NATURAL RESEARCH OF PARAMETERS MICROCLIMATE DOME GREENHOUSE NBG NAME'S M.M. GRISHKO NAS OF UKRAINE
This work is devoted to a comprehensive research of the microclimatic parameters of the dome greenhouse "Rainforest" NBG name's  M. M. Grishko in order to organize effective natural ventilation (aeration) of the greenhouse during the warm season of the year. The r...
Saved in:
| Date: | 2019 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2019
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/232 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Vidnovluvana energetika |
| Download file: |  |
Institution
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103311039430656 |
|---|---|
| author | Khimenko, A. Khimenko, H. |
| author_facet | Khimenko, A. Khimenko, H. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "A. Khimenko",
"institution": "Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine, 02094, 20А Hnata Khotkevycha St., Kyiv, Ukraine."
},
{
"author": "H. Khimenko",
"institution": "Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine, 02094, 20А Hnata Khotkevycha St., Kyiv, Ukraine."
}
] |
| author_sort | Khimenko, A. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:13Z |
| description | This work is devoted to a comprehensive research of the microclimatic parameters of the dome greenhouse "Rainforest" NBG name's  M. M. Grishko in order to organize effective natural ventilation (aeration) of the greenhouse during the warm season of the year. The research was carried out in several stages. At the first stage, measurements of temperature and humidity in the dome greenhouse were performed. At the second stage, natural researches of temperature and air velocity in the air intake mine of the dome greenhouse in the summer period were carried out. The data were obtained on the temperature, humidity, air velocity in the dome greenhouse during the year, as well as in the air intake shaft of the dome greenhouse in the summer period of the year. The analysis of the obtained data and the dynamics of changes in these parameters is performed. The results of the analysis are presented in graphical form. On the basis of the obtained data of natural researches, aeration of the dome greenhouse of NBG name's M. M. Grishko was calculated for three cases: 1. Under the influence of the pressure difference between the external and the internal air; 2. Under the influence of wind (wind aeration); 3. With the simultaneous influence of the pressure difference between the external air and the internal air and the influence of the wind. The areas of supply and exhaust ventilation openings, speed and air flow through them were obtained. The scheme of placement of ventilation openings is proposed to provide efficient aeration of the dome greenhouse of the NBG name's M. M. Grishko. The organization of effective aeration of the dome greenhouse will allow creating more favorable microclimatic conditions for tropical plants in the warm season. Ref.5, tabl. 10, fig. 4. |
| doi_str_mv | 10.36296/1819-8058.2019.4(59).64-71 |
| first_indexed | 2025-07-17T11:37:49Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
© О.В. Хіменко, О.О. Хіменко, 2019
Відновлювана енергетика. 2019. № 4 64
УДК 628.85:697.952.2 DOI: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2019.4(59).64-71
НАТУРНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ПАРАМЕТРІВ МІКРОКЛІМАТУ КУПОЛЬНОЇ
ОРАНЖЕРЕЇ НБС ІМ. М.М. ГРИШКА НАН УКРАЇНИ
О.В. Хіменко, канд. техн. наук, О.О. Хіменко
Інститут відновлюваної енергетики НАН України,
02094, вул. Гната Хоткевича, 20А, м. Київ, Україна.
Дана робота присвячена комплексному дослідженню мікрокліматичних параметрів купольної оранжереї "Тропічний ліс"
НБС ім. М.М. Гришка з метою організації ефективної природної вентиляції (аерації) оранжереї у теплий період року. Дос-
лідження проводились у декілька етапів. На першому етапі були виконані виміри температури і вологості повітря в купо-
льній оранжереї. На другому етапі були проведені натурні дослідження температури та швидкості руху повітря у повіт-
розабірній шахті купольної оранжереї у літній період. Отримані дані про температуру, вологість, швидкість повітря у
купольній оранжереї впродовж року, а також у повітрозабірній шахті купольної оранжереї у літній період року. Виконано
аналіз отриманих даних та динаміки зміни цих параметрів, результати якого представлені в графічній формі. На основі
отриманих даних натурних досліджень була розрахована аерація купольної оранжереї НБС ім. М.М. Гришка для трьох
випадків: 1. Під дією різниці тисків зовнішнього і внутрішнього повітря; 2. Під дією вітру (вітрова аерація); 3. При одно-
часній дії різниці тисків зовнішнього і внутрішнього повітря та дії вітру. Отримані площі припливних та витяжних вен-
тиляційних отворів, швидкість та витрата повітря через них. Запропонована схема розміщення вентиляційних отворів
для забезпечення ефективної аерації приміщення купольної оранжереї НБС ім. М.М. Гришка. Організація ефективної аера-
ції купольної оранжереї дасть змогу створити більш сприятливі мікрокліматичні умови для тропічних рослин у теплий
період року. Бібл. 5, табл. 10, рис. 4.
Ключові слова: натурні дослідження, температура повітря, вологість, швидкість та витрата повітря, вентиляційні
отвори, аерація
NATURAL RESEARCH OF PARAMETERS MICROCLIMATE DOME GREENHOUSE
NBG NAME'S M.M. GRISHKO NAS OF UKRAINE
A. Khimenko, candidate of technical science, H. Khimenko
Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine,
02094, 20А Hnata Khotkevycha St., Kyiv, Ukraine.
This work is devoted to a comprehensive research of the microclimatic parameters of the dome greenhouse "Rainforest" NBG name's
M. M. Grishko in order to organize effective natural ventilation (aeration) of the greenhouse during the warm season of the year.
