ПОРІВНЯЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ЕНЕРГОСПОЖИВАННЯ ОГОРОДЖУВАЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ СІЛЬСЬКИХ ЖИТЛОВИХ БУДИНКІВ В РАЙОНАХ З ВИСОКИМИ ПЕРЕПАДАМИ ТЕМПЕРАТУР
DOI:
https://doi.org/10.31649/2311-1429-2025-1-143-150Ключові слова:
ізоляційні матеріали, підвищення енергоефективності, імітаційний аналіз, енергозберігаюча реновація, вплив на довкілляАнотація
Оскільки більшість сільських будівель не мають ефективних заходів з теплоізоляції, втрати тепла є значними, а збільшення викидів вуглекислого газу спричиняє значний тиск на забруднення навколишнього середовища. Метою дослідження було покращення теплоізоляційних характеристик сільських житлових будинків та зменшення споживання енергії і викидів вуглекислого газу. Методологія дослідження передбачала вибір в якості об’єкта дослідження типового сільського житлового будинку в зоні з високими перепадами температур. Для аналізу було обрано пінополістирол (EPS), екструдований полістирол (XPS) та пінополіуретанові плити в якості ізоляційних матеріалів для стін та даху. В якості зовнішніх віконних матеріалів були обрані однокамерні, двокамерні склопакети з ізоляцією та склопакети з низьким енергоспоживанням. За допомогою програмного забезпечення DesignBuilder було змодельовано та проаналізовано енергоспоживання будівлі з різними матеріалами ізоляції стін та зовнішніх вікон. Дослідження показало, що протягом холодних січневих місяців у регіоні моделі з високоефективними ізольованими стіновими матеріалами значно знизили енергоспоживання будівлі порівняно зі звичайними будівлями без ізоляції. При порівнянні трьох ізоляційних матеріалів – XPS, EPS та пінополіуретанової плити – ізоляція XPS продемонструвала відмінні показники: 25,7 % економії енергії було досягнуто при використанні ізоляції XPS на зовнішніх стінах, і до 32,2 % – при використанні ізоляції XPS на даху. Крім того, зовнішні віконні матеріали також були одним з ключових факторів, що впливають на енергоспоживання будівлі в той час, і енергозбереження моделі будівлі з подвійним ізоляційним склом специфікації 6+12A+6 досягло 24,92 %. Результати цього дослідження можуть стати важливою основою для енергозберігаючого проектування та реконструкції існуючих і нових будівель в районах з високими перепадами температур, а також мати значні наслідки для підвищення енергоефективності та скорочення викидів в сільських житлових будівлях.
Посилання
Du, Q., Han, X., Li, Y., Li, Z., Xia, B., & Guo, X. (2021). The energy rebound effect of residential buildings: Evidence from
urban and rural areas in China. Energy Policy, 153, article number 112235. doi: 10.1016/j.enpol.2021.112235.
Guan, X., Guo, S., Xiong, J., Jia, G., & Fan, J.L. (2023). Energy-related CO2 emissions of urban and rural residential buildings
in China: A provincial analysis based on end-use activities. Journal of Building Engineering, 64, article number 105686. doi:
1016/j.jobe.2022.105686.
Jiang, W., Liu, B., Li, Q., Li, D., & Ma, L. (2021). Weight of energy consumption parameters of rural residences in severe cold
area. Case Studies in Thermal Engineering, 26, article number 101131. doi: 10.1016/j.csite.2021.101131.
Timchenko, R., Krishko, D., Savenko, V., & Siianko, R. (2022). Improving the energy efficiency of enclosing structures.
Journal of Kryvyi Rih National University, 20(2), 118-122. doi: 10.31721/2306-5451-2022-1-55-118-123.
Li, B., You, L., Zheng, M., Wang, Y., & Wang, Z. (2020). Energy consumption pattern and indoor thermal environment of
residential building in rural China. Energy and Built Environment, 1(3), 327-336. doi: 10.1016/j.enbenv.2020.04.004.
Yang, Z., Zhang, W., Qin, M., & Liu, H. (2022). Comparative study of indoor thermal environment and human thermal comfort
in residential buildings among cities, towns, and rural areas in arid regions of China. Energy and Buildings, 273, article number
doi: 10.1016/j.enbuild.2022.112373.
