Please use this identifier to cite or link to this item: http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/49573
Title: Simulation of solar energy gain through natural iighting systems of complex geometry
Other Titles: Моделювання сонячних теплонадходжень від систем природного освітлення складної геометрії
Authors: Єгорченков, В. О.
Коваль, Л. М.
Сергейчук, О. В.
Буравченко, В. С.
Yehorchenkov, Volodymyr
Koval, Lidiia
Sergeychuk, Oleh
Buravchenko, Vsevolod
Affiliation: Київський національний університет будівництва і архітектури
Kyiv National University of Construction and Architecture
Bibliographic description (Ukraine): Simulation of solar energy gain through natural iighting systems of complex geometry / Volodymyr Yehorchenkov, Lidiia Koval, Oleh Sergeychuk, Vsevolod Buravchenko // Theory and Building Practice. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2019. — Vol 1. — No 2. — P. 1–6.
Bibliographic description (International): Simulation of solar energy gain through natural iighting systems of complex geometry / Volodymyr Yehorchenkov, Lidiia Koval, Oleh Sergeychuk, Vsevolod Buravchenko // Theory and Building Practice. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2019. — Vol 1. — No 2. — P. 1–6.
Is part of: Theory and Building Practice, 2 (1), 2019
Issue: 2
Volume: 1
Issue Date: 23-Mar-2019
Publisher: Видавництво Львівської політехніки
Lviv Politechnic Publishing House
Place of the edition/event: Львів
Lviv
Keywords: сонячні теплонадходження
геометричне моделювання
точкове числення
системи природного освітлення
точкова множина
сонячна радіація
solar energy gain
geometrical modelling
BN-calculus
natural lighting systems
point set
solar radiation
Number of pages: 6
Page range: 1-6
Start page: 1
End page: 6
Abstract: Важливу роль в енергозбереженні будівель відіграють системи природного освітлення. Тому площа світлових прорізів повинна бути оптимізована, щоб забезпечити світловий комфорт у приміщеннях і зниження енерговитрат на підтримку комфортного теплового режиму. Інженерні методи розрахунку сонячних теплонадходжень застосовуються для будівель масової забудови з огороджувальними конструкціями у вигляді горизонтальних і вертикальних площин. Для поверхонь криволінійної форми складають системи рівнянь, які розв’язують числовими методами зі значними затратами комп’ютерного часу. У статті запропоновано метод моделювання сонячних теплонадходжень для нестандартних рішень огороджувальних конструкцій в умовах наявної забудови з використанням апарату точкового числення. Апарат точкового числення дає змогу формувати точкову множину, оптимізовану до заданої форми геометричного об’єкта. Отриману множину використовують для формування елементарних тілесних кутів, у межах яких визначаються теплонадходження в розрахункові точки приміщення від прямої, розсіяної та відбитої сонячної радіації. Сума елементарних величин теплонадходження визначає загальну величину теплонадходжень у приміщенні. Дослідження показали, що математичний апарат точкового числення ефективний для моделювання багатьох фізичних процесів, зокрема режиму сонячних теплонадходжень у приміщення, що важливо для формування комфортного середовища та енергоефективності будівель. У результаті розроблено методику формування режиму сонячних теплонадходжень у будівлі складної геометрії як від прямих сонячних променів та розсіяного випромінювання небозводу, так і від променевих потоків, відбитих від поверхонь землі та сусідніх об’єктів. Практичне значення проведеного дослідження полягає у тому, що отримано точкові рівняння, за допомогою яких формують точкову множину геометричних об’єктів. Використовуючи координати точок сканування, одержали формули для визначення величин сонячних теплонадходжень, які легко програмувати на персональних комп’ютерах
Natural lighting systems are important for the energy efficiency of the buildings. Thus the size of light openings should be optimized to provide visual comfort and decrease the energy needed to provide comfort in the environment. There exist tools to calculate solar energy gain in the buildings of mass construction with enclosing structures in the shape of horizontal and vertical planes. For structures with curvilinear surfaces systems of equations are compiled, to be solved by numerical methods with significant use of computer time. The article proposes a method of simulation solar energy gain for non-standard enclosing structures for buildings surrounded by existing housing using an apparatus of Balyuba–Naidysh point calculation (BN-calculus). Apparatus of BN-calculus allows forming of a point set optimized to match the shape of a geometrical object. Received point set is used to form elementary solid angles within which energy inflows from direct, scattered and reflected solar radiation into computational points are calculated. The sum of elementary values of energy inflows defines the total value of energy gain of the room.
