Оцінка ефективності утеплення у контексті стандарту NZEB та застосування сонячної електростанції для житлових будівель

Abstract

UK: Дослідницька робота спрямована на визначення ефективності впровадження відновлюваних джерел енергії в житлову багатоквартирну будівлю та обґрунтування технічних рішень, необхідних для приведення її до параметрів будівлі з майже нульовим споживанням енергії (NZEB).

Згідно з поставленою метою були сформовані основні задачі дослідження, а саме:

виконати обстеження та визначити поточний стан енерговитрат будівлі за результатами інструментального енергоаудиту; визначити можливі варіанти впровадження ВДЕ для багатоквартирної будівлі; розробити заходи з термореновації будівлі, утеплення стін, перекриття для досягнення норм NZEB; виконати розрахунок техніко-економічних показників запропонованих заходів з термореновації. У дослідженні проведено комплексний аналіз теплотехнічних характеристик огороджувальних конструкцій, порівняно результати розрахунків згідно з чинними будівельними нормами України та рекомендованими вимогами NZEB. Розглянуто варіанти підвищення теплоефективності зовнішніх стін, покриття і оцінено економічну доцільність впровадження кожного з цих заходів. Окрему увагу приділено порівнянню інвестиційних витрат, строків окупності та потенціалу енергозбереження при різних сценаріях утеплення будівлі. Додатково досліджено можливість інтеграції сонячної електростанції загальною потужністю 77,3 кВт та її вплив на зменшення споживання електроенергії з мережі. Проаналізовано три сценарії використання сонячної генерації: для загальнобудинкових потреб, для поєднання потреб будівлі та автономної роботи укриття, а також часткове забезпечення квартир мешканців. За результатами моделювання встановлено, що станція здатна повністю покривати загальнобудинкові потреби впродовж року, а також забезпечити автономність укриття в усі місяці, крім грудня. Отримані результати можуть бути використані проєктувальниками, енергоаудиторами та іншими фахівцями у сфері будівництва й реконструкції для підвищення енергоефективності будівель та впровадження стандартів NZEB у сучасних проєктах.

EN: The research work is aimed at determining the effectiveness of implementing renewable energy sources in a residential apartment building and justifying the technical solutions necessary to bring it to the parameters of a nearly zero-energy building (NZEB).

In accordance with the set goal, the main objectives of the study were formulated, namely:

‒ to conduct a survey and determine the current state of the building's energy consumption based on the results of an instrumental energy audit;

‒ to identify possible options for the implementation of RES for a multi-apartment building;

‒ develop measures for the thermal renovation of the building, insulation of walls and floors to achieve NZEB standards;

‒ calculate the technical and economic indicators of the proposed thermal renovation measures.

The study conducted a comprehensive analysis of the thermal characteristics of the building envelope, comparing the results of calculations in accordance with current Ukrainian building codes and recommended NZEB requirements. Options for improving the thermal efficiency of exterior walls and roofing were considered, and the economic feasibility of implementing each of these measures was assessed. Particular attention is paid to comparing investment costs, payback periods, and energy-saving potential for different building insulation scenarios. Additionally, the possibility of integrating a solar power plant with a total capacity of 77,3 kW and its impact on reducing electricity consumption from the grid is investigated. Three scenarios for the use of solar generation were analyzed: for general building needs, for the combined needs of the building and autonomous operation of the shelter, as well as partial provision of apartments for residents. The results of the modeling showed that the station is capable of fully covering the general building needs throughout the year, as well as ensuring the autonomy of the shelter in all months except December. The results can be used by designers, energy auditors, and other specialists in the field of construction and reconstruction to improve the energy efficiency of buildings and implement NZEB standards in modern projects.