The research was carried out in several stages. At the first stage, measurements of temperature and humidity in the dome greenhouse
were performed. At the second stage, natural researches of temperature and air velocity in the air intake mine of the dome green-
house in the summer period were carried out. The data were obtained on the temperature, humidity, air velocity in the dome green-
house during the year, as well as in the air intake shaft of the dome greenhouse in the summer period of the year. The analysis of the
obtained data and the dynamics of changes in these parameters is performed. The results of the analysis are presented in graphical
form. On the basis of the obtained data of natural researches, aeration of the dome greenhouse of NBG name's M. M. Grishko was
calculated for three cases: 1. Under the influence of the pressure difference between the external and the internal air; 2. Under the
influence of wind (wind aeration); 3. With the simultaneous influence of the pressure difference between the external air and the
internal air and the influence of the wind. The areas of supply and exhaust ventilation openings, speed and air flow through them
were obtained. The scheme of placement of ventilation openings is proposed to provide efficient aeration of the dome greenhouse of
the NBG name's M. M. Grishko. The organization of effective aeration of the dome greenhouse will allow creating more favorable
microclimatic conditions for tropical plants in the warm season. Ref.5, tabl. 10, fig. 4.
Keywords: natural researches, air temperature, humidity, air velocity and flow, ventilation openings, aeration
О.В. Хіменко
A. Khimenko
Відомості про автора: науковий співробітник
відділу геотермальної енергетики Інституту
відновлюваної енергетики НАН України, кан-
дидат технічних наук.
Освіта: Харківська національна академія місь-
кого господарства.
Наукова сфера: високо- та низькотемпературне
акумулювання теплоти, використання теплоти
довкілля.
Публікації: 24.
ORCID: 0000-0003-2612-969X
Контакти: тел./факс +38 (044) 206-28-09
e-mail: avmkh87@gmail.com
Author information: researcher of geothermal
energy department, Institute of renewable energy of
National Academy of Sciences of Ukraine, candi-
date of technical science.
Education: Kharkiv national academy of urban
economy.
Research area: high and low temperature heat
storage, use of environmental heat.
Publications: 24.
ORCID: 0000-0003-2612-969X
Contacts: phone/fax +38 (044) 206-28-09
e-mail: avmkh87@gmail.com
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2019.4(59).64-71
mailto:avmkh87@gmail.com
mailto:avmkh87@gmail.com
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2019. № 4 65
О.О. Хіменко
H. Khimenko
Відомості про автора: провідний інженер від-
ділу науково-технічної інформації Інституту
відновлюваної енергетики НАН України.
Освіта: Макіївський інженерно-будівельний
інститут, Українська інженерно-педагогічна
академія (м. Харків).
Наукова сфера: використання теплоти довкіл-
ля.
Публікації: 15.
ORCID: 0000-0002-8422-2078
Контакти: тел./факс +38 (044) 206-28-09,
e-mail: noo.sk.ive@gmail.com
Author information: leading engineer of scientific
and technical information department of the Insti-
tute of renewable energy of the National Academy
of Sciences of Ukraine.
Education: Makeyevsky Engineering and Building
Institute, Ukrainian engineering and pedagogical
Academy (Kharkiv).
Research area: use of environmental heat.
Publications: 15.
ORCID: 0000-0002-8422-2078
Contacts: phone/fax +38 (044) 206-28-09
e-mail: noo.sk.ive@gmail.com
Перелік використаних позначень та скорочень:
НБС ім.
М.М.
Гришка
НАН
України
– Національний ботанічний сад ім. М.М.
Гришка Національної академії наук Украї-
ни;
φ – відносна вологість повітря, %;
Vср.пов. – середня швидкість повітря у повітрозабі-
рній шахті, виміряна в процесі проведення
натурних досліджень, м/с;
Тпов.зов. – температура зовнішнього повітря, °С;
Тпов.вн. – температура внутрішнього повітря у пові-
трозабірній шахті купольної оранжереї,
виміряна в процесі проведення натурних
досліджень, °С;
Твит – температура витяжного повітря на висоті
верхнього вентиляційного отвору куполь-
ної оранжереї, °С;
Тср – середня температура повітря у купольній
оранжереї, °С;
ρзов – щільність зовнішнього повітря при 30 °С,
кг/м3;
ρср – щільність повітря при середній темпера-
турі повітря купольної оранжереї, кг/м3;
ρвит – щільність повітря при температурі витяж-
ного повітря на висоті верхнього вентиля-
ційного отвору, кг/м3;
pнад – надлишковий тиск на рівні підлоги купо-
льної оранжереї, Па;
h1,3 – висота від рівня підлоги до центру прип-
ливних вентиляційних отворів купольної
оранжереї, м;
h2,4 – висота від рівня підлоги до центру витя-
жних вентиляційних отворів купольної
оранжереї, м;
p1-4 гр – гравітаційний тиск в площині (по центру)
припливних та витяжних вентиляційних
отворів, Па;
V1-4 гр – розрахункова швидкість повітря через
припливні та витяжні вентиляційні отвори
під дією гравітаційного тиску, м/с;
F1,3 пр – площа припливних вентиляційних отворів
купольної оранжереї, м2;
F2,4 в – площа витяжних вентиляційних отворів
купольної оранжереї, м2;
Μ – коефіцієнт витрати, який враховує місце-
вий спротив при вході та виході повітря
через вентиляційні отвори;
Lпр гр – розрахункова витрата повітря через прип-
ливні вентиляційні отвори купольної оран-
жереї під дією гравітаційного тиску, м3/с;
Lв гр – розрахункова витрата повітря через витя-
жні вентиляційні отвори купольної оранже-
реї під дією гравітаційного тиску, м3/с;
Lср – середня розрахункова витрата повітря,
м3/с;
pд – динамічний тиск вітру, Па;
Vв – середня швидкість вітру, м/с;
Δp1-4 д – розрахунковий перепад тиску у площині
вентиляційних отворів під дією вітру, Па;
К1,2 – аеродинамічний коефіцієнт з навітряної
сторони будівлі купольної оранжереї;
К3,4 – аеродинамічний коефіцієнт з підвітряної
сторони будівлі купольної оранжереї;
V1-4 д – розрахункова швидкість повітря через
припливні та витяжні вентиляційні отвори
під дією вітру, м/с;
Lпр д – розрахункова витрата повітря через прип-
ливні вентиляційні отвори купольної оран-
жереї під дією вітру, м3/с;
Lв д – розрахункова витрата повітря через витя-
жні вентиляційні отвори купольної оранже-
реї під дією вітру, м3/с;
p1-4 од – значення тиску в площині припливних та
витяжних вентиляційних отворів при одно-
часній дії гравітаційного тиску та дії вітру,
Па;
V1-4 од – розрахункова швидкість повітря через
припливні та витяжні вентиляційні отвори
при одночасній дії гравітаційного тиску та
дії вітру, м/с;
Lпр од – розрахункова витрата повітря через прип-
ливні вентиляційні отвори купольної оран-
жереї при одночасній дії гравітаційного
тиску та дії вітру, м3/с;
Lв од – розрахункова витрата повітря через витя-
жні вентиляційні отвори купольної оранже-
реї при одночасній дії гравітаційного тиску
та дії вітру, м3/с.
