Gandrīz nulles enerģijas ēku (gNEĒ) faktiskā energopatēriņa analīze un nepieciešamo energoefektivitātes paaugstināšanas risinājumu izstrāde

Projekta nosaukums: Gandrīz nulles enerģijas ēku (gNEĒ) faktiskā energopatēriņa analīze un nepieciešamo energoefektivitātes paaugstināšanas risinājumu izstrāde
Projekta līguma numurs: 1.1.1.2/VIAA/3/19/505
Projekta īstenošanas termiņš: 01.04.2020 – 31.03.2023
Projekta kopējais finansējums, LU daļa: 133805,88 EUR (t.sk. LU daļa 6690,31 EUR)
Projekta mērķis: Pētīt un analizēt vairāku gNEĒ faktiskos energoefektivitātes rādītājus un inženiersistēmu energopatēriņus, salīdzinot to ar projektētajiem un aprēķinātajiem lielumiem, identificēt un izskaidrot atšķirību iemeslus un izstrādāt neatbilstību novēršanas risinājumu priekšlikumus projektētājiem un lietotājiem. 

Projekta rezultāti: 

Pētniecības pieteikuma sasniedzamie rezultāti:

• Aktivitātes “Ēku atlase, dokumentācijas un pieejamo datu izpēte” rezultāti – pārskats par ēku atlasi, to dokumentācijas un pieejamo datu izpēti.
• Aktivitātes “Eksperimentālo mērījumu veikšana” rezultāti – ēku testēšanas pārskati, to apkopojums un analīze kopējā pārskatā; zinātniskā publikācija.
• Aktivitātes “Atjaunojamo enerģijas resursu izmantošanas analīze” rezultāti – pārskats par izmantojamajām AER tehnoloģijām un to faktisko efektivitāti; zinātniskā publikācija.
• Aktivitātes “Ēkas BMS analīze” rezultāti – pārskats par ēkas vadības sistēmu lietojumu un to efektivitāti; operacionālās laika prognozes moduļa integrēšanas BMS apraksts; zinātniskā publikācija.
• Aktivitātes “Vadlīniju un priekšlikumu izstrāde” rezultāti – vadlīnijas (jeb rokasgrāmata) gNEĒ projektēšanai un ekspluatācijai, kas balstās uz reālo energoefektivitātes rādītāju atšķirību izpētes rezultātiem; zinātniskā publikācija; 2 populārzinātniskās publikācijas; projekta rezultātu prezentācija zinātniski-praktiskajā seminārā būvniecības jomas speciālisti. 

1. pārskata periodā (01.04.2020.-30.06.2020.) paveiktais:  

• Saskaņā ar plānu notika gandrīz nulles enerģijas ēku atlase, dokumentācijas un pieejamo datu izpēte.
• Ir apmeklēti kursi “Ēkas vadības sistēmas”, pieteikta dalība pasīvo ēku projektētāju kursos un padziļinātajos angļu valodas kursos..
• Sabiedrība vairākos veidos ir informēta par pētījuma uzsākšanu, tā mērķiem un rezultātiem.
• Notika vairāku gandrīz nulles enerģijas ēku apsekošana, dokumentācijas izpēte, sensoru un inženieristēmu pārbaude, patēriņa datu apzināšana, dažādu mērījumu veikšana.

2. pārskata periodā (01.07.2020.-30.09.2020.) paveiktais:  

