автореферат диссертации по инженерной геометрии и компьютерной графике, 05.01.01, диссертация на тему:Моделирование нахождения солнечной радиации на границе поверхности архитектурных объектов

РГб од

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ і З МАЦ 1333 Київський інженерно-будівельний інститут

На правах рукопису АЗАРТИ НОВ Вячеслав Леонідович

УДК 515.2

МОДЕЛЮВАННЯ НАДХОДЖЕННЯ СОНЯЧНОЇ РАДІАЦІЇ НА ГРАННІ ПОВЕРХНІ АРХІТЕКТУРНИХ ОБ’ЄКТІВ

05.01.01.— Прикладна геометрія та інженерна графіка

Автореферат дисертації на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук

Київ — 1993

Робота виконана в Київському інженерно-будівельному інституті.

Науковий керівник—-доктор технічних наук, професор Підгор-ний О. <Л.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Найдиш В. ЛІ.;

кандидат технічних наук, доцент Дворецький О. Т.

Провідна організація — Київський зональний науково-дослідшш і проектний інститут типового і експериментального проектування житлових і громадських будинків (КиївЗНДІЕП).

Захист відбудеться «1993 р. о 13 год. на засіданні спеціалізованої ради Д 068.05.03. в Київському інженерно-будівельному інституті за ^адресою: 252037, м. Київ, Повіт-рофлотськкн проспект, 31, ауд. 07 У

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Київського інженерно-будівельного інституту.

/о

Автореферат розіслано « . . » березня 1993 р.

Вчений секретар спеціалізованої ради, кандидат технічних наук, доцент

ПЛОСКИЙ в. о.

Актуальність тат. Використаная сонятлоі ензргії мав важлива народногосподарське значзаня. В цілому ряді програм та задач соціааьво-еконоиічаого розвитку Ухраїья цьому приділяється велика увага а ттершу чзргу при вирішоняі езерготпзях, , економічних та екологічнах яройїоіл.

Енергетитаа проблема, по постала в нас ч*.с парад Україною і рядом інеж дерзаз, е однієв з клпчобш: технічних, еко-еомічякї т-а соціальних проблем, по з оштаій мірі зідяссеться і до галузі будівтугва. В 1991 р« йїязько 40 процентів всього добузого в СССР иаяпзіа / в тому числі па Уїсрагзі/ витрачалось на ташгопоотачаяЕЗ буяізадз,

В дзнеЗ час, з зз"язку зі збіжьшзннги росту СОбІВ?ір?ОСТІ добузаяшг, зироіївнн* та трансссртузаяня трздщійаого природного палзза / зугідяа, нафти» газу/, запаси якого поступово Еяс&ікуоться, рЬоггь економ гзавп затрат на теплопостачання зростас,, Крім того» сталеній природного палвва веде до забруднення а^иосфзрз, поггряуз аіссйогічау сяїуаців»

Взріпаяилг'єнзргетпнвх, економічних та аналог їчіізх проб-хзп коздазз за рагуяог зніорзстанзя зідЕОЕЯшазпх оаодсгічзо чзстга дззрзл егаргії. З пзриу чорту, по відносяться до сонячної анергії, £ка ?и'охо частково замінам та попозизїд традт:-дійні патжзвск.евергз'.ггчні рзсурся.

Зааорясгаяяа сонятаог енергії в архітектурі та- будівництві мав згзаявд економічне і егачогічпз значення:

- дає зкогу збзрзггя природні невідиозгазазі аїзргетнч-яі ресурсі; яра опгяеааі» гарячому зодопостачапаі будігздь }

- зберігати навзхшшшв сзредовнгз безпвчням двя існування, захистити життя та здоров".* засаленая від еєгмгшого вшизу, обуцоваанного забрудяеяяет лрщтаяого серздожшаа ТЕС, АЕи,ГЕС;

- підзгаатн .якість проемнзх рішзнь та і&: ......

