Методи розрахунку теплових втрат і теплонадходжень в будівлях. Огляд, нормативні вимоги і практичні підходи в Україні та світі

Abstract

у роботі розглянуто методи розрахунків пікових та сезонних теплових навантажень і тепло-втрат, які є критично важливими етапами при створенні нових будівель, реконструкції існуючих та розробці систем тепло-, і холодопостачання. Ці розрахунки дозволяють інженерам-проєк-тувальникам, інвесторам, замовникам, постачальникам, монтажникам та іншим користувачам будівлі оптимізувати капітальні інвестиції, мінімізувати експлуатаційні витрати, зменшити CO2слід будівлі, а також, використовуються як інструмент пошуку оптимальних проєктно-конструктивних рішень. Автори аналізують існуючі методи визначення тепловтрат і теплонад-ходжень, їх витоки, поширеність та основні відмінності. Продемонстровано переваги, можливі недоліки та потенційні напрямки розвитку з урахуванням українських реалій. На основі стан-дартів ДСТУ ENISO52016-1:2022 та ДСТУ CENISO/TR52016-2:2022, що набули чинності у 2024 році, проводиться порівняння з попередніми нормативними документами, такими як ДСТУ Б ENISO13790:2011. Основна увага приділяється розрахункам пікових теплових навантажень, які визначають потужність джерел теплоти та холоду для будівель. Продемонстровано, що традиційні спрощені підходи, які використовуються в Україні, часто не враховують динамічні процеси теплообміну і призводять до похибок у розрахунках. У статті проаналізовано ASHRAEHeatBalanceMethod, який є найбільш точним, але й найскладнішим методом розрахунку теплових навантажень, а також методи, що базуються на теплових балансах та аналогії з електричними мережами, такі як погодинний метод ENISO52016-1.Відзначено, що європейські методи посту-пово гармонізуються з північноамериканськими, що відкриває нові перспективи для розвитку енергомоделювання в Україні, оскільки для практичного застосування ASHRAEHeatBalanceMethodнеобхідне спеціалізоване програмне забезпечення.Стаття підкреслює важливість вико-ристання точних методів розрахунків для забезпечення енергоефективності будівель і мінімізації їхнього впливу на довкілля. Приділено увагу практичним аспектам впровадження цих методів в Україні, потенційні переваги для інженерів, інвесторів та інших стейкхолдерів.

The work considers methods of calculating peak and seasonal heat loads and heat losses, which are critically important stages in the creation of new buildings, reconstruction of existing ones, and development of heating and cooling supply systems. These calculations allow design engineers, investors, customers, suppliers, installers and other users of the building to optimize capital investments, minimize operating costs, reduce the CO2footprint of the building, and are also used as a tool for finding optimal design and construction solutions. The authors analyze the existing methods of determining heat losses and heat gains, their origins, prevalence and main differences. The advantages, possible disadvantages and potential directions of development, taking into account Ukrainian realities, are demonstrated. Based on the DSTU EN ISO 52016-1:2022 and DSTU CEN ISO/TR 52016-2:2022 standards, which entered into force in 2024, a comparison is made with previous normative documents, such as DSTU B EN ISO 13790:2011. The main attention is paid to the calculations of peak heat loads, which determine the capacity of heat and cold sources for buildings. It has been demonstrated that the traditional simplified approaches used in Ukraine often do not take into account the dynamic processes of heat exchange and lead to errors in calculations. The article analyzes the ASHRAE Heat Balance Method, which is the most accurate, but also the most complicated, method of calculating heat loads, as well as methods based on heat balances and analogies with electrical networks, such as the hourly method of EN ISO 52016-1. It is noted that the European methods are gradually being harmonized with the North American ones, which opens up new perspectives for the development of energy modeling in Ukraine, since the practical application of the ASHRAE Heat Balance Method requires specialized software. The article emphasizes the importance of using accurate calculation methods to ensure the energy efficiency of buildings and minimize their impact on the environment. Attention is paid to practical aspects of the implementation of these methods in Ukraine, potential advantages for engineers, investors and other stakeholders.