URI: http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/49573
ISSN: 2707-1057
Copyright owner: © Національний університет “Львівська політехніка”, 2019
© Yehorchenkov V., Koval L., Sergeychuk O. and Buravchenko V., 2019
URL for reference material: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2118-19
http://www.satellight.com/core.htm
References (Ukraine): Mkhitaryan, N. M. (1999). Energy from unconventional and renewable sources: experience and prospects.
Kyiv: Naukova Dumka (in Russian).
Law of Ukraine. On the energy efficiency of buildings. 2118-VIII (2017). Retrieved
from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2118-19 (in Ukrainian).
Martynov, V. L. (2013). The rational orientation of windows in energy-efficient buildings. Energy-Efficiency
in Civil Engineering and Architecture (Vol. 4, pp. 185–189). Kyiv: KNUCA (in Ukrainian).
Martynov V. L. (2013). Optimization of the orientation of energy-efficient buildings with compliance with
the norms of illumination and insolation. Energy-Efficiency in Civil Engineering and Architecture (Vol. 5, pp. 84–89). Kyiv: KNUCA (in Ukrainian).
Sergeychuk, O., Avetikov, A., Lisovets V. (2001). Heat transfer through sloping windows in winter. Vitrina, 10, 16–23 (in Russian).
Sergeychuk, O. V. (2004). Some geometric problems of designing energy-efficient buildings. Collection of
Scientific Works. Special Issue: Geometric And Computer Modeling: Energy Saving, Ecology, Design, 148–155.
Kyiv: Vipol (in Russian).
Natural and artificial lighting, DBN V.2.5-28:2018. State Building Codes of Ukraine. (2018). Kyiv:
Ukrarkhbudinform (in Ukrainian).
Energy performance of buildings. Method for calculation of energy use for heating, cooling, ventilation,
lighting and hot water supply: DSTU B A.2.2-12:2015. National Standard of Ukraine. (2015). Kyiv:
Ukrarkhbudinform (in Ukrainian)
Fanger, P. O. (1967). Calculation of thermal comfort: introduction of a basic comfort equation. ASHRAE
Transactions 73(2): III.4.1.
Tabunshchikov, Yu. A. Brodach, M. M. (2002). Mathematical modelling and optimization of thermal
efficiency of buildings. Moscow: AVOK-PRESS (in Russian).
Balyuba, I. G. & Naydysh, V.M. (2015). Point calculus: study guide. Melitopol: MSPU (in Russian).
Adonyev, E. O. (2017). Compositional geometric method. Melitopol: FOP Odnorog T.V. (in Ukrainian).
Naydysh, V. M. & Vereshchaga, V. M. (1994). Problems of numerical integration. Applied Geometry and
Engineering Graphics. (Vol. 57, pp. 21–24). Kyiv: KSTUCA (in Russian).
Konopatsky, Ye. V. (2008). Geometric modelling of algebraic curves and their application in the design of
surfaces in a dot calculus of Balyubi-Nidysha. (Doctoral dissertation). Melitopol (in Ukrainian).
Satellight. The European database of daylight and solar radiation. Retrieved from:
http://www.satellight.com/core.htm (date: 04.02.2015).
Yehorchenkov, V. & Konopatsky, Ye. (2015). E. Principles of constructing light field model for a room with
curvilinear quadrangular light openings by means of the dot calculation. Light & Engineering, 23(2), 43–48.
