автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Математическое моделирование теплового режима помещений

□ □348 ЮБ7

На правах рукописи

Муста Людмила Геннадиевна

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА

ПОМЕЩЕНИЙ

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Великий Новгород 2009

?

003481067

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук,

профессор Фролькис В.А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Воробьев В.И.

доктор технических наук, профессор Иваницкий В.В

Ведущая организация: Балтийский государственный технический университет "Военмех" им. Д.Ф. Устинова

Защита состоится НОЯБРЯ 2009 года I \чос на заседании диссертационного совета Д 212.168.04 государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого", юридический адрес: 173003, Великий Новгород, ул. Большая Санкт-Петербургская, д. 41.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого"

Автореферат разослан « 16»0ШШ££_ 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат физико-математических наук, доцент Токмачев Михаил Степанович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Тепловым режимом здания называется совокупность всех факторов и процессов, определяющих тепловую обстановку в его помещениях. К этим факторам относятся воздействие наружной среды, влияние технологического процесса в помещении, систем отопления-охлаждения, вентиляции и кондиционирования воздуха. Необходимость учитывать большое количество параметров делает задачу математического моделирования теплового режима здания достаточно сложной. В диссертационной работе рассматриваются некоторые стороны этой многогранной задачи.

В нашей стране энергопотребление существующих жилых и общественных зданий примерно в три раза превышает энергопотребление в технически развитых странах со сходными природно-климатическими условиями. Это обстоятельство показывает, что задача экономии энергоресурсов является весьма актуальной. К тому же традиционные источники энергии находятся на грани исчерпания, а новые - еще не достаточно развиты, в этой ситуации актуальность рассмотренной темы приобретает особое значение.

Цель работы. Целью диссертационной работы является построение математических моделей, использование которых позволяет проанализировать некоторые подходы, приводящие к снижению энергопотребления зданий.

Задачи работы. Одна из сторон задачи экономии энергоресурсов -экономия тепла при отоплении помещений. К экономичным системам относят низкотемпературные системы панельно-лучистого отопления, с расположенными в конструкции пола нагревательными элементами ("теплый пол"). Особенность помещений, обслуживаемых такими системами, заключается в наличие большой нагретой поверхности пола, которая служит причиной усиления лучистого и конвективного теплообмена и повышения температуры внутренней поверхности внешней стены. Для уменьшения потока лучистого тепла, падающего изнутри на внешнюю стену, и уменьшения конвективного теплообмена, а, следовательно, для уменьшения теплопотерь, необходимо предусмотреть возможность экранирования наружных конструкций. Один из простейших способов такого экранирования заключается в том, что между излучателем и наружной стеной устанавливаются специальные перегородки. В качестве экрана возможно использование временно устанавливаемых жалюзи, портьер, ширм и т.п. Проведенные наблюдения подтверждают, что использование перегородок уменьшает на 10% поток тепла через наружное ограждение.

Другая сторона задачи экономии энергоресурсов - учет метеорологических факторов. В условиях постепенного истощения дешевых запасов ископаемого органического топлива и все большего антропогенного

загрязнения окружающей среды использование солнечной энергии приобретают все большую значимость. Корректный учет солнечной радиации при выборе теплотехнических параметров отопительной системы и при определении характеристик отопительного периода может обеспечить не только комфортные условия, но и дать существенный экономический эффект.

Таким образом, рассмотрены следующие задачи:

1. Построение математической модели процесса передачи тепла через наружные ограждения в помещениях, оборудованных низкотемпературной системой панельно-лучистого отопления (НСПЛО) в условиях их периодического экранирования, с учетом специфики граничных условий, возникающих при этом;

2. Моделирование нагревания наружных ограждений коротковолновой радиацией и оценка соответствующего потока тепла;

3. Создание программного комплекса, позволяющего проводить расчеты потока солнечной радиации, падающего на наклонную произвольно ориентированную поверхность в условиях замутненной облачной атмосферы.

Методы исследования.

Исследования базируются на физико-математическом моделировании:

- процесса передачи тепла через ограждающие конструкции помещений, оборудованных НСПЛО, при периодической установке теплоизоляционного защитного экрана и решение соответствующих уравнений теплопроводности с переменными граничными условиями;

- нагрева ограждающих конструкций прямой и диффузной солнечной радиацией.

Научная новизна.

• Разработаны алгоритмы и комплекс программ по расчету теплового поля внутри ограждающих конструкций помещения с низкотемпературной системой панельно-лучистого отопления в условиях их периодического экранирования;

• Обоснована эффективность установки экрана для защиты ограждающих конструкций в помещениях, отапливаемых НСПЛО;

• Разработан алгоритм и комплекс программ для расчета солнечной радиации на поверхности различной ориентации, расположенные под разным углом наклона к горизонту, в многокомпонентной замутненной облачной атмосфере, позволяющие учитывать последствия антропогенного и техногенного её загрязнения;

Практическая ценность. Построенные модели, алгоритмы и программы, реализующие их, могут использоваться для различного рода теплотехнических расчетов зданий, для оценки инсоляции поверхностей солнечных коллекторов, а также в учебном процессе.

Достоверность полученных в работе результатов подтверждена сопоставлением данных расчетов с экспериментальными данными.

Положения, выносимые на защиту.

• Модели расчета температуры внутри однослойной и трехслойной наружных конструкций при их экранировании изнутри помещений, оборудованных НСПЛО.

• Программный комплекс, в основе которого лежит модель расчета прихода солнечной радиации к наклонной произвольно ориентированной поверхности в условиях замутненной облачной атмосферы.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на 57-60-й научных конференциях профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов СПбГАСУ (2000-2003 г.г.); на 54-56 и 61-й научно-технических конференциях молодых ученых (аспирантов, докторантов) и студентов СПбГАСУ (2000, 2001, 2003, 2008 г.г.); на Международной научно-методической конференции «Математика в ВУЗе», Псков, сентябрь 2001г.; на VIII Международной научно-технической конференции «Информационная среда ВУЗа», Ивановская государственная архитектурно-строительная академия, Иваново, октябрь 2001 г.; на Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике», Пенза, 2001г.; на IV Международной научно-технической конференции «Математическое моделирование физических, экономических, технических, социальных систем и процессов», Ульяновск, 2001г.; на Международной конференции « Математика, ее приложения и математическое образование», Улан-Уде, Байкал, 2002г.; на IX Международной научно-технической конференции «Информационная среда ВУЗа», Ивановская государственная архитектурно-строительная академия, Иваново, октябрь 2002 г.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 14 печатных работ, в том числе опубликованы две статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК для печати диссертационных материалов, из них одна по специальности физика, другая - по рассматриваемой специальности.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 103 наименований. Работа изложена на 103 страницах, включая 64 рисунка и 2 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются основные задачи и цели работы, рассматривается научная новизна, практическая ценность, приводится краткое содержание работы.

В первой главе рассматриваются особенности помещений, оборудованных низкотемпературными системами панельно-лучистого отопления. Приводится краткий обзор работ, посвященных этой теме.