Вступ. Аерація – це природний організова-
ний повітрообмін у приміщеннях, який відбува-
ється через вентиляційні отвори у зовнішніх ого-
роджувальних конструкціях будівель під дією
вітру або під спільною дією вітру та різниці тис-
ків зовнішнього та внутрішнього повітря (граві-
таційний тиск). Такий повітрообмін називається
організованим тому, що він дозволяє здійснити
заздалегідь задане провітрювання і регулювати
його відповідно до внутрішніх та зовнішніх умов.
При цьому великі об'єми зовнішнього повітря
надходять та видаляються з приміщення при не-
mailto:noo.sk.ive@gmail.com
mailto:noo.sk.ive@gmail.com
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2019. № 4 66
значному тиску (до 10 Па). В той же час при ро-
боті механічної вентиляції достатньо невеликі
об'єми повітря переміщуються при значно біль-
ших значеннях тиску (400-600 Па) [1].
Гравітаційний тиск, який утворюється за ра-
хунок різниці температур зовнішнього та внут-
рішнього повітря, може регулюватися різним
ступенем відкриття вентиляційних отворів. Пере-
вищення зовнішнього тиску над внутрішнім за-
безпечує надходження повітря до приміщення
через вентиляційні отвори, а перевищення внут-
рішнього тиску над зовнішнім забезпечує вида-
лення його з приміщення [2].
Постановка завдання. Для організації ефек-
тивної аерації купольної оранжереї "Тропічний
ліс" необхідно здійснити натурні дослідження
мікрокліматичних параметрів в приміщенні ку-
польної оранжереї впродовж теплого періоду ро-
ку, а саме: 1. Виміряти температуру та вологість
повітря в приміщенні купольній оранжереї, а та-
кож у повітрозабірній шахті в підвальному при-
міщенні оранжереї; 2. Виміряти швидкість руху
повітря у повітрозабірній шахті купольної оран-
жереї. На наступному етапі необхідно проаналі-
зувати динаміку зміни температури та швидкості
повітря у купольній оранжереї впродовж періоду
спостережень. На основі отриманих результатів
натурних досліджень розрахувати аерацію купо-
льної оранжереї: 1. Під дією різниці тисків зов-
нішнього і внутрішнього повітря; 2. Під дією віт-
ру; 3. При одночасній дії різниці тисків зовніш-
нього і внутрішнього повітря та дії вітру.
Результати дослідження. На першому етапі
проведені виміри температури повітря та вологос-
ті у приміщенні купольної оранжереї НБС ім.
М.М. Гришка та у повітрозабірній шахті в підва-
льному приміщенні оранжереї. Були встановлені
термометри ТС-7-М1 у декількох точках куполь-
ної оранжереї: у центрі на висоті 0,2 м (Т1) від рі-
вня підлоги та два термометри по периметру ора-
нжереї; на позначці 1,0 м (Т2) та 8,0 м (Т3); у пові-
трозабірній шахті в підвальному приміщенні ку-
польної оранжереї (Т4), а також гігрометр ВIТ-2
для вимірювання вологості на висоті 1,0 м у пові-
трозабірній шахті і у приміщенні купольної оран-
жереї. Фіксувалось значення температури внутрі-
шнього повітря у купольній оранжереї протягом 8
місяців (з березня по жовтень). Вимірювання від-
носної вологості у приміщенні купольної оранже-
реї та у повітрозабірній шахті проводились впро-
довж 4 місяців (з липня по жовтень). За період
спостережень значення відносної вологості φ не
перевищували 95% та не опускалось нижче 90%.
Важливо відмітити, що на висоті 8 м у купольній
оранжереї в літні місяці фіксувалась достатньо
висока температура повітря (40-43°С), яка чинила
негативний вплив на тропічну рослинність оран-
жереї особливо на рослини висотою більше 5 м.
Результати вимірів температури повітря у куполь-
ній оранжереї представлені на рис. 1 [3].
