Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

Суммарный удельный годовой расход тепловой энергии: Таблица N 1. Базовый уровень удельного годового расхода энергетических ресурсов в многоквартирном доме, отражающий суммарный удельный годовой расход тепловой энергии на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение, а также на общедомовые нужды, многоквартирных жилых домов, кВт·ч/м2

Содержание

Таблица N 1. Базовый уровень удельного годового расхода энергетических ресурсов в многоквартирном доме, отражающий суммарный удельный годовой расход тепловой энергии на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение, а также на общедомовые нужды, многоквартирных жилых домов, кВт·ч/м2

Таблица N 1

Базовый уровень удельного годового расхода энергетических

ресурсов в многоквартирном доме, отражающий суммарный

удельный годовой расход тепловой энергии на отопление,

вентиляцию, горячее водоснабжение, а также на общедомовые

нужды, многоквартирных жилых домов, кВт·ч/м2

Наименование показателя

°C·сут. отопит. периода

Этажность многоквартирного дома

2 эт.

4 эт.

6 эт.

8 эт.

10 эт.

12 эт.

Расход тепловой энергии на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и электроэнергии на общедомовые нужды

2000

215

206

203

201

199

198

3000

228

216

212

208

205

203

4000

256

239

234

229

225

223

5000

284

263

256

251

245

242

6000

312

287

278

272

265

262

8000

370

337

326

317

308

304

10000

426

384

370

359

348

342

в том числе тепловой энергии на отопление и вентиляцию

2000

67

56

44

42

40

39

3000

100

83

67

63

60

58

4000

133

111

89

84

80

78

5000

167

139

111

106

100

97

6000

200

167

133

127

120

117

8000

253

211

169

160

152

148

10000

317

264

211

201

190

185

———————————

<*> Базовый уровень удельного годового расхода электрической энергии на общедомовые нужды равен 10,0 кВт·ч/м2 для многоквартирных домов, оборудованных лифтом. Если дом не оборудован лифтом, базовый уровень удельного годового расхода электрической энергии на общедомовые нужды равен 7 кВт·ч/м2 и из указанных в таблице показателей следует вычесть 3 кВт·ч/м2.

Для многоподъездных МКД с секциями разной этажности при определении значения базового уровня удельного годового расхода энергетических ресурсов этажность усредняется.

Промежуточные значения удельного годового расхода энергетических ресурсов определяют методом линейной интерполяции по этажности многоквартирного дома и градусосуток отопительного периода (далее — ГСОП).

23. При установлении базового уровня удельного годового расхода энергетических ресурсов были приняты следующие расчетные условия: температура внутреннего воздуха в квартирах 20 °C, заселение 20 м2 общей площади помещения на одного жителя, что соответствует нормативному воздухообмену 30 м3/ч на одного жителя и удельным бытовым внутренним теплопоступлениям 17 Вт/м2 общей площади. Минимальный период для подсчета фактического энергопотребления эксплуатируемого многоквартирного дома составляет один год. Фактические значения удельного годового расхода энергетических ресурсов приводятся к расчетным условиям, для чего фактические расходы энергетических ресурсов пропорционально уменьшаются или увеличиваются методом линейной интерполяции от расчетных условий, установленных в настоящем пункте Правил в зависимости от отклонений фактических климатологических характеристик района расположения многоквартирного дома, этажности многоквартирного дома, средней температуры внутреннего воздуха в помещениях, плотности заселения, воздухообмена, удельных бытовых внутренних теплопоступлений, качества коммунальных услуг (при предоставлении коммунальной услуги ненадлежащего качества и/или с перерывами, превышающими установленную продолжительность). Качество коммунальных услуг определяется в соответствии с Правилами предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов, утвержденными постановлением Правительства Российской Федерации от 6 мая 2011 г. N 354 (Собрание законодательства Российской Федерации, 2011, N 22, ст. 3168; 2012, N 23, ст. 3008; N 36, ст. 4908; 2013, N 16, ст. 1972; N 21, ст. 2648; N 31, ст. 4216; N 39, ст. 4979; 2014, N 8, ст. 811; N 9, ст. 919; N 14, ст. 1627; N 40, ст. 5428, 6550; N 52, ст. 7773; 2015, N 9, ст. 1316; N 37, ст. 5153; 2016, N 1, ст. 244).

24. Класс энергетической эффективности многоквартирного дома не присваивается в случае отсутствия общедомовых приборов учета. Классы энергетической эффективности многоквартирного дома B, A, A+, A++ согласно таблице 2 настоящих Правил не присваиваются при отсутствии в таком доме индивидуального теплового пункта с функцией автоматического регулирования температуры теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха, энергоэффективного (светодиодного) освещения мест общего пользования, а также индивидуальных приборов учета в соответствии с Федеральным законом N 261-ФЗ.

25. Многоквартирными домами, имеющими высокий класс энергетической эффективности для целей налогового законодательства, являются дома классов A, A+, A++ согласно таблице 2 настоящих Правил.

26. Энергетические ресурсы, получаемые из возобновляемых источников энергии, не подлежат учету при расчете удельного годового потребления энергетических ресурсов, если вырабатывающее их оборудование включено в инженерные системы многоквартирного дома.

Открыть полный текст документа

Расчет годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию

Годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию.

Введите свои значения (значения десятых отделяются точкой, а не запятой ! ) в поля окрашенных строк и нажмите кнопку Вычислить, под таблицей.


Для пересчета — измените введенные цифры и нажмите Вычислить.


Для сброса всех введенных цифр нажмите на клавиатуре одновременно Ctrl и F5.


Пояснения к калькулятору годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию.

Исходные данные для расчета:
  • Основные характеристики климата, где расположен дом:
    • Средняя температура наружного воздуха отопительного периода to. п;
    • Продолжительность отопительного периода: это период года со
      средней суточной температурой наружного воздуха не более +8°C -
      zo.п.
  • Основная характеристика климата внутри дома: расчетная температура внутреннего воздуха tв.р, °С
  • Основная тепловая характеристики дома: удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию, отнесенный к
    градусо-суткам отопительного периода, Вт·ч/(м2•°C•сут).
Характеристики климата.

Параметры климата для расчета отопления в холодный период для разных городов России можно посмотреть здесь: (Карта климатологии) или в СП 131.13330.2012 «СНиП 23-01–99* “Строительная климатология”. Актуализированная редакция»

Например, параметры для расчета отопления для Москвы (Параметры Б) такие:

  • Средняя температура наружного воздуха отопительного периода: -2,2 °C
  • Продолжительность отопительного периода: 205 сут. (для периода со
    средней суточной температурой наружного воздуха не более +8°C).
Температура внутреннего воздуха.

Расчетную температуру внутреннего воздуха вы можете установит свою, а можете взять из нормативов (смотрите таблицу на рисунке 2 или во вкладке Таблица 1).

В расчетах применяется величина Dd — градусо-сутки отопительного периода (ГСОП), °С×сут. В России значение ГСОП численно равно произведению разности среднесуточной температуры наружного воздуха за отопительный период (ОП)
to.п и расчетной температуры внутреннего воздуха в здании tв.р на длительность ОП в сутках: Dd = (to.пtв.р)•zo.п.

Удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию

Нормированные величины.

Удельный расход тепловой энергии на отопление жилых и общественных зданий за отопительный период не должен превышает приведенных в таблице величин по СНиП 23-02-2003 . Данные можно взять из таблицы на картинке 3 или подсчитать на вкладке Таблица 2 ( переработанный вариант из [Л.1]). По ней выберите для своего дома (площадь / этажность ) значение удельного годового расхода и вставьте в калькулятор. Это характеристика тепловых качеств дома. Все строящиеся жилые дома для постоянного проживания должны отвечать этому требованию.
Базовый и нормируемый по годам строительства удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию
основаны на проекте приказа Министерства Регионального развития РФ «Об утверждении требований энергетической эффективности зданий, строений, сооружений», где указаны требования к базовым характеристикам (проект от 2009 года), к характеристикам нормируемым с момента утверждения приказа (условно обозначил Н.2015) и с 2016 года (Н.2016).

Расчетная величина.

Эта величина удельного расхода тепловой энергии может быть указана в проекте дома, её можно подсчитать на основании проекта дома, можно оценить ее размер на основе реальных тепловых измерений или размеров потребленной за год энергии на отопление. Если эта величина указана в Вт·ч/м2, то её надо разделить на ГСОП в °C•сут., получившуюся величину сравнить с нормированной для дома с подобной этажностью и площадью. Если она меньше нормированной, то дом удовлетворяет требованиям по теплозащите, если нет, то дом следует утеплить.

Свои цифры.

Значения исходных данных для расчета даны для примера. Вы можете вставить свои значения в поля на желтом фоне. В поля на розовом фоне вставляете справочные или расчетные данные.

О чем могут сказать результаты расчета.

Удельный годовой расход тепловой энергии, кВт·ч/м2 — можно использовать, чтобы оценить стоимость топлива, расходуемого на отопление и вентиляцию дома в течении отопительного периода, необходимое количество топлива на год для отопления и вентиляции. По количеству топлива можно выбрать емкость резервуара (склада) для топлива, периодичность его пополнения.

Годовой расход тепловой энергии, кВт·ч — абсолютная величина потребляемой за год энергии на отопление и вентиляцию. Изменяя значения внутренней температуры можно увидеть, как изменяется эта величина, оценить экономию или перерасход энергии от изменения поддерживаемой внутри дома температуры, увидеть как влияет неточность термостата на потребление энергии. Особенно наглядно это будет выглядеть в пересчете на рубли.

Градусо-сутки отопительного периода, °С·сут. — характеризуют климатические условия внешние и внутренние. Поделив на это число удельный годовой расход тепловой энергии в кВт·ч/м2, вы получите нормированную характеристику тепловых свойств дома, отвязанную от климатических условий (это может помочь в выборе проекта дома, теплоизолирующих материалов).

О точности расчетов.

На территории Российской Федерации происходят определенные изменения климата. Исследование эволюции климата показало, что в настоящее время наблюдается период глобального потепления. Согласно оценочному докладу Росгидромета, климат России изменился сильнее (на 0,76 °C), чем климат Земли в целом, причем самые значительные изменения произошли на европейской территории нашей страны. На рис. 4 видно, что повышение температуры воздуха в Москве за период 1950–2010 годов происходило во все сезоны. Наиболее существенным оно было в холодный период (0,67 °C за 10 лет).[Л.2]

Основными характеристиками отопительного периода являются средняя температура отопительного сезона, °С, и продолжительность этого периода. Естественно, что ежегодно их реальное значение меняется и, поэтому, расчеты годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию домов являются лишь оценкой реального годового расхода тепловой энергии. Результаты этого расчета позволяют сравнить стоимость топлива, расходуемого на отопление и вентиляцию дома в течении отопительного периода.

Приложение:

Литература:

Расчет класса энергетической эффективности многоквартирного дома

   
Класс энергетической эффективности многоквартирного дома определяется исходя из сравнения (определения величины отклонения) фактических или расчетных (для вновь построенных, реконструированных и прошедших капитальный ремонт многоквартирных домов) значений показателя удельного годового расхода энергетических pecypсов, отражающего удельный расход энергетических ресурсов на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение, а также на электроснабжение в части расхода электрической энергии на общедомовые нужды (далее — общедомовые нужды), и базовых значений показателя удельного годового расхода энергетических ресурсов в многоквартирном доме, при этом фактические (расчетные) значения должны быть приведены к расчетным условиям для сопоставимости с базовыми значениями, в том числе с климатическими условиями, условиями оснащения здания инженерным оборудованием и режимами его функционирования в порядке, указанном в Правилах определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов (утверждены Приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 6 июня 2. 016 г. №399/пр), далее Правила.

   
Фактические значения показателя удельного годового расхода энергетических ресурсов определяются на основании показаний общедомовых приборов учета энергетических ресурсов.

 
К показатeлям, характеризующим класс энергетической эффективности многоквартирного дома, относятся показатели удельного годового расхода энергетических pecypсов, включающие суммарный удельный годовой расход тепловой энергии на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение, а также на общедомовые нужды, в расчете на 1 кв.м площади помещений, не отнесенных к общему имуществу, и базовые уровни удельных годовых расходов энергетических ресурсов.

 
Базовые уровни удельного годового расхода энергетических ресурсов в многоквартирном доме, включающие суммарный удельный годовой расход тепловой энергии на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение, а также на общедомовые нужды, в расчете на 1 кв.м площади помещений многоквартирного дома, не отнесенных к общему имуществу многоквартирного дома, приведены в таблице № 1 Правил.


Наименование показателя

°С·сут. отопит. периода

Этажность многоквартирного дома

2 эт.

4 эт.

6 эт.

8 эт.

10 эт.

≥ 12 эт.

