Оптимизација употребе топлотне изолације код кућа нето-нулте потрошње енергије

Abstract

U svetu, Evropskoj yniji i kod nas udeo potrošnje energije zgrada u odnosu na celokupnu potrošnju energije (računajući industriju i saobraćaj) je veliki. Shodno tome, države se orijentišu ka njenom smanjenju, kao i smanjenju emisije štetnih gasova koji utiču na efekat staklene bašte. Razvoj kuća neto-nulte energetske potrošnje uvodi nove, efikasnije kuće, čija je potrošnja manja ili jednaka energiji koju ta kuća proizvodi. Takve kuće rasterećuju energetski sistem, rade sa manjom potrošnjom energije nego obične kuće, proizvode potrebnu energiju iz obnovljivih izvora i dovode do umanjene emisije štetnih gasova. Jedan od najefikasnijih načina redukcije potrošnje energije je unapređenje toplotne izolacije omotača zgrade, dok je trenutno najpopularniji način proizvodnje električne energije iz obnovljivih izvora energije kod krajnjih korisnika korišćenje fotonaponskih panela. Predmet rada ove doktorske disertacije je razvoj novih dinamičkih modela simulacije i optimizacije toplotnog ponašanja kuća sa neto-nultom energetskom potrošnjom. Ovi modeli su razvijeni u cilju određivanja optimalne debljine i vrste materijala toplotne izolacije, pri čemu su optimizovane upotreba primarne energije i eksergije, kao i ekonomska isplativost, u toku životnog ciklusa zgrade. Za kalibraciju ovih modela korišćeni su eksperimentalno dobijeni podaci termičkog ponašanja zgrada u realnim uslovima. Za projektovanje ponašanja potrošnje energije za potrebe ukućana korišćena je anketa prikupljena među studentima u okolini Kragujevca, a koji žive u niskim kućama. Zgrade su simulirane u okruženju softvera EnergyPlus. Radi lakšeg crtanja geometrijskog oblika zgrade korišćen je dodatak Open Studio za Google SketchUp, Hooke-Jeeves optimizacioni algoritam, a GenOpt softver za izvršnu kontrolu softvera pri optimizaciji.