Т1 = 0.2516x + 17.647
Т2 = 0.2481x + 18.208
Т3 = 0.6765x + 22.084
Т4 = 0.3467x + 10.901
0
10
20
30
40
50
3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33
Т5, °С
Т
1
-
Т
4
,
°С
Т1 (Н=0,2 м) Т2 (Н=1 м)
Т3 (Н=8 м) Т4 (Підвал)
Рис. 1. Зміна температури внутрішнього повітря у купольній оранжереї в залежності
від зовнішньої температури повітря.
Fig. 1. Changing the temperature of the internal air in the dome greenhouse depending
on the external temperature of the air.
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2019. № 4 67
На другому етапі було проведені виміри
швидкості руху повітря у повітрозабірній шахті
купольної оранжереї у літній період з метою
організації ефективної природної вентиляції
купольної оранжереї. Виміри проводились у
кінцевій частині тунелю повітрозабірної шахти,
де вона під’єднується до повітророзподільни-
ків. Проведено низку вимірів за допомогою
крильчатого анемометру АСО-3 у період з чер-
вня по серпень. Результати вимірів середньої
швидкості повітря в залежності від температу-
ри зовнішнього повітря Тпов_зов та внутрішнього
у повітрозабірній шахті Тпов_вн представлені на
рис. 2 [3].
Рис. 2. Зміна середньої швидкості повітря Vср_пов в залежності від температури зовнішнього повітря Тпов.зов. та внут-
рішнього Тпов.вн.: 1 – температура внутрішнього Тпов.вн., °С; 2 – температура зовнішнього повітря Тпов.зов., °С; 3 – середня
швидкість повітря у повітрозабірній шахті Vср.пов., м/с.
Fig. 2. Change of average air velocity Vav_air depending on the temperature of external air Тair.ex. and internal Тair.in.: 1 – the
temperature of internal air Тair.in., °С; 2 – the temperature of external air Тair.ex., °C; 3 – average air velocity in the air intake mine
Vav.air., m / s
Як видно з рис. 2, середня швидкість повітря
Vср.пов. у повітрозабірній шахті прямопропорційно
залежить від різниці температури зовнішнього та
внутрішнього повітря. Швидкість вимірюваного
повітряного потоку у повітрозабірній шахті не
стала. У зв'язку з мінливістю швидкості вітру
спостерігалися істотні коливання вимірюваної
величини. Часом через малу різницю температур
зовнішнього і внутрішнього повітря, швидкість
повітряного потоку у повітрозабірній шахті па-
дала до нуля. Зважаючи на це, ефективність ро-
боти системи природної вентиляції буде напряму
залежати від погодних умов та швидкості вітру.
Таким чином, система природної вентиляції ку-
польної оранжереї "Тропічний ліс" НБС ім. М.М.
Гришка з використанням повітрозабірної шахти
та мережі повітророзподільників є малоефектив-
ною для організації необхідного повітрообміну в
приміщенні купольної оранжереї у літній період
року.
На третьому етапі був виконаний розрахунок
аерації купольної оранжереї для трьох випадків:
1. Під дією гравітаційного тиску; 2. Під дією віт-
ру; 3. При одночасній дії різниці тисків зовніш-
нього і внутрішнього повітря та дії вітру.
Для розрахунку аерації купольної оранжереї
під дією гравітаційного тиску задаємо значення
температури робочої зони, температури витяжно-
го повітря, температури зовнішнього повітря,
щільності повітря при заданих температурах [4]
та висоту від рівня підлоги до центрів приплив-
них та витяжних отворів (табл. 1).
Таблиця 1. Вихідні дані для розрахунку аерації купольної оранжереї НБС ім. М.М. Гришка.
Table 1. Initial data for calculation of aeration of dome greenhouse of NBG name's M. M. Grishko.
Tр.з., °С Tвит, °С Тср, °С Тзов_пов, °С ρср, кг/м
3 ρзов, кг/м
3 Δρ, кг/м
3 h1, м h2, м h3, м h4, м
25 43 34 30 1,15 1,165 0,015 3 20 3 20
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2019. № 4 68
Температура зовнішнього повітря Тзов.пов. та
температура витяжного повітря Твит прийняті згі-
дно з максимальними значеннями виміряних те-
мператур Т5 та Т3 в літні місяці в процесі прове-
дення натурних спостережень (див. рис. 1).
Середня температура в купольній оранжереї
Тср визначається за формулою
2
витр.з.
ср
TT
T
, (1)
де Тр.з. – температура робочої зони, °С; Твит – тем-
пература витяжного повітря на висоті верхнього
вентиляційного отвору, °С.
Визначаємо Δρ, кг/м3, як різницю щільності
зовнішнього повітря ρзов та щільності повітря при
середній температурі повітря в купольній оран-
жереї ρср
срзов . (2)
Розраховуємо аерацію методом надлишкових
тисків [1]. Приймаємо надлишковий тиск на рівні
підлоги купольної оранжереї pнад = -1 Па.
Визначаємо надлишковий (гравітаційний)
тиск в площині припливних та витяжних венти-
ляційних отворів за наступними формулами [1]
,Δρ;Δρ
;Δρ;Δρ
4надгр42надгр2
3надгр31надгр1
hgpphgpp
hgpphgpp
(3)
де h1,3 – висота від рівня підлоги до центру прип-
ливних вентиляційних отворів купольної оран-
жереї, м; h2,4 – висота від рівня підлоги до центру
витяжних вентиляційних отворів купольної ора-
нжереї, м.
Результати розрахунку гравітаційного тиску
повітря pгр в площині (по центру) вентиляційних
отворів приведені у табл. 2.