Низкотемпературные системы панельно-лучистого отопления с полиэтиленовыми трубами в бетонной конструкции пола (НСПЛО) в последнее время становятся все более популярными. Такие системы отопления обладают рядом преимуществ. Нагретая поверхность пола создаёт в помещении повышенную радиационную температуру, которая превышает температуру внутреннего воздуха. Это происходит за счет повышения температуры внутренних поверхностей ограждения. Таким образом, тепловой комфорт в помещениях с НСПЛО может обеспечиваться при более низкой температуре внутреннего воздуха, чем при традиционных конвективных системах отопления (на 2-3°С). В результате, из-за такого снижения температуры воздуха уменьшаются потери тепла, обусловленные вентиляцией, особенно в помещениях с большими объемами вентиляции, например в производственных цехах, ангарах и т.д., что приведет к значительному сокращению энергозатрат.

За счет большой площади НСПЛО возможно использование теплоносителя с более низкой температурой, что также позволяет снизить энергозатраты. Например, если в радиаторной системе отопления используется теплоноситель при 70-90°С, то при использовании НСПЛО температура воды в подающем теплопроводе - 40-45°С, что при прочих равных условиях, позволяет сэкономить 20-25% тепла.

Радиаторы и конвекторы интенсивно нагревают соответствующую зону наружной стены и окна, что увеличивает теплопотери через них. При использовании НСПЛО отсутствуют зоны перегрева ограждающих конструкций, из-за чего также снижаются теплопотери.

Лучистый поток тепла обеспечивает более равномерный нагрев помещения, а в пределах высоты человеческого роста поддерживает постоянную температуру. Отсутствие интенсивного нагрева исключает снижение в воздухе уровня кислорода и уменьшение влажности воздуха.

Таким образом, НСПЛО является энергоэффективной и экологически безопасной системой отопления. Трансмиссионные теплопотери помещения (теплопотери за счет теплопередачи) зависят частично от конвективного теплообмена между воздухом помещения и наружными ограждениями, частично от лучистого теплообмена между внутренними поверхностями помещения и наружными ограждениями. При наличии большой нагретой поверхности пола лучистый теплообмен в помещении увеличивается, и

температура внутренней поверхности внешней стены повышается. Следовательно, при переходе от конвективной системы отопления к НСПЛО уменьшение трансмиссионных теплопотерь не является существенным.

Одним из наиболее эффективных и простых средств уменьшения трансмиссионных теплопотерь через внешние стены помещения является экранирование соответствующей поверхности. Схема установки экрана показана на рис.1. Между излучателем и наружной стеной устанавливаются специальные перегородки, защищающие стену от лучистого потока тепла. При этом между внутренней частью внешней стены и экраном образуется вентилируемая воздушная прослойка, температура воздуха в которой ниже температуры воздуха в помещении, что приводит к снижению конвективного теплообмена рис. 1,6. Таким образом, экранирование позволяет снизить потери тепла через наружные ограждения.

Обычно такие экраны ставят в ночное и вечернее время и убирают днем. В процессе проведенных натурных исследований было установлено, что при установке экрана изменяется коэффициент теплообмена на внутренней поверхности стены и температура воздуха на ней (при х = 0). Из-за периодической установки экрана в наружных ограждениях возникает нестационарный процесс передачи тепла, в рамках которого граничное условие на внутренней поверхности стены будет зависеть от времени. Для вычисления теплопотерь через наружные стены необходимо решить задачу о распределении температуры при установке экрана (стена охлаждается, см. рис. 1.6) и его снятии (стена нагревается, см. рис.1,а).

помещение

а) НСПЛО

э

к

э э

улица

помещение

экран

.....->

ЫА

д«'

улица

0 Н х б) НСПЛО 0 Ь

Рис.1. Схема помещения с НСПЛО: а) экран снят б) экран установлен

На первом этапе рассматривается однородная (однослойная) строительная конструкция и для упрощения задача сведена к одномерной. Для решения поставленной задачи уравнение теплопроводности записывается в виде:

эе

э2е

& дх2

где 0(х, г) - температура, °С;

а - коэффициент температуропроводности, м2/с;

х - координата по толщине строительной конструкции, м;

/ - время, с.

Уравнение (1) интегрируется в области £> = {(*,г): 0<х<И, 0<(<Г}, при начальных условиях:

(2)

где Эвя- температура внутренней повехности наружной стены, °С; А0 - градиент температуры по толщине стены, °С; И - толщина стены, м.

Граничные условия:

при л; = 0 а(0(9-ев(/)) = ^§,

прих = й 9 = 0 .

н

где X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-град);

а(() - коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности стены, который

Гав при отсутствии экрана изменяется следующим образом: а(0 = 1 , ,

[ав при установке экрана где ав, а'в~ экспериментально установленные значения, Вт/(м2,град); 0в(О - температура воздуха около внутренней поверхности внешней стены, [0в при отсутствии экрана

МО На,

(9в при установке экрана где 9в. 9в " экспериментально установленные значения, °С ; 9н~ температура наружного воздуха, °С.

Так как в современной строительной практике минимальное количество слоев ограждения - три: несущий слой, слой утеплителя и защитный слой на наружной поверхности ограждения, то на втором этапе рассматривается трехслойная строительная конструкция.

Физико-математическая постановка данной нестационарной задачи имеет следующий вид:

зе, дЧ,

1Г" = а1 —т" 0 - * - '1 >

а 1 ас2 1 ае. д\

зе, е2е, а 3 а*2 2 3

где г = 1,2,3 — соответствует рассматриваемым слоям; 9( - температура 1-го слоя, °С ;

а, - коэффициент температуропроводности 1-го слоя, м2/с;

х - горизонтальная координата (толщина строительной конструкции), м; /, - граница /'-го слоя, м. Начальные условия:

при / = 0 в.(х) = /.(х), (5)

где/ - функция, задающая начальные условия в г'-ом слое. Граничные условия:

при х = 0 а^-е^ОЬЧ^Г'

591 56-7

при х = 1\ е1=е2, Ч-г-"^ * • (6)

ох ох

59 ге пРи,=/2 е2=е3, х2-Л=хз-Л,

пРих = /3 ^ = ан(9н-ез),

где Х1 - коэффициент теплопроводности г-го слоя, Вт/(м,0С);

а(?) - коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности стены, который

1аб при отсутствии экрана изменяется следующим образом: а(?) = •! ,

! а^ при установке экрана

где аб, а'в-экспериментально установленные значения, Вт/(м2,град); 0в(/) - температура воздуха около внутренней поверхности внешней стены, [0в при отсутствии экрана [бд при установке экрана где 0в,В'в - экспериментально установленные значения, °С ; осн - коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности стены , Вт/(м2-°С); 0Н- температура наружного воздуха, °С.

Рассмотренные задачи решены методом конечных разностей и алгоритмы реализованы в виде программ на Фортране.

На рис.2 и рис.3 представлены результаты натурного эксперимента и расчета по модели (1)-(3).