• Notika vairāku gandrīz nulles enerģijas ēku atlase, to tehniskās dokumentācijas, pieejamo patēriņu u.c. datu izpēte un atjaunojamo enerģijas resursu analīze.
• Parakstīts līgums par dalību pasīvo ēku projektētāju kursos. Sākas dalības padziļinātajos angļu valodas kursos.
• Sabiedrība tiek informēta par pētījuma pirmajiem rezultātiem.
• Ir veiktas vairāku gandrīz nulles enerģijas ēku Latvijas teritorijā apsekošana (t.sk. Ventspilī, Ungurpilī, Rīgā), veikta pieejamās dokumentācijas izpēte, sensoru un inženieristēmu (t.sk. atjaunojamo resursu) darbības pārbaude, patēriņa datu pieejamības un to kvalitātes apzināšana.
• Ir veikti populārākā gandrīz nulles enerģijas ēkas tipa - pildītā karkasa konstrukcijas - sešu pamatmateriālu siltumtehnisko īpašību (siltuma vadītspēja, siltuma ietilpība) mērījumi laboratorijas apstākļos.
• Tiek pētīti atjaunojamo enerģijas resursu tehnoloģiju (saules paneļi, saules kolektori, siltumsūknis) lietojumi dažāda veida gandrīz nulles enerģijas ēkās un vērtēta to efektivitāte.
• Tiek gatavota populārzinātniskā publikācija.

3. pārskata periodā (01.10.2020.-31.12.2020.) paveiktais:  

• Noslēgusies ēku atlase, to dokumentācijas (t.sk. par izmantotām tehnoloģijām, materiāliem un konstrukcijām), pieejamo patēriņu u.c. datu izpēte. Turpinās ēkas enerģijas patēriņu apzināšana, apkopošana un izpēte. COVID-19 ierobežojumu dēļ nevarēja notikt vairāku ēku apsekojumi, tāpēc to skaits (kas tiks analizētas turpmāk) ir mazāks par sākotnēji plānoto.
• Praktisko prasmju un zināšanu pilnveides ietvaros ir apgūts pasīvo ēku projektētāju kurss. Ir noklausīti kursi "Telpu būvakustikas risinājumi" un turpinās padziļinātā angļu valodas kursa apgūšana.
• Sabiedrība tiek informēta par pētījuma pirmajiem rezultātiem.
• Ir iesniegts (vēl nav publicēts) populārzinātnisks raksts žurnālā "Būvinženieris" ar projekta ietvaros veikto Latvijas ēku fonda energoefektivitātes analīzi.
• Ir veikti dažādu gandrīz nulles ēkās izmantojamo materiālu (3 vakuuma izolācijas materiāli, 4 jaunākās paaudzes akmens vates paraugi pie dažādiem spiedieniem) un īpaši izgatavoto 7 ārsienas konstrukciju paneļu laboratorijas mērījumi, kā arī veikti vairāku gandrīz nulles ēkas ēku gaisa caurlaidības testi.
• Rit datu un efektivitātes analīze LU Botāniskajā dārzā uzstādītajiem saules paneļiem un akumulatoriem.

4. pārskata periodā (01.01.2021.-31.03.2021.) paveiktais:  

• Pārskata veidā ir apkopota izpētei izvēlēto ēku atlase. COVID-19 ierobežojumu dēļ aplūkojamo ēku skaits ir mazāks par sākotnēji plānoto.
• Ir saņemta apliecība par praktisko prasmju un zināšanu pilnveides ietvaros apgūto angļu valodas kursu 128 stundu apjomā
• Sabiedrība tiek informēta par pētījuma rezultātiem, žurnālā “Būvinženieris” 2021. gada februāra numurā (daļēji arī SMI Institūta mājas lapā) publicējot analīzi par Latvijas ēku fonda energoefektivitāti.
• Ir veikti 4 gandrīz nulles enerģiju ēku (t.sk. 3 pasīvo ēku standartam atbilstošo) gaisa caurlaidības testi un 3 norobežojošo konstrukciju siltuma caurlaidības (U-vērtības) testi.
• Turpinās datu iegūšana, analīze un efektivitātes novērtējums LU Botāniskajā dārzā uzstādītajiem saules paneļiem un akumulatoriem.
• Ir sagatavots abstrakts dalībai konferencē "World Sustainable Energy Days", kas notiks 21-25. jūnijā. Referāta tēma - saules paneļu efektivitātes analīze reālajos klimata apstākļos.
• Ir pieteikta dalība atjaunojamo enerģijas resursu apmācības kursos.
• Turpinās atsevišķu BMS lietojumu analīze vairākās gandrīz nulles enerģijas ēkās.
• 15. martā ir uzsākta virtuālā mobilitāte Tallinas Tehnoloģiju Universitātē, kuras ietvaros ir paredzēts veikta dažādu ēku konstrukcijās lietoto būvmateriālu ūdens tvaika caurlaidības mērījumus atšķirīgos vides apstākļos. Paredzētais mobilitātes periods – 3 mēneši, līdz 15. jūnijam.

