema) ir mechaninis oro tiekimas, kuris traktuojamas kaip optimaliai tinkantis vietos klimatui. Biurų mikroklimato sistemų energetinio modeliavimo rezultatai parodė, kad abiejų variantų metinės el. energijos sąnaudos yra beveik vienodos - apie 140000 kWh/a (32kWh/m2•a). Šių rezultatų pagrindu daromos išvados: 1) Variantas Nr.1 yra patrauklesnis, kadangi jo įrengimo kaina yra 24 % mažesnė už Varianto Nr.2. 2) „Kiefer“ sistema dėka lubų terminės masės panaudojimo patalpų vėsinimui ir natūralaus nakties vėsinimo sutaupo apie 44% energijos sąnaudų reikalingų vėsinimui. Tačiau energijos sąnaudos oro cirkuliacijai yra apie 2,2 karto didesnės - jos atsveria sumažėjusias vėsinimo sąnaudas. Pateikti pasiūlymai, kurie galėtų padidinti Varianto Nr.2 patrauklumą.

The need for Building indoor climate system (hereinafter HVAC system) detail analysis and selection are analyzed in a Master paper. The importance of energy analysis in selection the HVAC system is emphasized. The review of literature, related to office building HVAC system, particularly concrete core cooling system, fan coil system, natural and mechanical ventilation was accomplished. The main focus is on concrete core cooling and closely related the use of building thermal mass and night cooling. Simulation tool E20-II (HAP) was selected for energy analysis of HVAC systems. Office building in Addis Ababa (Ethiopia) was selected for analysis. Addis Ababa has moderate climate – warm days (18-25 oC) and chilly nights (6-12 oC). Winter outdoor temperatures are ≥5 oC. Therefore, during selection the HVAC system main focus were on cooling and ventilation. Heating is unusual in Addis Ababa. Chilly nights and large day-night temperature difference allows the use of night cooling. Two options of HVAC system were selected for analysis. Option No1: Hydronic fan coil system and extract-only ventilation, which is considered as having optimal “price/performance” ratio. Option No2: “Kiefer” concrete core cooling system and supply-only ventilation, which is considered as optimally suitable for local climate. Energy analysis results show that both HVAC system options have the same annual energy (electricity) consumption of 140.000,0 kWh (32 kWh/m2•a). Based on the analysis results conclusions are drawn: 1) Option No1 is more desirable, since its installation cost is 24% lower compare to Option No2. 2) “Kiefer” concrete core cooling system due to exploiting of ceiling thermal mass and night cooling can save 44% of energy needed for cooling. However, 2,2 times increased energy consumption for air transportation offsets the cooling savings. Proposals were submitted, which may increase the desirability of Option No2.