Расход тепловой энергии на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и электроэнергии на общедомовые нужды*

2000

215

206

203

201

199

198

3000

228

216

212

208

205

203

4000

256

239

234

229

225

223

5000

284

263

256

251

245

242

6000

312

287

278

272

265

262

8000

270

337

326

317

308

304

10000

426

384

370

359

348

342


   
При установлении базового уровня удельного годового расхода энергетических ресурсов принимаются следующие расчетные, условия: температура внутреннего воздуха в квартирах 20 °C, заселение, 20 кв. м общей площади помещения на одного жителя, что соответствует нормативному воздухообмену 30 куб.м/ч на одного жителя и удельным бытовым внутренним теплопоступлениям 17 Вт/кв.м общей площади. Минимальный период для подсчета фактического энергопотребления эксплуатируемого многоквартирного дома составляет один год. Фактические значения удельного годового расхода знергетических ресурсов приводятся к расчетным условиям, для чего фактические расходы энергетических ресурсов пропорционально уменьшаются или увеличиваются методом линейной интерполяции от расчетных условий, установленных в п. 23 Правил в зависимости от отклонений фактических климатологических характеристик района расположения многоквартирного дома, этажности многоквартирного дома, средней температуры внутреннего воздуха в помещениях, плотности заселения, воздухообмена, удельных бытовых внутренний теплопоступлений, качества коммунальных услуг (при предоставлении коммунальной услуги ненадлежащего качества и/или с перерывами, превышающими установленную продолжительность). Качество коммунальных услуг определяется в соответствии с Правилами предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов, утвержденными постановлением Правительства Российской Федерации от 6 мая 2011 г. № 354 (Собрание законодательства Российской Федерации, 2011, № 22, ст. 3168; 2012, № 23, ст. 3008; № 36, ст. 4908; 2013, № 16, ст. 1972; № 21, ст. 2648; № 31, ст. 4216; № 39, ст. 4979; 2014, № 8, ст. 811; № 9, ст. 919; № 14, ст. 1627; № 40, ст. 5428, 6550; № 52, ст. 7773; 2015, № 9, ст. 1316; № 37, ст. 5153; 2016, № 1, ст. 244).




Здесь вы можете без специальных навыков:
— создать расчет Класса энергетической эффективности многоквартирного дома,
— составить Декларацию в ГЖИ для присвоения класса энергетической эффективности.

Вам нужно лишь указать данные по многоквартирному дому.

Рекомендуется работать в обновленной версии браузера.



годовой расход — это.

.. Что такое годовой расход?

годовой расход

consumo annuo

Русско-итальянский финансово-экономическому словарь. — «Русский язык-Медиа».
П. Галлана .
2005.

  • годовой процент
  • годовой расчёт

Смотреть что такое «годовой расход» в других словарях:

  • удельный годовой расход тепловой энергии на систему горячего водоснабжения — 3.46 удельный годовой расход тепловой энергии на систему горячего водоснабжения: Количество тепловой энергии на горячее водоснабжение, отнесенное к квадратному метру площади квартир или полезной площади общественного здания. Источник: ГОСТ Р… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • удельный годовой расход электроэнергии на освещение — 3. 50 удельный годовой расход электроэнергии на освещение: Количество электроэнергии за год, потребляемое зданием на освещение, отнесенное к площади пола квартир здания или полезной площади помещений общественного здания. Источник: ГОСТ Р 54964… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • удельный годовой расход электроэнергии на электроснабжение инженерных систем — 3.51 удельный годовой расход электроэнергии на электроснабжение инженерных систем: Количество электроэнергии за год, потребляемое зданием на электроснабжение инженерных систем, отнесенное к площади пола квартир здания или полезной площади… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • удельный годовой расход энергии на систему кондиционирования — 3.47 удельный годовой расход энергии на систему кондиционирования: Количество энергии за год, потребляемое системой кондиционирования, отнесенное к квадратному метру площади квартир или полезной площади общественного здания. 3.48 Источник: ГОСТ Р …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • удельный суммарный годовой расход первичной энергии на системы инженерного обеспечения здания — 3.49 удельный суммарный годовой расход первичной энергии на системы инженерного обеспечения здания: Количество первичной энергии, потребляемое зданием за год на отопление, горячее водоснабжение, вентиляцию, кондиционирование, электроснабжение и… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • расход — сущ., м., употр. сравн. часто Морфология: (нет) чего? расхода, чему? расходу, (вижу) что? расход, чем? расходом, о чём? о расходе; мн. что? расходы, (нет) чего? расходов, чему? расходам, (вижу) что? расходы, чем? расходами, о чём? о расходах 1.… …   Толковый словарь Дмитриева

  • расход воды — объём воды, протекающей через поперечное сечение потока в единицу времени; одна из важнейших гидрологических характеристик. Для рек обычно исчисляется в м³/с, для малых водотоков в л/с. На реках и каналах измеряется гидрометрическими вертушками,… …   Географическая энциклопедия

  • Годовой расчетно-нормативный расход тепловой энергии, топлива и электрической энергии — годовой расчетно нормативный расход тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, топлива и электрической энергии расчетно нормативное потребление энергоустановками тепловой энергии, топлива, электроэнергии в год с учетом… …   Официальная терминология

  • ГОСТ Р 54964-2012: Оценка соответствия. Экологические требования к объектам недвижимости — Терминология ГОСТ Р 54964 2012: Оценка соответствия. Экологические требования к объектам недвижимости оригинал документа: 3.35 «серые» стоки: Канализационные стоки, образующиеся после купания, мытья посуды и стирки. Определения термина из разных… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Финляндия — I Содержание [Историю Финляндии, историю литературы, язык и мифологию см. соотв. разделы.]. I. Физический очерк. II. Население. III. Экономический обзор. IV. Финансы. V. Управление и судоустройство. VI. Финские войска и воинская повинность. VII.… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Финляндия* — Содержание: I. Физический очерк. II. Население. III. Экономический обзор. IV. Финансы. V. Управление и судоустройство. VI. Финские войска и воинская повинность. VII. Образование. VIII. Наука, искусство, печать и общественная жизнь. IX. Церковь. X …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Приказ Минстроя об определении класса энергоэффективности зданий зарегистрирован

Минюст России зарегистрировал (рег. №43169) приказ Минстроя России №399/пр от 06 июня 2016г. «Об утверждении Правил определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов» (далее – Приказ).

Приказ принят на основании пункта 2 постановления Правительства Российской Федерации от 25 января 2011 г. № 18 «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов». Одновременно Приказ установил базовый уровень удельного годового расхода энергетических ресурсов в многоквартирном доме, отражающий суммарный удельный годовой расход тепловой энергии на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение, а также на общедомовые нужды.

При новом строительстве класс энергетической эффективности в соответствии с Приказом будет устанавливаться органом государственного строительного надзора субъекта Российской Федерации (далее — орган стройнадзора). Класс энергетической эффективности многоквартирного дома будет указываться в заключении органа стройнадзора о соответствии построенного, реконструированного, прошедшего капитальный ремонт многоквартирного дома требованиям, в т.ч. требованиям энергетической эффективности (ЗОС).

В процессе эксплуатации класс энергетической эффективности будет устанавливаться и подтверждаться органом государственного жилищного надзора (далее-ГЖИ) на основе фактических значений показателей удельного годового расхода энергетических ресурсов, определенных на основании показаний общедомовых приборов учета энергетических ресурсов.

Классы энергетической эффективности в соответствии с Приказом должны подтверждаться не позднее чем за 3 месяца до истечения 5 лет со дня ввода МКД в эксплуатацию, а в случаях домов высоких классов энергетической эффективности (выше B), — класс будет дополнительно подтверждаться не позднее, чем за 3 месяца до истечения 10 лет со дня ввода многоквартирного дома в эксплуатацию. По решению собственников может быть проведено подтверждение класса энергетической эффективности и в другие сроки, но не чаще одного раза в год. В соответствии с результатами данного подтверждения собственники МКД имеют основания для предъявления иска застройщику в случае несоответствия фактических энергетических характеристик МКД заявленным при реализации объекта недвижимости показателям.

Энергетические ресурсы, получаемые из возобновляемых источников энергии не подлежат учету при расчете удельного годового потребления энергетических ресурсов, если вырабатывающее их оборудование включено в инженерные системы многоквартирных домов.

Введение в действие приказа Минстроя России № 399/пр от 06 июня 2016 года создает юридическую базу для собственников МКД, которые теперь могут требовать соответствия энергетических характеристик зданий совершенно конкретным числовым показателям, заявляемым застройщиком и подтверждаемых стройнадзором, что ранее было невозможно.

Посмотреть приказ можно здесь: http://www.nappan.ru/upload/images/0001201608100002.pdf

По материалам НАППАН

Письмо Минэнерго России от 18.05.2012 N 02-733 » АО Коммунэлектросервис

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДЕПАРТАМЕНТ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ И МОДЕРНИЗАЦИИ ТЭК

ПИСЬМО
от 18 мая 2012 г. N 02-733

Департамент энергоэффективности и модернизации ТЭК Минэнерго России (далее — Департамент) сообщает.
Минэнерго России выпустило приказ N 577 от 08.12.2011 «О внесении изменений в требования к энергетическому паспорту, составленному по результатам обязательного энергетического обследования, и энергетическому паспорту, составленному на основании проектной документации, и в правила направления копии энергетического паспорта, составленного по результатам обязательного энергетического обследования, утвержденные приказом Минэнерго России от 19. 04.2010 N 182″ (далее — Приказ N 577) (зарегистрирован Минюстом России 28.02.21012, регистрационный N 23360) опубликован в «Бюллетене нормативных актов федеральных органов исполнительной власти», N 19 от 07.05.2012).
Приказом вносятся изменения в форму N 12 ранее утвержденного энергетического паспорта, составленного по результатам обязательного энергетического обследования, отражающую данные об энергетических характеристиках зданий, строений, сооружений.
В свою очередь, в соответствии с пунктом 3 Правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений, утвержденные Постановлением Правительства Российской Федерации от 25.01.2011 N 18 «Об утверждении правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов» требования энергетической эффективности устанавливаются Минрегионом России.
Соответствующие требования энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений Минрегионом России до настоящего момента не утверждены.
В этой связи, до выхода официальных нормативных документов Минрегиона России, следует руководствоваться нижеуказанными рекомендациями:
При наличии у обследуемого лица (организации) многоквартирных домов в форме 12 указываются фактические значения:
Суммарного удельного годового расхода тепловой энергии на:
— Отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение;
— Отопление и вентиляцию.
Удельного годового расхода электрической энергии на общедомовые нужды.
Ввиду отсутствия утвержденного базового уровня нормируемых величин не указывается (не заполняется):
Максимально допустимая величина отклонения от нормируемого показателя;
Класс энергетической эффективности.
Для иных зданий, строений, сооружений обследуемого лица (организации) указывается:
Фактическое значение суммарного удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию.
Ввиду отсутствия утвержденного базового уровня нормируемых величин не указывается (не заполняется):
Суммарный удельный годовой расход тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение;
Максимально допустимая величина отклонения от нормируемого показателя;
Класс энергетической эффективности.
Энергетические паспорта, составленные до вступления в силу Приказа N 577 Минэнерго России (дата составления энергетического паспорта указывается на титульном листе), направляются в Минэнерго России в установленном порядке без учета изменений формы N 12.
Департамент просит донести изложенную позицию до членов саморегулируемых организаций для ее учета в практической деятельности по проведению энергетических обследований, оформлению энергетических паспортов и представлению копий энергетических паспортов в Минэнерго России.

Заместитель директора
А.И.КУЛАПИН

Источник: Консультант Плюс

Объяснение

фактов об энергетике США — потребление и производство

Соединенные Штаты используют сочетание источников энергии

Соединенные Штаты используют и производят множество различных типов и источников энергии, которые можно сгруппировать в общие категории, такие как первичные и вторичные, возобновляемые и невозобновляемые источники энергии и ископаемое топливо.

Первичные источники энергии включают ископаемое топливо (нефть, природный газ и уголь), атомную энергию и возобновляемые источники энергии.Электроэнергия – это вторичный источник энергии, который вырабатывается (производится) из первичных источников энергии.

Источники энергии измеряются в различных физических единицах: жидкое топливо в баррелях или галлонах, природный газ в кубических футах, уголь в коротких тоннах, а электричество в киловаттах и ​​киловатт-часах. В Соединенных Штатах британские тепловые единицы (БТЕ), мера тепловой энергии, обычно используются для сравнения различных видов энергии друг с другом. В 2020 году общее потребление первичной энергии в США составило около 92 943 042 000 000 000 БТЕ, или около 93 квадриллионов БТЕ.