Річна надходження сонячної енергії га Зекет, за оцігоша вчених,, з 50 твеят разів пзрввшауе еявргоспожавашис її .вдстяса. Цз дхерадо енвргіг лрактзяго нвзігтортао, а мотали паротворення сонячної анергії основані па екологічно частих процесах. В білі-пості районів езіту кількість еазргіг, шо падав на зовяішаі по-взрхаі огородзувчиг донотрукцій будівель* пзрезшуз кйшегеть» яка Езобхідаа на гаряча водопостачання, обігрів, ваиталацізз га ноизяцішаязя гозігря везрзжпі (Зудізлі. •

Україна володіє сприятливими кліматичними умовами дяк розвитку геліоенергетики, а такої використання сонячної енергії при експлуатації будівель ва всій території двраавк'.кіль-кість гсдвя сонячного сгяиая 1750....,2550 годен ва рік, са-радня кількість тєшіа, ио надходить ва горизонтальну поззерхіаз ва рік, становить 1.05........1.40 Ккал/ Аод.

Зиачаа частина території країн СЩ кае текок сприятливі кдіватюті умові здя використання сонячної енергії, яо створює шшгевість для кооперування зусшь дослідників та проектувальників в використанні досвіду дія розвитку цього важливого напрямку.

Використання сонячної енергії в будівництві обумовив необхідність розробки проектів езгргозкономічних та езергоахткв-bsz будівель, а гаког реконструкції ісяутжг будов, з метою розипаеаня в них гедіосистем, автоматизації їх проектування, проведення постійнії досліджень в цій області, в тону ЧИСЛІ з використанням методів прикладної геометрії.

Дана робота присвячена дослідженню геометричного моделювання надходження сонячної радіації яа дяошщу та грані поверглі огороджугггах конструкцій архітектурних об"ектів.

Звернення до геометричного моделювання обумоваслс тям, шо надходження сонячної енергії від геометрії опроміншааах оо"ег.-тїв, взаємного розташування сонця та опромінюваної поверхні. Геометричне модуливання дає змогу виразити закономірності надходження енергії sa рівних умов, розробити алгоритм для автоматизованого проектування, огролати рзкомнндації для практично--го використаная----------------------------------

Мета роботи. Розробите ксшяекс геометрзтакг шдале£ езж-ходеєеші сонячної радіації на ішосхі та гранні форт; з врахуванням факторів, які на неї шгошаюгь, стосовно до розв”кзання в автоматизованому реиші ряду задач по визначені® раціональної орієнтації та розмивши совдвпрЕ&гал.ьнах пристроїв»

Досягненая вказаної ивтж визначається рішенням наступних задач:

1. Виілити геометричні та фізичні фактори g умови, шо

вішшаюхь на процес надходкення сонячної радіації t розробити штодику отримання і структуру комплексу геоцотрілаві моделей, з врахуванням даних факторів. .

2. Розробка ЕОШДЄЕС ГЄОГкЄТІШНЕХ кскелеС ШЗД&.ЄПЕ&

йатдост иовлзнт складать:

1. КОШЯвКС Г90М9ТрИЧНХХ иоделзі ШДЇОДХ0ННЯ сонячвої радіації на площину та гранні форт з врахузішнял їх полохання, геометрії дгху сошпнах променів та ішли фжторів, що даигь змогу визначити інтенсивність і кількість СР.

2. Способі та алгоритмі раціонального вибору геометричних параметрів геліоприймача, шо дозволяють для різних інтервал із часу експлуатації, з врахуванням ногатого заіїнаяня, ефективного кута падіння сонячних прошнів та ія. визначити:

-оптимальну просторову орієнтацію геліопркЯмача за різного ступеня свободи орієнтації ;

-раціональна розміиеняя геліопря&ача на огород жумзх конструкціях будівель ,

3. Накат прикладних програм для розв*язашія задач геометричного моделювання в процесі автоматизованого проектування’ аноргоактпвних будівель.

Практичну цінність досліджень скадаз негсдика, ио дає змогу на етапі ескізного лр ;ктуваяня енергоантивнлх будівель оцінпвагі укови надходяекня сонячної радіації та розв"язувагя ряд задач а автоматизованому рекяггі на основі комплексу мсдо-ле З надходження СР, по підвищує якість проектних ріиень та скорочує час проектування.

