2025 року у Видавничому домі «Академперіодика» НАН України за проєктом «Наукова книга» вийшла друком колективна наукова монографія науковців Інституту технічної теплофізики НАН України «Експериментальний пасивний будинок «нуль енергії»», яка містить результати досліджень зі створення енергоефективних будівель.
Автори цієї праці по-новому підійшли до проєктування і будівництва – на принципах системного аналізу, інноваційних заходів і механізмів, що сприяють мінімізації енергоспоживання для забезпечення комфортного мікроклімату в приміщеннях будівлі та пов’язані як з істотним посиленням теплового опору огороджувальних конструкцій будівель, так і з модернізацією технологій та інженерних систем їхнього енергопостачання, з використанням нових підходів до розроблення таких технологій і систем, з активним залученням відновлюваних джерел енергії та інформаційно-інтелектуальних технологій.
Науковці Інституту розробили концепцію створення експериментального будинку пасивного типу «нуль енергії» та збудували його. Будинок створювався як науково-технічна та технологічна теплофізична лабораторія з послідовною реалізацію такого ланцюжка: будинок високої енергоефективності (75 кВт • ч/м2 на рік) – пасивний будинок (5 кВт • год / м2 на рік) – будинок «нуль енергії» – «розумний» будинок – будинок як micro smart – grid система.
Під час спорудження цього будинку враховано основні концептуальні принципи пасивного будівництва: компактність, максимальну герметичність огороджувальних конструкцій, якісне і максимальне утеплення, відсутність містків холоду, правильну геометрію, орієнтацію за сторонами світу. Застосовано нові технології багатошарових огороджувальних конструкцій, герметичні багатокамерні склопакети з низькоемісійним склом і багатокамерні профілі рам віконних конструкцій.
У монографії представлено авторські інженерні та технічні рішення систем енергозабезпечення та вентиляції з використанням відновлюваних джерел енергії, реалізовані в експериментальному пасивному будинку «нуль енергії». Комплексним рішенням теплопостачання є автономна полівалентна система на основі теплового насосу з використанням теплоти ґрунту, інсоляції сонячної енергії та рекуперативної вентиляції. Система електрозабезпечення функціонує на базі сонячної та вітрової енергії. Велику увагу науковці приділили створенню автоматизованої вимірювальної системи, що передбачає різні автоматизовані безперервні вимірювання полів температур, теплових потоків, вологості, тиску, зовнішніх кліматичних параметрів. Датчики та вимірювальні прилади розміщено в будівельних конструкціях, приміщеннях, навколишньому ґрунті та повітрі. У книзі подано результати експериментальних досліджень.
Автори навели чисельні розрахунки й власні оригінальні теплофізичні моделі. Чисельна модель процесів перенесення під час взаємодії вітрового потоку в приземному шарі атмосфери з комплексом будівель і споруд дає змогу визначити аеродинамічну обстановку на території забудови й оптимальне розміщення вітроенергетичних установок. За допомогою розробленого алгоритму розрахунку теплоперенесенння через огороджувальну конструкцію, що складається зі стінової частини та віконного склопакету, визначено умови мінімізації тепловтрат через таку конструкцію. Авторську теплофізичну модель радіаційно-конвективного теплоперенесення через двокамерні склопакети з повітряним і аргоновим заповненням можна застосовувати для визначення основних теплофізичних характеристик двокамерних склопакетів. Представлено методику отримання й обробки експериментальних даних з урахуванням неперервної дії кліматичних чинників на теплопередачу через стіни і багатокамерні склопакети.
Окремий розділ монографії присвячено розробленню принципів створення та реалізації «розумного» будинку «нуль енергії». Наведено основні вимоги до побудови, конфігурацію системи інтелектуального керування параметрами життєзабезпечення, функціональні можливості системи «розумний» будинок, проаналізовано систему автоматизації «розумного» будинку.
Монографія стане корисним і цікавим джерелом інформації для науково-технічних працівників з енергетики та розроблення енергоефективних технологій будівництва, а також для викладачів вишів, аспірантів і студентів теплотехнічних і будівельних напрямів підготовки.
За інформацією Інституту технічної теплофізики НАН України