5. pārskata periodā (01.04.2021.-30.06.2021.) paveiktais:  

• Laika posmā no 15. martā līdz 15. jūnijam norisinājās virtuālā mobilitāte Tallinas Tehnoloģiju universitātes Inženierzinātņu un arhitektūras katedras Gandrīz nulles enerģijas ēku izpētes grupas sastāvā. Saskaņā ar plānu, tika izvēlēti būvmateriālu paraugi un tiem atbilstošie vides parametri ūdens tvaiku caurlaidības mērījumiem; no Igaunijas tika piegādāti paši paraugi. Veikto eksperimentu skaits (21) pārsniedzis sākotnēji plānoto (14). Iegūtie dati tika atstrādāti un analizēti, apspriežot tos ar Tallinas Tehnoloģiju universitātes pētniekiem.
• Piedalīšanās konferencē "World Sustainable Energy Days 2021" ar referātu "Experimental study of PV panels of different types and orientation in real climatic conditions in Latvia", tika apstiprināts dalībai kā īpaši atlasīts.
• Piedalīšanās 30. aprīlī ikgadējā pasākumā "Eiropas Zinātnieku nakts" (pasākumu šogad organizē Latvijas Universitāte), kura mērķis ir populārzinātniskajā līmenī iepazīties ar zinātnes sasniegumiem un zinātnieku darbu. Tika sagatavota prezentācija "Mīti par ēku energoefektivitāti", kā arī nofilmēts un demonstrēts video materiāls ar eksperimentiem ar infrasarkano kameru "Kā siltums kļūst redzams?".

6. pārskata periodā (01.07.2021.-30.09.2021.) paveiktais:  

• Notika nākamās virtuālās mobilitātes (plānota 2021. nogalē) darbu un uzdevumu saskaņošana ar Perudžas Universitātes (Itālija) Inženierzinātņu katedras pārstāvi.
• Notiek darbs pie publikācijas sagatavošanas par gandrīz nulles enerģijas ēku ārsienas konstrukciju mērījumu rezultātu atbilstības teorētiskajiem aprēķiniem, publikāciju plānots iesniegt līdz 2021. gada beigām.
• Piedalīšanās konferencē "Rural Development  2021" ar stenda referātu "Operating efficiency of mono and poly PV panels of different orientation in real-world use". Attiecīgā publikācija atrodas sagatavošanas stadijā, līdz 2021. g. beigām plānots to publicēts.
• Turpinās pētījumi atjaunojamo enerģijas resursu tehnoloģiju gandrīz nulles enerģijas ēkās, vērtēta to efektivitāte. Turpinās datu iegūšana, analīze un efektivitātes novērtējums LU Botāniskajā dārzā uzstādītajiem saules paneļiem un akumulatoriem. Tiek plānota akumulatoru sistēmas pārveide, uzlabojot to darbību un stabilitāti, pēc kura plānots apkopot un analizēt datus potenciālās publikācijas sagatavošanai.
• Piedalīšanās tiešsaistes apmācības kursos "Renewable energy and sustainable development crash course" un "Introduction to Net-Zero Energy buildings".
• Ir apgūta tālākizglītības kursa programma "BIM modelēšana arhitektūras un būvkonstrukciju projektēšanā".
• Piedalīšanās seminārā  "Ventilācijas sistēmu ieregulēšana".