На захист виносяться:

1. Комплекс геометричних моделей процесу надходження сонячної радіації» сукупність властивостеН та особливостей реалізації цих моделей.

2. Алгоритми визначення з використанням геометричних моделей умов надходження сонячної радіації та побудови її якісних і кількісних характеристик.

3. Способи та алгоритми автоматизованного розв'язання за-

дач визначення оптимальної просторової орієнтації геліоп^лідача, за різних вихідних даних» управління орієнтацією дискретно сяд-кушого геліонрЕЗиача,раціонального розміщення на огороджую-

чих конструкціях будівель.

4. Методика автоиатизованяого розв'язання геометричних задач при ескізному проектуванні енвргоактавних будівель.

З

сонетної радіації на влошшу та гранні поверхні га. осеові запропонованих способів та алгоржтціа.

3. Запропонувати методику визначення для різашс інтврваяів часу експлуатації:

- оптішалької орієнтації гедіопряйкачв. з різаки ступенем свободи орієнтації;

~ зоз раціонального рознпшння гаяіоЕря&кача на огорсдазг-ючех конструкціях будівель з врахуванням иоашвого затінення га отримання потрібного рівні сонячної радіації.

4. Реалізувати алгоритми в вигляді прогргшного кошмєксу, який нащхз-лако на проектування евергоактпзшц будівель.

5. Едіїісжтн упровадженню результатів досліджень в проектну придиху га учбовий процес.

Мато-еда яоолйпгень. Розв”язання поставленні в роботі задач, -здійсняється ш основі використання методів нарисної, аналі-ттної та обчжсяшаЕьної геометрії, засобів обЧЕслталщої техніки і шдданої графіки.

Теоретичною базою для даних дослідкень є роботи вчених:

- з піїань геометричного моделЕгання сонячної іпсоля-ції: ОЛЛщеорного, М.Ф.Євстифеева, С.І.Оряа, М.СадЕКова, М.СоороЕбаева, ВгувЕ Міеь Вгкь, ВЛ.Залркзодн, $Д.Шс£гєЕа та ін;

- з лінійної геоштрії та винористанЕЕ геометричних

методів: 0^. Бубаннікова, І.СДкапарддзе, ГЛ.Іванова, С.М.Ко-загьо^а, 1 Л.Котога, В.Є. Михайяеяка, В.МЛаЯджша і, В.С.Обухо-вої, А.ВЛашюза, ОДЛідгорного, М.МЛиюва, НЛ. Сдаецької,

1.Ц.Тев£Іна та ід. ;____________________________________________________

- а штань врахування надходження сонячної радіації та прооюрув^лЕя об'єктів будівнхцтва, по БЕхорсстовують гелі»-

снотеш:: Б«іддероон&, Д.В.Бргззорха» П.ОЛеіібурта, ДДаф5і, УЛЛаккаді* ОЛєвіса, МЛ'.Західова, И.О.Зоортг, С.Зоісолаг, К.ЯЛовЕрз.?ьавг.» ОЛ.Круглової, О.ІДазарєвя, М.І.Маслсяніко-ва, Г.О.І^рнуса і З.У.Морріса, М.Меггж га ЗДеркнеса* М,ДЛа-біновета, І.А.Саїдова, МЛ.Сал Іванова, О.Р.Ферта та ін. ;

- в п£Х£еь розробки та впровадження в практику ‘ аргітекгурпо-^зжіввльнЕї підсистем САП?, а таког використання засобів ьгх^яої графік*: О.М.Аздотьїна, Аветіснна Веряера, Влігсь о ЛЛоредиш, Д.Ц.Зозулокгга, В,Є,Мвха£я§вка, Б.СЛо-лозова, Е.ОіСазовоїа* солі і Еан Ден та ін.

