Вплив розташування опалювальних приладів системи теплопостачання на теплозахисні властивості світлопрозорих огороджувальних конструкцій будівлі
DOI:
https://doi.org/10.32347/2409-2606.2026.56.6-25Ключові слова:
енергоефективність, система теплопостачання, світлопрозорі огороджувальні конструкції, опір теплопередачі, опалювальний прилад, віконні конструкції, конвективний теплообмін, склопакет, мікроклімат, термомодернізаціяАнотація
У статті розглядається актуальна проблема підвищення енергоефективності будівель шляхом оптимізування теплових режимів світлопрозорих огороджувальних конструкцій. В умовах зростання вартості енергоносіїв та посилення нормативних вимог до теплоізоляції, критично важливим стає дослідження факторів, що впливають на тепловтрати через найбільш вразливі елементи оболонки будівлі – вікна. Особлива увага приділяється взаємодії системи теплопостачання, зокрема опалювальних приладів, з віконними блоками, оскільки конвективні потоки від радіаторів суттєво змінюють аеродинаміку та теплообмін у привіконній зоні. Метою роботи є експериментальне визначення впливу розташування опалювального приладу на величину приведеного опору теплопередачі світлопрозорих конструкцій. Методологія дослідження базується на проведенні натурних вимірювань температурних полів на внутрішніх і зовнішніх поверхнях скління з використанням спеціалізованого вимірювального комплексу (блоку теплової реєстрації та датчиків теплового потоку). Змодельовано різні умови експлуатації: дослідження проводилися як у неопалювальний період (для встановлення базових стаціонарних умов), так і під час роботи системи теплопостачання. Результати дослідження демонструють чітку кореляцію між відстанню розташування радіатора та теплозахисними властивостями вікна. При мінімальній відстані (130 мм) спостерігається максимальний коефіцієнт конвективної тепловіддачі на внутрішній поверхні, що сприяє підвищенню температури внутрішнього скла та, як наслідок, зростанню опору теплопередачі конструкції. При збільшенні відстані до 330 мм зафіксовано зниження ефективності теплового захисту. Опалювальний прилад безпосередньо під вікном підвищує опір теплопередачі мінімум у два рази порівняно з умовами, коли опалення працює, але прилад відсутній або віддалений. уточнено коефіцієнт тепловіддачі на зовнішній поверхні віконної конструкції – близько 17,4 Вт/(м²·К), що суттєво відрізняється від нормативного показника 23 Вт/(м²·К). Надано рекомендації щодо розміщення приладів системи теплопостачання для забезпечення нормативного мікроклімату та запобігання конденсації вологи.
Посилання
Alvur, Emre, Pinar Mert Cuce, Erdem Cuce, Abdallah Bouabidi, Manzoore Elahi M. Soudagar. “Thermal Bridging in Windows: A Critical Review on Mitigation Strategies for Enhanced Building Energy Efficiency.” Sustainable and Clean Buildings, Review, vol. 1, no. 1, Dec. 2024, pp. 176–93, https://ojs.wiserpub.com/index.php/scb/article/view/6066.
ISO. Ergonomics of the Thermal Environment - Analytical Determination and Interpretation of Thermal Comfort Using Calculation of the PMV and PPD Indices and Local Thermal Comfort Criteria. 4th ed., ISO 7730:2005, ISO, Sept. 2025, https://www.iso.org/standard/85803.html.
Võsa, Karl-Villem, Andrea Ferrantelli, Jarek Kurnitski. “Assessment of Downward Draught in High-Glazing Facades in Cold Climates – Experimental and CFD Study into Draught Control with a 21-Type Radiator.” E3S Web of Conferences, edited by J. Kurnitski, M. Thalfeldt, vol. 246, 2021, p. 02002. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202124602002.
Zheng, Yanhong, Pengfei Si, Yin Zhang, Lijun Shi, Changjiajin Huang, Dongsheng Huang, Zhineng Jin. “Study on the Effect of Radiant Insulation Panel in Cavity on the Thermal Performance of Broken-Bridge Aluminum Window Frame.” Buildings, vol. 13, no. 1, Dec. 2022, p. 58. https://doi.org/10.3390/buildings13010058.
