RU2717988C2 - Horse breeding complex with integrated objects of alternative power engineering - Google Patents
Horse breeding complex with integrated objects of alternative power engineering Download PDFInfo
- Publication number
- RU2717988C2 RU2717988C2 RU2018108371A RU2018108371A RU2717988C2 RU 2717988 C2 RU2717988 C2 RU 2717988C2 RU 2018108371 A RU2018108371 A RU 2018108371A RU 2018108371 A RU2018108371 A RU 2018108371A RU 2717988 C2 RU2717988 C2 RU 2717988C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- energy
- building
- solar
- breeding
- power plants
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63C—SKATES; SKIS; ROLLER SKATES; DESIGN OR LAYOUT OF COURTS, RINKS OR THE LIKE
- A63C19/00—Design or layout of playing courts, rinks, bowling greens or areas for water-skiing; Covers therefor
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H3/00—Buildings or groups of buildings for public or similar purposes; Institutions, e.g. infirmaries or prisons
- E04H3/10—Buildings or groups of buildings for public or similar purposes; Institutions, e.g. infirmaries or prisons for meetings, entertainments, or sports
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству сооружений, предназначенных для коневодства, и может быть также применено в других животноводческих комплексах.The invention relates to the construction of structures intended for horse breeding, and can also be applied in other livestock complexes.
Целью изобретения является разработка нового универсального коневодческого комплекса, который станет базой для формирования комплексов для племенного коневодства и других типов коневодческих предприятий - устройства производственного здания (конюшни), оснащенного объектами альтернативной энергетики, которое не только позволяло бы эффективно использовать возобновляемые источники энергии в условиях средней полосы России, но и отражало бы национальные архитектурные особенности.The aim of the invention is the development of a new universal horse breeding complex, which will become the basis for the formation of complexes for breeding horse breeding and other types of horse breeding enterprises - the device of a production building (stables) equipped with alternative energy facilities, which would not only allow the efficient use of renewable energy sources in the middle band Russia, but would also reflect national architectural features.
Актуальность изобретения определена современным развитием национальной коневодческой индустрии, обеспечением сохранения и развития ипподромов и племенных конных заводов, а также необходимостью модернизации и повышения энергоэффективности архитектуры коневодческих комплексов с учетом современных требований и технологий.The relevance of the invention is determined by the modern development of the national horse breeding industry, the preservation and development of hippodromes and pedigree stud farms, as well as the need to modernize and improve the energy efficiency of the architecture of horse breeding complexes taking into account modern requirements and technologies.
Одной из задач отраслевой программы «Развития племенного коневодства в Российской Федерации на 2013 - 2015 годы и на плановый период до 2020 года», в которой предусмотрено увеличение объемов производства молодняка племенных лошадей с 10,0 до 13,0 тыс.голов и увеличение общего конского поголовья с 1362,1 до 1520,0 тыс.голов, является совершенствование организационно-технологических приемов ведения отрасли коневодства и разработка новых типов коневодческих предприятий для племенного коневодства.One of the tasks of the industry program "Development of pedigree horse breeding in the Russian Federation for 2013 - 2015 and for the planning period until 2020", which provides for an increase in production of young pedigree horses from 10.0 to 13.0 thousand heads and an increase in total horse livestock from 1362.1 to 1520.0 thousand heads, is the improvement of organizational and technological methods of horse breeding industry and the development of new types of horse breeding enterprises for breeding horse breeding.
Вместе с тем приоритетными задачами строительной науки и практики в настоящее время являются задачи энергетической эффективности проектируемых архитектурных объектов и модернизации архитектуры энергоактивных зданий. Это связано с рядом серьезных проблем, важнейшими из которых являются сырьевой кризис и загрязнение окружающей среды. Мировое сообщество предпринимает различного рода попытки решения данных проблем, в числе которых особое место занимает использование альтернативных источников энергии в архитектуре зданий и сооружений.At the same time, the priority tasks of construction science and practice are currently the tasks of energy efficiency of designed architectural objects and modernization of the architecture of energy-active buildings. This is due to a number of serious problems, the most important of which are the raw material crisis and environmental pollution. The world community is making various attempts to solve these problems, among which the use of alternative energy sources in the architecture of buildings and structures occupies a special place.