Таблиця 2. Результати розрахунку гравітаційного тиску
повітря в площині вентиляційних отворів купольної
оранжереї.
Table 2. Results calculation of gravitational air pressure in
the plane of the ventilation openings of the dome greenhouse.
p1 гр, Па p2 гр, Па p3 гр, Па p4 гр, Па
1,44 1,94 1,44 1,94
Визначаємо швидкість повітря V1-4, м/с через
припливні та витяжні вентиляційні отвори під
дією гравітаційного тиску за наступними форму-
лами [1]
.
2
;
2
;
2
;
2
ср
4
4
ср
2
2
зов
3
3
зов
1
1
p
V
p
V
p
V
p
V
(4)
Результати розрахунку швидкості повітря
через вентиляційні отвори приведені у табл. 3.
Таблиця 3. Результати розрахунку швидкості повітря
V1-4 гр через вентиляційні отвори купольної оранжереї
під дією гравітаційного тиску.
Table 3. Results calculation of air velocity V1-4 gr through
the ventilation openings of the dome greenhouse under
the influence of gravitational pressure.
V1 гр, м/с V2 гр, м/с V3 гр, м/с V4 гр, м/с
1,44 1,94 1,44 1,94
Підбираємо площі припливних та витяжних
вентиляційних отворів у співвідношенні Fпр/Fв =
1,25 (див. табл. 4).
Таблиця 4. Площі припливних та витяжних вентиляцій-
них отворів для забезпечення аерації купольної оранже-
реї НБС ім. М.М. Гришка.
Table 4. Areas of supply and exhaust ventilation openings to
provide aeration of the dome greenhouse NBG name's
M.M. Grishko.
F3 пр, м2 F1 пр, м2 F2 в, м2 F4_в, м2
3,2 3,2 2,6 2,6
Визначаємо баланс витрати припливного Lпр гр
та витяжного Lв гр повітря через вентиляційні отво-
ри під дією гравітаційного тиску по формулі [1]
1гр 1пр 3 гр 3 пр зов
2 гр 2 в 4 гр 4 в вит
V F V F
V F V F
. (5)
Приймаємо значення коефіцієнта витрати
μ, який враховує місцевий спротив при вході
та виході повітря через вентиляційні отвори,
0,65 [1].
Результати розрахунку витрати приплив-
ного та витяжного повітря через вентиляцій-
ні отвори приведені у табл. 5.
Таблиця 5. Результати розрахунку витрати повітря через
припливні та витяжні вентиляційні отвори купольної
оранжереї НБС ім. М.М. Гришка під дією гравітаційного
тиску.
Table 5. The results calculation of air flow through the sup-
ply and exhaust ventilation openings of the dome greenhouse
NBG name's M. M. Grishko under the influence of gravita-
tional pressure.
Lпр гр, м3/с Lв гр, м3/с Lср гр, м3/с
6,54 6,21 6,38
Нев'язка по витраті припливного та витяжно-
го повітря під дією гравітаційного тиску складає
5,31%, що є в межах максимального значення
нев'язки – 10% [1].
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2019. № 4 69
V1
V2 V4
V3
h
2
=
2
0
м
h
1
=
3
м
h
4
=
2
0
м
h
3
=
3
м
Пн Пд
Рис. 3. Схема розміщення припливних та витяжних отворів та напрям руху повітря через вентиляційні отвори купо-
льної оранжереї НБС ім. М.М. Гришка під дією гравітаційного тиску.
Fig. 3. The scheme placement of supply and exhaust openings and the direction of air flow through the ventilation openings of
the dome greenhouse NBG name's M. M. Grishko under the influence of gravitational pressure.
Розрахунок під дією вітру
Для розрахунку аерації під дією вітри визна-
чаємо динамічний тиск вітру pд за формулою [1]
2
зов
2
в
д
V
p . (6)
Середню швидкість вітру Vв приймаємо 2,1
м/с для літніх місяців у м. Києві [5].
Приймаємо середнє значення аеродинамік-
ного коефіцієнту К1,2 з навітряної сторони будівлі
купольної оранжереї + 0,8, а з підвітряної сторо-
ни приймаємо К3,4 = - 0,6 [2]. Таким чином, при
вітровій аерації повітря до будівлі купольної
оранжереї буде надходити через вентиляційні
отвори на висоті 3 м та 20 м з північної сторони
будівлі, а видалення повітря буде відбуватися з
аналогічних вентиляційних отворів, що розташо-
вані на південній стороні купольної оранжереї
(див. рис. 4).
V1
V2 V4
V3
h
2
=
2
0
м
h
1
=
3
м
h
4
=
2
0
м
h
3
=
3
м
Пн Пд
Рис. 4. Схема розміщення припливних та витяжних отворів та напрям руху повітря через вентиляційні отвори купо-
льної оранжереї НБС ім. М.М. Гришка під дією вітру.
Fig. 4. The scheme placement of supply and exhaust openings and the direction of air flow through the ventilation openings of
the dome greenhouse of NBG name's M. M. Grishko under the influence of wind.
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2019. № 4 70
Визначаємо тиск в площині вентиляційних
отворів як добуток динамічного тиску повітря pд
та аеродинамічного коефіцієнту К. Результати
розрахунків приведені у табл. 6.
Таблиця 6. Результати розрахунку тиску в площині вен-
тиляційних отворів під дією вітру
Table 6. Results calculation of pressure in the plane of venti-
lation openings under the influence of wind
К1,2 pд, Па К3,4 pд, Па
2,06 -1,54
Приймаємо надлишковий тиск на рівні підло-
ги купольної оранжереї pнад = -1 Па та визначаємо
розрахункові перепади тиску у площині вентиля-
ційних отворів під дією вітру за формулами [1]
.