Птблікадії. Основні результаті робот.т опубліковані в двох наукових статтях та л”яте тезах кауховгх конференції різкого

АптххЗздія роботи. Результати дисертаціЛних досліджені обговорені на 50, 51, 52, 53 науково-тохяічнюс конференціях КІБІ, на 43 , 44 конференціях Полтавського ІБІ, на Есесошноку семінарі по машинній графіці, м.Псятава, 1991р., на міжнародній конференції "Пробіеі.аг иапинкої графіки", м.Севаоїопоїь, 1991 p.,

" • * ♦ п за семінарах кафедр® архітектурної конструкцій КІБІ.

Реалізадія роботи. Отримано позитивне рішення по залвді на винахід "Спосіб орієнтації г&ліоустановкг на Сонце". Результати дисертаційних досліджень впроваджені:

І. В лабораторії будівель з галіосистамами та архітектурної біоніки інституту КяївЗНДІШ з райках договору про творчу співдружність з кафедрою архітектурних конструкцій КІБІ /1991 р./ црз проектуванні саисза Вергніозгь-орсьгт / з Кршу /, а вяор-гозаббшіеченЕяі від сонячної радіації.

2. В 7ХП "Подтавкооплрозїт" при проектуванні та будівництві комплексу дзтловк будшків.

3. В Київському інженерно-будівельному інституті / кафедра архітектурних конструкції! / в учбовому процесі на архітектурному факультеті.

Структура та об"ем тюботи. Дисертація скидається із вступу, трьох розділів, висновку, списку літератури із 144 найменувань, додатку, містить 118 сторінок друкованого тексту та 27 иаішкіз.

7 вступі обгрунтовано актуаіьяїсть досліджень, проведено огляд та кргагаииа аналіз літературних джерел і досягнень по вивчених) проблем, сформульоване иету та задачі даної роботи, її наукова новизна та практична цінність, а також викладена відомості про структуру та об’єм роботи.

В пераому розділі розроблено та описано аналітично кои-rn екс геометричних модам! процесу надходжених сонячної радіації / прямої, розсіяної, відбитої, сумарної/ на площину, грань /грані поверхні архітектурних об’єктів та гвліоприЗіачів/, для різких інтервалів часу еіспиуатації, за різххг вихідних xazxx.

ЗМІСТ РОБОТИ

о-ПдГ)

оГ 1.

0.» ^гтТГПТ о* т*

Кишеть

И, -20

Пок1ДИ1 модвл

«НЮ ' ^

МАП.1.

При визначенні -прямої сонячної радіації /СР/ ув"язузться моделювання змін положення сонячних променів на протязі доби та року, широта місцевості 5 та геометрія поверглі. Основу моделювання положення сонячних променів складає розгляд добо- • вкх конуоіі променів та їх зміна' на протязі року. Розсіяна, відображена та. сумарна СР знаходяться залежно від пряиої радіації.

Результат гвоілагрячного моделювання процесу надходження сонячної радіації на площину, грань огорвджуших конструкцій будіьель та геліоприймача виражається в отриманні плоских і просторових моделей /графіків/ інтенсивності та кількості надходження СР. Моделі візуально показують залежність сонячної радіації, шо надходить від просторової орієнтації/ азимуту А^та кута нахилу (О /, часу доби І та пори року Т .

На пал. І показана узагальнююча структура формоутворення плоских та просторових моделей надходження сонячної радіації. Вони розподіляються на дві групи базових моделей, шо виражають інтенсивність 0 сонячної радіації / паргаяй ряд/ та моделі, шо виражать кількість 0 сонячної радіації / другий та третій ряд/, а також тря групи погідних моделей / внизу/,

Плоскі моделі дають візуальне уявлення залежності надходження СР від одного з чотирьох факторів / А^ , й) , £ , Т /, умовно позначених 0. , а просторові моделі від двох факторів, умовно позначених й та 0." .

Моделі інтенсивності сонячної радіації в вихідними для отримання моделей надходяення кількості сонячної радіації С} за-інтервал часу доби. Наприклад, модель Л = в

вихідною для утворення моделі , а Л="р(0^0^)— моделі

п

Моделі кількості 'надходвуючої СР Ц за інтервал часу доба '.є вихідними моделями для утворення графіків надходження кількості сонячної радіації за інтервал дТ пори розу

/ наприклад, для утворення моделі (їм^СрО *

= - для утворення моделі (}м=[(0.'а') .