Скачать изображение

Потребление первичной энергии в США по источникам энергии, 2020 г., всего = 92,94 квадриллиона британских тепловых единиц (БТЕ), всего = 11,59 квадриллиона БТЕ2% — геотермальная энергия11% — солнечная энергия26% — ветер4% — отходы биомассы17% — биотопливо18% — древесина22% — гидроэлектроэнергиябиомасса39%возобновляемая энергия 12%природный газ34% нефть35%ядернаяэлектроэнергия9%уголь10%Источник: Управление энергетической информации США, Ежемесячный обзор энергетики, таблицы 1. 3 и 10.1, апрель 2021 г., предварительные данныеПримечание. Сумма компонентов может не равняться 100% из-за независимого округления.

  • электрическая мощность35,74 квадроцикла
  • транспорт24.23квадроциклы
  • промышленный22.10quads
  • жилой6.54квадроциклы
  • коммерческий4.32quads

В 2020 году на электроэнергетический сектор приходилось около 96% от общего объема производства электроэнергии в коммунальных масштабах США, почти вся электроэнергия была продана другим секторам. 1

Транспортный, промышленный, коммерческий и жилой секторы называются секторами конечного использования , поскольку они потребляют первичную энергию и электроэнергию, произведенную электроэнергетическим сектором.

  • промышленный25.24quads
  • транспорт24.25квадроциклы
  • жилой11.53квадроциклы
  • коммерческий8.67quads

Общее потребление энергии секторами конечного потребления включает потребление ими первичной энергии, покупную электроэнергию и потери энергии в электрических системах (преобразование энергии и другие потери, связанные с производством, передачей и распределением покупной электроэнергии) и другие потери энергии.

Источники энергии, используемые каждым сектором, сильно различаются. Например, в 2020 году нефть обеспечивала примерно 90% энергопотребления транспортного сектора, но только 1% потребления первичной энергии электроэнергетикой. На приведенной ниже диаграмме показаны типы и объемы первичных источников энергии, потребляемых в Соединенных Штатах, объемы первичной энергии, используемые электроэнергетическим сектором и секторами конечного потребления энергии, а также розничные продажи электроэнергии электроэнергетическим сектором населению. сектора конечного потребления энергии.

Нажмите, чтобы увеличить

На приведенной ниже диаграмме показано годовое потребление первичной энергии с 1950 по 2020 год.

Внутреннее производство энергии превысило потребление энергии в США в 2019 и 2020 годах

После рекордно высокого уровня производства и потребления энергии в США в 2018 году производство энергии выросло почти на 6% в 2019 году, в то время как потребление энергии снизилось примерно на 1%, при этом производство превысило потребление в годовом исчислении впервые с 1957 года. Общее производство энергии снизилось примерно на 5% в 2020 году, но по-прежнему примерно на 3% превышает потребление: производство равнялось 95,75 квадрациклам, а потребление равнялось 92,94 квадроциклам.

На ископаемые виды топлива — нефть, природный газ и уголь — приходилось около 79% общего производства первичной энергии в США в 2020 году.

Соотношение потребления и производства энергии в США менялось с течением времени

Ископаемые виды топлива доминировали в энергетическом балансе США более 100 лет, но со временем этот состав изменился.

Потребление угля в США достигло своего пика в 2007 году и составило около 1,13 миллиарда коротких тонн, а пик добычи угля в 2008 году составил около 1,17 миллиарда коротких тонн. Оба показателя снижались почти каждый год после тех пиковых лет, главным образом из-за снижения спроса на уголь в США для производства электроэнергии. Что касается общего содержания энергии в угле, годовое потребление угля в США достигло пика в 2005 г. и составило около 22,80 квадр., а пик производства — около 24,0 квадр. Энергосодержание общего годового потребления и производства угля с тех пор в целом снизилось из-за снижения спроса на уголь и из-за увеличения доли использования угля с более низким содержанием тепла в электроэнергетическом секторе.В 2020 году потребление угля составило около 477 миллионов коротких тонн, что соответствует примерно 9,18 квадрациклам, и это самая низкая процентная доля от общего потребления энергии в США по крайней мере с 1949 года. Добыча угля в 2020 году составила 534 миллиона коротких тонн — самый низкий показатель с 1965 года — и равна примерно до 10,69 квадов.

Добыча природного газа (сухого газа) достигла рекордного уровня в 33,97 трлн кубических футов (триллионов кубических футов) или 93,06 миллиардов кубических футов в день (млрд кубических футов в сутки) в 2019 году. Добыча сухого природного газа была примерно на 2% ниже в 2020 году и составила около 33.44 триллиона кубических футов (91,36 миллиарда кубических футов в день) и равняется примерно 34,68 квадроциклам. Потребление природного газа в 2020 году составило около 83,28 млрд куб. футов в день, что соответствует 31,54 квадрациклам и 34% от общего потребления энергии в США. Ежегодная добыча сухого природного газа в США превышает годовое потребление природного газа в США как по объему, так и по теплосодержанию с 2017 года. Более эффективные методы бурения и добычи привели к увеличению добычи природного газа из сланцевых и плотных геологических формаций. Рост производства способствовал снижению цен на природный газ, что, в свою очередь, способствовало увеличению потребления природного газа в электроэнергетике и промышленности.

Ежегодная добыча сырой нефти в период с 1970 по 2008 год в целом снижалась. В 2009 году тенденция изменилась, и добыча начала расти, а в 2019 году добыча сырой нефти в США достигла рекордного уровня в 12,25 млн баррелей в день. Более экономичные технологии бурения и добычи помогли увеличить добычу, особенно в Техасе и Северной Дакоте. Добыча сырой нефти в США снизилась примерно до 11,31 млн баррелей в сутки в 2020 году. Значительное падение спроса на нефть в США в марте и апреле 2020 года в результате реагирования на пандемию COVID-19 привело к снижению добычи нефти в США.С. нефтедобыча.

Газовые заводские жидкости (NGPL) извлекаются из природного газа до того, как природный газ подается в трубопроводы для передачи потребителям. Ежегодное производство NGPL в целом увеличилось с 2005 года, что совпало с ростом добычи природного газа, и достигло рекордного уровня в 5,16 млн баррелей в день в 2020 году. NGPL являются крупнейшим источником производства жидких углеводородных газов (HGL) в США. Ежегодный рост производства HGL с 2008 года способствовал снижению цен на HGL и увеличению U.S. Потребление HGL (и экспорт).

Производство ядерной энергии на коммерческих атомных электростанциях в США началось в 1957 г., ежегодно росло в течение 1990 г. и в целом стабилизировалось после 2000 г. Несмотря на то, что в 2020 г. было меньше действующих ядерных реакторов, чем в 2000 г. в 2020 году было 790 миллиардов киловатт-часов (кВтч) — или 8,25 квадроцикла — второй по величине показатель за всю историю после 2019 года. Сочетание увеличения мощности за счет модернизации электростанций и сокращения циклов дозаправки и обслуживания помогло компенсировать сокращение количества ядерных реакторов. и поддерживать относительно постоянный уровень ежегодного U.Производство электроэнергии на АЭС за последние 20 лет.

Производство и потребление возобновляемой энергии в 2020 году достигли рекордно высокого уровня, составив около 11,77 и 11,59 квадрика соответственно, в основном благодаря рекордно высокому производству солнечной и ветровой энергии. Производство гидроэлектроэнергии в 2020 году было примерно на 1% выше, чем в 2019 году, но примерно на 9% ниже, чем в среднем за 50 лет. Общее производство и потребление биомассы в 2020 году были на 10% ниже, чем самые высокие уровни, зарегистрированные в 2018 году. Использование геотермальной энергии в 2020 году было почти таким же, как самый высокий годовой уровень производства и потребления геотермальной энергии, зарегистрированный в 2014 году.

Последнее обновление: 14 мая 2021 г.

Генерация тепловой энергии – обзор

4.2.1 Термическая абляционная терапия опухолей печени

Печень представляет собой солидный сосудистый орган с большим количеством крупных кровеносных сосудов, вызывающих охлаждение сосудов, который действует как теплоотвод (Huang, 2013). ; Fang et al., 2017; Jiang et al., 2015). На него могут влиять метастатические или первичные злокачественные заболевания, включая гепатоцеллюлярную карциному (ГЦК), которая широко распространена во всем мире.Усовершенствованные методы абляции рассматриваются как метод лечения пациентов с одиночными метастазами или опухолями на ранней стадии. Традиционно хирургическое вмешательство или трансплантация опухолей печени считались первоначальным золотым стандартом терапии (Izzo et al., 2019; Petrowsky et al., 2020). Тем не менее, некоторые пациенты не являются кандидатами на операцию, и основной альтернативой становится термоабляция.

В зависимости от количества и размера опухоли можно выбрать методы термической абляции, которые также можно использовать вместе с другими системными методами лечения для достижения наилучших результатов терапии (Wong et al. , 2010; Кукетти и др., 2013). Хотя РЧА является хорошо известным эффективным методом аблации, многочисленные клинические исследования рекомендуют ЛП и ЛТА (Lu et al., 2005). Как правило, LTA, RFA и MWA имеют общие технические концепции, в которых они зависят от измеренного образования/передачи тепловой энергии для повышения температуры тканей-мишеней до 60–100 °C для коагуляции некроза опухоли. Кроме того, они используют ту же процедуру, помещая кончик иглы, где LA вводит волокно с помощью крошечной иглы, RFA использует RF-электроды, а MWA использует антенны, в целевых опухолевых тканях.Выбор наиболее подходящего метода абляции основывается на соответствии преимуществ/ограничений с индивидуальными особенностями пациента и характеристиками опухоли (Wang et al., 2012; Vitale et al., 2017). Сценарий отдельного пациента может добавить некоторые ограничения к конкретному методу аблации, например, РЧА не применяется у пациентов с кардиостимуляторами. Кроме того, характеристики опухоли включают расположение, размер и количество.

Как правило, MWA может лучше преодолевать большие теплоотводы и перфузию по сравнению с другими методами абляции на основе высокой температуры.Кроме того, он может лечить большие зоны печени размером до 10 мм в областях с высокой перфузией, например, печеночные сосуды размером более 3 мм, в то время как РЧА имеет ограниченную эффективность для абляции в таких случаях (Stewart et al., 2018). Для лечения рака печени (ГЦК) термическая абляция может сочетаться с химиотерапией/системной резекцией для улучшения выживаемости пациентов с метастазами в печень. И LA, и MWA так же безопасны и эффективны, как RFA. Следовательно, до сих пор выбор используемого метода абляции основывался главным образом на опыте врача, а также на ранее упомянутых соображениях (Fatima et al., 2017).

Размер и расположение опухоли влияют на эффективность РЧА, при этом полная абляция происходит с помощью РЧА при опухолях диаметром менее 3 см, в то время как при РЧА пациентов с опухолями диаметром более 5 см результаты очень плохие. Напротив, MWA лучше рекомендуется для аблации больших опухолей печени, чем для аблации с помощью RFA. В отличие от RFA, в котором используется только один датчик, несколько антенн MWA, расположенных поблизости, допускают тепловое и электрическое взаимодействие, питание которых может подаваться одновременно (Poggi et al., 2015; Свон и др., 2012). MWA может создавать очень высокую температуру более 150°C, используя системы водяного охлаждения, в то время как в RFA температура не может превышать 100°C, чтобы избежать испарения воды из ячеек. Он может абляции больших зон, где МВ может генерировать тепло в высушенных и обугленных тканях с высоким импедансом, низкой теплопроводностью или низкой электропроводностью. Поскольку печень имеет раздражающий сосудистый источник, рекомендуется MWA, так как он не склонен к теплоотводу, как RFA. Несмотря на некоторые преимущества MWA и его быстрый процесс (около 10 минут), его недостатки ограничивают его использование.Было проведено несколько исследований для преодоления ограничений MWA за счет уменьшения эффектов обратного нагрева, а также уменьшения толщины антенны MW (Ashour et al. , 2020b; Orsi and Varano, 2015; Poggi et al., 2015). Кроме того, СА не рекомендуется в случае аблации опухолей печени из-за теплоотводящего эффекта сосудистых структур печени.

По сравнению с РЧА и МВА, ЛА, в которой используется волоконный лазерный зонд с неизолированным концом для преобразования электрической энергии в световую для нагревания ткани путем коагуляционного некроза, может привести к удалению больших опухолей сферической формы (Tombesi et al., 2015; Класс, 2010; Стюарт и др., 2017). LA может использовать мультиволокна из нескольких источников для использования в волокнах с оголенным кончиком и вводить через иглу в опухоль для лечения узелков разного диаметра. С точки зрения стоимости и LA, и RFA дешевле, чем MWA. Однако MWA используется для лечения опухолей печени вблизи крупных кровеносных сосудов. С точки зрения безопасности ЛА более безопасна для аблации узлов в рискованных положениях из-за тонкого кончика иглы по сравнению с МВА и РЧА. В качестве средства для лечения небольших ГЦР диаметром менее 3 см можно использовать РЧА с перекрывающимися введениями или тремя волокнами в игле ЛП. При множественных небольших опухолях предпочтительнее ЛА с использованием 1–4 волокон. Напротив, для больших опухолей ГЦК и опухолей вблизи крупных сосудов применяется MWA (Shady et al., 2016; Wang et al., 2013; Dubay et al., 2011).

