Transcript PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior

PN-II-RU-TE-2011-3-0209
IEQ – Calitatea Mediului interior (CMI)
Corelatia intre rezultate, etapele si obiectivele
proiectului
Principal Investigator
Prof. dr. habil. ing. Vlad IORDACHE
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
DOMENIUL DE CERCETARE : IEQ – Calitatea mediului Interior
SUBDOMENIUL : Confort Termic
SUBDOMENIUL : Confort Acustic
SUBDOMENIUL : Confort Vizual
Calitatea Mediului
Interior
SUBDOMENIUL : Calitatea Aerului Interior
corelatie
DOMENIUL DE CERCETARE :
Eficienta energetica a cladirilor
Certificarea si Auditarea
Energetica a Cladirilor
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
CORELATIE
DOMENIU PROIECT - REZULTATE
DOMENIU PROIECT
REZULTATE
SUBDOMENIUL : Confort Termic
DOMENIUL : Eficienta energetica cladiri
1
Predictia consumului
energetic al cladirilor
SUBDOMENIUL : Confort Acustic
2
Acustica Instalatiilor si
a Cladirii
3
Predictia permeabilitatii
la aer a cladirilor
4
Predictia transferului de
poluanti exterior-interior
5
Strategii de control a IEQ
SUBDOMENIUL: Calitatea Aerului Interior
DOMENIUL : Calitatea Mediului Interior
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
1
Predictia consumului energetic al cladirilor
Journal
ISI
Catalina Tiberiu, Iordache Vlad*, Caracaleanu Bogdan, Forecasting
heating energy demand using a regression model, Energy and Building,
Volume 57, February 2013, Pages 302-312
IMPORTANTA : Verificarea rapida a solutiilor de proiectare a cladirii /instalatiilor, ...
DEZAVANTAJE : Pentru o cladire construita – prea tarziu
SCOP : Dezvoltarea unei unelte rapide si simple pentru
verificarea energetica a solutiilor de proiectare
METODA: Model de regresie cu trei parametrii principali de intrare :
G = fn (S/V, Ubuil, na)
Dq = (qi, qe)
SES = (SN,SS,SE,SV, ...)
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
Predictia consumului energetic al cladirilor
G = fn (S/V, Ubuil, na)
Dq = (qi, qe)
SES= (SN,SS,SE,SV, ...)
Dependenta de
Factorii Principali
Φ𝐿𝑆 = 𝑮 ∙ 𝑉 ∙ ∆𝜽 − 𝜱𝑺
G – Factor Principal
𝐴
𝑮=
∙ 𝑼𝒃𝒖𝒊𝒍 + 0.34 ∙ 𝒏𝒂
𝑉
Moscow
Bucharest
Nice
200
150
126.1
3
Specific heating2consumption
qLS (kWh/m
/an)
(kWh/m year)
Simulari
TRNSYS
G (W/m3/K)
100.8
100
89.3
64.5
48.3
50
24.8
0
17
18
19
20
21
22
Indoor set point temperature (oC)
qi
23
(oC)
250
Speciifc heating consumption
(kWh/m3year)
100+
cladiri reale
Rm=0.43
qLS (kWh/m2/an)
𝛷𝐿 − 𝛷𝑆
250
qLS (kWh/m2/an)
1
200
Rm=2.5
193.45
150
100
56.88
97.6
50
30.4
0
-0.5
1.5
3.5
5.5
7.5
9.5
11.5
13.5
qesol-air (oC)
Sol-air temperature (oC)
15.5
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
1
Predictia consumului energetic al cladirilor
Predictie : qLS = fn (G, Dq, SES)
Predictia Comportamentului
Energetic al oamenilor
HB  0.3006  qbuilding  34.203
′
𝑞𝑏𝑢𝑖𝑙𝑑𝑖𝑛𝑔
= 𝑞𝑏𝑢𝑖𝑙𝑑𝑖𝑛𝑔 + 𝐻𝐵
Prediction model (kWh/m3/year)
𝑞𝑏𝑢𝑖𝑙𝑑𝑖𝑛𝑔
𝜑𝑖 ∙ 𝐴 ∙ 𝑡
𝑞𝐿𝑆 ∙ 𝑉 − 1000
=
/𝑉
𝜂𝑠
70
60
50
20%
40
30
20
Predictions with HB
Predictions without HB
10
10
20
30
40
50
On-site data (kWh/m3/year)
60
70
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
1
Predictia consumului energetic al cladirilor
 Comparaision des resultats
CAZ DE STUDIU
Secventa de calcul pentru predictia
consumului energetic
G, Dq, SES  qLS ,
qbuilding ,
HB ,
q’building
ORIGINALITE
- CEL MAI SIMPLU MODEL (param. princip.)