В помещении, отапливаемом при помощи низкотемпературной системы панельно-лучистого отопления, в течение суток проводились замеры температуры внутренней поверхности стены и конвективного теплового потока на ней. Конвективный поток на внутренней поверхности стены вычислялся по формуле Ньютона дк = а(/)(0в (?) - 0дд). В течение 10 часов (с 9 часов утра до 19 часов вечера) стена экранировалась. Расчеты проводились для следующих значений: а = 0.56-10"6 м2/с, X = 0.55 Вт/(мтрад); 0 =-11°С и измеренных

М0 = '

¡ав =12 при отсутствии . экрана значений а(/) = < Вт/(м -град) (7)

1ав =10 при установке экрана

и температуры пристенного воздуха

(9в = 22° при отсутствии экрана

п> 1 оо ■

9в=18°при установке экрана

Сравнение результатов численного эксперимента с данными наблюдений показали, что решение нестационарного уравнения теплопроводности с переменными граничными условиями удовлетворительно описывает процесс передачи тепла внутри стены при её периодическом экранировании.

Рис.2 Изменение температуры внутренней поверхности стены, сплошная линия -результаты расчета, точки - данные эксперимента

-а

ш 8

50 ■ 40 • 30 • 20 • 10 • 0

8 10 12 14 16 18 20 22 24 время, час

2 4 6 8

Рнс.З. Изменение теплового потока на внутренней поверхности стены, сплошная линия - результаты расчета, точки - данные эксперимента

В момент установки экрана (в 9 час.) уменьшается конвективный поток на внутренней поверхности стены и ее температура резко падает приблизительно на два градуса, а затем продолжает убывать, но более медленно, до тех, пока экран не будет убран (в 19 час). В этот момент происходит резкое увеличение температуры, также приблизительно на два градуса, а затем ее дальнейший рост с выходом на исходное стационарное

значение. Рис.3, показывает, что в соответствии с модельными расчетами и измерениями при установке экрана конвективный поток действительно уменьшается, а при его удалении - увеличивается, в среднем такие изменения составляют приблизительно на 10 Вт/м2. Заметим, что резкие скачки тепературы и потока обусловлены краевыми условиями (7)-(8).

Анализ результатов численных экспериментов по моделям (1)-(3) и (4)-(6) позволяет сделать заключение о целесообразности периодического экранирования: потери тепла снижаются на 8-10% при экранировании в течение 12 часов (см. рис.4).

Рис.4. Значения суточных теплопотерь через трехслойное ограждение по месяцам, черный цвет - без экранирования конструкции, белый - при экранировании.

Во второй главе приведен обзор работ по исследованиям прихода солнечной радиации к различно ориентированным стенам зданий и наклонным поверхностям. Наиболее обширные и детальные теоретические расчеты приходящей солнечной радиации для различно ориентированных поверхностей были проведены в связи с потребностями строительства. Большой вклад в эти исследования внесли А.И. Круглова, З.И. Пивоварова, К .Я. Кондратьев, Л.П. Клягина, Р.Л. Каган, Е.Г. Малявина и др. В последнее время появилось множество работ по исследованию прихода солнечной радиации, связанных с освоением экологически чистых возобновляемых источников энергии. В условиях постепенного истощения дешевых запасов ископаемого органического топлива и возрастающего антропогенного загрязнения окружающей среды исследования в области использования солнечной энергии приобретают все большую актуальность. Необходимо отметить работы О.С. Попеля, В.А. Бутузова, В.Х. Шетова, А.П. Емельянова и др.

По результатам литературного обзора сделан вывод о том, что существует потребность в количественной информации о потоках солнечной радиации на различные поверхности. Такую информацию предоставляют климатические справочники, в которых публикуются данные актинометрических наблюдений, но они издаются ограниченным тиражом (год

^г 350

месяц

издания последнего справочника - 1990). .Также можно воспользоваться зарубежными компьютерными базами данных, которые имеют более удобную форму представления, но к их недостаткам можно отнести отсутствие исчерпывающих комментариев по использованию и малое число российских пунктов наблюдений. Существующие программы пересчета солнечной радиации на различно ориентированные наклонные поверхности имеют в своей основе либо данные актинометрических станций, которые имеются не для всех населенных пунктов, либо значение солнечной радиации определяется из неких эмпирических соотношений, которые не позволяют учитывать реальное состояние атмосферы.

Изложена модель расчета количества приходящей солнечной радиации на наклонную произвольно ориентированную поверхность в условиях замутненной облачной атмосферы. Расчет интенсивности солнечной радиации на горизонтальную поверхность определяется по радиационной климатической модели, созданной в ГГО им. А. И. Воейкого. Эта модель позволяет рассчитывать потоки коротковолновой радиации в многокомпонентной замутненной облачной атмосфере с учетом многократного рассеяния и поглощения. При учете облачности необходимыми физическими параметрами являются высота облачного слоя, его балл и водозапас. При учете атмосферного аэрозоля - его оптическая толщина, альбедо однократного рассеяния и фактор асимметрии. В модели рассматриваются три основных газовых составляющих атмосферы: Н20, С02 и <93, способных поглощать в УФ и видимой областях спектра.

Расчет потоков коротковолновой радиации производится для длин волн от 0.125 до 4 мкм. Весь интервал разбивается на три участка:

1) 0.125-0.31 мкм - ультрафиолетовое излучение;

2) 0.31-0.75 видимое излучение;

3) 0.75-4 мкм - ближнее инфракрасное солнечное излучение (БИК).

Перенос излучения в разных спектральных интервалах определяется различными факторами, в соответствии которыми осуществляется выбор моделей и методов расчета.

На наклонные поверхности суммарная солнечная радиация пересчитывается по следующей методике. Радиация, падающая на наклонную поверхность, может быть представлена в виде трех составляющих,

05 (9)

где

£>/,(1 + 008 а) ей-Л-(1-созд).

=-2-' 5=-2-'

- диффузная радиация, приходящая на наклонную поверхность, рассеянная атмосферой и земной поверхностью соответственно, I)/, -рассеянная солнечная радиация, поступающая на горизонтальную поверхность;

<2ь - суммарная солнечная радиация, поступающая на горизонтальную поверхность; А - среднее месячное альбедо прилегающих участков земной поверхности; а - угол наклона поверхности. Поток прямой солнечной радиации на произвольно ориентированную наклонную поверхность определяется по известным астрономическим и тригонометрическим формулам. Соотношения (10) справедливы в случае изотропности падающих потоков Д, и Qh■

В отличие от методов расчета, применяемых в современном строительстве, рассматриваемая модель позволяет учитывать реальное состояние атмосферы. В рамках предлагаемого подхода можно дополнительно учитывать влияние облачности (при стандартном подходе рассматриваются только два состояния: ясная атмосфера и сплошная облачность) и антропогенного загрязнения атмосферы на радиационные потоки, а также фактическое географическое положение объекта.

В третьей главе описывается программный комплекс, созданный на основе рассмотренного алгоритма. Программа управляется с помощью меню, в котором имеются шесть позиций: Файл. Расчет. Облачность. Расчет по месяцам. Расчет по направлениям. Справка.

5 ОК

5 Cancel

Начало временного интервала ^ Конец временного интервала [31 Широта ¡60.0

Угол наклона поверхности [90|0 -Аэрозольный фон С Нормальный С Загрязненный

Азимут [ао

С Облачность С Ясноенвбо

Номер слоя

Балл Водоэапас

1Г~~Э Г000

Поле для вывода сообщений об ошибках ввода

Рис 5 Один из вариантов диалогового окна

При активизации пункта меню Файл предоставляются следующие стандартные для операционной среды WINDOWS возможности работы с программой: Сохранить. Печать и Выход.