Оптимизация энергопотребления | WBDG

Обзор

Здания используют почти 40% общего годового потребления энергии в Америке и 75% спроса на электроэнергию. Кроме того, на здания приходится 30% общего количества углекислого газа (CO2, который является основным парниковым газом, связанным с потеплением атмосферы), 49% диоксида серы и 25% оксидов азота, выбрасываемых в атмосферу.С. (Источник: EPA)

Большая часть энергии, используемой в зданиях, по-прежнему поступает из невозобновляемых источников ископаемого топлива. Однако строительный сектор также обладает самым высоким потенциалом энергоэффективности. В связи с растущим спросом на ископаемые виды топлива в сочетании с неопределенностью в отношении наличия ископаемых видов топлива в будущем, растущими опасениями по поводу энергетической безопасности (как для общего снабжения, так и для конкретных потребностей объектов) и возможностью того, что накопление парниковых газов может оказывать нежелательное воздействие на глобальном климате важно найти способы снижения нагрузки, повышения эффективности и использования возобновляемых источников энергии на всех типах объектов.

При проектировании и разработке здания применять комплексный комплексный подход к процессу, чтобы:

  • Снижение потребности в отоплении, охлаждении и освещении с помощью пассивных стратегий, таких как проектирование с учетом климатических условий, дневное освещение и методы сохранения;
  • Определите эффективные системы ОВКВ и освещения, которые учитывают условия частичной нагрузки и требования к интерфейсу коммунальных услуг;
  • Использовать возобновляемые источники энергии, такие как солнечное отопление для горячего водоснабжения, фотогальванические элементы, геотермальное отопление помещений и охлаждение подземными водами, рассчитанные на снижение нагрузок на здания;
  • Оптимизация характеристик здания за счет использования программ моделирования энергопотребления во время проектирования;
  • Оптимизируйте стратегии управления системой, используя датчики присутствия, датчики CO 2 и другие датчики качества воздуха во время работы;
  • Мониторинг эффективности проекта с помощью политики ввода в эксплуатацию, учета, ежегодной отчетности и периодического повторного ввода в эксплуатацию;
  • Рассмотрите возможность повторного ввода в эксплуатацию зданий, которые изначально никогда не вводились в эксплуатацию; и
  • Интеграция водосберегающих технологий для снижения энергозатрат на обеспечение питьевой водой.

Примените этот процесс также к повторному использованию, обновлению или ремонту существующих зданий.

Учебный центр береговой охраны США (USCG) в Петалуме, Калифорния. Лауреат премии ASLA.
Фото: Нэнси Роттл

Снижение нагрузки на отопление, охлаждение и освещение за счет проектирования и сохранения с учетом климатических условий

  • Используйте пассивную солнечную конструкцию; ориентировать, размер и определять окна, чтобы сбалансировать дневное освещение и потери тепла; и размещайте элементы ландшафта с учетом солнечной геометрии и требований к нагрузке на здание.
  • Используйте высокоэффективные ограждающие конструкции; выбирайте стены, крышу и другие узлы на основе долгосрочной изоляции, характеристик воздушного барьера и требований к долговечности.
  • Рассмотрите возможность интегрированного ландшафтного дизайна, предусматривающего лиственные деревья для затенения летом, подходящую посадку для защиты от ветра и привлекательные открытые пространства, чтобы жильцы хотели находиться на открытом воздухе, тем самым снижая дополнительные тепловые нагрузки на здание, создаваемые жильцами.

Укажите эффективные системы ОВКВ и освещения

  • Используйте энергоэффективное оборудование и системы HVAC, которые соответствуют требованиям 10 CFR 434 или превышают их.Для зданий Министерства обороны см. стандарты в рамках UFC 1-200-02 Требования к высокоэффективным и экологически безопасным зданиям .
  • Включите стратегии по сокращению чрезмерных воздухообменов и используйте системы рекуперации энергии для подпиточного воздуха.
  • Стратегически подавайте воздух для горения в ограждение здания для механического оборудования, используя закрытые системы сжигания или воздуховоды, а не простые отверстия в стенах с жалюзи.
  • Используйте системы освещения, которые потребляют менее 1 Вт/кв. фут для окружающего освещения.
  • Используйте энергоэффективные продукты, одобренные Energy Star® и/или одобренные FEMP, или продукты, которые соответствуют стандартам Министерства энергетики или превосходят их.
  • Оценка систем рекуперации энергии, которые предварительно нагревают или охлаждают поступающий вентиляционный воздух в коммерческих и административных зданиях.
  • Изучить использование интегрированных систем генерации и доставки, таких как когенерация, топливные элементы и хранение тепла в непиковые периоды. См. также WBDG Распределенные энергетические ресурсы (DER) и Микротурбины.

Использование возобновляемых или высокоэффективных источников энергии

  • К возобновляемым источникам энергии относятся солнечные водонагреватели, фотоэлектрические (PV), ветряные, биомассовые и геотермальные. Использование возобновляемых источников энергии может повысить энергетическую безопасность и снизить зависимость от импортного топлива, одновременно уменьшая или устраняя выбросы парниковых газов, связанные с использованием энергии. Рассмотрим солнечную тепловую энергию для бытового горячего водоснабжения и отопления.
  • Оцените использование масштабов здания, чтобы воспользоваться преимуществами местных технологий возобновляемой энергии, таких как нагрев воды солнечными батареями и геотермальные тепловые насосы.
  • Рассмотрите возможность использования более крупных локальных технологий использования возобновляемых источников энергии, таких как фотогальваника, солнечные тепловые и ветряные турбины.
  • Оцените покупку электроэнергии, произведенной из возобновляемых источников или источников с низким уровнем загрязнения, таких как природный газ.

Оптимизация эффективности здания и стратегии управления системой

  • Используйте программы моделирования энергопотребления на ранних этапах процесса проектирования.
  • Оценка использования модульных компонентов, таких как бойлеры или чиллеры, для оптимизации эффективности при частичной нагрузке и требований к техническому обслуживанию.
  • Используйте датчики для управления нагрузками в зависимости от занятости, графика и/или наличия природных ресурсов, таких как дневной свет или естественная вентиляция, во время эксплуатации здания.
  • Обеспечьте ОВКВ ночью и в выходные дни, когда это применимо, для снижения нагрузки на отопление и охлаждение, когда здание не занято.
  • Оцените использование интеллектуальных элементов управления, которые объединяют системы автоматизации зданий с инфраструктурой информационных технологий (ИТ).
  • Используйте централизованное удаленное считывание показаний счетчиков и управление ими для обеспечения точного анализа энергопотребления и контроля качества электроэнергии.
  • Используйте измерения для подтверждения энергетических и экологических характеристик здания на протяжении всего срока реализации проекта.
  • Используйте комплексный план ввода здания в эксплуатацию на протяжении всего срока реализации проекта.
  • Используйте интерактивный инструмент управления энергопотреблением, который позволяет отслеживать и оценивать потребление энергии и воды, например Energy Star® Portfolio Manager.
  • Разместите электронные интерактивные графические информационные панели на видных местах, чтобы информировать жильцов о потреблении энергии и воды в их зданиях и подчеркивать устойчивые характеристики здания.
  • См. также Оценка эффективности объекта WBDG.

Модернизация Deep Energy

Глубокая энергетическая модернизация — это процесс анализа и строительства всего здания, который обеспечивает гораздо большую экономию энергии, чем при более простой модернизации, такой как модернизация освещения и оборудования HVAC. Применяя подход ко всему зданию, глубокая энергетическая модернизация затрагивает сразу несколько систем, сочетая энергоэффективные меры, такие как энергоэффективное оборудование, изоляция воздуха, управление влажностью, регулируемая вентиляция, изоляция и защита от солнца.Ресурсы для определения возможностей проектирования глубокой энергетической модернизации можно получить в Rocky Mountain Institute®, а руководства по расширенной энергетической модернизации можно получить в Министерстве энергетики, в Управлении энергоэффективности и возобновляемых источников энергии.

Устойчивое развитие и энергетическая безопасность

Энергетическая независимость и безопасность являются важными компонентами национальной безопасности и энергетической стратегии. Сегодня электроэнергия в основном вырабатывается крупными централизованными электростанциями, а электроэнергия передается по линиям электропередач.Энергетическая независимость может быть достигнута, в частности, за счет минимизации потребления энергии за счет энергосбережения, энергоэффективности и выработки энергии из местных возобновляемых источников, таких как ветер, солнце, геотермальная энергия и т. д. (см. WBDG Распределенные энергетические ресурсы, Технология топливных элементов , микротурбины, встроенная фотогальваника в зданиях (BIPV), дневное освещение, пассивное солнечное отопление) Кроме того, использование распределенных энергетических систем повышает устойчивость здания, поскольку угрозы стихийных бедствий становятся все более частыми.

Кибербезопасность

Системы автоматизации зданий (BAS), промышленные системы управления (ICS) и диспетчерского контроля и сбора данных (SCADA) уязвимы для атак через Интернет. Киберпреступники могут получить доступ к этим системам, чтобы вывести из строя элементы управления, нарушить работу энергосистем и систем водоснабжения и даже уничтожить оборудование. Обеспечьте защиту этих систем от этих вторжений, применив меры кибербезопасности.

Здания, кампусы и сообщества с нулевым потреблением энергии .Министерство энергетики США в сотрудничестве с Национальным институтом строительных наук недавно опубликовало общее определение здания с нулевым потреблением энергии, которое также называют зданием с нулевым потреблением энергии или нулевым потреблением энергии. Это общее определение здания с нулевым энергопотреблением гласит, что здание с нулевым энергопотреблением — это «энергоэффективное здание, в котором, исходя из источника энергии, фактическая годовая поставляемая энергия меньше или равна возобновляемой экспортируемой энергии на месте». Это определение также применимо к кампусам, портфелям и сообществам.Эта новая публикация Министерства энергетики не только вносит ясность в отрасль, но и содержит важные рекомендации по измерению и внедрению, в частности объясняя, как использовать это определение для строительных проектов.

Существуют также программы коммерческого и жилого строительства, способствующие нулевому использованию энергии. Примеры коммерческих, жилых и государственных зданий с нулевым энергопотреблением могут служить руководством для разработки будущих зданий с нулевым энергопотреблением.

Крупнейшее в Канаде здание с нулевым потреблением энергии, Центр партнерства и инноваций Джойса в колледже Могавк, спроектированное B+H и McCallum Sather Architects, воплощает в себе экологические технологии, направленные на сокращение углеродного следа здания.Центр Джойса является одним из 16 пилотных проектов, выбранных Канадским советом по экологическому строительству в соответствии со стандартом строительства без выбросов углерода, чтобы продемонстрировать видение Mohawk как центра экологического лидерства.
Фото: Эма Питерс, B+H Architects

Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ). ТЭЦ или когенерация — это одновременное производство полезной механической и тепловой энергии в единой интегрированной системе. Рассмотрите ТЭЦ в начале проекта, чтобы повысить эффективность производства и снизить ненужный расход топлива.ТЭЦ имеет возможность направлять возобновляемую энергию на критически важные объекты инфраструктуры.

Фотоэлектрическая установка на крыше навеса для автомобиля, военно-морская база Северного острова, Сан-Диего, Калифорния

Микросети . Согласно Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA), микросеть представляет собой взаимосвязанный набор источников электроэнергии и нагрузок, которые подпадают под общий метод управления. Микросети обычно объединяют маломасштабное производство возобновляемой энергии, такое как фотогальваника (PV), с турбинами, работающими на природном газе, и даже топливными элементами.При потенциальном нарушении энергоснабжения из-за техногенных и погодных явлений в критически важных объектах, таких как больницы, центры обработки данных и лаборатории, микросети могут обеспечить изоляцию для изоляции объектов от отключений. Кампусы университетов и военные базы также могут извлечь выгоду из микросетей.

Возникающие проблемы

Пассивная живучесть, которая описывается как способность объекта обеспечивать укрытие и удовлетворять основные потребности жителей во время и после стихийных бедствий без электроэнергии, становится стратегией проектирования, которую следует учитывать, особенно в районах страны, где штормы и наводнения повторяются ежегодно. или чаще.Включите концепции обеспечения живучести объекта в проектирование критически важных объектов, включая локальные возобновляемые источники энергии, которые будут доступны для питания здания вскоре после того, как пройдет сильный шторм.