;
надд4,3д4,3
надд2,1д2,1
ppKp
ppKp
(7)
Результати розрахунків перепадів тиску у
площі вентиляційних отворів під дією вітру при-
ведені у табл. 7.
Таблиця 7. Результати розрахунку перепаду тиску в
площині вентиляційних отворів під дією вітру.
Table 7. Results calculation of pressure drop in the plane of
ventilation openings under the influence of wind.
Δp1,2 д, Па Δp3,4 д, Па
3,06 2,54
Швидкість повітря V1-4 д та баланс витрати
припливного Lпр д та витяжного повітря Lв д через
вентиляційних отвори під дією вітру визначаємо
відповідно за формулами (4) та (5). Результати
розрахунків приведені у табл. 8.
Таблиця 8. Результати розрахунку швидкості повітря та
балансу витрати припливного та витяжного повітря
через вентиляційних отвори під дією вітру купольної
оранжереї НБС ім. М.М. Гришка.
Table 8. The results calculation of air velocity and flow bal-
ance of supply and exhaust air through the ventilation open-
ings under the influence of wind dome greenhouse NBG
name's M. M. Grishko.
V1,2 д, м/с V3,4 д, м/с Lпр д, м3/с Lв д, м3/с Lср д, м3/с
2,29 2,09 8,63 7,87 8,25
Нев'язка по витраті припливного та витяжно-
го повітря під дією вітру складає 9,66 %.
Одночасній дії гравітаційного тиску та дії віт-
ру визначаємо значення тиску pод в площині прип-
ливних та витяжних вентиляційних отворів при
дгрод Kppp . (8)
Результати розрахунків сумарного значення
тиску p1-4 од в площині (по центру) припливних та
витяжних вентиляційних отворів при одночасній
дії гравітаційного тиску та дії вітру приведені у
табл. 9.
Таблиця 9. Результати розрахунку сумарного значення
тиску в площині припливних та витяжних вентиляцій-
них отворів при одночасній дії гравітаційного тиску та
дії вітру
Table 9. The results calculation of the total pressure in the
plane of supply and exhaust ventilation openings with the
simultaneous influence of the gravitational pressure and
wind
p1 од, Па p2 од, Па p3 од, Па p4 од, Па
3,50 4,00 2,98 3,48
Швидкість повітря V1-4 од та баланс витрати
припливного Lпр од та витяжного Lв од повітря че-
рез вентиляційні отвори при одночасній дії граві-
таційного тиску та дії вітру визначаємо відповід-
но за формулами (4) та (5). Результати розрахун-
ків приведені у табл. 10.
Таблиця 10. Результати розрахунку швидкості повітря та балансу витрати припливного та витяжного повітря через
вентиляційних отвори при одночасній дії гравітаційного тиску та дії вітру НБС ім. М.М. Гришка.
Table 10. The results calculation of air velocity and flow balance of supply and exhaust air through the ventilation openings
with the simultaneous influence of gravitational pressure and wind NBG name's M. M. Grishko.
V1 од, м/с V2 од, м/с V3 од, м/с V4 од, м/с Lпр од, м3/с Lв од, м3/с Lср од, м3/с
2,45 2,64 2,26 2,46 13,48 12,65 13,07
Нев'язка по витраті припливного та витяжно-
го повітря при одночасній дії гравітаційного тис-
ку та дії вітру складає 6,56 %.
Висновки. Проведені натурні та розрахунко-
ві дослідження мікрокліматичних параметрів ку-
польної оранжереї "Тропічний ліс" НБС ім. М.М.
Гришка, в процесі яких вимірювалась температу-
ра, вологість та швидкість повітря у приміщенні
купольній оранжереї, а також у повітрозабірній
шахті оранжереї. Проаналізована динаміка зміни
температури та швидкості повітря у купольній
оранжереї і повітрозабірній шахті впродовж пері-
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2019. № 4 71
оду спостережень. На основі отриманих результа-
тів натурних досліджень розрахована аерація ку-
польної оранжереї для трьох випадків: 1. Під дією
гравітаційного тиску; 2. Під дією вітру; 3. При од-
ночасній дії гравітаційного тиску та дії вітру.
В результаті розрахунку аерації купольної
оранжереї визначено надлишковий (гравітацій-
ний) тиск та динамічний тиск вітру в площині
припливних та витяжних вентиляційних отворів,
швидкість повітря через вентиляційні отвори, а
також розраховано баланс витрати припливного
та витяжного повітря. Визначені площі вентиля-
ційних отворів для забезпечення ефективної ае-
рації приміщення купольної оранжереї. Запропо-
нована схема розміщення припливних та витяж-
них вентиляційних отворів у купольній оранже-
реї для організації ефективного повітрообміну і
уникнення високих температур повітря (понад
40 °С) у літній період.
1. Дроздов В.Ф. Отопление и вентиляция: Учеб. посо-
бие для строит. вузов и фак. по спец. «Теплогазоснабжение
и вентиляция» ч. 2. Вентиляция. М. Высш. шк. 1984. 263 с.
2. Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теп-
логазоснабжение и вентиляция. М. Стройиздат. 1991. 480 с.
3. Хіменко О.В., Хіменко О.О. Натурні дослідження мі-
крокліматичних параметрів купольної оранжереї НБС ім.