В пункте меню Расчет содержится два подпункта: Ввод исходных данных

и Просмотр результатов. Нажатие команды Ввод исходных данных выводит на экран диалоговое окно для ввода исходных данных (рис.5). Это окно содержит поля ввода начала и конца временного интервала, географической широты, азимута и угла наклона поверхности к горизонту, для которых производятся вычисления. Здесь же можно указать, для каких условий производятся вычисления (ясное небо, условия средней облачности). Для расчета в условиях средней облачности необходимо задать балл облаков и их водозапас. Нажатие

кнопки

ок

запускает программу расчета на выполнение. Подпункт меню Просмотр результатов позволяет вывести на экран результаты вычислений.

Пункт меню Облачность позволяет провести расчеты для действительных условий облачности, при известном количестве ясных и пасмурных дней за рассматриваемый период.

Команда меню Расчет по месяцам позволяют провести вычисления сразу для всех месяцев года, в этом случае временной интервал задается автоматически для каждого месяца. По команде Расчет по направлениям происходят вычисления для восьми основных направлений (Ю, ЮЗ, 3, СЗ, С, СВ, В, ЮВ).

В пункте меню Справка содержится Справочная информация и информация О программе.

На рис.6 представлено сравнение данных актинометрических наблюдений и результатов вычисления на основе программного комплекса.

Рис.6 Суммарная Q (•) и прямая 5 (А) радиация, приходящая к вертикальной поверхности южной ориентации в июле, сплошная линия - результаты расчетов, пунктирная линия - данные актинометрических наблюдений.

На рис.6 видно, что рассчитанные потоки прямой солнечной радиации практически совпадают с соответствующими значениями, приведенными в справочнике проектировщика. Расхождения в значениях суммарной солнечной радиации не превышают 25-40Вт/м2, что вполне удовлетворительно для инженерных расчетов. Занижение суммарного потока является следствием использования предположения об изотропности потоков рассеянной радиации.

Исследовано влияние аэрозольного слоя на потоки прямой радиации. В вычислениях использовались два вертикальных аэрозольных профиля (городской и континентальный), рекомендованные для городского индустриального и сельского континентального районов соответственно. На рис.7 представлены данные регистрации потоков прямой солнечной радиации на двух актинометрических станциях, расположенных на одной широте (60° с.ш.): Санкт-Петербург (Ленинград) и поселок Воейково. В условиях большого города годовой приход суммарной радиации занижен за счет уменьшения прямой радиации. Из-за большой запыленности атмосферы на станции Санкт-Петербург значения прямой радиации в течение всего года меньше, чем в Воейково. Вычисления, выполненные с использованием различных моделей аэрозольного слоя показали, что модель городского аэрозоля хорошо описывает ситуацию на станции Ленинград, а континентального - на станции Воейково.

I

\

с К

вч

/ ) ч

I

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 месяц

Рис. 7. Среднемесячные суточные суммы прямой солнечной радиации 5, приходящей к горизонтальной поверхности на метеостанциях Ленинград (сплошная линия) и пос. Воейково (пунктирная линия), и результаты расчетов по моделям городского (о) и континентального (•) аэрозоля.

Проведены численные эксперименты по исследованию влияния атмосферного аэрозоля на количество солнечной радиации, приходящей к земной поверхности и к стенам здания. Расчеты проводились для разных значений объемного коэффициента ослабления, характеризующего различные степени аэрозольного загрязнения атмосферы. Так обнаружено, что не существенно влияние аэрозольных частиц на радиационные потоки, приходящие к земной поверхности, для широты Санкт-Петербурга в зимние месяцы, при малых высотах солнца (рис.8). В летние месяцы появление сажевого аэрозоля с большой оптической толщиной может привести к уменьшению суммарной солнечной радиации более чем в три раза. Также видно, что аэрозоль, который наблюдается в условиях крупных городов (городская-индустриальная модель), характеризуется существенно меньшим ослаблением солнечной энергии, но и он при увеличении оптической толщины может создавать двукратное уменьшение потока радиации. Для стен южной

ориентации, получающих солнечную энергию в течение всего года, ее ослабление распределено более равномерно при большой уровне задымленности атмосферы и не носит ярко выраженного сезонного характера (рис.9).

Рис. 8 Суммарная радиация Q> приходящая к горизонтальной поверхности в течение года для Санкт-Петербурга (60° с.ш.). Полужирная линия - фоновый аэрозоль (континентальная модель). Сплошные линии - городская-индустриальная модель аэрозоля, пунктирные линии - сажевый аэрозоль, с объемными коэффициентами ослабления: (Д)-0.15, (о) -0.3, (□)-0.6, (*)-0.9.

Рис. 9 Суммарная радиация 2, приходящая к вертикальной поверхности южной ориентации в течение года для 60° с.ш. Обозначения см. рис.7.

Сравнения результатов расчета по модели с использованием программного комплекса и данных актинометрических наблюдений показали, что данная модель может быть использована для количественной оценки потоков солнечной радиации, как в условиях ясного неба (возможный приход), так и в условиях действительной облачности. Также данная модель позволяет учитывать реальное состояние атмосферы, в том числе последствия антропогенного и техногенного её загрязнения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В настоящей работе получены следующие результаты.

1. Построены нестационарные модели, описывающие процесс передачи тепла внутри наружной стены при применении в помещении низкотемпературных панельно-лучистых систем отопления (НСПЛО), для однослойной и трехслойной строительных конструкций. На основании этих моделей составлены программы расчета.

2. Расчеты обосновывают целесообразность периодического экранирования наружной стены. Получено, что в зимний отопительный период максимальное уменьшение теплопотерь будет достигнуто при круглосуточном использовании экрана, например, в виде настенных жалюзи. Летом, когда система напольного отопления отключена, экран будет защищать помещение от перегрева.

3. Составлен алгоритм расчета количества солнечной радиации, приходящей к произвольно ориентированной и наклоненной поверхности в условиях замутненной облачной атмосферы. Рачеты производятся в предположении изотропности рассеяния и отражения радиации, а также незатененности поверхности другими объектами.

4. Показано, что рассмотренный алгоритм позволяет расчитывать значения солнечной радиации с учетом антропогенного и техногенного загрязнения атмосферы.

5. На основе этого алгоритма разработан программный комплекс, с помощью которого можно в удобной и доступной форме проводить необходимые инженернае расчеты.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Муста Л.Г. Расчет прихода солнечной радиации на стены здания // Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ: Межвуз. Темат. Сб. тр. / СПбГАСУ, - СПб, 2000. - вып. 6. - С. 77-81.

2. Муста Л.Г. Расчет потоков солнечной радиации в условиях облачности // Доклады 58 научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов / СПбГАСУ - СПб, 2001.

3. Разумов Н.Ф., Муста Л.Г. Математическая модель переноса тепла при экранировании внутренней поверхности строительных конструкций // Труды молодых ученых. Часть I / СПбГАСУ, - СПб, 2001. - С. 62-65.

4. Разумов Н.Ф., Муста Л.Г., Долинина Е.В. Перенос тепла внутри строительных конструкций // Математика в ВУЗе: Материалы международной научно-методической конференции, Псков, сентябрь 2001 г. / СПб, 2001. - С. 212-214.