Плоскі моделі являються вихідними моделями для отримання просторових моделей/^аираксад, г* 5=1?СЮ ялх

3 = 'РСа-/|С0 /* Використовуючі! просторову модель, можливо отримати ряд плоских похідних моделе®, шо витикають залежність надходження сонячної радіації від одного фактору, а також за-

лем і с гь одного фактору гід іншого пра заданому ыаксЕшльноиу рівні надходження СР. Наприклад, вккорясісьуіян моделі 3ef(Q'0.'J /им. І/ иохдгво отримати моделі O-fOO та D-fCO-'j , а

також Ct!“f(Of) при 3 const та- Q.'~f(?tL'J ups

» а також Onax^fCty -При шдвдхоаяні надходженая совячної радіації на шопишу враховується сукупність таквс факторів : рух Зешгі кавксаго Соя-ця, обертання Заші, шгрота місцевості, пора : .року, час доба, прозорість агиосфера, повітряна маса, орієнтація пеоішш з просторі, коефіцієнт поглитаная поверхні іа іа.

Прж иодахтаяні вадхгакенкя СР т шсашну уточяіється час початку % та закйгчеЕня ї* інсоляції шоішії в залежності віх просторової орієнтації / ези<ута плокеее та кута

нахвду й) /

та раціонального гуте Нр кажу падіння сонячних променів / куга иіх сошгчнян променем та sopuazcro хо шіотжях/

%)? QrC5'“'1 д~^~ °rCC0S(а-) **в /2/ '

Е = апІР-ап^-£іпсу

6= sin f (sina-cosAfSinl} -cosa-cosoj

M= co51P(aniU'cos^'oos^'i'CDS0,s'n^3 -----------Д-У g‘+E? ------------------------------------------

де Ф - кут в конусі сонячних проіззвїв.

Пра иодєлхЕаіші дроцасу нэдходЕення сонетної радіації £2 граяь будівлі, враховується час переходу грані від світла до

власної тікі, сиішіхлотоЕШ. шоц освітленої та затіненої чао~

тял грані, яке зіпнветься на протязі часу та іе., уточнюється

зона постійного затінення грані на протязі добк. Модель процесу

вадходження СР використовується для еевєдоеея рівняння лінії

добового ходу тіеі еі£ точке па їлогшну загального полсеізеіх,,

ГРШ шил «=км>

11-кут нахш (град) А-азшш площини (град.) 45 град, півн. д,

1}„ (ККАд/СМа Р1к)

Н: 8,193

■68 ■"■■.4;

-38

и . ...V

60 •. : ,>'255 50 • 279

. 2. Просторова модель надходження сонячної радіації на площину за рік.

де

«й,^[(х'со5А^-у'созаз-8іпА^+/.А-'!&)+ ЗіР.Аі--^ СС50)С0зД.+

+ 5/;-^+<Л“2$]-[^(х'-соз^^свА,- ^А-У5) +

+ ап?^У-апй)+2А-7^ = О

X - координати точка А початку локальної сістеми

координат Х'ч'Ґ в глобальній системі коорд^т ^

Х3|Х23 - коощинатн точки о з аТ/. , яка утворює ТІНЬ • _ , ... /

При ілделтанні надходження сонячної радіації / падаючої,

поглинено!, корисної/ ш гра» геліоприймача / грані Поверхні геліоприймачів/, крім перелічених раніше факторів, враховується кількість шарів заемовн*. коефіцізнт пропускання скла та поглинання поверхні / залежить від кута падіння сонячної радіації коефіцієнт теплових затрат колектора і температура навколишнього соредовиша та ін., такої уточнюється час раціональної роботи геліоприймача»

Розроблена методика побудови плоских та просторових моделей з використанням ПЕОМ. .