Вертикальная зеленая стена на тросах, установленная на фасаде здания в Швейцарии.
Фото: LivingRoofs.org

«Зеленые стены» и «Вертикальные сады» или «Живые стены» используются в качестве экологичного элемента дизайна во многих зданиях. Растения естественным образом поглощают углекислый газ и другие загрязняющие вещества, а затем выделяют свежий, чистый кислород. Эти стены также помогают гасить шум и обеспечивают преимущества, связанные с биофильным дизайном. Убедитесь, что они не противоречат требованиям безопасности объекта, в том числе требованиям по предотвращению преступности посредством проектирования окружающей среды (CPTED).

Кодексы и законы

Стандарты

Дополнительные ресурсы

Минимизация энергопотребления

Использование возобновляемых или высокоэффективных источников энергии

Укажите эффективные системы ОВКВ и освещения

Оптимизация производительности здания и стратегии управления системой

Модернизация Deep Energy

Другие

Инструменты

Учебные курсы

Тематические исследования

Преимущества

CHP | Агентство по охране окружающей среды США

ТЭЦ предлагает ряд преимуществ по сравнению с традиционным производством электроэнергии и тепловой энергии, в том числе:

Преимущества эффективности

ТЭЦ требует меньше топлива для производства заданной мощности и позволяет избежать потерь при передаче и распределении, возникающих при передаче электроэнергии по линиям электропередач.

Средний КПД электростанций, работающих на ископаемом топливе, в США составляет 33 процента. Это означает, что две трети энергии, используемой для производства электроэнергии на большинстве электростанций в США, тратится впустую в виде тепла, выбрасываемого в атмосферу.

За счет рекуперации этого отработанного тепла системы ТЭЦ обычно достигают общей эффективности системы от 60 до 80 процентов для производства электроэнергии и полезной тепловой энергии. Некоторые системы достигают эффективности, приближающейся к 90 процентам.

На приведенном ниже рисунке показано повышение эффективности системы ТЭЦ, работающей на природном газе, мощностью 5 МВт, по сравнению с традиционным производством электроэнергии и полезной тепловой энергии (т.

Традиционная генерация по сравнению с ТЭЦ: общая эффективность

Это пример типичной системы ТЭЦ. Для производства 75 единиц электроэнергии и полезной тепловой энергии традиционная система использует 147 единиц потребляемой энергии: 91 единицу для производства электроэнергии и 56 единиц для производства полезной тепловой энергии, в результате чего общий КПД составляет 51 процент. Однако системе ТЭЦ требуется всего 100 единиц потребляемой энергии для производства 75 единиц электроэнергии и полезной тепловой энергии, в результате чего общий КПД системы составляет 75 процентов.

Эффективность системы ТЭЦ зависит от используемой технологии и конструкции системы. Пять наиболее часто устанавливаемых источников питания ТЭЦ (известных как «первичные двигатели») обеспечивают следующие показатели эффективности:

  • Паровая турбина: 80 процентов
  • Поршневой двигатель: 75-80 процентов
  • Турбина внутреннего сгорания: 65-70 процентов
  • Микротурбина: 60-70 процентов
  • Топливный элемент: 55-80 процентов

Каталог технологий ТЭЦ содержит подробную информацию об этих технологиях.

Предотвращенные потери при передаче и распределении

Производя электроэнергию на месте, ТЭЦ также избегает потерь при передаче и распределении (T&D), возникающих при передаче электроэнергии по линиям электропередач. В пяти основных энергосистемах США средние потери T&D варьируются от 4,23% до 5,35% при среднем показателе по стране 4,48% (Источник: Интегрированная база данных по выбросам и генерирующим ресурсам [eGRID]). Потери могут быть еще выше, когда сеть натянута и температура высока.Избегая потерь T&D, связанных с традиционным электроснабжением, ТЭЦ еще больше сокращает потребление топлива, помогает избежать необходимости в новой инфраструктуре T&D и снижает перегрузку сети при высоком спросе на электроэнергию.

Экологические преимущества

Поскольку для производства каждой единицы произведенной энергии сжигается меньше топлива, а также избегаются потери при передаче и распределении, ТЭЦ сокращает выбросы парниковых газов и других загрязнителей воздуха.

Системы ТЭЦ

предлагают значительные экологические преимущества по сравнению с покупной электроэнергией и тепловой энергией, производимой на месте.За счет улавливания и использования тепла, которое в противном случае было бы потрачено впустую при производстве электроэнергии, системам ТЭЦ требуется меньше топлива для производства того же количества энергии.

Поскольку сжигается меньше топлива, выбросы парниковых газов, таких как двуокись углерода (CO 2 ), а также других загрязнителей воздуха, таких как оксиды азота (NO x ) и двуокись серы (SO 2 ), сокращаются.

На следующей диаграмме показана величина сокращения выбросов CO 2 системы ТЭЦ мощностью 5 мегаватт (МВт), работающей на природном газе, по сравнению с той же выработкой энергии из обычных источников.

Традиционная генерация по сравнению с ТЭЦ: CO

2 Выбросы

На этой диаграмме показаны выбросы CO2 от производства электроэнергии и полезной тепловой энергии для двух систем: (1) электростанция, работающая на ископаемом топливе, и котел, работающий на природном газе; и (2) система ТЭЦ с турбиной внутреннего сгорания мощностью 5 МВт, работающая на природном газе. Раздельная теплоэнергетическая система выбрасывает в атмосферу в общей сложности 45 килотонн СО2 в год (13 килотонн от котла и 32 килотонны от электростанции), а система ТЭЦ с ее более высокой эффективностью выбрасывает 23 килотонны СО2 в год.

Экономические выгоды

ТЭЦ может предложить ряд экономических преимуществ, в том числе:

  • Снижение затрат на электроэнергию: ТЭЦ снижает счета за электроэнергию благодаря своей высокой эффективности. Используя технологию рекуперации отработанного тепла для улавливания отработанного тепла, связанного с производством электроэнергии, системы ТЭЦ обычно достигают общей эффективности системы от 60 до 80 процентов по сравнению с 50 процентами для традиционных технологий (т.В основном для данной единицы выходной энергии требуется меньше топлива. Кроме того, поскольку в системах ТЭЦ обычно используется природный газ, который часто дешевле покупной электроэнергии, ТЭЦ может помочь сократить счета за электроэнергию. Счета дополнительно сокращаются, потому что выработка ТЭЦ снижает расходы на электроэнергию.
  • Предотвращение капитальных затрат: ТЭЦ часто может снизить затраты на замену отопительного оборудования.
  • Защита потоков доходов: За счет выработки на месте и повышения надежности ТЭЦ может позволить объектам продолжать работу в случае аварии или прекращения подачи электроэнергии в сеть.
  • Меньшая подверженность повышению тарифов на электроэнергию: Поскольку из сети покупается меньше электроэнергии, предприятия меньше подвержены риску повышения тарифов. Кроме того, система ТЭЦ может быть сконфигурирована для работы на различных видах топлива, таких как природный газ, биогаз, уголь и биомасса; таким образом, предприятие могло бы создать возможность переключения на другой вид топлива, чтобы застраховаться от высоких цен на топливо.

Преимущества надежности

Ненадежное электроснабжение представляет собой поддающийся количественному измерению риск для бизнеса, безопасности и здоровья некоторых компаний и организаций.ТЭЦ является локальным генерирующим ресурсом и может быть спроектирована так, чтобы поддерживать непрерывную работу в случае стихийного бедствия или нарушения энергоснабжения, продолжая обеспечивать надежное электроснабжение.

В дополнение к снижению эксплуатационных расходов системы когенерации могут быть спроектированы таким образом, чтобы продолжать работу в случае перебоев в энергоснабжении для непрерывной подачи электроэнергии для критически важных функций.

Перебои в подаче электроэнергии из сети представляют собой поддающийся количественной оценке риск для бизнеса, безопасности и здоровья некоторых объектов.

  • Первым шагом при включении ТЭЦ в стратегию снижения бизнес-рисков является расчет значения надежности и риска простоев для конкретного объекта.
  • После определения и количественной оценки (в денежном выражении) стоимости надежного энергоснабжения для эксплуатации объекта можно оценить и оценить затраты на проектирование и настройку технологии ТЭЦ для защиты от перебоев. Системы ТЭЦ могут быть сконфигурированы для удовлетворения конкретных потребностей в надежности и профилей рисков любого объекта.

Оцените свое здание с помощью ENERGY STAR® Portfolio Manager® | Здания и установки ENERGY STAR

Что такое бенчмаркинг?

Первым шагом к экономии энергии в вашем здании является определение эталонного показателя, то есть измерение и сравнение энергопотребления вашего здания с аналогичными зданиями, прошлым потреблением или эталонным уровнем производительности.

Сравнительный анализ превращает информацию о вашем счете за коммунальные услуги в знания, на основе которых вы можете действовать.

ENERGY STAR Portfolio Manager — отраслевой стандарт сравнительного анализа коммерческих зданий

Portfolio Manager — это интерактивный инструмент управления ресурсами, который позволяет оценивать энергопотребление здания любого типа в безопасной онлайн-среде.Почти 25% площадей коммерческих зданий в США уже активно оцениваются с помощью Portfolio Manager, что делает его ведущим в отрасли инструментом сравнительного анализа. Он также служит национальным инструментом сравнительного анализа в Канаде.

Используйте показатели Portfolio Manager, чтобы сравнить энергопотребление вашего здания с годовым базовым уровнем, средними значениями по стране или аналогичными зданиями в вашем портфолио.

Многие здания также могут получить оценку ENERGY STAR от 1 до 100

Оценка ENERGY STAR сравнивает энергетические характеристики вашего здания с аналогичными зданиями по всей стране, нормализованными по погодным условиям и эксплуатационным характеристикам. Оценка 50 представляет собой среднюю производительность. Более высокий балл лучше среднего; ниже хуже.

Все, что вам нужно, это ваши счета и некоторая основная информация о вашем здании, чтобы начать.

Сравните сегодня, чтобы начать экономить на завтра  

Как Portfolio Manager помогает экономить? После того, как вы сравните свое здание с помощью инструмента, у вас будет следующая информация:

  • Выявление неэффективных зданий для повышения эффективности. Пока системы вашего здания работают, может показаться расточительным ремонт или замена работающих систем. Но сравнительный анализ может показать, потребляет ли ваше здание намного больше энергии, чем аналогичные здания, и тратит ли энергию и деньги впустую в процессе.
     
  • Определение лучших практик эффективных зданий. Проведите сравнительный анализ, чтобы выяснить, какие здания в вашем портфолио являются наиболее эффективными, а затем поработайте с командами в этих зданиях, чтобы воспроизвести методы энергосбережения в неэффективных зданиях.
     
  • Установите инвестиционные приоритеты. Встроенный финансовый инструмент в Portfolio Manager позволяет сравнить экономию затрат по зданиям в вашем портфолио. Используйте его, чтобы решить, как распределять капитал и максимизировать финансовую отдачу в области энергоэффективности.
     
  • Проверка экономии и предотвращение моментального возврата. Продолжая отслеживать энергопотребление с течением времени, вы можете убедиться, что ваши усилия действительно приводят к снижению энергопотребления, и контролировать использование, чтобы предотвратить резкое снижение экономии.
     
  • Поделиться и сообщить о производительности. Вы можете использовать Portfolio Manager, чтобы создавать документы о производительности ENERGY STAR для каждого здания, делиться своими данными о производительности с другими и создавать настраиваемые отчеты, чтобы получить представление о вашей производительности.
     
  • Заслужить признание . Если ваше здание получает оценку ENERGY STAR 75 или выше, оно может соответствовать требованиям сертификации ENERGY STAR.
     
  • Контрольный показатель больше, чем энергия . Вы также можете измерять и отслеживать использование воды, отходы и материалы, а также выбросы парниковых газов.
     
  • Внедрение комплексной программы управления. Вы слышали это раньше: то, что измеряется, управляется. Энергосбережение — это не контрольный список. Самое главное, вы можете использовать Portfolio Manager для реализации каждого шага вашей программы управления энергопотреблением, что является проверенным путем к устойчивой и глубокой экономии энергии.

Когда вы повышаете энергоэффективность своего здания, вы сокращаете выбросы парниковых газов, образующихся при питании вашего здания, что помогает в борьбе с изменением климата.

Ваши сегодняшние действия помогут защитить окружающую среду завтра. Готовы сделать первый шаг?

Наши источники энергии, природный газ — Национальные академии

Природный газ

Природный газ обеспечивает 29% нашей энергии и используется для обогрева примерно половины домов в Соединенных Штатах. Он также является сырьем для производства различных распространенных продуктов, таких как краски, удобрения, пластмассы, лекарства и антифриз.Пропан, который питает многие кухонные плиты и уличные грили, а также домашние системы отопления, получают из природного газа. Природный газ также используется для производства 33% электроэнергии.

В отличие от нефти, около четверти которой в настоящее время импортируется, практически весь наш природный газ поступает из Соединенных Штатов.