5. Разумов Н.Ф., Муста Л.Г. Исследование процесса нестационарной передачи тепла многослойного ограждения при периодическом

экранировании внутренней поверхности // Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике: Сб. материалов Всероссийской научно-технической конференции, Пенза, 2001г. / Пенза, 2001.-С. 90-93.

6. Разумов Н.Ф., Муста Л.Г. Влияние влажностного режима ограждающих конструкций на работу низкотемпературной системы панельно-лучистого отопления НСПЛО // Информационная среда ВУЗа: -Сб. статей VIII международной научно-технической конференции, Иваново, 4-5 окт. 2001г. / Ивановская гос. арх.-стр. акад. - Иваново, 2001. - С. 172-174.

7. Разумов Н.Ф., Муста Л.Г. Исследование температурного поля помещений, оборудованных обогреваемыми полами // Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ: Межвуз. Темат. Сб. тр. / СПбГАСУ, - СПб, 2002. - вып. 8. - С. 113-119.

8. Разумов Н.Ф., Муста Л.Г. Исследование распределения температуры в помещениях с обогреваемым полом // Доклады 59-й научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов университета. Часть 1 / СПбГАСУ - СПб, 2002. -С. 75-77.

9. Вагер Б.Г., Разумов Н.Ф., Муста Л.Г. Математическое моделирование процессов тепло и влагопереноса в строительных конструкциях // Математика, ее приложения и математическое образование: Материалы международной конференции. Улан-Уде, Байкал, 2002г.

Ю.Разумов Н.Ф., Муста Л.Г. Моделирование влажностного режима однослойных ограждающих конструкций// Информационная среда ВУЗа: Сб. статей IX международной научно-технической конференции, Иваново, 20-21 ноябр. 2002г. / Ивановская гос. арх.-стр. акад. -Иваново, 2002. - С. 144-146.

И.Муста Л.Г. Моделирование теплового режима помещений и строительных конструкций // Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ: Межвуз. Темат. Сб. тр. / СПбГАСУ, -СПб., 2003. - вып. 9. - С. 124-128.

12.Муста Л.Г. Программный комплекс для расчета солнечной радиации // Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ: Межвуз. Темат. Сб. тр. / СПбГАСУ, - СПб., 2008. - вып. 14. -С. 49-54.

13.Муста Л.Г. Моделирование потока солнечной радиации на произвольно ориентированную поверхность // Вестник гражданских инженеров. -2009.-№ 1 (18). - С. 110-113.

14.Муста Л.Г. Математические модели переноса тепла при экранировании внутренней поверхности однослойных и трехслойных строительных конструкций // НТВ СПбГПУ. - 2009. - №4. - С. 187-191.

Подписано в печать 01.10.2009 Объем: 1,0 п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 48

Отпечатано в ООО «Копи - Р» Санкт - Петербург, пер. Гривцова, д. 1 / 64 Лицензия ПЛД №69-338 от 12.02.99г.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I Моделирование энергосберегающих условий, связанных с системой напольного отопления.

1.1. Особенности теплового режима помещения, оборудованного системой напольного отопления.

1.2.Математическая модель переноса тепла при экранировании внутренней поверхности простых строительных конструкций.

1.2.1 .Постановка задачи.

1.2.2.Численный алгоритм.

1.2.3. Результаты расчета и сравнение с данными эксперимента.

1.3.Математическая модель переноса тепла при экранировании внутренней поверхности многослойных строительных конструкций.

1.3.1. Постановка задачи.

1.3.2. Численный алгоритм.

1.3.3. Результаты расчета.

ГЛАВА II Моделирование энергосберегающих условий, связанных с учетом солнечной радиации.

2.1. Состояние вопроса.

2.2. Моделирование падающей солнечной радиации на поверхности различной ориентации, расположенные под разным углом наклона к горизонту.

ГЛАВА III Программный комплекс для расчета солнечной радиации и результаты вычисления.

3.1. Описание программного комплекса.

3.2. Результаты расчета и сравнение с экспериментальными данными.

3.3 Влияния атмосферного аэрозоля на количество солнечной радиации, приходящей к земной поверхности и к стенам здания.

Актуальность темы. Тепловым режимом здания называется совокупность всех факторов и процессов, определяющих тепловую обстановку в его помещениях [87]. К этим факторам относятся воздействие наружной среды, влияние технологического процесса в помещении, систем отопления-охлаждения, вентиляции и кондиционирования воздуха. Необходимость учитывать большое количество параметров делает задачу математического моделирования теплового режима здания достаточно сложной. В диссертационной работе рассматриваются некоторые стороны этой многогранной задачи.

В нашей стране энергопотребление существующих жилых и общественных зданий примерно в три раза превышает энергопотребление в технически развитых странах со сходными природно-климатическими условиями. Это обстоятельство показывает, что задача экономии эиергоресурсов является весьма актуальной. К тому же традиционные источники энергии находятся на грани исчерпания, а новые — еще не достаточно развиты, в этой ситуации актуальность рассмотренной темы приобретает особое значение.

Цель работы. Целью диссертационной работы является построение математических моделей, использование которых позволяет проанализировать некоторые подходы, приводящие к снижению энергопотребления зданий.

Задачи работы. Одна из сторон задачи экономии энергоресурсов — экономия тепла при отоплении помещений. К экономичным системам относят низкотемпературные системы панельно-лучистого отопления, с расположенными в конструкции пола нагревательными элементами ("теплый пол"). Особенность помещений, обслуживаемых такими системами, заключается в наличие большой нагретой поверхности пола, которая служит причиной усиления лучистого и конвективного теплообмена и повышения температуры внутренней поверхности внешней стены. Для уменьшения потока лучистого тепла, падающего изнутри на внешнюю стену, и уменьшения конвективного теплообмена, а, следовательно, для уменьшения теплопотерь, необходимо предусмотреть возможность экранирования наружных конструкций. Один из простейших способов такого экранирования заключается в том, что между излучателем и наружной стеной устанавливаются специальные перегородки. В качестве экрана возможно использование временно устанавливаемых жалюзи, портьер, ширм и т.п. Проведенные наблюдения подтверждают, что использование перегородок уменьшает на 10% поток тепла через наружное ограждение.

Другая сторона задачи экономии энергоресурсов — учет метеорологических факторов. В условиях постепенного истощения дешевых запасов ископаемого органического топлива и все большего антропогенного загрязнения окружающей среды использование солнечной энергии приобретают все большую значимость. Корректный учет солнечной радиации при выборе теплотехнических параметров отопительной системы и при определении характеристик отопительного периода может обеспечить не только комфортные условия, но и дать существенный экономический эффект. Применение энергосберегающих технологий, основанных на использовании солнечной энергии, позволит до 60% снизить энергопотребление в домах [98]. Например, в Германии успешно реализован проект "2000 солнечных крыш" и разработана новая технология прозрачной теплоизоляции зданий и солнечных коллекторов с температурой 90-50° [99, 101]. В США солнечные водонагреватели общей мощностью 1400 МВт установлены в 1,5 млн. домов [100]. В экспериментальном жилом районе VIIKKI Хельсинки, Финляндия солнечные нагревательные системы обеспечивают централизованное теплоснабжение и в некоторых случаях подогрев пола. Солнечные коллекторы встроены в конструкцию крыши жилого дома. Они установлены под углом 47°-60°, что позволяет наиболее оптимально использовать солнечную энергию осенью, зимой и весной, когда потребность в ней больше всего. Вклад солнечной энергии в горячее водоснабжение составляет почти 70%.