При пойудозі податей на ПЕОМ визначається дискретній каркас точок, шо задають геометричну модель, якій алроксимуються сплайнами. Отримані шделі будуться на екрані дисплея, дать візуальне уявлення залежності надходження СР від раду різних факторів. Це дає змогу вирішувати питання вибору оптимальної

" просторової орієнтації шгошши. допустиме відхилення ВІЙ од---------

тимальної просторово! орівнтації для отримання заданого рівня _ надходження СР. за заданий інтервал часу експлуатації та інші задачі, то виникають в процесі проектування енергоактквниг <5у-

"’“^ями, нш ИЛ&і“) / »»-.У да> іічш» Г«-

лення залежності кількості сонячної радіації, по надходить від просторової орієнтації / азимута А* , та кута нахалу оз площини <Ґ / за інтервал дТ пори року . Похідна модель _

П = гїсо') показує залежність кількості сонячної радіації

,ід і. да 41 , .«м® им Ч»""»1™

орієнтації. Плоска модель й) = ^(А^) виражає залежність кута нахилу від азимута, при Рисоп5і на вій виділяються ізолінії заданого рівня надходження СР, по обмежують зону допустимої орієнтації .геліоприймача за інтервал часу експлуатації дТ « Плоска модель виражає залежність кількості сонячної

радіації від азимутальної орієнтації, при оптимальному куті нахилу <У7 (мал,з]- Використовуючи н^аведені базові та похідні моделі, можливо визначити оптимальну орієнтацію вдощіши геліо-приймача для інтервалу дТ лорг року, при різному стулені свободи зміни орієнтації, а також допустиму орієнтацію для отримання заданого рівня надходження сонячної радіації.

В другому розділі розроблено методику та дано аналітичний опис виконання комплексу математичних операцій з геометричними моделями надходження сонячної радіації на грані поверхні ар-хітектуркгх об’єктів, з метою отримання необхідних даних дія проехтуваніїл енергсактквних будівель.

Запропоновано уотсдику та алгоритми визначення оптимаяь-. ної просторової орієнтації геліоприімача / стаціонарного , диса-ретно-слідкуотого, слідкуючого/ з врахуванням затінення падаючими тінями, іірв різному ступені свобод* орієнтації / азимутальної, кутом нахилу, азимутом та кутом нахилу/ на основі використав ня шоскісс та просторових моделей надходження: сонячної радіації на геліопркймач. На цій основі розглянуто також можливість раціонального гг.бору гранного геліоприймача. ‘

Для слідкуючого геліоприВмачів виведено формул* визначених оптимальної просторової орієнтації для прямої радіації / при різному ступені свободі орієнтації/ з врахуванням шгсигі та *ов-

-фщіеЕту поглинання. Для цдоиишд заданої-азкмутадьн&ї—оріеі------------

тації-" опгкмагьшЛ хуг надану дія моменту часу знаходиться

• , де (4)

Д5 - азвйут Сожця; Ц - вісм* Сонця. .

Розра&ізко иагодіку визначення пропорцій та орієнтації будівлі / з врахувавші можливого затіиваня та долі вікон/ з‘

матою отримання кажсишаяьного онергоопромінвнкя.

Розроблено методику та алгоритми раціонального розміщення та визначення орієнтації будівлі / в складній забудові/ з штор отрткціня максимального сонячного енергоопронінання скроїло: гранаЗ та будівлі в цілому . .

Розроблено алгоритми та методику визначення тривалості інсоляції точки простору забудови, огороджуючих конструкцій, внутрішніх приміщень будівель з врахування» затінення та інтенсивності цієї інсоляції.

В третьому розділі розглянуті питання автоматизації роз-в"язаяня геометричного моделювання в процесі проектування будівель, шо використовують сонязну енергію. Розроблено структуру програмного комплексу SOLAR , в основу якого покладено комплекс геометричних rasdo'2 надходження сонячної радіації, алгоритми- процесу побудови ЯЯОСКЮС і просторових моделей. Структура комплексу / розрахована на використання засобів дашияної графіки в інтерактивному регимі та будується на модульній основі,. Для реалізації обявслпзадьного комплексу розроблено ієрархічну структуру / граф логічні сгеш проектування основних етапів проектуванню енергоактпзнкх будівель/ та алгоритм кожного етапу проектування.