Природный газ часто называют «чистым горением», потому что он производит меньше нежелательных побочных продуктов на единицу энергии, чем уголь или нефть. Как и все ископаемые виды топлива, при его сгорании выделяется углекислый газ, но примерно вдвое меньше, чем при сжигании угля на киловатт-час вырабатываемой электроэнергии.Он также более энергоэффективен. В среднем типичная угольная электростанция в 2013 году имела эффективность преобразования тепловой энергии в электрическую примерно на 33%. Газовая установка имела КПД около 42%. А на электростанциях с комбинированным циклом, работающих на природном газе, в которых отработанное тепло газовой турбины используется для питания паровой турбины, генерация может достигать 60% эффективности.

В отличие от нефти, около четверти которой в настоящее время импортируется, практически весь наш природный газ поступает из Соединенных Штатов.Прогнозируется, что ежегодное потребление вырастет примерно на 25% в течение следующих 25 лет, с 28,3 триллионов кубических футов (трлн куб. футов) в 2015 году до 35,4 триллионов кубических футов в 2040 году. Но темпы открытия могут расти еще быстрее: по данным Управления энергетической информации США ( EIA), общие доказанные запасы природного газа в США выросли на 10% только в 2014 году и достигли рекордного уровня для США в 389 трлн куб. Хотя Соединенные Штаты импортируют часть своего природного газа, они также увеличивают его экспорт, а чистый импорт составляет менее 4% U.С. потребление.

Одной из причин этого увеличения является расширение добычи природного газа с помощью гидроразрыва пласта («гидроразрыва пласта») природного газа, захваченного в сланцевых и других породах, крупных ресурсов, объем которых увеличился почти в девять раз с 2007 года. EIA прогнозирует, что в течение 25 лет сланцевый газ составляют более половины всей добычи природного газа в стране. Однако остается много вопросов о долгосрочном воздействии на окружающую среду методов, используемых для извлечения газа из сланца.

Оптимизация энергопотребления в зданиях с нулевым потреблением энергии с повышением теплового комфорта жильцов

Жилые и коммерческие здания потребляют примерно 60% электроэнергии в мире.Дать общее определение теплового комфорта практически невозможно, так как на ощущение теплового комфорта влияют разные предпочтения и особенности населения, проживающего в разных климатических зонах. Учитывая, что до этой даты исследования теплового соответствия зданий с нулевым потреблением энергии не проводились, одной из целей настоящего исследования является проведение сравнения между тепловыми параметрами для оценки теплового комфорта здания с нулевым потреблением энергии. жильцы.При этом данное здание для данного исследования сначала оптимизируется по целевым параметрам теплового комфорта и энергопотребления, а, следовательно, формируется здание с нулевым потреблением энергии. После получения приемлемого диапазона теплового комфорта вычислительные анализы, необходимые для определения температуры теплового комфорта, выполняются с использованием модели вычислительной гидродинамики (CFD). Результаты этого исследования показывают, что для достижения зданий с нулевым потреблением энергии солнечная энергия сама по себе не может обеспечить энергопотребление зданий, и следует также использовать другие виды энергии.Кроме того, наблюдается, что оптимальный температурный комфорт достигается в умеренное время года.

1. Введение

Большинство людей проводят большую часть времени в жилых домах, на фабриках или в административных учреждениях. В условиях быстрого развития урбанизации ООН прогнозирует, что к 2050 году 66% населения будет проживать в городах или пригородах [1]. Следовательно, необходимо достичь одного из важнейших факторов устойчивой городской жизни путем строительства энергоэффективных зданий.Строительный сектор является крупнейшим производителем парниковых газов (ПГ) в мире. На их долю приходится около 40 % мировой энергии, 40 % невозобновляемых ресурсов, 25 % мировых запасов воды и примерно 30 % выбросов парниковых газов [1]. Основной целью любых усилий по разработке энергоэффективных зданий является обеспечение теплового комфорта при минимальном потреблении энергии для конкретного здания в конкретном климате. Одним из наиболее важных моментов является обеспечение того, чтобы снижение потребности в энергии не влияло на тепловой комфорт жителей.Температура воздуха является наиболее важной переменной для определения теплового комфорта. Однако температура не является единственным фактором, на процессы теплообмена в организме человека влияют и другие факторы, такие как влажность, скорость движения воздуха и радиация [2]. Существуют в основном две основные точки зрения на тепловой комфорт: (1) статическая точка зрения и (2) адаптивная точка зрения. Статическая точка зрения определяет параметр прогнозируемого среднего голоса (PMV) с использованием комбинации математической модели теплопередачи и экспериментальных соотношений человеческого комфорта.Такого рода точка зрения использовалась во многих предыдущих исследованиях. Но адаптивный подход основан на приспособлении: если происходит чередование условий теплового комфорта и создается дискомфорт, то люди как-то будут реагировать на это состояние для достижения комфорта. Поэтому, в отличие от метода PMV, адаптивная модель не поддается подробному описанию и теоретически требует процедуры полевых исследований [2].

Цао и др. исследовала гибридную систему нулевого энергопотребления, которая включает в себя здание с нулевым энергопотреблением и интегрированную транспортную систему, работающую на топливе H 2 , в условиях Германии и Финляндии. Они пришли к выводу, что оптимальное сочетание фотоэлектрической (PV) и ветряной турбины для нулевой энергии возникает, когда выработка PV достигает 60% и 20% в климате Германии и Финляндии соответственно [3].

Aryal и Leephakpreeda исследовали влияние перегородок здания с системой кондиционирования воздуха на энергопотребление и тепловой комфорт с помощью CFD-анализа и пришли к выводу, что установка перегородок повысила тепловой комфорт жителей, но также увеличила потребление энергии на 24%.Они рекомендовали использовать модели CFD для определения таких параметров, как инфильтрация [4].

Чжан и др. оптимизировал температуру воздуха в помещении путем вентиляции воздуха с двух аспектов теплового комфорта и энергосбережения и пришел к выводу, что в расчетах следует учитывать скорость воздуха в помещении. Кроме того, они получили снижение энергопотребления на 7,8% с учетом теплового комфорта жителей [5].

Лу и др. исследовали тепловой комфорт и тепловую адаптацию для районов с теплым и влажным климатом и пришли к выводу, что температурный диапазон не обязательно будет совпадать с комфортом жителей. Это исследование также показало, что влажная среда не может обеспечить комфорт для человека при любой температуре [6].

Альфано и др. выполнили анализ теплового комфорта для школьного здания в Италии, которое подвергалось естественной вентиляции летом и зимой (на примере 4000 учащихся), и пришли к выводу, что отношение Фангера можно улучшить, если применить коэффициент ожидания 0,9. Коэффициент ожидания, умноженный на PMV, дает улучшенный результат, учитывающий разницу в ожидаемом населении невентилируемых зданий [7].

Сюй и др. исследовали управление энергопотреблением здания в рамках модели теплового комфорта PMV методом неопределенности и пришли к выводу, что на основе описания теплового комфорта моделью PMV была получена экономия энергии и затрат, а также снижение затрат на спрос на электрическую глобальную сеть. Численные результаты показали, что их метод был надежным из-за неопределенности в прогнозировании ошибок и приводит к снижению производительности системы более чем на 60% без заметного в вычислительном отношении ущерба для производительности системы [8].

Фаббри оценил температурный комфорт в детском саду с помощью моделей PMV и PPD с помощью интеллектуального анализа данных и анкетирования. Он пришел к выводу, что коэффициент ПМВ у детей выше, чем у взрослых, и предложил учитывать возраст в модели ПМВ [9].

Ху и Ли сократили классификацию правил управления тепловым комфортом, применив оптимальный метод. Они продемонстрировали, что предложенное ими управление тепловым комфортом может быть использовано для достижения теплового комфорта и снижения потребления энергии и затрат на потребление [10].

Хван и Шу исследовали тепловой комфорт здания со стеклянными панелями на основе модели теплового комфорта PMV для экономии энергопотребления. Параметрический анализ был выполнен для стеклянного фасада с различной глубиной выступа, типом остекления, отношением окна к стене (WWR) и площадью остекления. Результаты показали, что как тепловой комфорт, так и экономия энергии были достигнуты даже в полностью остекленных зданиях с точным проектированием компонентов стеклянного фасада [11].

Канг и др. оценили возможности энергосбережения в административном здании при регулировании теплового комфорта и исследовали влияние колебаний средней лучистой температуры.Их результаты показали, что использование контроля теплового комфорта является более разумным способом достижения теплового комфорта и экономии энергии [12].

Ким и др. разработал адаптивную модель PMV для улучшения ее прогностических характеристик. Они рассмотрели различия между фактическими средними голосами (AMV) жителей в здании и предложили модель, которая могла бы повысить производительность модели PMV и сыграть важную роль в снижении потребления энергии охлаждения в здании [13].

Нада и др.исследовали тепловой комфорт, распределение температуры и схему воздушного потока с помощью CFD в здании театра, что дало оптимальную рабочую температуру, правильную температуру и скорость входящего воздуха [14].

Ороса и Оливейра сравнили адаптивные модели и PMV и предложили новый метод теплового комфорта. Результаты показали, что новая модель в этом исследовании, учитывающая относительную влажность в пространстве, ближе к адаптивным методам, чем к методам PMV [15].

Пуршагахи и Омидвари экспериментировали с моделью PMV-PPD в старой государственной больнице и пришли к выводу, что большинство проблем с тепловым комфортом возникает зимним утром, а наихудшие условия жары приходятся на полдень летними днями, и они предложили, чтобы операции по изоляции были используется для всех дверей и окон [16].

Волков и др. разработали модель теплового комфорта внутренних пространств трех типов социальных зданий (детский сад, школа и больница) и пришли к выводу, что другие параметры, такие как возраст, чувствительность населения и заболеваемость, могут влиять на ПМВ и ППД [17].

Ханифф и др. оптимизировано планирование системы кондиционирования воздуха в здании с помощью многоцелевой улучшенной глобальной оптимизации роя частиц. Удерживая количество PMV в желаемом диапазоне, они снизили потребление электроэнергии на 46% [18].

Вей и др. исследовали и изучили тепловой режим естественно вентилируемого жилого помещения во влажном климате с помощью полевых исследований PMV и PPD и пришли к выводу, что значение PMV было между 1 и -1, но у жителей был тепловой комфорт [19].

Денг и др. смоделировать два здания для различных условий сухого и влажного климата Мадрида (Испания) и теплого и влажного климата Шанхая (Китай), а также характеристики зданий и систем, используемых в обоих условиях. В их моделировании два здания были подключены к национальной энергосистеме, а баланс производства и потребления энергии пересматривался ежегодно и каждые 6 минут [20].

Ву и др. изучить энергетические характеристики и первоначальные затраты одного жилого здания с нулевым потреблением энергии (NZEB) в различных погодных регионах с использованием модели TRNSYS, подтвержденной эксплуатационными данными за целый год. Они сообщили, что данные об энергии и затратах, а также требуемая фотоэлектрическая мощность могут использоваться для проектирования систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) и фотоэлектрических систем для проектирования и планирования жилых NZEB в различных климатических зонах [21].

Более половины потребляемой энергии в зданиях приходится на системы ОВиК и освещения.Но разные значения для этих условий будут получены при изменчивости разных климатов. Это исследование было выполнено с учетом погодных условий в Захедане, где преобладающими потребляемыми нагрузками являются охлаждающие и осветительные нагрузки зданий. Поэтому, чтобы оптимизировать энергопотребление здания, больше внимания уделяется исследованию различных систем ОВКВ и освещения, чтобы найти оптимальное решение для снижения энергопотребления здания.

В данном исследовании изменены значения общего коэффициента теплопередачи для стен, типов окон и перекрытий, направления застройки, числа нагрузок летнего воздухообмена и других пассивных систем; они анализируются, и выбирается оптимальный режим с наименьшим потреблением энергии.После достижения методологии получают чистое энергопотребление системы и обсуждают его для производства энергии. В большинстве предыдущих исследований указанное энергопотребление анализировалось отдельно. В данном исследовании эти энергии рассматриваются одновременно. Кроме того, в отличие от многих предыдущих исследований, балансировка электроэнергии также будет считаться нулевой или низкой энергией в расчетах энергии дома. При этом тепловой комфорт рассматривается как целевая функция в задаче оптимизации.Целью NZEB в настоящем исследовании является достижение точки, при которой выработка электроэнергии на месте может обеспечить все необходимое электричество. Следует отметить, что NZEB должна быть реальной целью снижения энергопотребления и выбросов CO 2 , а не просто теоретической идеей [22].

