ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АЭЭ
THERMODYNAMIC BASICS OF AEE
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ В АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ
THERMODYNAMIC ANALYSIS IN RENEWABLE ENERGY
Статья поступила в редакцию 23.05.15. Ред. рег. № 2266 The article has entered in publishing office 23.05.15. Ed. reg. No. 2266
УДК 658.26 doi: 10.15518/isjaee.2015.08-09.007
ОСОБЕННОСТИ МНОГОЭТАЖНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ НУЛЕВОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ХОЛОДНОГО КЛИМАТА
А.Н. Пирогов, С.Е. Щеклеин, Н.И. Данилов
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина 620002 Екатеринбург, ул. Мира, д. 19 Тел: (343) 375-95-08, e-mail: s.e.shcheklein@urfu.ru
Заключение совета рецензентов: 27.05.15 Заключение совета экспертов: 30.05.15 Принято к публикации: 03.06.15
Для определения возможности строительства в климатических условиях города Екатеринбурга многоэтажного жилого дома с нулевым потреблением энергии была выбрана методология расчета для типового района (по плотности застройки, этажности, конструктиву и форме), для которого определены характерные значения удельного потребления тепловой, электрической энергии и горячей воды, для выполнения расчетов в типовом доме. С применением пакета PHPP (Passive House Planning Package) для типового дома были разработаны две компьютерные вычислительные модели: стандартные конструкции (базовый вариант) и дом с применением технологий энергопассивных зданий (улучшенный вариант). В ходе исследования определено, что наиболее значимым фактором, ограничивающим увеличение уровня тепловой защиты здания, являются энергозатраты на производство строительных материалов, которые при увеличении толщины утеплителя типового дома сверх базовой величины более чем на 500 мм приводят к росту потребления энергии в течение жизненного цикла (с учетом энергозатрат на производство строительных материалов. В результате проведенного исследования доказана возможность строительства многоэтажного многоквартирного жилого дома с нулевым потреблением энергии (по годичному балансу).
Ключевые слова: энергообеспечение, энергоэффективность.
FEATURES MULTISTORY NEARLY ZERO ENERGY BUILDINGS (NZEB)
FOR A COLD CLIMATE
A.N. Pirogov, S.E. Shcheklein, N.I. Danilov
Urals Federal University named after the first President of Russia Boris Yeltsin 19 Mira str., Ekaterinburg, 620002, Russia Tel.: (343) 375-95-08, e-mail: s.e.shcheklein@urfu.ru
Referred: 27.05.15 Expertise: 30.05.15 Accepted: 03.06.15
To determine the possibility of building in the climatic conditions of the city of Yekaterinburg multistory apartment houses with zero energy consumption has been selected for typical methodology (for building density, number of storeys, constructive and shape) that designates the characteristic values of specific consumption of heat, electricity and hot water to perform calculations in a typical house. Using packet PHPP (Passive House Planning Package) for a typical home computer developed two computer models: the standard design (base case) and a house with energy-passive building technologies (improved version). The study determined that the most significant factor limiting the increase in the thermal protection of the building are energy consumption for the production of building materials, which by increasing the thickness of the insulation over the base model home magnitude of more than 500 mm, lead to an increase in energy consumption over the life cycle (including energy costs in the production of construction materials. The study proved the possibility of building a multi-storey apartment building with a zero energy consumption (as an annual balance sheet).
Keywords: energy supply, energy efficiency.
Алексей Николаевич Пирогов Alexey N. Pirogov
Сергей Евгеньевич
Щеклеин Sergey E. Shcheklein
Сведения об авторе: магистр наук, главный инженер компании RED-group. Образование: УрФУ (УрГТУ-УПИ), 2003; Дунайский университет (г. Кремс, Австрия), 2012. Область научных интересов: устойчивое развитие и энергетическая эффективность в проектировании и строительстве зданий, климат и комфорт, управление объектами недвижимости. Публикации: 14.
Information about the author: MSc, chief engineer, RED-group.
Education: Ural Federal University (previously Ural State Technical University-UPI), 2003; Donau-Universität Krems (Austria), 2012.
Research area: sustainability and energy efficiency in buildings, climate and comfort, facility management.
Publications: 14.
Сведения об авторе: д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой «Атомные станции и возобновляемые источники энергии» УрФУ.
Научный руководитель ряда реализованных инновационных проектов, в т. ч. «Энергоэффективный дом для села», «Системы солнечного энергоснабжения автономных потребителей специального назначения», «Солнечные системы охранной сигнализации» и др.