Reddy, Vennapusa Jagadeeswara, N. P. Hariram, Mohd Fairusham Ghazali, Sudhakar Kumarasamy. “Pathway to Sustainability: An Overview of Renewable Energy Integration in Building Systems.” Sustainability, vol. 16, no. 2, Jan. 2024, p. 638. https://doi.org/10.3390/su16020638.
Goia, Francesco. “Thermo-Physical Behaviour and Energy Performance Assessment of PCM Glazing System Configurations: A Numerical Analysis.” Frontiers of Architectural Research, vol. 1, no. 4, Dec. 2012, pp. 341–47. https://doi.org/10.1016/j.foar.2012.10.002.
Michael, Michalis, Fabio Favoino, Qian Jin, Alessandra Luna-Navarro, Mauro Overend. “A Systematic Review and Classification of Glazing Technologies for Building Façades.” Energies, vol. 16, no. 14, July 2023, p. 5357. https://doi.org/10.3390/en16145357.
Robinson, P. D., M. G Hutchins. “Advanced Glazing Technology for Low Energy Buildings in the UK.” Renewable Energy, vol. 5, nos. 1–4, Aug. 1994, pp. 298–309. https://doi.org/10.1016/0960-1481(94)90387-5.
Moumtzakis, Anastasios, Stamatis Zoras, Vasilis Evagelopoulos, Argyro Dimoudi. “Experimental Investigation of Thermal Bridges and Heat Transfer through Window Frame Elements at Achieving Energy Saving.” Energies, vol. 15, no. 14, July 2022, p. 5055. https://doi.org/10.3390/en15145055.
Milovanović, Bojan, Marina Bagarić, Mergim Gaši, Nikolina Vezilić Strmo. “Case Study in Modular Lightweight Steel Frame Construction: Thermal Bridges and Energy Performance Assessment.” Applied Sciences, vol. 12, no. 20, Oct. 2022, p. 10551. https://doi.org/10.3390/app122010551.
Maivel, Mikk, Andrea Ferrantelli, Jarek Kurnitski. “Experimental Determination of Radiator, Underfloor and Air Heating Emission Losses Due to Stratification and Operative Temperature Variations.” Energy and Buildings, vol. 166, May 2018, pp. 220–28. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.01.061.
Orłowska, Magdalena, Paweł Szałański, Wojciech Cepiński. “Testing the Temperature Fields and Power of a Flat Radiator Covered With and Without a Curtain.” Rocznik Ochrona Środowiska, vol. 27, Nov. 2025, pp. 705–21. https://doi.org/10.54740/ros.2025.057.
Basok, Borys, Oleksandr Obodovych, Dmytro Davydenko, Olesya Stepanova, Hanna Koshlak. “Numerical Modeling of Heat Transfer Through Ventilated Double-Chamber Windows.” Rocznik Ochrona Środowiska, vol. 27, Nov. 2025, pp. 693–704. https://doi.org/10.54740/ros.2025.056.
Carlos, Jorge S., Helena Corvacho, Pedro D. Silva, J. P. Castro-Gomes. “Modelling and Simulation of a Ventilated Double Window.” Applied Thermal Engineering, vol. 31, no. 1, Jan. 2011, pp. 93–102. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2010.08.021.
Carlos, Jorge S., Helena Corvacho, Pedro D. Silva, J. P. Castro-Gomes. “Real Climate Experimental Study of Two Double Window Systems with Preheating of Ventilation Air.” Energy and Buildings, vol. 42, no. 6, June 2010, pp. 928–34. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2010.01.003.
Davydenko, B. V. “Tridiagonal Matrix Method for Solving Grid Equations of Hydrodynamics.” Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, no. 5(35), 2008, pp. 7–11.
Michalak, Piotr. “Experimental and Theoretical Study on the Internal Convective and Radiative Heat Transfer Coefficients for a Vertical Wall in a Residential Building.” Energies, vol. 14, no. 18, Sept. 2021, p. 5953. https://doi.org/10.3390/en14185953.