М.М. Гришка НАН України. тези доповіді XVІII Міжнарод-
ної науково-практичної конференції Відновлювана енерге-
тика та енергоефективність у XXI столітті. Київ. НТУУ КПІ.
2017. С. 654-658.
4. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи.
М. Энергия. 1977. 344 с.
5. ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010. Будівельна кліматологія: зі
скасуванням СНиП 2.01.01-82, чинний з 01.11. 2011. К. Мін-
регіонбуд України. 2011. 127 с.
REFERENCES
1. Drozdov V.F. Otoplenie i ventilyatsiya. Ucheb. posobie
dlya stroit. vuzov i fak. po spets. Teplogazosnabzhenie i venti-
lyatsiya ch. 2. Ventilyatsiya. [Heating and ventilation: the study
guide for building universities and faculties for specials "Heat
and gas supply and ventilation" Part 2. Ventilation]. Moscow.
USSR. Vyissh. shk. 1984. 263 p. [in Russian].
2. Tihomirov K.V., Sergeenko E.S. Teplotehnika,
teplogazosnabzhenie i ventilyatsiya. [Heat engineering, heat and
gas supply and ventilation]. Moscow. USSR. Stroyizdat. 1991.
480 p. [in Russian].
3. Khimenko O.V., Khimenko O.O. Naturni doslidzhennia
mikroklimatychnykh parametriv kupol`noyi oranzherei NBS im.
M.M. Hryshka NAN Ukrainy. [Natural research of microclimat-
ic parametrs dome greenhouse NBG name's M. M. Grishko NAS
of Ukraine]. The abstracts of the report of the XVIII Internation-
al Scientific and Practical Conference Renewable energy and
energy efficiency in the 21st century. Kiev. KPI them. Igor Si-
korsky. 2017. Pp. 654-658. [in Ukrainian].
4. Miheev M.A., Miheeva I.M. Osnovyi teploperedachi.
[Heat transfer basics]. Moscow. USSR. Energiya. 1977. 344 p.
[in Russian].
5. DSTU-N B V.1.1-27:2010. Budivelna klimatologiya.
[Building climatology: with cancel SNiP 2.01.01-82; valid from
01.11. 2011]. Kyiv. Minregionbud of Ukraine. 2011. 127 p. [in
Ukrainian].
НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ
МИКРОКЛИМАТА КУПОЛЬНОЙ ОРАНЖЕРЕИ НБС
ИМ. Н.Н. ГРИШКО НАН УКРАИНЫ
А.В. Хименко, канд. техн. наук, Е.А. Хименко
Институт возобновляемой энергетики НАН Украины,
02094, ул. Гната Хоткевича, 20А, г. Киев, Украина.
Данная работа посвящена комплексному исследованию мик-
роклиматических параметров купольной оранжереи "Тро-
пический лес" НБС им. Н.Н. Гришко с целью организации
эффективной естественной вентиляции (аэрации) оранже-
реи в теплый период года. Исследования проводились в не-
сколько этапов. На первом этапе были выполнены измере-
ния температуры и влажности воздуха в купольной оран-
жереи. На втором этапе были проведены натурные иссле-
дования температуры и скорости движения воздуха в воз-
духозаборной шахте купольной оранжереи в летний период.
Получены данные о температуре, влажности, скорости
воздуха в купольной оранжереи в течение года, а также в
воздухозаборной шахте купольной оранжереи в летний пе-
риод года. Выполнен анализ полученных данных и динамики
изменения этих параметров. Результаты анализа пред-
ставлены в графической форме. На основе полученных дан-
ных натурных исследований была рассчитана аэрация ку-
польной оранжереи НБС им. Н.Н. Гришко для трех случаев:
1. Под действием разности давлений наружного и внутрен-
него воздуха; 2. Под действием ветра (ветровая аэрация);
3. При одновременном действии разницы давлений наруж-
ного и внутреннего воздуха и действия ветра. Получены
площади приточных и вытяжных вентиляционных отвер-
стий, скорость и расход воздуха через них. Предложена
схема размещения вентиляционных отверстий для обеспе-
чения эффективной аэрации помещения купольной оранже-
реи НБС им. Н.Н. Гришко. Организация эффективной аэра-
ции купольной оранжереи позволит создать более благо-
приятные микроклиматические условия для тропических
растений в теплый период года. Библ. 5, табл. 10, рис. 4.
Ключевые слова: натурные исследования, температура
воздуха, влажность, скорость и расход воздуха, вентиляци-
онные отверстия, аэрация.