7. pārskata periodā (01.10.2021.-31.12.2021.) paveiktais:

• Ir saskaņota nākamās virtuālās mobilitātes (2022. februārī) darbu un uzdevumu saskaņošana ar Perudžas Universitātes (Itālija) Inženierzinātņu katedras pārstāvi.
• Veikti 2 ēku gaisa caurlaidības testi.
• Turpinās darbs pie publikācijas sagatavošanas par gandrīz nulles enerģijas ēku ārsienas konstrukciju eksperimentālo mērījumu rezultātu atbilstības teorētiskajiem aprēķiniem.
• Piedalīšanās konferencē "SGEM Vienna Green 2021. Green Science for Green Life", tiešsaistē prezentējot referātu "Measurements of the actual efficiency of PV panels depending on their orientation and environmental temperature". Attiecīgā publikācija ir akceptēta publicēšanai 2022. g. janvārī-februārī SCOPUS indeksētajā rakstu krājumā.
• Turpinās pētījumi atjaunojamo enerģijas resursu tehnoloģiju gandrīz nulles enerģijas ēkās, vērtēta to efektivitāte. LU Botāniskajā dārzā uzstādītajiem saules paneļu sistēmas ir veikta akumulatoru pieslēguma pilnveide, uzlabojot to darbību un stabilitāti. Notiek akumulatoru darbības datu analīze potenciālās publikācijas sagatavošanai.
• Piedalīšanās tiešsaistes apmācības kursos "Ultimate Solar Energy Course (11,5 stundas)".
• Sākts darbs pie laika prognozes iesaistes ēkas klimata regulēšanas algoritma, tiek veikta priekšizpēte.
• Ir pieteikta un akceptēta prezentācija "Dažādas orientācijas saules paneļu faktiskās efektivitātes mērījumi Rīgas klimatiskajos apstākļos" Latvijas Universitātes zinātniskajā konferencē. kas norisināsies 2022. g. janvārī.

8. pārskata periodā (01.01.2022.-31.03.2022.) paveiktais: 

• Piedalīšanās konferencē "Latvijas Universitātes 80. starptautiskā zinātniskā konference" LU FMOF sekcijā “Matemātiskās metodes pētījumu izcilībai”, prezentējot referātu “Dažādas orientācijas saules paneļu faktiskās efektivitātes mērījumi Rīgas klimatiskajos apstākļos”.
• Divu nedēļu garā virtuālā mobilitāte uz Perudžas Universitāti (Itālija), paaugstinot profesionālo kompetenci gandrīz nulles enerģijas ēku un energoefektīvu ēku risinājumu jomā izmantojot 3D siltuma pārneses fizikālo procesu matemātisko modelēšanu.
• Pēc LU Botāniskajā dārzā uzstādīto saules paneļu akumulatoru pieslēguma pārveides, tiek pētīta uzlabojumu ietekme uz kopējiem rādītājiem, kā arī veikta statistiskā uzkrāto datu analīze. Turpinās pētījumi atjaunojamo enerģijas resursu tehnoloģiju gandrīz nulles enerģijas ēkās, vērtēta to efektivitāte.
• Žurnālā "Būvinženieris" ir iesniegts publicēšanai populārzinātnisks raksts par atjaunīgo enerģijas resursu izmantošanas praktiskajiem aspektiem un faktisko mērījumu analīzi (žurnāla iznākšana plānota 2022. g. jūnijā).
• Konferencei "The Conference of Environmental and Climate Technologies CONECT 2022" (Rīgā) ir iesniegts un akceptēta publikācija "Specific calculations of radiant capillary heat exchanger’s power for heating and cooling". Konferences rakstu krājums ir indeksēts Scopus un Web of Science datu bāzēs.
• Konferencei "8th International Conference on Smart Energy Systems" (Aalborgā, Dānijā) ir iesniegts abstrakts rakstam "Impacts of global warming and building renovation on the heating energy demand and district heating capacity: Case of the city of Riga". Ir plānots, ka konferences rakstu krājums būs izdots kā Scopus indeksētā žurnāla "Energy" speciālizlaidums.
• Sadarbībā ar Schneider Electric ir uzsākta vienas gandrīz nulles enerģijas ēkas aprīkošana ar detalizētās enerģijas uzskaties sistēmu ar mērķi projekta vajadzībām iegūt pilnvērtīgu informāciju par ēkas faktisko energopatēriņu un identificēt energoefektivitātes potenciālās uzlabošanas iespējas.
• Ēnu dienas ietvaros" 6. aprīlī skolēni tika iepazīstināti ar ēku siltumfizikas pamatiem, energoefektivitātes pētījumiem un mūsdienu eksperimentālām un modelēšanas iespējām.