Структура включає сукупність ззаецозв"язаних послідовнії дій, шо виконуються відповідно з правилами та ігатодаіш проектування, норvsim і виїгагаии інсоляції, направлених на реалізацій конкретної проектної задачі з тйтшта затратами часу.

Структурна сієиа програшого комплексу SOLAR за функціональними ознаками поділена на чотири основних блоки.

Блок STEP містить аідблохя, ио забезпечують розрахунок тєтконахожгенЕя на піопшеу, па граяі поверхні архітектурних об"єк-тпа та гелїопрніЬтів, при різних вихідних даних, з врахуванням затінення. В результаті розрахунків формується масо даних До- . ординат точок, по задають пгосзі гз просторові ідадалі паход-гення СР . •

Еюк UTEP ділиться да лід блоки, шо смадшгься із програїїнкх модулеЗ, орієнтованих на ріпензя заіач визначення темоспоавваияя будівель і озалошія,- гаряче водопосїачака^/ на протязі різних інтервалів часу експлуатації, В результаті розрахунків фор’.гупться цзсиви звачопь / координат точсз/» сі

• *

задгштх їй ос* і та просторові моделі теплоспохявання будівель.

Блок ОРЕК розподіляється на підблоки і складається іа програмних модулів, які дозволяє виконувати ряд операцій перетворення геометричних моделей, то задаються дискретний каркасом точок. В результаті розрахунків формується пасив значень координат точок або аналітичная опис кінцевої юхелі.

Блок бВДр розподілено на підбдоки, які складаються із програмних модуліа , орієнтованих на рішення задач побудови пдоских та просторових моделей або вжвіду в табличному вигляді координатами точох. .

Реалізація . пакету прикладних програм дао змогу роз-в"язати ряд задач в процесі проектування енаргоахгнвних будівель:

- вибір оптимально допустимої орієнтації дяя отримання находкання СР заданого рігня і розцішенля геліопркйігачіз на огородасугтлх конструкціях будіводь;

- моделювання інтенсивності інсоляції та !.ї протяжність в любій, 'ючцг простору забухов*;

- нідбір раціональних пролорцій та орієнтація будівлі ;

- раціональне розмішеная та орієнтація будівлі в складній забуХові з врахуванням затінення та' ін.

. Це дал змогу значно еідвишити якість проектних рівень та скоротити час проектування будівель, во використовують сонячну енергіо.

Заііролоноваяа ивгоджка впроваджена в практику проектування та учбовий процес. • ' ■ ■

За дорученням лабораторії будівель з геліосистеиаии і ар-хітнктурної біоніки КиївЗЩІЕП виконано натурне обстеження існтшох частини селища Верхнезаморсьхе в Криму % мато» визначення иогшсвостє2 рг конструкції будівель для суміпеянг—з~------------

поиріаятги хеліоприЗмачів та розробки рекомендацій по раціональному вибору для цього схилів покрівель, зміни їх кутів нахилу при заданому азимуті ся. ін»

В КС НО ВКН

В дисертаційнії роботі отримано наступні результати:

І. Проведено аналіз, виявлено комплекс факторів та встансі-деко фізичні залежності, які вплкзахггь на процес идтСР,

визначають задачі геометричного моделювання, структуру га особливості моделей.

2, Установлено аналітичні залежності, шо уточнпють час початку - закінчення інсоляції шюпщш, залвяності від просторової орієнтації та раціонального кута падіння сонячних променів.

3. Визначені аналітичні залежності, ло описують рівняння лінії добового ходу тіні від точки на алошшу загатьного положення, котра сврїяз визначений зони раціонального, розміщення геліоприймачів на грані будівлі.

4. Розроблено коьялекс геометричних нодолей процесу надходження: СР на площину та грані поверхні архітектурних об'єктів за різні інтервали часу, шо враховують ыоюгивд затінення, з уточненням раціонального .часу надходження сонячної радіації на когну грань, шо дає візуальне уявлення про находження сонячної радіації / прямої, розсіяної, відбитої та сумарної/ у вигляді плоских і просторових графіків, розроблено алгоритми побудови моделей на ЕОМ. Виявлені можливості отримання похідних моделей для визначення необхідних даних для проектування. .