Стаття надійшла до редакції 05.06.19
Остаточна версія 18.12.19
|
| id | veorgua-article-232 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:06:11Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/0b/b97b5a2ac8c26afdc245838e32a3570b.pdf |
| spelling | veorgua-article-2322026-07-18T06:32:13Z NATURAL RESEARCH OF PARAMETERS MICROCLIMATE DOME GREENHOUSE NBG NAME'S M.M. GRISHKO NAS OF UKRAINE НАТУРНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ПАРАМЕТРІВ МІКРОКЛІМАТУ КУПОЛЬНОЇ ОРАНЖЕРЕЇ НБС ІМ. М.М. ГРИШКА НАН УКРАЇНИ Khimenko, A. Khimenko, H. natural researches, air temperature, humidity, air velocity and flow, ventilation openings, aeration натурні дослідження, температура повітря, вологість, швидкість та витрата повітря, вентиляційні отвори, аерація This work is devoted to a comprehensive research of the microclimatic parameters of the dome greenhouse "Rainforest" NBG name's  M. M. Grishko in order to organize effective natural ventilation (aeration) of the greenhouse during the warm season of the year. The research was carried out in several stages. At the first stage, measurements of temperature and humidity in the dome greenhouse were performed. At the second stage, natural researches of temperature and air velocity in the air intake mine of the dome greenhouse in the summer period were carried out. The data were obtained on the temperature, humidity, air velocity in the dome greenhouse during the year, as well as in the air intake shaft of the dome greenhouse in the summer period of the year. The analysis of the obtained data and the dynamics of changes in these parameters is performed. The results of the analysis are presented in graphical form. On the basis of the obtained data of natural researches, aeration of the dome greenhouse of NBG name's M. M. Grishko was calculated for three cases: 1. Under the influence of the pressure difference between the external and the internal air; 2. Under the influence of wind (wind aeration); 3. With the simultaneous influence of the pressure difference between the external air and the internal air and the influence of the wind. The areas of supply and exhaust ventilation openings, speed and air flow through them were obtained. The scheme of placement of ventilation openings is proposed to provide efficient aeration of the dome greenhouse of the NBG name's M. M. Grishko. The organization of effective aeration of the dome greenhouse will allow creating more favorable microclimatic conditions for tropical plants in the warm season. Ref.5, tabl. 10, fig. 4. Дана робота присвячена комплексному дослідженню мікрокліматичних параметрів купольної оранжереї "Тропічний ліс" НБС ім. М.М. Гришка з метою організації ефективної природної вентиляції (аерації) оранжереї у теплий період року. Дослідження проводились у декілька етапів. На першому етапі були виконані виміри температури і вологості повітря в купольній оранжереї. На другому етапі були проведені натурні дослідження температури та швидкості руху повітря у повітрозабірній шахті купольної оранжереї у літній період. Отримані дані про температуру, вологість, швидкість повітря у купольній оранжереї впродовж року, а також у повітрозабірній шахті купольної оранжереї у літній період року. Виконано аналіз отриманих даних та динаміки зміни цих параметрів, результати якого представлені в графічній формі.  На основі отриманих даних натурних досліджень була розрахована аерація купольної оранжереї НБС ім. М.М. Гришка для трьох випадків: 1. Під дією різниці тисків зовнішнього і внутрішнього повітря; 2. Під дією вітру (вітрова аерація); 3. При одночасній дії різниці тисків зовнішнього і внутрішнього повітря та дії вітру. Отримані площі припливних та витяжних вентиляційних отворів, швидкість та витрата повітря через них. Запропонована схема розміщення вентиляційних отворів для забезпечення ефективної аерації приміщення купольної оранжереї НБС ім. М.М. Гришка. Організація ефективної аерації купольної оранжереї дасть змогу створити більш сприятливі мікрокліматичні умови для тропічних рослин у теплий період року. Бібл. 5, табл. 10, рис. 4. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2019-12-27 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/232 10.36296/1819-8058.2019.4(59).64-71 Vidnovluvana energetika ; No. 4(59) (2019): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 64-71 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 4(59) (2019): Научно-прикладной журнал Возобновляемая энергетика; 64-71 Відновлювана енергетика; № 4(59) (2019): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 64-71 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2019.4(59) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/232/163 Copyright (c) 2019 A. Khimenko, H. Khimenko https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | natural researches air temperature humidity air velocity and flow ventilation openings aeration Khimenko, A. Khimenko, H. NATURAL RESEARCH OF PARAMETERS MICROCLIMATE DOME GREENHOUSE NBG NAME'S M.M. GRISHKO NAS OF UKRAINE |
| title | NATURAL RESEARCH OF PARAMETERS MICROCLIMATE DOME GREENHOUSE NBG NAME'S M.M. GRISHKO NAS OF UKRAINE |
| title_alt | НАТУРНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ПАРАМЕТРІВ МІКРОКЛІМАТУ КУПОЛЬНОЇ ОРАНЖЕРЕЇ НБС ІМ. М.М. ГРИШКА НАН УКРАЇНИ |
| title_full | NATURAL RESEARCH OF PARAMETERS MICROCLIMATE DOME GREENHOUSE NBG NAME'S M.M. GRISHKO NAS OF UKRAINE |
| title_fullStr | NATURAL RESEARCH OF PARAMETERS MICROCLIMATE DOME GREENHOUSE NBG NAME'S M.M. GRISHKO NAS OF UKRAINE |
| title_full_unstemmed | NATURAL RESEARCH OF PARAMETERS MICROCLIMATE DOME GREENHOUSE NBG NAME'S M.M. GRISHKO NAS OF UKRAINE |
| title_short | NATURAL RESEARCH OF PARAMETERS MICROCLIMATE DOME GREENHOUSE NBG NAME'S M.M. GRISHKO NAS OF UKRAINE |
| title_sort | natural research of parameters microclimate dome greenhouse nbg name's m.m. grishko nas of ukraine |
| topic | natural researches air temperature humidity air velocity and flow ventilation openings aeration |
| topic_facet | natural researches air temperature humidity air velocity and flow ventilation openings aeration натурні дослідження температура повітря вологість швидкість та витрата повітря вентиляційні отвори аерація |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/232 |
| work_keys_str_mv | AT khimenkoa naturalresearchofparametersmicroclimatedomegreenhousenbgnamesmmgrishkonasofukraine AT khimenkoh naturalresearchofparametersmicroclimatedomegreenhousenbgnamesmmgrishkonasofukraine AT khimenkoa naturnídoslídžennâparametrívmíkroklímatukupolʹnoíoranžereínbsímmmgriškananukraíni AT khimenkoh naturnídoslídžennâparametrívmíkroklímatukupolʹnoíoranžereínbsímmmgriškananukraíni |