2. Методы

Использование возобновляемых источников энергии в смоделированном здании настоящего исследования и способ обмена электрической энергией с сетью и электрическим накопителем (аккумулятором) указаны на рисунке 1.Как показано на рисунке 1, энергия солнца и ветра являются постоянными источниками электрического тока здания. Примечательно, что, в отличие от тепловой энергии, электрическая энергия не имеет возможности простого хранения после генерации. Для этого батарея используется после выработки электроэнергии и переводится в состояние хранения. В данном исследовании, во-первых, вырабатываемая электроэнергия накапливается с помощью электрогенераторов, подключенных к аккумулятору (после снабжения электроэнергией здания), затем, если аккумулятор полностью заряжен, избыточная электроэнергия передается в глобальную сеть.Также иногда возможно, что при высокой энергетической нагрузке на здание, во-первых, получение запасенной электроэнергии от батареи, а получение электроэнергии из глобальной сети при полной разрядке батареи.

Как показано на рис. 2, все процессы начинаются с моделирования здания, затем выполняется энергетический анализ, а затем проводится оптимизационный анализ для проектирования высокоэффективного здания. На следующих этапах к существующим энергоресурсам здания добавляются солнечная и ветровая энергия и исследуются результаты их воздействия на здание.Ключевым моментом является то, что при решении данной проблемы, во-первых, здание должно быть минимизировано с точки зрения внутреннего энергопотребления с соответствующей ориентацией, ВВР, теплоизоляцией, выбором строительных материалов и т. д. (пассивное проектирование), а затем производство энергии должно быть увеличивается за счет возобновляемых источников энергии (активный дизайн). Использование только активного проектирования не является идеальным решением для проектирования здания с нулевым потреблением энергии, т. Е. Увеличение выработки электроэнергии за счет возобновляемых источников энергии для здания с высоким энергопотреблением не является подходящей стратегией для достижения здания с нулевым потреблением энергии.

2.1. Модель здания

Для моделирования было изучено реальное двухэтажное здание административного назначения в Захедане, Иран, общая площадь фундамента которого составляла 149 м 2 , а занимаемый объем составлял 513 м 3 . 3D-схема этого здания показана на рис. 3. Кроме того, детали конструкции смоделированного здания представлены в таблице 1.

Параметры


Версия программы EnergyPlus, версия 8. 5.0-C87E61B44B часа имитированы (HR) 8760 8760 8760 Погодный файл Zahedan Airport-Irn ITMY WMO # = 408210 Latitude (DEG) 29.48 Долгота (DEG ) 60527

60.91 Высота о уровне моря (M) 1378 1378 1378 0 0 HVAC Насос теплового насоса для земли (GSHP), вода в водный насос , пол с подогревом, охлаждающие балки, естественная вентиляция Значение наружной стены (Вт/м 2 K) 0.350 валовая площадь настенного стены (M 2 ) 259 259 Внутренние разбиения (W / M 2 K) 1.639 1.639 Плоская нота (W / M 2 K) 0. 250 0.250 Внутреннее слово (W / M 2 K) 2.929 Соотношение валового окна (%) 19.55 Район окон открыта (M 2 ) 50.63 Глазанный тип 2 слоя / воздушный зазор / 13 мм Окно затенение 0,5 м / газа 0,5 м / лучи Освещение Компактный флуоресцентный (CFL) M 2 )

0.111 0.111 Часы работы (HR) 10 (8: 00-18: 00) Активность жильцов Light Office работа / стоя / ходьба Электричество плотность оргтехники (Вт/м 2 ) 11.77 Уровень потребления внутренней горячей воды (ДГВ) (L / M 2 день) 0,2 ​​

Как объяснено в предыдущем разделе, чтобы предоставить часть или вся потребляемая энергия для здания с нулевым потреблением энергии (NZEB) должна использоваться для производства энергии в здании. Произведенная энергия состоит из двух основных типов: электрической и тепловой. Однако предварительные исследования показали, что можно преобразовать эти энергии друг в друга с некоторыми коэффициентами для анализа энергии в механической системе [23].Как показано на рисунке 1, в этом исследовании для производства электроэнергии использовались два типа фотоэлектрической солнечной энергии и энергии ветра с учетом потенциального климата города Захедан. Характеристики фотоэлектрической панели и турбин, используемых в этом исследовании, перечислены в таблицах 2 и 3 соответственно.

Общая площадь (M 2 )

24/7


Параметры Значения / Типы

54
Доля поверхности с активным PV 0.9
Эффективность (%) 15
Материал Битум Битума Битум
Теплообменная интеграция Развязанные
Эффективность инвертора (%)
График наличия На

Тип


Параметры Значения / типы

Ротор Горизонтальная ось ветра Turbine
Управление мощностью Private-скорость фиксированной высоты
высота

3
3
Общая эффективность системы ветротурбины (%) 83. 5
График доступности В режиме 24/7

Город с высокими скоростями ветрогенераторов также требует таких регионов, как ветряные турбины. Информация об окружающей среде и температурном комфорте для различных сезонов (с января по декабрь 2018 г.) представлена ​​в таблице 4. Программное обеспечение DesignBuilder представляет собой графический интерфейс программного обеспечения EnergyPlus, используемого в этом исследовании, который учитывает погодные условия (такие как скорость ветра, среднегодовое количество солнечных часов, и температура) конкретной области для анализа энергоэффективности [24].

99.8


Данные / месяц Jan Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь

Темп. (°C) 23,7 24,2 25,7 26,9 29,1 30,7 32,7 9058 30,4 27,8 25,5 23,7
Лучистая темп. (° С) 24,9 25,6 27,3 29,1 31,4 32,8 33,6 33,7 32,5 29,8 27,1 24,8
Оперативная температура (° С 325 32,8 31,5 28,8 26,3 24,3
Наружная темп. (° С) 17,9 19,1 23,2 26,6 30,6 33,0 34,2 33,3 32,0 28,8 23,4 18,5
наружной температуры точки росы. (°С) 9,4 12,0 15,5 18,2 22.3 24,2 26,7 27,2 24,6 20,8 13,5 11,8
Скорость ветра (м / с) 2,2 2,3 3,2 2,4 3,3 2. 9 3.7 3.7 4.1 4.1 3.2 1.6 2.1 2.1 2.8
Направление ветра (Dog) 107.3 131.2 128,5 108,0 126.8 131,2 130,3 135,3 143,5 68,4 123,6 144,7
Солнечная высота (град) -13,0 -8,3 -1,3 6,2 11,8 14.3 13.2 13.2 8.8 2,8 — 5.0 -5.5.52 — 11.52 -14.2 -14.2
Солнечный азимут (DEG) 189.8 190,2 191.8 191 г..9 194,9 194,2 193,0 193,2 194,7 195,8 194,5 191,1
Атмосферное давление (кПа) 101,5 101,4 101,3 101,0 100,5 99. 8 99,5 99.6 99,9 99,9 100.2 100,2 100,8 101.1
Прямая нормальная солнечная (KWH) 108.5 104,8 135,9 114,9 119,3 163,6 123,2 139,9 117,3 106,8 95,2 95,0
Диффузный горизонтальный солнечный (кВт · ч) 103,1 131,3 121,8 183,7 196,7 156,6 158,1 147,5 156,3 139,0 111,8 98,0

для того, чтобы проанализировать тепловой комфорт через Модель Фэнгера, данные об окружающей среде, такие как температура воздуха, средняя радиационная температура и относительная скорость ветра, представлены на рисунках 4–7. Месячные графики температуры по сухому термометру и температуры точки росы показаны на рис. 4. Как видно, максимальная температура по влажному термометру приходится на лето, а точка росы почти постоянна в течение всего года. Изменения атмосферного давления вокруг здания в течение года также показаны на рис. также показан на рисунке 6, что указывает на то, что относительная влажность вокруг здания не очень высока из-за сухого климата города Захедан в течение всего года.Относительная скорость ветра и его направление также показаны на рисунке 7.




2.2. Анализ общего полезного энергопотребления

Наиболее важными нагрузками в здании являются охлаждение и тепловая нагрузка. В здании суммарная скорость отводимого тепла и получаемого тепла должна быть равна, что представлено в [25]:

В приведенном выше уравнении – сумма нагрузок, создаваемых внутренней конвекцией теплообмена, – обменная конвекционная теплопередача, вызванная поверхностями различных областей, – теплопередача, возникающая в результате объединения воздуха внутри областей, и также является теплообмен, обусловленный истечением из воздушных зазоров.

Теплопередача от компонентов здания будет влиять на температуру внутренних поверхностей (), и, соответственно, конвекционная теплопередача между поверхностями здания и внутренним воздухом приведена в
где – поток лучистого теплообмена между поверхностями с большими длинами волн, – поток лучистого теплообмена между светильниками и поверхностями, – поток лучистого теплообмена между поверхностями и облучателями. Кроме того, это количество потока солнечного излучения и количество кондуктивной теплопередачи от окружающей среды здания.Для расчета можно использовать формулу, представленную в уравнении (3):
где – температура, коэффициенты и указывают внутреннюю и внешнюю поверхности здания, соответственно, представляет собой время в одном шаге, а , – внутренние коэффициенты, коэффициенты пересечения и потока.

Годовая норма требуемой энергии, потребляемой для охлаждения внутри здания, также выводится из уравнения (4), которое выражается в кВтч/м 2 ·год:
где – коэффициент потерь охлаждающих устройств, – общая и полезная поверхность теплоносителя здания, – суммарный принимаемый поток внутреннего и солнечного тепла.

Как видно из секции отопления здания, решение этих уравнений требует установки температуры охлаждения на определенные значения в некоторые сезоны. Для получения значения можно использовать уравнение (5):
где — внутреннее тепло, вызванное оборудованием, освещением и людьми, проживающими в здании, а также — полученное солнечное тепло от прозрачных сред (таких как окна и другие прозрачные поверхности), а — полученное солнечное тепло от непрозрачных сред.

Наконец, потери тепла от наружных стен () также получают из
где – общий коэффициент теплоотдачи, – постоянная внутренняя температура, – среднесуточная температура, которые получаются из
где – лучистая температура, – температура воздуха.

2.3. Тепловой комфорт

Тепловой комфорт, по-видимому, не является явлением, определяемым именно температурой, влажностью, воздушным потоком, обменом веществ и т. д. Но эти параметры следует использовать для математического моделирования [26]. За последние 100 лет было проведено множество исследований индексов и прогностических моделей теплового комфорта как математической модели. Основная цель всех этих моделей — предоставить единый индекс, включающий все соответствующие параметры. В этом исследовании были изучены три наиболее известные модели теплового комфорта, в том числе модель теплового комфорта Фангера, модель теплового комфорта Пирса и модель теплового комфорта Канзасского университета.Все эти модели основаны на концепции первого закона термодинамики, но кажется, что модель Фангера оказала наибольшее влияние на академические исследования, разработку программного обеспечения для моделирования и разработку стандартов [2].

Уравнение теплового комфорта Фангера для получения прогнозируемого среднего голоса (PMV) выводится из уравнения теплового баланса следующим образом [27]:
где и – коэффициент конвективной теплоотдачи, определяемый из

А также для температуры поверхности одежды () имеем

А также для которых представлена ​​покрывающая поверхность тела с одеждой/без одежды, имеем следующее уравнение:
где — коэффициент термического сопротивления одежды (). А также для давления водяного пара в окружающем воздухе () в кПа имеем следующее уравнение:

В приведенных выше уравнениях – скорость метаболизма тела () , – механическая работа тела (), и , , и – температура поверхности одежды, средняя температура излучения и температура воздуха. внутри помещения (°C) соответственно. Также относительная влажность (%).

Наконец, прогнозируемый процент неудовлетворенных (PPD) может быть получен из уравнения (13).Взаимосвязь между PMV и PPD была видна на рисунке 8.

Стандарт ISO 7730: 2005 рекомендует, чтобы соответствующий PPD составлял приблизительно 10 %, что соответствует диапазону температурного комфорта от -0,5 % до +0,5 % [28]. Жильцы внутри здания обычно сидят или занимаются легкой физической деятельностью. Скорость метаболизма в сидячем положении. В связи с этим в настоящем исследовании учитывалась такая величина скорости метаболизма. Покрытие также считается равным 0,6. Механическая работа тела также считается равной нулю. Предполагается, что средняя температура излучения внутренних поверхностей равна температуре наружного воздуха. Относительная влажность согласно рисунку 6 также считается равной 15% для теплого и сухого климата.

