Энергоэффективность фасадов с закрытой полостью

Автор: Немова Дарья Викторовна, Котов Евгений Владимирович, Дауров Заур Сосланович, Ольшевский Вячеслав Янушевич

Журнал: Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy

Статья в выпуске: 8 (93), 2020 года.

Бесплатный доступ

Количество многоэтажных домов с ограждающими конструкциями из стекла с каждым годом стремительно растет. Высокая прозрачность зданий становится одной из причин большого энергопотребления. Проблема энергосбережения в стеклянных конструкциях становится все более актуальной. Инновационная система стеклянных фасадов с двойными стенками доказала свою энергоэффективность в европейских странах. В будущем такая конструкция позволит значительно снизить энергетическую нагрузку здания. Объект исследования - инновационная система Фасад с закрытой полостью (CCF). Целью данной работы является анализ энергоэффективности инновационной системы Фасад с закрытой полостью. Рассмотрены энергозатраты здания с классическим остеклением (а) и фасадами с закрытой полостью. Метод. В аналитическом исследовании определить неизвестные характеристики. Для фасадных систем с закрытой полостью использовался программный комплекс ANSYS - универсальная система конечно-элементного анализа. Сервисы Autodesk Insight и Autodesk Green Building Studio оценили энергопотребление здания, потребление электроэнергии по месяцам, выбросы углекислого газа, общие затраты энергии на год и за жизненный цикл итд. В аналитическом исследовании представлена ​​классификация двойных фасадов по способу вентиляции и по геометрии межконтурного пространства, выявлены основные преимущества. В результате математического моделирования было определено расчетное сопротивление теплопередаче для фасада с закрытой полостью Rcalc = 1,93 м2 ∙ K / Вт. Результат для фасадной системы с закрытой полостью оказался на 35,7% эффективнее классического остекления. Среднее энергопотребление для здания с классическим остеклением было определено -374 кВт / м2 / год с классическим остеклением, а среднее энергопотребление для здания с фасадом с закрытой полостью - -219 кВт / м2 / год. Разница в энергопотреблении 41,4%.

Еще

Теплогравитационная конвекция, тепломассообмен, конструктивное энергосбережение, энергоэффективность, вентилируемый воздушный зазор, жидкостная механика воздушных потоков, экологичное строительство, ограждающая конструкция здания, двустенный фасад, закрытый фасад