Таким образом, рассмотрены следующие задачи:

1.Построение математической модели процесса передачи тепла через наружные ограждения в помещениях, оборудованных низкотемпературной системой панельно-лучистого отопления (НСПЛО) в условиях их периодического экранирования, с учетом специфики граничных условий, возникающих при этом;

2.Моделирование нагревания наружных ограждений коротковолновой радиацией и оценка соответствующего потока тепла;

3.Создание программного комплекса, позволяющего проводить расчеты потока солнечной радиации, падающего на наклонную произвольно ориентированную поверхность в условиях замутненной облачной атмосферы.

Методы исследования.

Исследования базируются на физико-математическом моделировании: процесса передачи тепла через ограждающие конструкции помещений, оборудованных НСПЛО, при периодической установке теплоизоляционного защитного экрана и решение соответствующих уравнений теплопроводности с переменными граничными условиями; нагрева ограждающих конструкций прямой и диффузной солнечной радиацией.

Научная новизна.

•Разработаны алгоритмы и комплекс программ по расчету теплового поля внутри ограждающих конструкций помещения с низкотемпературной системой панельнолучистого отопления в условиях их периодического экранирования;

•Обоснована эффективность установки экрана для защиты ограждающих конструкций в помещениях, отапливаемых НСПЛО;

•Разработан алгоритм и комплекс программ для расчета солнечной радиации на поверхности различной ориентации, расположенные под разным углом наклона к горизонту, в многокомпонентной замутненной облачной атмосфере, позволяющие учитывать последствия антропогенного и техногенного её загрязнения; Практическая ценность. Построенные модели, алгоритмы и программы, реализующие их, могут использоваться для различного рода теплотехнических расчетов зданий, для оценки инсоляции поверхностей солнечных коллекторов, а также в учебном процессе.

Достоверность полученных в работе результатов подтверждена сопоставлением данных расчетов с экспериментальными данными. Положения, выносимые на защиту.

•Модели расчета температуры внутри однослойной и трехслойной наружных конструкций при их экранировании изнутри помещений, оборудованных НСПЛО.

•Программный комплекс, в основе которого лежит модель расчета прихода солнечной радиации к наклонной произвольно ориентированной поверхности в условиях замутненной облачной атмосферы.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на 57-60-й научных конференциях профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов СПбГАСУ (2000-2003 г.г.); на 54-56 и 61-й научно-технических конференциях молодых ученых (аспирантов, докторантов) и студентов СПбГАСУ, (2000, 2001, 2003, 2008 г.г.); на Международной научно-методической конференции «Математика в ВУЗе», Псков, сентябрь 2001г.; на VIIT Международной научно-технической конференции «Информационная среда ВУЗа», Ивановская государственная архитектурно-строительная академия, Иваново, октябрь 2001 г.; на Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике», Пенза, 2001г.; на IV Международной научно-технической конференции «Математическое моделирование физических, экономических, технических, социальных систем и процессов», Ульяновск, 2001г.; на Международной конференции « Математика, ее приложения и математическое образование», Улан-Уде, Байкал, 2002г.; на IX Международной научно-технической конференции «Информационная среда ВУЗа», Ивановская государственная архитектурно-строительная академия, Иваново, октябрь 2002 г.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 14 печатных работ, в том числе опубликована статья в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК для печати диссертационных материалов по специальности.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 103 наименований. Работа изложена на 103 страницах, включая 64 рисунка и 2 таблицы.

Выводы к главе III:

1. Сравнения результатов расчета по модели с использованием программного комплекса и данных актинометрических наблюдений показали, что данная модель может быть использована для количественной оценки потоков солнечной радиации, как в условиях ясного неба (возможный приход), так и в условиях действительной облачности.

2. Данная модель позволяет учитывать реальное состояние атмосферы, в том числе последствия антропогенного и техногенного её загрязнения.

3. Программный комплекс имеет вид стандартного окна операционной системы WINDOWS, прост в использовании и содержит необходимую справочную информацию.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе получены следующие результаты.

1. Построены нестационарные модели, описывающие процесс передачи тепла внутри наружной стены при применении в помещении низкотемпературных панельно-лучистых систем отопления (НСПЛО), для однослойной и трехслойной строительных конструкций. На основании этих моделей составлены программы расчета.

2. Расчеты обосновывают целесообразность периодического экранирования наружной стены. Получено, что в зимний отопительный период максимальное уменьшение теплопотерь будет достигнуто при круглосуточном использовании экрана, например, в виде настенных жалюзи. Летом, когда система напольного отопления отключена, экран будет защищать помещение от перегрева.

3. Составлен алгоритм расчета количества солнечной радиации, приходящей к произвольно ориентированной и наклоненной поверхности в условиях замутненной облачной атмосферы. Расчеты производятся в предположении изотропности рассеяния и отражения радиации, а также незатененности поверхности другими объектами.

4. Показано, что рассмотренный алгоритм позволяет расчитывать значения солнечной радиации с учетом антропогенного и техногенного загрязнения атмосферы.

5. На основе этого алгоритма разработан программный комплекс, с помощью которого можно в удобной и доступной форме проводить необходимые инженерные расчеты.

1. Акулинин, А. Оценка возможностей солнечной энергетики на основе точных наземных измерений солнечной радиации / А. Акулинин,

2. B. Смыков // Проблемы региональной энергетики. 2008. — № 1. — С.

3. Атмосфера. Справочное издание. Л.: Гидрометеоиздат. — 1991. — 510с.

4. Басов, Ю. К. Влияние солнечной радиации на температуру вертикальных поверхностей стен / Ю. К. Басов, Е. В. Пузанкова // Монтажные и специальные работы в строительстве. 1999. - №3 —1. C. 13-15.

5. Богословский, В. Н. Строительная теплофизика / В. Н. Богословский. — М. : Высшая школа, 1982. 415 с.

6. Богословский, В. Н. Теплообмен в помещении с панельно-лучистой системой обогрева / В. Н. Богословский // Водоснабжение и санитарная техника. 1961. - № 9 с. 23-28.

7. Богословский, В. Н. Отопление: Учебник для ВУЗов / В. Н. Богословский, Л. Н. Сканави. М. : Стройиздат, 1991 - 736 с.

8. Булгаков, С. И. Энергоэффективные строительные системы и технологии / С. И. Булгаков // «АВОК» . 1999. - № 2.- С.

9. Бутузов, В. А. Анализ опыта разработки и эксплуатации гелиоустановок в Краснодарском крае / В. А. Бутузов // Промышленная энергетика. 1997. - № 2 — С.

10. Бутузов, В. А. Гелиоустановки горячего водоснабжения большой производительности / В. А. Бутузов // Промышленная энергетика. — 2002.-N9.-С. 44-51.

11. Ю.Бутузов, В. А. Солнечное теплоснабжение: состояние дел и перспективы развития / В. А. Бутузов //Энергосбережение. 2000. -№ 4. - С.