5. Запропоновано методику та машинно-орієнтовні алгоритми

визначення: •

■ - оптимальної просторової орієнтації геліоприймача / стаціонарного, дкскрегно-сліднуотого, слідкуючого/ аря різному ступені свободи зміни організації ;

- зон раціонального розиітення геліоприйшча на огородзеуичі конструкції будівель ;

- визначення організації, пропорції будівель, розміщення • в складеній забудозі з кетою отримання максимального сонячного опроиіндння окремих граней або будівлі в цілому;

- часу та інтенсивності точки / едентичної-одиничному участку площини/ простору забудови огороджуючих конструкцій-, внутрішніх приміщень будівель, з використанням плоских та просторових моделей находження СР.

6. Розроблено програшнії комплекс SOLAR , пакет прикладних

програм,.методика, алгоритми для автоматизованого рішення ряду задач в ході проектування будівель, шо використовують сонячну енергію. ’ - .

7. Результати досліджень, впроваджено лри проектуванні

салила Верхнезамореьке з Хржку та учбовій процес.. ,

Основні положення дисертації опубліковані в наступних роботах:

1. Маришов ВЛ. Геометрическое модетированзе суточного оптимального утла наклона плоскости солнечного коллектора ара заданном азимуте//Тез. доклада 43 научной конференция Полтавского ИСИ.-Полтава, 1991 . с.253.

2. Мартынов В.Л. Построение трехмерных моделей поступления солнечной радиации на плоскость сбазго полоавния, с использованием НЭШ// Тез .доклада Всесоязной научно-технической конференция "Иакенераая машвнаж графЕка" *-Псатаза4 1991, с.27.

3. Мартынов В,Л. Определение оптимального угла наклона штос-кости солнечного коллектора при заданной азюлуге/'/Тезисы 52 научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов/КИСИ 1991, с.25/

4. Мартынов В.Л» Построение моделе! поступления солнечной радиации ка гравкыз архитектурные (сор?.:ы//Тезисы 53 научнопрактической кон^еренцик профессорско-преподавательского состава, аспирантов к студентоз/ДйСИ, 1553,-с,28,

5. Орел С.М., Мартынов В.Д. Ыетодика авгоштизарованного эскизного проектирования архитектурных объектов на основе требования норм инсоляции//Сб. научн. тр. Геометрическое моделирование в строительстве к архитектура .-К.: УЖ ВО, 1930 136 с.

6. Подгорный А. Л „Мартинов В-Л. Определение.оптимального угла наклона плоскости солнечного коллектора при заданном азимуте// Прккл. геометрия ж инк. графика, 1992, Выд.53,-с.8-120

7. Подгорный А.Д., Мартынов ВЛ. Геометрическое моделирование процесса поступления солнечной радиации с исподьзованжзи ПЭВМ// Тезисы международной научно-тедническоЁ кокферещнЕ "Пройламн графической технсяогии"-,-Севастололь, 1391„-с с16-21»

В работе рассмотрены вопроси геометрического моделирования. процесса поступления солнечной радиации /примой, рассеянной, отракеїшої, суммарной/ на плоскость, к грашые поверхности архитектурных объектов за различные интервалы времени эксплуатации. . .

Разработан комплекс геометрических моделей / плоских к пространственных / вырахапЕих зависимость поступления солнечной радиации от различите факторов.

Заявлена структура формообразования моделей, предложена методика выполнения ряда преобразований- с геометрическими моделями, для получения данных для проектирования зданий исполь-зушлх солнечнул энергию.

Предложена методика определения оптимальной и допустимой пространственной ориентацш? гелиоприэмяпка при различных неходких данных с учетом затенения падашиык тенями и размещения юс на ограядашях конструкциях зданий на основе использования плоских к пространственных моделей поступления СР.

Разработан пакет пржтадкых программ для рзпения геометрических задач в процессе проехтированяя энергоактизных здаилЯ.

Подписано к печати // 03. &£ Объем і/д п. л. Формат 60Х84‘/іб. Заказ Тираж ^00- і

Типография ВА ПВО СВ.