2.4. Оптимизация

Генетический алгоритм недоминируемой сортировки II (NSGA-II) является эволюционным алгоритмом. Эволюционные алгоритмы были разработаны потому, что основанные на градиенте и классические прямые методы имеют следующие проблемы при работе со сложными и нелинейными взаимодействиями [29].Рисунок 9 иллюстрирует оптимизационный анализ с целевыми функциями и переменными решения с помощью метода оптимизации NSGA-II. Результаты этого метода демонстрируют наиболее приемлемые значения «Фронта Парето». Красные точки показывают фронт Парето оптимальных решений, которые обеспечивают наименьшее сочетание часов дискомфорта и общего энергопотребления объекта. Как видно на этом рисунке, на графике нарисованы разные символы, каждый из которых указывает на независимый дизайн систем ОВКВ и освещения. Для оптимизации энергопотребления здания в целом следует учитывать три общие величины: уровень теплового комфорта, общие затраты и общее энергопотребление здания. Ясно, что уровень комфорта должен быть увеличен, а две другие величины должны быть уменьшены, чтобы достичь цели. Очевидно, что при использовании более эффективных систем энергопотребление здания снижается, но общая стоимость здания увеличивается. С другой стороны, за счет повышения уровня комфорта жителей существует потенциальный рост энергопотребления и общих затрат.Поэтому логично рассматривать уровень комфортности в данной задаче как целевую функцию, а не ограничение. Конечно, сокращение количества часов неудовлетворенности тепловым комфортом считалось целевой функцией вместо увеличения теплового комфорта в настоящем исследовании, как показано на рисунке 9.

точки исследованы. По полученным результатам в качестве оптимальных точек были выбраны 6 точек, которые показаны эллипсом на рисунке 9.Близкие точки эллипса представляют собой наивысший уровень теплового комфорта жильцов с учетом энергопотребления здания. Сводная информация по этим шести параметрам представлена ​​в Таблице 5. Как видно из Таблицы 5, переменными для принятия решения являются коэффициент полезного действия системы охлаждения (COP), система HVAC, освещение, пониженная температура охлаждения и пониженная температура обогрева. Кроме того, целевыми функциями являются общее потребление энергии на объекте (кВтч) и дискомфорт (ч : мин).

9


Общий объем энергопотребления сайта (кВтч) дискомфорт (HR: min) Система охлаждения COP HVAC Lighting Охлаждающий набор. Backpmv (° C) Понижение отопления PMV (°C)

1 21740.3 206: 55

206: 55

206: 55 4 4.75 VAV, чиллер по охлаждению воздуха, HR, открытый воздушный сброс + смешанный режим 26. 7 6
2 21696.9 225: 58: 58: 58 4.9 4 9 VAV, Охладитель воздуха, HR, Открытый Воздушный сброс 26.2 2.3
3 20645.7 5: 32 5: 32 5: 32 5: 32 5 Тепловой насос вода-вода GSHP, пол с подогревом, охлаждающие балки, естественная вентиляция Компактные люминесцентные лампы (CFL) 25.8 -4.6

-4.6
4 19046.8

19046.8 27: 26 273: 26 5 VAV чиллер для водяного охлаждения, полный контроль влажности T5 (16 мм диам) Флуоресцентный, трифосфор, высокочастотный контроль 26.7 50527

5.4 5.4
5 5 18712.9 286: 22 5 5 VAV, Care-охлаждение чиллер, паровой увлажнитель, воздушная сторона HR, наружный воздушный сброс T5 (16 мм диам) флуоресцентный , трифосфор, высокочастотный регулятор 25. 8 -3.9 -3.9
6 18478.3 310: 19 310: 19 495: 19 4,95 4,95 Блок вентиляторов (4 труба) с районным отоплением + охлаждение T5 (16 мм диам) флуоресцентный, трифосфор, высокочастотный контроль 25,3 6

2.5. CFD-анализ
2.5.1. Основные уравнения

Основные уравнения потока жидкости представляют собой математические выражения физических законов сохранения.В этом исследовании предполагается, что скорость воздушного потока внутри здания и градиенты давления очень малы. Следовательно, поток воздуха считается несжимаемым. Уравнения энергии, импульса и неразрывности для трехмерного стационарного потока с использованием знаков декартова тензора представлены в следующих уравнениях:
где и – температура и средняя по времени скорость соответственно. Также , , , и — газовая постоянная, статическое давление, вязкость, плотность и температуропроводность соответственно. , , , , и – переменные скорости, температура, пульсирующие тепловые потоки и напряжения Рейнольдса соответственно.

Модель турбулентности K- ε используется из-за ее высокой степени использования в различных режимах течения и меньшего объема вычислений.

2.5.2. Вычислительный метод

В настоящем исследовании с использованием CFD, существующего в коммерческой версии программного обеспечения DesignBuilder 5.0.3, было выполнено трехмерное моделирование турбулентного потока внутри здания с использованием стационарной модели турбулентности K- ε . Определяющие уравнения были дискретизированы методом конечных объемов. Уравнения давление-скорость были объединены с использованием алгоритма SIMPLE.Дифференциальный метод по степенному закону используется для дифференциации уравнений давления, количества движения, энергии, турбулентной диссипированной энергии и турбулентной кинетической энергии, поскольку этот метод обеспечивает лучшие результаты и более быструю сходимость в областях распределения потока и температуры. Для получения точных результатов предполагается, что сходимость решения происходит, когда нормированные невязки непрерывности, импульса, турбулентности и энергии меньше 10 -5 .

3. Итоги

Как известно, скорость выработки электроэнергии фотоэлектрическими панелями зависит от часа, суток, времени года, получаемого солнечного излучения, а также угла установки фотоэлектрических панелей.Чтобы сделать моделирование более реальным и получить правильные результаты, были рассмотрены все вопросы, упомянутые в настоящем исследовании. На рисунке 10 положение солнца (диаграмма пути солнца) нанесено в 11:00 15 апреля.

3.1. Результаты анализа общего энергопотребления

В соответствии с уравнениями (1), (2), (3), (4), (5), (6) и (7) на рис. 11 показаны результаты анализа энергопотребления на административное здание в месяцах года. Эта цифра позволяет сравнить потребляемую энергию, как тепловую, так и электрическую.Как видно, некоторые энергии (освещение, электрооборудование и т. д.) относительно постоянны, а некоторые другие меняются в зависимости от использования здания в зависимости от времени года. Например, системы освещения и электроснабжения (включая компьютеры и другое электронное оборудование) были постоянными в течение всего года, а охлаждающее оборудование было переменным и работало только летом.

3.2. Анализ электроэнергии

При анализе электроэнергии для изучаемого здания были проанализированы три различных сценария: здание без выработки энергии, здание с фотоэлектрической энергией и здание с фотоэлектрической энергией и ветряной турбиной; характеристики фотоэлектрической панели и ветряка приведены в таблицах 2 и 3.Результаты представлены на рисунках 12–15. В первом сценарии схема потребляемых нагрузок представлена ​​как на рисунке 12 (здание без выработки электроэнергии). Понятно, что пик потребления энергии приходится на теплое время года, в основном из-за холодовых нагрузок. На рис. 13 показаны общие и генерируемые потребляемые нагрузки в здании с фотоэлектрическими панелями (второй сценарий). Как видно на рисунке КПД и генерация фотоэлектрических панелей в теплое время года были выше, что связано с высокой интенсивностью солнечного излучения.Но ясно, что энергии, вырабатываемой этими панелями, уже недостаточно для создания здания с нулевым потреблением энергии. Результаты показывают, что общая годовая энергия, полученная от фотоэлектрической панели для этого здания, составила 13338,2 кВтч. Результаты электрической и потребленной энергии для третьего сценария представлены на рисунке 14. Как видно, электрическая энергия, вырабатываемая ветряными турбинами, несомненно, ценилась и имела возможность компенсировать недостаток электроэнергии в фотоэлектрических панелях в холодное время года. .




Подробная информация о месячном потреблении электроэнергии показана на рисунке 15 для здания, в котором использовались как фотоэлектрическая панель, так и ветряная турбина (третий сценарий), включая электроэнергию, используемую для деятельности жителей и всего оборудования, кроме освещения, электроэнергии, потребляемой для освещения, электроэнергии, потребляемой для охлаждения, и электрической энергии, потребляемой для подачи горячей воды. Как уже упоминалось, из-за погодных условий в городе Захедан наибольшее потребление энергии приходится на энергию, вырабатываемую для охлаждения в теплое время года, поэтому максимальная нагрузка на охлаждение этого здания составила 1223 кВтч и в июле.Годовые нормы расхода электроэнергии на деятельность жителей и всего оборудования, кроме освещения, расхода электроэнергии на освещение, расхода электроэнергии на охлаждение и расхода электроэнергии на горячее водоснабжение составили 6459,8 кВтч, 9335,8 кВтч, 8860,5 кВтч, 584,5 кВтч соответственно, хотя годовая норма выработки электроэнергии составила 29902,9 кВтч. Наконец, годовой уровень потребляемой электрической нагрузки здания и годовой уровень выработки электроэнергии сравнивались друг с другом по возобновляемым источникам энергии на рисунке 16.Фактически, эта цифра свидетельствует о том, что общий уровень годовой выработки энергии зданием (полученный от фотогальванических панелей, установленных на крыше здания, а также ветровой турбины) был незначительно выше, чем годовое потребление энергии зданием, и, следовательно, , здание стало нулевым энергопотреблением с точки зрения энергопотребления.

3.3. Анализ теплового комфорта

С помощью анализа CFD, реализованного в этом исследовании, и путем получения изменений температуры, скорости и других параметров, был получен прогнозируемый процент неудовлетворенных температурой жителей исследуемого здания, который показан на рисунках 17 и 18. (вид сбоку и 3D вид здания).Как показано, самый высокий прогнозируемый процент неудовлетворенных температурой жильцов изучаемого здания располагался вокруг окон, а наименьший — в местах, удаленных от солнечного света. Причина этого также объясняется воздействием солнечных лучей, а также проникновением воздушных потоков возле окон.


Сравнение теплового комфорта между тремя моделями Fanger, Pierce и Университета Канзаса за один год представлено на рисунке 19.Как видно, в модели Фангера рассеяние в течение года больше, а в предложенной модели Канзасского университета рассеяние меньше. Также очевидно, что модель Пирса сообщает о самом высоком индексе теплового комфорта в период с марта по ноябрь. В любом случае наилучший тепловой комфорт исследуемого здания был в апреле и октябре по рисунку, и все три модели это подтверждают.

4. Заключение

Текущие глобальные подходы основаны на неустойчивых и невозобновляемых источниках энергии.В настоящее время мировое энергоснабжение основано на ископаемом топливе и атомной энергии. Эти источники энергии недолговечны, и доказано, что они создают экологические проблемы. Менее чем за три столетия после промышленной революции человечество израсходовало почти половину ископаемого топлива, накопленного на поверхности Земли и под ней. Кроме того, мощность атомной энергии зависит от ограниченных источников урана, и риски атомных электростанций также неоспоримы. Кроме того, после пятидесяти лет исследований не было выявлено ни одного места длительного захоронения радиоактивных отходов.Хотя некоторые источники ископаемого топлива могут сохраняться дольше прогнозируемого времени, особенно если будут обнаружены новые резервуары, по-прежнему остается главная проблема, то есть «исчерпание», что указывает на самую большую проблему для человечества. Энергия, используемая в строительном секторе, увеличивается с каждым днем, потому что новые здания строятся быстрее и в большем количестве, чем старые здания, которые сносятся. Потребление электроэнергии в коммерческом секторе за период 1980-2000 гг. удвоилось, а к 2025 г. ожидается его увеличение еще на 50%, что в полной мере свидетельствует о необходимости перехода на дома с нулевым потреблением энергии [2].

Преимущества зданий с нулевым энергопотреблением включают:
(i) Уменьшение тепловых колебаний в этих зданиях, что является результатом адекватной изоляции и хорошего обеспечения комфортных условий (ii) Энергообеспечение даже в случае отключения глобальной сети распределения энергии (iii) Защита от постоянно увеличивающегося подъема в ценах на энергоносители(iv)Сокращение выбросов парниковых газов(v)Экономия потребления энергии

Результаты настоящего исследования показали, что использование только фотоэлектрических панелей не может создать здание с нулевым потреблением энергии; скорее, наряду с солнечной энергией следует использовать другие виды возобновляемой энергии. Добавление ветряных турбин в качестве источника выработки энергии было проанализировано в этом исследовании. Было отмечено, что использование ветряных турбин для выработки электроэнергии в холодное время года является подходящей заменой сокращению электроэнергии, вырабатываемой фотогальваническими панелями в такие сезоны. Затем было обеспечено наилучшее состояние указанного здания за счет оптимизации двух целевых параметров снижения общего энергопотребления зданий, а также сокращения количества часов тепловой неудовлетворенности жильцов.Хотя почти 30 % потребления энергии в теплое время года приходится на освещение офисных зданий, 45 % электроэнергии расходуется на охлаждение зданий. При этом около 50% энергии, потребляемой в холодные месяцы года, расходуется на освещение. Также было замечено, что количество энергии, произведенной в январе месяце, было в четыре раза выше, чем количество, произведенное в июне месяце. В конечном счете, количество общей годовой чистой электроэнергии, выделяемой на глобальную электрическую сеть, составляет 4655 кВтч, что составляет почти 18% от общей чистой электроэнергии, потребляемой в этом здании.