12. Бутузов, В. А. Расчет интенсивности солнечной радиации для проектирования систем солнечного горячего водоснабжения / В. А. Бутузов // Промышленная энергетика. — 2003. — № 9. С. 52-57.

13. Вагер, Б. Г. Численные методы решения дифференциальных уравнений. Уч.пособие / Б. Г. Вагер. СПб. : ГАСУ, 2003. - 114 с.

14. Вельтищев, Н. Н. Практические методы учета поглощения солнечного излучения водяным паром в различных радиационных схемах / Н. Н. Вельтищев, Т. А. Тарасова, В. А. Фролькис — М.- : Институт Физики Атмосферы АН СССР, 1990. 27 с.

15. Волов, Г. Я. Внедрение имитационного моделирования в инженерную практику (программа МО ДЭН, версия 2.0) / Г. Я. Волов // Энергия и менеджмент.-2001.-№2.-С. 30-33.

16. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч.З. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн. 1. М. : Стройиздат, 1992. - 319 с.

17. Гандин, Л. С. Тепловой режим зданий и лучистый теплообмен / Л. С. Гандин // Тр. ГГО. 1967. - вып. 209. - С. 23-28.

18. Гиясов, А. Г. Проектирование жилых зданий и ограждающих конструкций в условиях жарко-штилевого климата / А. Г Гиясов, Б. И. Гиясов // Жилищное строительство. — 2000. — № 6. — С. 24-25.

19. Гиясов, Б. И. Влияние жарко-штилевого климата на ограждающие конструкции и микроклимат жилых зданий : автореф. дисс. на соиск. уч. ст. к. т. н. М. - 2000. - 17 с.

20. Гордов, А. Н. Расчет прямой солнечной радиации на различно ориентированные наклонные поверхности для ф=42° / А. Н Гордов // Материалы по агроклиматическому районированию субтропиков СССР.- 1938.-вып.П.

21. Горомосов, М. С. Гигиеническая оценка лучистого отопления / М. С. Горомосов, Н. А. Ципер // Водоснабжение и санитарная техника. 1957.-№2.-С. 28-31

22. ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях»

23. Губернский, Ю. Д. Жилище для человека / Ю. Д Губернский, В. К. Лицкевич -М. : Стройиздат, 1991.-227 с.

24. Дашкевич, Jl. J1. Методы расчета инсоляции при проектировании промышленных зданий / JI. JL Дашкевич -М. : Госстройиздат, 1939.

25. Драганов, Б. X. Методика расчета теплового режима наружных ограждающих конструкций сельскохозяйственных зданий / Б. X. Драганов, Л. Ф. Черных, А. Р. Ферт Киев: Изд-во ХСХА, 1991. — 126 с.

26. Дубровина, Л. С. Облака и осадки по данным самолетного зондирования / Л. С. Дубровина Л: Гидрометеоиздат, 1982. — 216 с.

27. Емельянов, А. П. Солнечная альтернатива / А. П. Емельянов // Экология и жизнь. — 2001. — № 6. — С. 22—23.

28. Емельянов, А. П. Нетрадиционная энергетика / А. П. Емельянов // Экология и жизн. 2001. - № 6. - С. 24-26.

29. Емельянов, А. П. О развитии солнечной энергетики в России / А. П. Емельянов // Экономика XXI века. 2002. - №4. - С. 59.

30. Ивлев, Л. С. Оптические свойства атмосферных аэрозолей / Л. С. Ивлев, С. Д Андреев Л.: Изд. ЛГУ, 1986. с.

31. Каган, Р. Л. Упрощенный способ вычисления потоков суммарной радиации на отдельно стоящее здание / Р. Л. Каган, Л. П. Клягина // Тр. ГГО. 1975. - Вып. 338. - С. 119-132.

32. Кальдерон, Торрес Уго Сопоставление особенностей распределения интенсивности солнечной радиации в различных регионах Перу / Кальдерон Торрес Уго, А. Е Денисова // Труды Одесского политехнического университета. 1999. - Вып. 2(8).

33. Кастров, В. Г. К работе Торлецкой " Об упрощенном способе вычисления продолжительности освещения солнечными лучами различно ориентированных стен " / В. Г. Кастров // Метеорология и гидрология. 1939. - № 6. - С. 96-98.

34. Качан, Ю. Г К вопросу моделирования систем солнечного теплоснабжения с целью повышения их энергоэффективности / Ю. Г. Качан, С. А. Левченко // 1нтегроваш технологи та енергозбереження. — Харюв. — 2006. — № 3.

35. Клягина, JI. П. Прямая солнечная радиация, поступающая на стены здания в условиях городской застройки / JI. П. Клягина // Тр. ГГО. -1973.-Вып. 305.-С. 45.

36. Клягина, JI. П. К вопросу о нахождения сумм прямой радиации, поступающей на различно ориентированные вертикальные поверхности / JI. П. Клягина // Тр. ГГО. 1976. - Вып. 365. — С. 25—31.

37. Кондратьев, К. Я. Лучистая энергия солнца / К.Я.Кондратьев Л.: Гидрометеоиздат, 1964.

38. Кондратьев, К. Я. Радиационный режим наклонных поверхностей / К. Я. Кондратьев, 3. И. Пивоварова, М. П. Федорова Л.: Гидрометеоиздат, 1978. — 6 с.

39. Кондратьев, К. Я. Аэрозоль и климат / К.Я.Кондратьев Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 542 с.

40. Кондратьев, К. Я. Аэрозоль и климат: некоторые результаты и перспективы дистанционного зондирования. 1. Многофакторность изменений климата и разнообразие свойств аэрозоля / К. Я. Кондратьев // Экологическая химия. 1998. - № 7(2) . - С. 73-85.

41. Круглова, А. И. Климат и ограждающие конструкции / А. И. Круглова -М.: Стройиздат, 1970. 166 с.

42. Кувшинов, Ю. Я. Теоретические основы обеспечения микроклимата помещения / Ю. Я. Кувшинов — М: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2007. — 183 с.

43. Лаврус, В. С. Свет и тепло / В. С. Лаврус Киев.: НиТ, 1998.

44. Ливчак, И. Ф. Системы отопления с бетонными отопительными панелями / И. Ф. Ливчак М.: Госстройиздат. — 1956.

45. Малявина, Е. Г. Расчет солнечной радиации в зимнее время / Е. Г. Малявина, А. Н. Борщев // «АВОК». 2001. - № 2.

46. Малявина, Е. Г. Теплопотери здания. Справочное пособие / Е. Г. Малявина-М.: АВОК-ПРЕСС, 2007.

47. Марчук, Г. И. Методы расщепления / Г. И. Марчук — М.: Наука, 1988. — 264 с.

48. Марчук, Г. И. Методы вычислительной математики.-3-е изд. / Г. И. Марчук М.: Наука, 1989.

49. Махов, Л. М. Системы напольного отопления / Л. М. Махов, О. Д. Самарин // «АВОК». 2003. - № 5.

50. Мачкаши, А. Основные принципы лучистого отопления больших помещений / А. Мачкаши // Водоснабжение и санитарная техника. -1964.-№2.-С. 35^0.