Член редколлегии журнала «Известия вузов. Ядерная энергетика», сборника трудов УГТУ-УПИ «Теплофизика ядерных энергетических установок», научно-технического журнала «Энергоэффективность и анализ». Заслуженный энергетик России, действительный член Международной энергетической академии.
Образование: Уральский политехнический институт (УГТУ-УПИ) (1972).
Область научных интересов: термодинамика ядерных энергетических установок, проблемы атомной энергетики и теплофизики двухфазных потоков, продление ресурса и повышение надежности оборудования АЭС, солнечная энергетика, ветровая энергетика, биоэнергетика, энергосбережение, энергоэффективность.
Публикации: более 450, в том числе 6 монографий и учебников, 28 изобретений.
Information about the author: doctor of technical science, professor, Urals State Technical University "Atomic Stations and Renewable Energy Sources" Department head.
A scientific director of several realized innovation projects, including "The energoefficient house for the village", "Special systems of individual consumer solar energy supply", "The solar systems for the guarding alarm" etc.
A member of the editorial board of "Institute of Higher Education News. Nuclear Power" magazine, "Nuclear power units heat engineering" USTU article collection, "Energoeffectiveness and analysis" scientific magazine. A Honoured power engineering specialist of Russian Federation, a member of International Energy Academy.
Education: Urals Polytechnic Institute (1972).
Research area: nuclear power units thermodynamics; questions of nuclear energy and thermophysics of the two-phase flows; NPP equipment lifetime enduring and reliability increasing; solar, wind and bioenergetics, energy conservation, energy efficiency.
Publications: more than 450 scientific works, including 6 monographs and textbooks, 28 inventions.
Николай Игорьевич Данилов Nikolay I. Danilov
Сведения об авторе: д-р экон. наук, профессор, Заслуженный экономист РФ (1996), награжден Орденом Почета (2000), знаком отличия «За безупречную службу. ХХУ лет» (2005), знаком отличия «За заслуги перед Свердловской областью» III степени (2009), памятными медалями Готфрида Вильгельма фон Лейбница (2011), Александра фон Гумбольдта (2013) и Владимира Вернадского (2014) Европейской академии естественных наук; профессор-консультант кафедры «Атомные станции и возобновляемые источники энергии» Уральского энергетического института УрФУ, научный руководитель, председатель коллегии, член коллегии Некоммерческого партнерства «Союз «Энергоэффективность», зав. кафедрой «Энергосбережение» УрФУ (1999-2014), инициатор создания ГБУ Свердловской области «Институт энергосбережения», первый директор, научный руководитель, главный специалист (2009-2013).
Образование: Ленинградский электротехнический институт (ЛЭТИ), 1969.
Область научных интересов: проблемы устойчивого развития промышленного региона, повышение энергоэффективности региональной экономики, научные и методические основы формирования и оптимизации топливно-энергетического баланса региона, внедрение методов энергетического анализа хозяйственной деятельности, разработка и внедрение системы энергетического менеджмента, региональных программ энергосбережения, системы непрерывного образования в сфере энергосбережения.
Публикации: более 300 научных статьей и докладов, 50 монографий, учебных, справочных и учебно-методических пособий.
Information about the author: Doctor of Economical Sciences (PhD), Professor, the Deserved economist of the Russian Federation (1996), he was awarded the Order of Honour (2000), the official insignia "For faultless service. XXV years" (2005), the official insignia "Merit for the Sverdlovsk region" III degree (2009), commemorative medals of the European Academy of natural Sciences: Gottfried Wilhelm von Leibniz (2011), Alexander von Humboldt (2013) and Vladimir Vernadsky (2014); Consultant Professor of the Academic Department "Nuclear power plants and renewable energy sources" Ural power engineering Institute UrFU, scientific director, chairman of the board, member of the Board of Non-Commercial Partnership "Union "Energy", head of Department "Energy Saving" (1999-2014), the initiator of creation of the State Budget Institution of Sverdlovsk region "Institute of energy saving", the first Director, scientific director, chief specialist (2009-2013).
Education: Leningrad Electrotechnical Institute (LETI), 1969.
Research area: problems of sustainable development of the industrial region, improvement of energy efficiency of the regional economy, scientific and methodical bases of formation and optimization of the energy balance in the region, introduction of methods of energy analysis of economic activities, development and implementation of energy management systems, regional energy efficiency programs, continuing education system in the field of energy saving.
Publications: more than 300 scientific articles and conference papers, 50 monographs, academic, reference books and textbooks.
Введение
Интенсивный рост населения земного шара, сопровождаемый быстрым ростом потребностей и промышленного производства, грозит истощением углеводородного топлива и природных ресурсов как таковых и усугубляет проблему г
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.