Bemporad, A. (1907). Versuch einer neun empirischen Formel zur Darstellung der Änderung der Intensität
der Sonnenstrahlung mit der Zenitdistanz. Met. 3s., Bd. 24, H. 7, 306–313.
Wiener Ch. (1884). Lehrbuch der darstellenden Geometrie, T. 1, Leipzig.
References (International): Mkhitaryan, N. M. (1999). Energy from unconventional and renewable sources: experience and prospects.
Kyiv: Naukova Dumka (in Russian).
Law of Ukraine. On the energy efficiency of buildings. 2118-VIII (2017). Retrieved
from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2118-19 (in Ukrainian).
Martynov, V. L. (2013). The rational orientation of windows in energy-efficient buildings. Energy-Efficiency
in Civil Engineering and Architecture (Vol. 4, pp. 185–189). Kyiv: KNUCA (in Ukrainian).
Martynov V. L. (2013). Optimization of the orientation of energy-efficient buildings with compliance with
the norms of illumination and insolation. Energy-Efficiency in Civil Engineering and Architecture (Vol. 5, pp. 84–89). Kyiv: KNUCA (in Ukrainian).
Sergeychuk, O., Avetikov, A., Lisovets V. (2001). Heat transfer through sloping windows in winter. Vitrina, 10, 16–23 (in Russian).
Sergeychuk, O. V. (2004). Some geometric problems of designing energy-efficient buildings. Collection of
Scientific Works. Special Issue: Geometric And Computer Modeling: Energy Saving, Ecology, Design, 148–155.
Kyiv: Vipol (in Russian).
Natural and artificial lighting, DBN V.2.5-28:2018. State Building Codes of Ukraine. (2018). Kyiv:
Ukrarkhbudinform (in Ukrainian).
Energy performance of buildings. Method for calculation of energy use for heating, cooling, ventilation,
lighting and hot water supply: DSTU B A.2.2-12:2015. National Standard of Ukraine. (2015). Kyiv:
Ukrarkhbudinform (in Ukrainian)
Fanger, P. O. (1967). Calculation of thermal comfort: introduction of a basic comfort equation. ASHRAE
Transactions 73(2): III.4.1.
Tabunshchikov, Yu. A. Brodach, M. M. (2002). Mathematical modelling and optimization of thermal
efficiency of buildings. Moscow: AVOK-PRESS (in Russian).
Balyuba, I. G. & Naydysh, V.M. (2015). Point calculus: study guide. Melitopol: MSPU (in Russian).
Adonyev, E. O. (2017). Compositional geometric method. Melitopol: FOP Odnorog T.V. (in Ukrainian).
Naydysh, V. M. & Vereshchaga, V. M. (1994). Problems of numerical integration. Applied Geometry and
Engineering Graphics. (Vol. 57, pp. 21–24). Kyiv: KSTUCA (in Russian).
Konopatsky, Ye. V. (2008). Geometric modelling of algebraic curves and their application in the design of
surfaces in a dot calculus of Balyubi-Nidysha. (Doctoral dissertation). Melitopol (in Ukrainian).
Satellight. The European database of daylight and solar radiation. Retrieved from:
http://www.satellight.com/core.htm (date: 04.02.2015).
Yehorchenkov, V. & Konopatsky, Ye. (2015). E. Principles of constructing light field model for a room with
curvilinear quadrangular light openings by means of the dot calculation. Light & Engineering, 23(2), 43–48.
Bemporad, A. (1907). Versuch einer neun empirischen Formel zur Darstellung der Änderung der Intensität
der Sonnenstrahlung mit der Zenitdistanz. Met. 3s., Bd. 24, H. 7, 306–313.
Wiener Ch. (1884). Lehrbuch der darstellenden Geometrie, T. 1, Leipzig.
Content type: Article
Appears in Collections:Theory and Building Practice. – 2019. – Vol. 1, No. 2



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.