Glamazdin, Pavlo, Pavlo Pasichnyk. “Ways to Reduce Heat Loss in the Radiator Section of the Building Envelope.” Ventilation, Illumination and Heat Gas Supply, vol. 0, no. 31, Dec. 2019, pp. 55–62. https://doi.org/10.32347/2409-2606.2019.31.55-62.
Deshko, V. I., Sukhodub I. O., Yatsenko O. I. “Study of part efficiencies of the heat emission system using room CFD-model” Technologies and Engineering, no. 5, May 2023, pp. 17–26. https://doi.org/10.30857/2786-5371.2022.5.2.
Ratushniak, H. S., V. V. Pankevych. “Modeliuvannia vplyvu rozmiru vikon na pryvedenyi termichnyi opir zovnishnoi stiny.” [Vinnytsia], 2024, p. 20418, https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/42183.
Kuzhel, Lilia. Regularities of heat transfer through window constructions. 2017, https://web.archive.org/web/20240608021248/https://ittf.kiev.ua/wp-content/uploads/2017/09/dissert_kuzhel_liliya-1.pdf, https://ittf.kiev.ua/wp-content/uploads/2017/09/dissert_kuzhel_liliya-1.pdf. Institute of Engineering Thermophysics, PhD Thesis.
Maliarenko, V., O. Herasymova, O. Maleev. Budivelna Teplofizyka. KHNAMG, https://web.archive.org/web/20241211201049/https://eprints.kname.edu.ua/2883/, https://eprints.kname.edu.ua/2883/. Accessed 20.11.2025.
Nakorchevskyi, A., A. Nedbailo. “Teploperedacha cherez bahatosharovi vikonni sklopakety z urakhuvanniam dii soniachnoi radiatsii.” Inzhenerno-fizychnyi zhurnal, vol. 86, no. 6, 2013, https://web.archive.org/web/20220323204009/https://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/19399, pp. 1282–87, https://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/19399.
Basok, B. I., B. V. Davydenko, A. M. Pavlenko, L. М. Kuzhel, V. H. Novikov, S. M. Goncharuk, B. K. Ilienko, Ye. Ye. Nikitin, H. М. Veremiichuk. “Reduced heat loss through window structures.” Energy Technologies & Resource Saving, vol. 76, no. 3, Sept. 2023, pp. 43–57. https://doi.org/10.33070/etars.3.2023.04.
Basok, Borys, Borys Davydenko, Volodymyr Novikov, Anatoliy M. Pavlenko, Maryna Novitska, Karolina Sadko, Svitlana Goncharuk. “Evaluation of Heat Transfer Rates through Transparent Dividing Structures.” Energies, vol. 15, no. 13, July 2022, p. 4910. https://doi.org/10.3390/en15134910.
Batchelor, G. K. An Introduction to Fluid Dynamics. 1st ed., Cambridge University Press, 2000. https://doi.org/10.1017/CBO9780511800955.
Basok, B., I. Nakorchevskyi. Teplofizyka Vplyvu Soniachnoho Vyprominiuvannia Na Budivli. Naukova Dumka, 2016.
Basok, B. B., B. V. Davydenko, L. M. Kuzhel, S. M. Goncharuk, T. G. Belyaeva. “Experimental studies of heat energy efficient glass units with low soft surface.” Industrial Heat Engineering, vol. 39, no. 1, Feb. 2017, pp. 41–48. https://doi.org/10.31472/ihe.1.2017.06.
Minrehionbud. Protection against the dangerous geological processes, harmful operational influences, against the fire. Building climatology. DSTU DSTU-N B V.1.1-27:2010, Ukrarkhbudinform, https://finance.smr.gov.ua/files/%D0%95%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%BE%D0%B7%D0%B1%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F/dstu-n-b-v11-27-2010-budivelna-klimatologiya.pdf. Accessed 20.11.2025.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Юлія Кольчик, Олександр Погосов, Марина Берестовая, Микола Кольчик
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