- CEL MAI RAPID
- Predictia Comportamentului Energetic Uman
- Prediction Consumului Real de Energie
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
2
Acustica Instalatiilor si a Cladirii
Journal
ISI
Iordache V, Catalina T., Experimental investigation on the sound pressure
level for a high thermal capacity burner during a running cycle. Applied
Acoustics, Volume 74, Issue 5, May 2013, Pages 708-717
IMPORTANTA : INTELEGERE FENOMEN;
Faza Proiet - concept
DEZAVANTAJE :
Zgomot – DEPENDENTA –
Regimul de functionare in stare nominala
Bn – Zgomot Fond
E – Funct. motor
F1,F2 – Ventilator
2 faze
S1,S2 – Arzator
2 etape
SCOP : Studiul nivelului de zgomot
in timpul unui ciclu de functionare
METODA : Masurari in timp real a
Variatiei nivelului de zgomot
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
2
Acustica Instalatiilor si a Cladirii
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
2
Acustica Instalatiilor si a Cladirii
Masurari – vs – Model predictie
Masurari
– vs –
Model predictie
- Constrangere confort acustic – 500, 1000 Hz
- Niveu zgomot ridicat – 125 Hz, P3 – preventilation
chaudiere
ASPECTE ORIGINALE
- Lp maximal  perioada de evacuare a
gazelor din cazan
- 2 frecvente importante 125 Hz, 500 Hz
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
3
Predictia permeabilitatii la aer a cladirilor
Journal
ISI
Iordache Vlad, Catalina Tiberiu, Acoustical approach for building
permeability measurement, Building and Environment, vol 57 ,
november 2012, p 18-27
IMPORTANTA : Influenta permeabilitatii asupra : - calitatii mediului interior IEQ
- calitatii aerului interior IAQ
- consumului energetic al
cladirilor
DEZAVANTAJE : Metodele clasice - nu sunt practice.
METODA : Experimente duble (zgomot - permeabilitate) pentru diferite
tipuri de rosturi
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
3
Predictia permeabilitatii la aer a cladirilor
EXPERIMENTE PERMEABILITATE
EXPERIMENTE
ZGOMOT AERIAN
Mineapolis Blower Door
2 x sound meters
1 x noise source
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
3
Predictia permeabilitatii la aer a cladirilor
Ierarhizarea celor 6 cazuri functie de parametrii
DLp (dBA) ; ACH (1/h)
CEL MAI
ETANS
C0
C1
C2
C3
CEL MAI
PERMEABIL
C4
C5
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
3
Predictia permeabilitatii la aer a cladirilor
Testarea Modelului
7.0
C4
1200
ACH50Pa
6.0
R² = 0.9917; R=0.9958
1000
Q (m3/h)
= -0.106ΔLp2 + 5.461ΔLp - 63.36
5.0
C3
800
Chan et al. 871 m3/h
600
McWilliams et al. 830 m3/h
Montoya et al. 811 m3/h
4.0
C2
Experimental value:
517m3/h.m2
400
3.0
2.0
C1
200
1.0
Co
0
25
26
27
28
29
30
31
32
Sound attenuation ΔLp, dB(A)
33
0.0
34
35
Air change rate (1/h)
1400
AVANTAJE METODA
- Pret aparate: 1000 EUR
- Experimente independente
de conditiile meteo
- Experimente rapide
- Precizie ridicata
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
4
Transferul de poluanti
(poluare urbana si interioara)
- Poluare urbana
Journal
ISI
- Poluare urbana
- Predictia nivelului de poluare interior
Radu Mihai Valentin, Iordache Vlad, Real time
monitoring of the ground level O3 concentration in
Bucharest Romania, Environmental Monitoring and
Assesment, (under review)
- Predictia nivelului de poluare de la interiorul cladirilor
Nivelul de poluare DEPINDE
Interior
Nivelul de poluare
exterior
DEZAVANTAJ : Masurari pe cladiri reale – Factori perturbatori externi
IDEE PROVOCATOARE
Simularea transferului de poluanti atmosferici in conditii de laborator
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
4
Transferul de poluanti
(poluare urbana si interioara)
Plan
stand experimental
STAND EXPERIMENTAL
INOVANT
Realizare
stand experimental
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
4
Transferul de poluanti
(poluare urbana si interioara)
APARATE DE MASURA
Calibrare, verificare, reparatii USA
Sistem masurare poluanti
Sistem generare poluanti
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
4
Transferul de poluanti
(poluare urbana si interioara)
Domeniu de aplicabilitate
: - 0,1 h-1 < na < 1,5 h-1
APLICABILITATE SPORITA - 0 ppb < Cext < 80 ppb
Secventa Masurari
Experi
ment
nr.