Nie, J., Pang, Y., Wang, C., Zhang, H., & Yin, K. (2021). Theoretical study on the relationship of building thermal insulation
with indoor thermal comfort based on APMV index and energy consumption of rural residential buildings. Applied Sciences,
(18), article number 8565. doi: 10.3390/app11188565.
Kalhor, K., & Emaminejad, N. (2020). Qualitative and quantitative optimization of thermal insulation materials: Insights from
the market and energy codes. Journal of Building Engineering, 30, article number 101275. doi:
1016/j.jobe.2020.101275.
Huang, J., Wang, S., Teng, F., & Feng, W. (2021). Thermal performance optimization of envelope in the energy-saving
renovation of existing residential buildings. Energy and Buildings, 247, article number 111103. doi:
1016/j.enbuild.2021.111103.
Homod, R.Z., Almusaed, A., Almssad, A., Jaafar, M.K., Goodarzi, M., & Sahari, K.S. (2021). Effect of different building
envelope materials on thermal comfort and air-conditioning energy savings: A case study in Basra city, Iraq. Journal of Energy
Storage, 34, article number 101975. doi: 10.1016/j.est.2020.101975.
Huang, M., & Lin, R. (2020). Analysis on the difficulties and countermeasures of energy saving reconstruction of existing rural
residential buildings. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 569, article number 012023. doi:
1088/1755-1315/569/1/012023.
Hamooleh, M.B., Torabi, A., & Baghoolizadeh, M. (2024). Multi-objective optimization of energy and thermal comfort using
insulation and phase change materials in residential buildings. Building and Environment, 262, article number 111774. doi:
1016/j.buildenv.2024.111774.
Kaya, O., Klepacka, A.M., & Florkowski, W.J. (2021). The role of personal and environmental factors in rural homeowner
decision to insulate; an example from Poland. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 150, article number 111474. doi:
1016/j.rser.2021.111474.
Han, T., Liu, P., Niu, C., & Li, Q. (2023). Evaluation of energy-saving retrofit projects of existing rural residential envelope
structures from the perspective of rural residents: The Chinese case. Environment, Development and Sustainability, 25(8),
-8446. doi: 10.1007/s10668-022-02406-3.
Zhang, X., Zhang, X., Chen, B., Zhao, J.R., Sun, J., Zhao, J., Wei, B., & Zhu, J. (2024). Thermal performance optimization of
building envelopes in a low-cost and energy-saving rural dwelling in severe cold region – taking central area of Liaoning as an
example. Buildings, 14(8), article number 2505. doi:10.3390/buildings14082505.
GB 50176-2016. (2016). Code for thermal design of civil building. Retrieved from
https://www.codeofchina.com/standard/GB50176-2016.html.
Deng, Q., Shan, M., Zhang, G., Zhang, S., Liu, Y., & Yang, X. (2023). Effect evaluation of large-scale energy saving renovation
of rural buildings in Beijing and implications for other cities in the same zone. Sustainability, 15(6), article number 5580. doi:
3390/su15065580.
Li, Q., et al. (2022). Evaluation of energy-saving retrofits for sunspace of rural residential buildings based on orthogonal
experiment and entropy weight method. Energy for Sustainable Development, 70, 569-580. doi: 10.1016/j.esd.2022.09.007.
Cao, W., Yang, L., Zhang, Q., Chen, L., & Wu, W. (2021). Evaluation of rural dwellings’ energy-saving retrofit with adaptive
thermal comfort theory. Sustainability, 13(10), article number 5350. doi: 10.3390/su13105350.
Ma, L., Zhang, X., Li, D., Arıcı, M., Yıldız, Ç., Li, Q., Zhang, S., & Jiang, W. (2020). Influence of sunspace on energy
consumption of rural residential buildings. Solar Energy, 211, 336-344. doi: 10.1016/j.solener.2020.09.043.
Cao, P., Sun, Q., Li, H., & Jiao, Y. (2024). Optimization analysis of an energy-saving renovation scheme for building envelopes
of existing rural houses based on a comprehensive benefit evaluation. Buildings, 14(2), article number 454. doi:
3390/buildings14020454.
Jiang, W., Jin, Y., Liu, G., Li, Q., & Li, D. (2023). Passive nearly zero energy retrofits of rammed earth rural residential
buildings based on energy efficiency and cost-effectiveness analysis. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 180, article
number 113300. doi: 10.1016/j.rser.2023.113300.
##submission.downloads##
-
PDF (English)
Завантажень: 1
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.