51. Новожилов, В. И. О тепловом излучении и температурах поверхности нагревательных приборов при отоплении плоскими панелями / В.И.Новожилов // Водоснабжение и санитарная техника. — 1960. -№ 10.-С. 1-8.

52. Облака и облачная атмосфера. Справочник— Л.: Гидрометеоиздат, 1989,-648 с.

53. Пехович А. И. Расчеты теплового режима твердых тел / А. И. Пехович, В. М. Жидких Л.: "Энергия", 1976.

54. Пивоварова, 3. И. Оценка суммарного прихода коротковолновой радиации на стены здания / 3. И. Пивоварова // Тр. ГГО. 1967. - Вып. 209.-С. 22-43.

55. Пивоварова, 3. И. Облучение стен зданий солнечной радиацией в различных географических районах строительства / 3. И. Пивоварова // Тр. ГГО. 1969. - Вып. 250. - С. 23-49.

56. Пономарева, Н. К. Основные гигиенические параметры системы лучистого отопления. — автореферат дисс., Лен. НИИ сан.гигиены, 1954, 24 с.

57. Попель, О. С. Автономные энергоустановки на возобновляемых источниках энергии / О. С. Попель // Энергосбережение. — 2006. — № 3.

58. Попель, О. С. Солнечная Россия / О. С. Попель, И. Прошкина // В мире науки.-2005.-№ 1.-С. 14-18.

59. Попель, О. С. Методика оценки эффективности использования солнечных водонагревательных установок в климатических условиях Российской Федерации / О. С. Попель С. Е. Фрид, Ю. Г. Коломиец -М.: Из-во МФТИ, 2004.

60. Распределение ресурсов энергии солнечного излучения по территории России / О. С. Попель и др. // Энергия: экономика, техника, экология. 2007. — №1. — С. 15-23.

61. Попель, О. С. Перспективы развития возобновляемых источников энергии: обобщенные показатели / О. С. Попель // Энергия: экономика, техника, экология. — 2007. — N 3. С. 6-11.

62. Пригарин, В. Е. Расчет переноса излучения в замутненной и облачной атмосфере: описание модели / В. Е. Пригарин, Г. Л. Стенчиков, В. А. Фролькис // Сообщения по прикладной математике. АН СССР. Вычисл. центр. М., 1990. - 14 с.

63. Разумов, Н. Ф. К вопросу о низкотемпературном панельно-лучистом отоплении / Н. Ф. Разумов, Е. Ю. Долинина, М. В. Шурухина // Сб.статей IX международной научно-технической конференции "Информационная среда ВУЗа", Иваново. 2002. - С. 258-261.

64. Розанов, Е. В. Метод расчета радиационных потоков в ближнем инфракрасном диапазоне / Е. В. Розанов, В. А. Фролькис // Тр. Гл. геофиз. обсерватории. 1988. — № 516. - С. 61-72.

65. Самарский, А. А. Теория разностных схем / А. А. Самарский. М.: Наука, 1977.-656 с.

66. Самарский, А. А. Введение в численные методы / А. А. Самарский. -Изд. 2-е. -М.: Наука, 1987.

67. Свириденков, М. А Оптическая диагностика свойств аэрозоля в локальных рассеивающих объемах и в столбе атмосферы : автореф. дисс. . д. ф.-м. н. / М. А. Свириденков. — Томск, 2008. 42 с.

68. Смоляков, П. Т. К вопросу об изучении инсоляции земных неровностей / П. Т. Смоляков // Журнал геофизики и метеорологии. — 1929.-Т. IV, Вып. 4,

69. СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 2000.

70. СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий / Госстрой России. М.: ФГУП ЦПП, 2004.

71. Табунщиков, Ю. А. Новый век ОВК: проблемы и перспективы / Ю. А. Табунщиков // «АВОК». 2000. - № 3.

72. Табунщиков, Ю. А. Энергоэффективное здание как критерий мастерства архитектора и инженера / Ю. А. Табунщиков // «АВОК». -2001.-№2.

73. Табунщиков, Ю. А. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности здания / Ю. А. Табунщиков, М. М. Бродач. — М.: АВОК-ПРЕСС, 2002. 194 с.

74. Табунщиков, Ю. А. Научные основы проектирования энергоэффективных зданий / Ю. А. Табунщиков, М. М. Бродач // «АВОК» .- 1998.-№ 1.-с. 5-14.

75. Табунщиков, Ю. А. Энергоэффективное высотное здание /

76. Ю. А. Табунщиков, И. В. Шилкин, М. М. Бродач // «АВОК». 2002. -№3.

77. Табунщиков, Ю. А. Энергоэффективные здания / Ю. А. Табунщиков, И. В. Шилкин, М. М. Бродач. М.: АВОК-ПРЕСС, 2003. - 200 с.

78. Торлецкая, В. В. Об упрощенном способе вычисления продолжительности освещения солнечными лучами различно ориентированных стен / В. В. Торлецкая // Метеорология и гидрология.- 1939.-№6.-С. 95-96.

79. Трошкина, Г. Н. Математическое моделирование процессов теплообмена в системе "солнечный коллектор — аккумулятор тепла" : автореф. дисс. . к. т. н. / Г. Н. Трошкина. — Барнаул, 2006. — 22 с.

80. Шетов, В. X. Перспективы солнечного теплоснабжения / В. X. Шетов, В. А. Бутузов // Энергосбережение. 2006. - №2. - С. 98-100.

81. Шорин, С. Н. Теплопередача / С. Н. Шорин. М.: Высшая школа, 1964. 92.Чжао Цзиньлин Пассивные солнечные системы теплоснабжения /

82. Чжао Цзиньлин, А. Я. Шелгинский // Энергосбережение. 2009. - № 2.- С. 72-78.

83. Bearzi V. Теплые полы / V. Bearzi //«АВОК». 2005. - № 7.'

84. The NASA Surface Meteorology and Soler Energy Data Set // 2007 / http:// eos web.larc.nasa. go v/sse/.

85. Frolkis V.A., Rozanov E.V. Radiation code for climate and general circulation models. В кн.: IRS'92 Current problems in atmospheric radiation. Ed. Keevallik S., Karner O. A. DEEPAK Publishing. 1993. -P. 176-179.

86. Anne-Grette Hestnes Advanced Solar low-energy buildings, Sun World, 1992.-September.-vol. 16, N3-16.

87. Gregury J. A Solar Rreview. Sun World, 1992. June. - Vol. 16, N2, 1318.lOO.Schar S. Entering the Solarage: a question of will. Sun World, 1991, November/Desember. Vol. 15, N 5, 2-3.

88. Iosterberger A. Transparent insulation technology for Solar energy conversion. Frankhofer-Institute for Solare Energiesysteme, Freiburg FRG, 1989, 1-41.

89. Zhao Jinling, Chen Bin, Liu Jingjun, Wang Yongxun Dynamic thermal performance simulation of an improved passive solar house with trombe wall ISES Solar word Congress, 2007, Beijing China, Vols 1-V: 2234-2237.

90. Zhao Jinling, Chen Bin, Chen Cuiying, Sun Yuanyuan Study on dynamic thermal response of the passive solar heating systems. Journal of Harbin Institute of Technology (New Series). 2007. Vol. 14: 352-355.