Durata
experi
ment
(h:mm)
1
3:24
2
3
6.22
5
3:19
2:33
2:29
6
7
8
3:54
2:29
6:14
9
10
7:19
7:08
11
5:42
4
CO3
na
(h-1)
Plenum
(ppb)
1.5
1.5
4.94
34.00
1.5
55.43
1.5
79.93
1.5
0.9
0.9
162.91
12.33
32.12
0.9
0.6
60.32
8.67
0.6
29.14
0.6
48.92
na (h-1)
Cint
(ppb)
1.5
2
1
0.9
6
7
3
4
8
0.5
0.2
9
5
20
1 10
Cext
(ppb)
11
40
60
80
5
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
Transferul de poluanti
(poluare urbana si interioara)
4
Masurari Poluanti
200
Concentratie exterioara
INT-O3 ppb
160
140
EXT-O3 ppb
120
100
80
60
Concentratie interioara
40
20
11:30
12:00
12:30
13:00
13:30
Timp (HH:mm)
Masurari Debit Aer Transferat
Rata de ventilare
16
5
14
5
12
4
10
4
8
3
6
3
4
2
2
0
11:00
DP, Pa
0
11:00
Debit aer, m3
Concentratie Ozon, ppb
180
𝑄𝑎𝑒𝑟 𝑒𝑥𝑡. = 0.7824 ∗ ∆𝑃
11:30
12:00
12:30
13:00
Timp (HH:mm)
Dp
13:30
14:00
Debit
14:30
2
1
15:00
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
Transferul de poluanti
(poluare urbana si interioara)
Concentratie medie O3 la Interior, ppb
4
Modelarea transferului de poluant
12
10
8
na=1.5 (h-1)
6
4
y = 2.7161e0.0139x
R² = 0.898
2
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Concentratie medie O3 la Interior, ppb
Concentratie medie O3 la exterior
12
10
na=0.9 (h-1)
8
y = 2.0899e0.0103x
R² = 0.4484
6
4
2
0
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
Concentratie medie O3 la Interior, ppb
Concentratie medie O3 la exterior
12
10
8
na=0.2(h-1)
6
y = 1.3702e0.0036x
R² = 0.0207
4
2
0
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
Concentratie medie O3 la exterior
50.00
60.00
Rezultatele sunt in curs de publicare
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
5
Strategii de control a IEQ
𝑰𝑪𝑴𝑰 =
1) Asamblarea celor 4 tipuri
de modele intr-un singur
model de IEQ
µ𝐶𝑇 ∙ 𝑰𝑪𝑻 + µ𝐶𝐴 ∙ 𝑰𝑪𝑨 +µ𝐶𝐴𝐼 ∙ 𝑰𝑪𝑨𝑰 + µ𝐶𝑉 ∙ 𝑰𝑪𝑽
µ𝐶𝑇 + µ𝐶𝐴 + µ𝐶𝐴𝐼 + µ𝐶𝑉
Cartografierea IEQ la interiorul unei cladiri
2) Predictia IEQ pentru stari
diferite de functionare a
instalatiilor
3) Modificarea starii de functionare
a unei instalatii conduce la
schimbarea calitatii mediului interior
4) Limitarea modificarii starii de
functionare astfel incat sa nu se
degradeze calitatii mediului interior
Rezultatele sunt in curs de publicare
PN-II-RU-TE-2011-3-0209 : IEQ – Calitatea mediului interior
Multumim UEFISCDI
Echipa de cercetare
IORDACHE VLAD
Prof. dr. habil. ing.
NASTASE ILINCA
Conf. dr. ing.
CATALINA TIBERIU
Sef Lucrari dr. habil. ing.
DAMIAN ANDREI
Conf. dr. ing.
IORDACHE FLORIN
Prof. dr. ing.
RADU MIHAI VALENTIN
Asist. dr. ing.
Site-ul internet: www.cambi/ieq