Оценка энергосбережения при использовании естественного и искусственного освещения в Москве

Естественное освещение помещений зданий благотворно влияет на морфофункциональные характеристики организма человека, а также способствует экономии энергии на искусственное освещение в течение светового дня. Поэтому расчеты естественного освещения проводятся с учетом площади светового проема, увеличение которой будет способствовать сокращению энергии, затрачиваемой на искусственное освещение, а также повышению теплопоступлений от солнечной радиации и, как следствие, теплосбережению. Однако при этом также будет наблюдаться повышение трансмиссионных теплопотерь через заполнение светового проема. Для решения задачи по оптимальному размеру площади светового проема в статье рассматриваются энергетический и экономический критерии, разработанные авторами ранее. Энергетический критерий основан на составлении теплового баланса помещения при достигнутом нормируемом уровне естественного освещения с учетом изменения указанных факторов: тепловыделений от искусственных источников света, теплопоступлений от солнечной радиации и трансмиссионных теплопотерь. Экономический критерий учитывает стоимость тепловой и электрической энергии. Проведены расчеты по рассмотренным критериям для помещений различного назначения: жилого, офисного и школьного класса. Показано, что по энергетическим показателям увеличение площади светового проема является выгодным, в то время как по экономическим показателям оно невыгодно для трех месяцев отопительного периода для всех помещений. Таким образом, в работе показана возможность оценки целесообразности увеличения площади светового проема для помещений зданий по энергетическим и экономическим показателям.

И.А. ШМАРОВ¹, канд. техн. наук;
Е.В. КОРКИНА^1,2, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Л.В. БРАЖНИКОВА¹, инженер;
О.Г. ГАГАРИНА³, инженер

¹ Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН (127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21)
² Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
³ Национальный исследовательский университет «МЭИ» (111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, 14, стр. 1)

1. Thi Khanh Phuong Nguyen, Solovyov A.K., Thi Hai Ha Pham, Kim Hanh Dong. Confirmed method for definition of daylight climate for tropical Hanoi. Advances in Intelligent Systems and Computing 982(01): 35–47. 2020. https://doi.org/10.1007/978-3-030-19756-8_4
2. Burmaka V., Tarasenko M., Kozak K., Khomyshyn V., Sabat N. Economic and energy efficiency of artificial lighting control systems for stairwells of multistory residential buildings. Journal of Daylighting. 2020. Vol. 7. No. 1, pp. 93–106.
3. Cheng Sun, Qianqian Liu and Yunsong Han. Many-objective optimization design of a public building for energy, daylighting and cost performance improvement. Applied Sciences. 2020. 10 (7). 2435. DOI: https://doi.org/10.3390/app10072435
4. Коржнева Т.Г., Ушаков В.Я., Овчаров А.Т. Учет ресурса естественного света при оптимизации энергозатрат помещения // Вестник ТГАСУ. 2013. № 3. C. 156–164.
4. Korzhneva T.G., Ushakov V.Ia., Ovcharov A.T. Taking into account the resource of natural light when optimizing the energy consumption of the room. Vestnik of TSASU. 2013. No. 3, pp. 156–164.(In Russian).
5. Kupriyanov V., Sedova F. Energy method for calculating insolation of residential apartments. IOP conference series. Materials Science and Engineering. Kazan. Russia. 2020. 012038.
6. Шмаров И.А., Коркина Е.В., Бражникова Л.В., Гагарина О.Г. Теоретические аспекты экономии энергии на искусственное освещение помещения при увеличении площади светового проема // БСТ: Бюллетень строительной техники. 2022. № 6 (1054). С. 54–57.
6. Shmarov I.A., Korkina E.V., Brazhnikova L.V., Gagarina O.G. Theoretical aspects of energy saving for artificial lighting of a room with an increase in the area of the light opening. BST: Bulletin stroitelnoy tehniki. 2022. No. 6 (1054), pp. 54–57. (In Russian).
7. Коркина Е.В., Шмаров И.А., Войтович Е.В. Исследования времени наступления критической освещенности для оценки длительности дневного естественного освещения // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2022. № 6. С. 35–42. DOI: 10.34031/2071-7318-2022-7-6-35-42
7. Korkina E.V., Shmarov I.A., Voi`tovich E.V. Studies of the time of the onset of critical illumination to assess the duration of daytime natural illumination. Vestnik BGTU. 2022. No. 6, pp. 35–42. (In Russian).DOI: 10.34031/2071-7318-2022-7-6-35-42
8. Горбаренко Е.В., Шиловцева О.А. Естественная освещенность горизонтальной и вертикальных поверхностей по данным наблюдений МО МГУ // Строительство и реконструкция. 2018. № 4 (78). С. 53–63.
8. Gorbarenko E.V., Shilovtceva O.A. Natural illumination of horizontal and vertical surfaces according to observations CAN. Stroitelstvo i reconstruction. 2018. No. 4 (78), pp. 53–63. (In Russian).