9. pārskata periodā (01.04.2022.-30.06.2022.) paveiktais:  

• Piedalīšanās konferencē "The Conference of Environmental and Climate Technologies CONECT 2022" (Rīgā)  ar referātu "Specific calculations of radiant capillary heat exchanger’s power for heating and cooling".
• Profesionālā žurnāla "Būvinženieris" Nr. 86 ir publicēts populārzinātnisks raksts par atjaunīgo (sauels) enerģijas resursu izmantošanas praktiskajiem aspektiem un faktisko mērījumu analīzi saules kolektoru un saules paneļu sistēmās.
• Sadarbībā ar LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas institūta pētniekiem konferencei "8th International Conference on Smart Energy Systems" (Aalborgā, Dānijā) ir iesniegts un apstiprināts prezentācijai referāts "Impacts of global warming and building renovation on the heating energy demand and district heating capacity: Case of the city of Riga". Ir plānots, ka konferences rakstu krājums būs izdots kā SCOPUS indeksētajā žurnāla "Energy" speciālizlaidums.
• Sadarbībā ar Schneider Electric turpinās darbs pie gandrīz nulles enerģijas ēkas aprīkošanas ar detalizētās enerģijas uzskaties sistēmu, ir izsākta izpēte par ēkas mikroklimata regulējošā kontroliera algoritma pilnveidi, iestrādājot tajā laika prognozes ievērošanas moduli.
• Piedalīšanās konferencē "22nd International Multidisciplinary Scientific GeoConference – SGEM 2022" (Albēnā, Bulgārijā) ar diviem referātiem "Experimental studies of a long-term operation of different batteries used in PV system" un “Experimental performance of solar thermal collector systems in real operation conditions in Latvia”. Plānots, ka abu referātu teksti tiks iekļauti SCOPUS indeksētajā konferences rakstu krājumā.

 10. pārskata periodā (01.07.2022.-30.09.2022.) paveiktais:  

• Piedalīšanās starptautiskajā konferencē Innovative Materials, Structures and Technolgeis (IMST 2022), sekcijā Energy Efficient Building Indoor Environmental Systems uzstādjoties ar referātu par optimālās apkures un dzesēšanas jaudas aprēķiniem starojuma kapilārajiem siltummaiņiem.
• Profesionālā žurnāla "Būvinženieris" ir iesniegts publicēšanai populārzinātnisks raksts par realizēto daudzīvokļu ēku energoefektivitātes uzlabošanas statistiku. Žurnāla iznākšana plānota oktobrī.
• Sadarbībā ar LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas institūta pētniekiem konferencē "8th International Conference on Smart Energy Systems" (Aalborgā, Dānijā) ir prezentēts referāts "Impacts of global warming and building renovation on the heating energy demand and district heating capacity: Case of the city of Riga". Pašlaik notiek darbs pie atbilstošās zinātniskās publikācijas, kas tiks iekļauts SCOPUS indeksētā žurnāla "Energy" speciālizlaidumā.
• Piedalīšanās Zinātnieku Nakts pasākumā, kas norisinājās 30. septembrī Latvijas Universitātes Zinātņu mājā, popularizējot demonstrējot infrasarkanās metodes iespējas un neparastus pielietojumus.
• Notiek gatavošanās dalībai zinātniski praktiskā seminārā (novembra sākumā) būvniecības jomas speciālistiem, prezentējot energoefektivitātes monitoringa datus jaunuzceltās un renovētās gandrīz nulles enerģijas ēkās.