Еще

Короткий адрес: https://readera.org/143172560

IDR: 143172560   |   DOI: 10.18720/CUBS.93.5

Список литературы Энергоэффективность фасадов с закрытой полостью

  • Catto Lucchino, E., Goia, F., Lobaccaro, G., Chaudhary, G. Modelling of double skin facades in whole-building energy simulation tools: A review of current practices and possibilities for future developments. Building Simulation. 2019. 12(1). Pp. 3-27. DOI: 10.1007/s12273-019-0511-y
  • Pérez-Grande, I., Meseguer, J., Alonso, G. Influence of glass properties on the performance of double-glazed facades. Applied Thermal Engineering. 2005. 25(17-18). Pp. 3163-3175. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2005.04.004
  • Choi, W., Joe, J., Kwak, Y., Huh, J.H. Operation and control strategies for multi-storey double skin facades during the heating season. Energy and Buildings. 2012. 49. Pp. 454-465. DOI: 10.1016/j.enbuild.2012.02.047
  • Kim, G., Schaefer, L., Kim, J.T. Development of a double-skin façade for sustainable renovation of old residential buildings. Indoor and Built Environment. 2013. 22(1). Pp. 180-190. DOI: 10.1177/1420326X12469533
  • Høseggen, R., Wachenfeldt, B.J., Hanssen, S.O. Building simulation as an assisting tool in decision making. Case study: With or without a double-skin façade? Energy and Buildings. 2008. 40(5). Pp. 821-827. DOI: 10.1016/j.enbuild.2007.05.015
  • Stec, W.J., Paassen, A.H.C.V. Symbiosis of the double skin façade with the HVAC system. Energy and Buildings. 2005. 37(5). Pp. 461-469.
  • DOI: 10.1016/j.enbuild.2004.08.007
  • Balocco, C. A simple model to study ventilated facades energy performance. Energy and Buildings. 2002. 34(5). Pp. 469-475.
  • DOI: 10.1016/S0378-7788(01)00130-X
  • Faggembauu, D., Costa, M., Soria, M., Oliva, A. Numerical analysis of the thermal behaviour of glazed ventilated facades in Mediterranean climates. Part II: Applications and analysis of results. Solar Energy. 2003. 75(3). Pp. 229-239.
  • DOI: 10.1016/j.solener.2003.07.014
  • Eicker, U., Fux, V., Bauer, U., Mei, L., Infield, D. Façades and summer performance of buildings. Energy and Buildings. 2008. 40(4). Pp. 600-611.
  • DOI: 10.1016/j.enbuild.2007.04.018
  • Hensen, J., Bartak, M., Drkal, F. Modeling and simulation of a double-skin façade system. ASHRAE Transactions. 2002. 108 PART 2. Pp. 1251-1258.
  • Ghadamian, H., Ghadimi, M., Shakouri, M., Moghadasi, M., Moghadasi, M. Analytical solution for energy modeling of double skin façades building. Energy and Buildings. 2012. 50. Pp. 158-165.
  • DOI: 10.1016/j.enbuild.2012.03.034
  • Baldinelli, G. Double skin façades for warm climate regions: Analysis of a solution with an integrated movable shading system. Building and Environment. 2009. 44(6). Pp. 1107-1118.
  • DOI: 10.1016/j.buildenv.2008.08.005
  • Andjelković, A.S., Cvjetković, T.B., Djaković, D.D., Stojanović, I.H. Development of simple calculation model for energy performance of double skin façades. Thermal Science. 2012. 16(SUPPL. 1).
  • DOI: 10.2298/TSCI120201076A
  • Yilmaz, Z., Çetintaş, F. Double skin façade's effects on heat losses of office buildings in Istanbul. Energy and Buildings. 2005. 37(7). Pp. 691-697.
  • DOI: 10.1016/j.enbuild.2004.07.010
  • Ballestini, G., De Carli, M., Masiero, N., Tombola, G. Possibilities and limitations of natural ventilation in restored industrial archaeology buildings with a double-skin façade in Mediterranean climates. Building and Environment. 2005. 40(7). Pp. 983-995.
  • DOI: 10.1016/j.buildenv.2004.09.015
  • Kim, Y.M., Lee, J.H., Kim, S.M., Kim, S. Effects of double skin envelopes on natural ventilation and heating loads in office buildings. Energy and Buildings. 2011. 43(9). Pp. 2118-2126.
  • DOI: 10.1016/j.enbuild.2011.04.012
  • Zerefos, S. On the performance of double skin facades in different environmental conditions. International Journal of Sustainable Energy. 2007. 26(4). Pp. 221-229.
  • DOI: 10.1080/14786450701803239
  • Papadaki, N., Papantoniou, S., Kolokotsa, D. A parametric study of the energy performance of double-skin façades in climatic conditions of Crete, Greece. International Journal of Low-Carbon Technologies. 2014. 9(4). Pp. 296-304.
  • DOI: 10.1093/ijlct/cts078
  • Chan, A.L.S., Chow, T.T. Calculation of overall thermal transfer value (OTTV) for commercial buildings constructed with naturally ventilated double skin façade in subtropical Hong Kong. Energy and Buildings. 2014. 69. Pp. 14-21.
  • DOI: 10.1016/j.enbuild.2013.09.049
  • Pasut, W., De Carli, M. Evaluation of various CFD modelling strategies in predicting airflow and temperature in a naturally ventilated double skin faade. Applied Thermal Engineering. 2012. 37. Pp. 267-274.
  • DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2011.11.028
  • Lou, W., Huang, M., Zhang, M., Lin, N. Experimental and zonal modeling for wind pressures on double-skin facades of a tall building. Energy and Buildings. 2012. 54. Pp. 179-191.
  • DOI: 10.1016/j.enbuild.2012.06.025
  • Mourshed, M., Shikder, S., Price, A.D.F. Phi-array: A novel method for fitness visualization and decision making in evolutionary design optimization. Advanced Engineering Informatics. 2011. 25(4). Pp. 676-687.
  • DOI: 10.1016/j.aei.2011.07.005
  • Marques da Silva, F., Gomes, M.G., Rodrigues, A.M. Measuring and estimating airflow in naturally ventilated double skin facades. Building and Environment. 2015. 87. Pp. 292-301.
  • DOI: 10.1016/j.buildenv.2015.02.005
  • Mikhaylova, M.K., Dalinchuk, V., Bushmanova, A., Dobrogorskaya, L. Design, construction and operation of high-rise buildings, taking into account the aerodynamic aspects. Construction of Unique Buildings and Structures. 2016. 49(10). Pp. 59-74. 10.18720/CUBS.49.4. URL: https://unistroy.spbstu.ru/article/2016.49.4 (date of application: 10.12.2020).
  • DOI: 10.18720/CUBS.49.4.URL
  • Kuritsyn, A.O., Pavlova, N.Y., Opanasenko, I.A., Bolotovskiy, V.V., Andreeva, D.S. Double skin facade with ventilated buffer zone. AlfaBuild. 2018. 7(5). Pp. 47-58. 10.34910/ALF.7.5. URL: https://alfabuild.spbstu.ru/article/2018.7.5 (date of application: 10.12.2020).
  • DOI: 10.34910/ALF.7.5.URL
  • Nemova, D.V., Vasileva, I.L., Vatin, N.I. Introduction of double-skin facades in the Russian Federation. Construction of Unique Buildings and Structures. 2019. 84(9). Pp. 51-62. 10.18720/CUBS.84.4. URL: https://unistroy.spbstu.ru/article/2019.84.4 (date of application: 10.12.2020).
  • DOI: 10.18720/CUBS.84.4.URL
  • Saroglou, T., Theodosiou, T., Givoni, B., Meir, I.A. Studies on the optimum double-skin curtain wall design for high-rise buildings in the Mediterranean climate. Energy and Buildings. 2020. 208.
  • DOI: 10.1016/j.enbuild.2019.109641
  • Pomponi, F., Piroozfar, P.A.E., Southall, R., Ashton, P., Farr, E.R.P. Energy performance of Double-Skin Façades in temperate climates: A systematic review and meta-analysis. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. 54. Pp. 1525-1536.
  • DOI: 10.1016/j.rser.2015.10.075
Еще
Статья научная