11. pārskata periodā (01.10.2022.-31.12.2022.) paveiktais:  

• Piedalīšanās Ekonomikas ministrijas organizētā tiešsaistes apmācību semināra “Energoefektivitātes paaugstināšana ēkās, lai tās atbilstu nulles emisiju ēkām”, kurā tika apskatītas šādas tēmas: Eiropas Savienības ēku energoefektivitātes regulējums un prasības; Enerģijas aprēķins ar dinamiskās simulācijas programmatūru; Igaunijas pieredze energoefektivitātes sertifikātu izsniegšanā, energoauditos un dziļās renovācijas grantu shēmās.
• Piedalīšanās Būvniecības valsts kontroles biroja organizētā informatīvajā seminārā "Ēku energoefektivitāte būvdarbu kontrolē"
• Dalība zinātniski praktiskajos semināros "Kā sildīties taupīgāk?" (Rīgā, novembrī) un "Taupot pelni" (Limbažu novadā, decembrī), prezentējot energoefektivitātes monitoringa datus gandrīz nulles enerģijas ēkās un iespējas novērtēt un plānot apkures patēriņu.
• Profesionālā žurnāla "Būvinženieris" 2022. g. oktobra numurā ir publicēts populārzinātnisks raksts par daudzdzīvokļu ēku energoefektivitātes uzlabošanas statistiku realizētajos projektos.
• Piedalīšanās starptautiskās konferences “SGEM International Scientific Conference on Earth & Planetary Sciences” sekcijā “Green Building Technologies and Materials”, uzstājoties ar referātu “Numerical calculations of the installation thermal bridge for the optimization of windows placement”
• Sadarbībā ar LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas institūta pētniekiem publicēšanai SCOPUS indeksētā žurnāla "Energy" speciālizlaidumā ir iesniegts raksts "Impacts of global warming and building renovation on the heating energy demand and district heating capacity: Case of the city of Riga".
• Pieņemta publicēšanai SCOPUS indeksētajā žurnālā "IOP Conference Series" publikācija "Radiant capillary heat exchangers – power calculation for optimal heating and cooling".

12. pārskata periodā (01.01.2023-31.03.2023) paveiktais:         

• Žurnālā "IOP Conference Series", kas ir indeksēts SCOPUS datu bāzē, ir publicēts zinātniskais raksts "Radiant capillary heat exchangers – power calculation for optimal heating and cooling" (DOI: 10.1088/1742-6596/2423/1/012011).
• Konferences rakstu krājumā “Proceedings of 22nd International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2022” ir publicēti divi zinātniskie raksti "Experimental studies of a long-term operation of different batteries used in PV system" (DOI: 10.5593/sgem2022/4.1/s17.12) un “Experimental performance of solar thermal collector systems in real operation conditions in Latvia” (DOI: 10.5593/sgem2022/4.1/s17.11).
• SCOPUS-indeksētajā rakstu krājumā  "SGEM Vienna Green 2021. Green Science for Green Life" ir publicēts raksts " Numerical calculations of the installation thermal bridge for the optimization of windows placement " (DOI: 10.5593/sgem2022V/6.2/s26.57)
• Ir sagatavotas vadlīnijas (rokasgrāmata) gandrīz nulles enerģiju ēku projektēšanai un ekspluatācijai
• Komandējuma uz izstādi ISH 2023 (World's leading trade fair for HVAC + Water) laikā piedalījos vairākos apmācību semināros, t.sk. par apkures un klimata jautājumiem (Technology and Energy Forum), ēku tehnoloģijām (Building Technology Forum), un ēku iekštelpu gaisa kvalitāti (Indoor-Air Forum), papildinot savas zināšanas un kompetenci projekta ietvaros.
• Cesvaines pilī notikušajā pasākumā “Kultūras un zinātnes sinerģija Cesvainē” apmeklētāji (lielākā daļa no kuriem bija skolēni) tika iepazīstināti ar termogrāfijas metodi un tās praktiskās izmantošanas iespējām no populārzinātniskā skata punkta.
• Sadarbībā ar LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas institūta pētniekiem žurnālā "Energy" (Q1, CiteScore 2021 = 13,4) ir publicēts zinātnisks raksts "Impacts of global warming and building renovation on the heat demand and district heating capacity: Case of the city of Riga" (DOI: 0.1016/j.energy.2023.127567)