В 1996 году был утвержден Указ Президента РФ №440 «О концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию», в соответствии с которым определяется «введение хозяйственной деятельности в пределы емкости экосистем на основе массового внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий». В связи с этим использование в нашей стране средств альтернативной энергетики приобретает особое значение, что нашло отражение в дополнении от 08.09.2017 Постановления Правительства РФ N 87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию» пункта ж(1) «Сведения об использовании возобновляемых источников энергии и вторичных энергетических ресурсов». Работа также и основных задач, предусмотренных Федеральным законом от 23 ноября направлена на реализацию Энергетической стратегии России на период до 2030 года 2009 г. №261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».In 1996, Decree of the President of the Russian Federation No. 440 “On the concept of the transition of the Russian Federation to sustainable development” was approved, in accordance with which the “introduction of economic activity within the limits of ecosystem capacity based on the mass introduction of energy and resource-saving technologies” is determined. In this regard, the use of alternative energy in our country is of particular importance, which is reflected in the supplement of 08.09.2017 Decree of the Government of the Russian Federation N 87 "On the composition of sections of project documentation and requirements for their content" paragraph g (1) "Information on use renewable energy and secondary energy resources. " The work also of the main tasks stipulated by the Federal Law of November 23 is aimed at implementing the Energy Strategy of Russia for the period until 2030 2009 No. 261-ФЗ “On energy conservation and energy efficiency and on amendments to certain legislative acts of the Russian Federation”.
Известно изобретение «Опреснительный комплекс» [5], в котором применяются гелиоколлекторы при функционировании опреснительного комплекса.The invention is known "Desalination complex" [5], in which solar collectors are used in the operation of the desalination complex.
Известны изобретения «Устройство для выращивания растений» [6] и «Дом лесника» [7], в которых применяются гелиоколлекторы и ветрогенераторы при функционировании автономных зданий дома лесника и сооружений промышленных теплиц.Known inventions are “A device for growing plants” [6] and “Forester's House” [7], in which solar collectors and wind generators are used in the operation of autonomous buildings of a forester’s house and industrial greenhouses.
В изобретении «Мобильный солнечный дом» [8] предложены решения по созданию объекта с комфортной средой проживания, обеспечением экологически благоприятной среды энергоснабжения здания, повышением энергоэффективности, которые достигаются использованием солнечных батарей и гелиоколлекторов.The invention of the “Mobile Solar Home” [8] proposes solutions for creating an object with a comfortable living environment, providing an environmentally friendly energy supply environment for the building, increasing energy efficiency, which are achieved by using solar panels and solar collectors.
При анализе опыта проектирования энергоактивных зданий было определено, что многие изобретения затрагивают вопросы, связанные с размещением, интеграцией установок альтернативной энергетики в архитектурной среде, их комбинированием с ограждающими конструкциями зданий. Но следует отметить, что большинство из них связано с энергоактивными жилыми и общественными зданиями, практически не затрагивая специфики проектирования зданий и сооружений коневодческих комплексов.When analyzing the design experience of energy-active buildings, it was determined that many inventions address issues related to the placement, integration of alternative energy installations in the architectural environment, their combination with building envelope structures. But it should be noted that most of them are associated with energy-efficient residential and public buildings, practically without affecting the specifics of the design of buildings and structures of horse breeding complexes.
Большое количество фирм в России и за рубежом занимается разработкой и установкой средств альтернативной энергетики, для монтажа которых выпускают специальные требования и рекомендации. Однако до сих пор не в полной мере решен вопрос эффективности и экономической доступности применения данного оборудования.A large number of companies in Russia and abroad are engaged in the development and installation of alternative energy, for the installation of which they issue special requirements and recommendations. However, the issue of the effectiveness and affordability of the use of this equipment has not yet been fully resolved.
Новизна предлагаемого изобретения обусловлена новыми архитектурными приемами интеграции объектов альтернативной энергетики в коневодческие комплексы, учитывающими типологические особенности сельскохозяйственных производственных зданий, которые способны обеспечить максимальную производительность установок, сохранение выработанной энергии, экономическую доступность и универсальность проектных решений как для нового строительства, так и для реконструкции уже существующих зданий. При этом предложенные приемы демонстрируют новое прочтение традиционной русской архитектуры и его отражение в художественном образе здания с учетом технического прогресса и использования новейших инженерных систем.The novelty of the invention is due to new architectural techniques for the integration of alternative energy facilities in horse breeding complexes, taking into account the typological features of agricultural production buildings, which are able to ensure maximum plant productivity, energy conservation, economic affordability and universality of design solutions for both new construction and reconstruction of existing ones buildings. Moreover, the proposed techniques demonstrate a new interpretation of traditional Russian architecture and its reflection in the artistic image of the building, taking into account technological progress and the use of the latest engineering systems.
В предлагаемом изобретении разработан новый тип производственного высокотехнологичного современного энергоактивного здания, отличающегося по своему функциональному назначению - коневодческий комплекс с интегрированными объектами альтернативной альтернативной энергетики, который (фиг. 1) включает такие основные элементы как здание конюшни 1, открытые площадки, плац 2, а также элементы озеленения и древесно-кустарниковые насаждения на территории 3. В случае размещения предприятия вблизи водоемов 4, где могут наиболее эффективно эксплуатироваться ветроэнергетические установки, на территории в водоохранной зоне предусматриваются локальные очистные сооружения 5.In the present invention, a new type of industrial high-tech energy-efficient building is developed, which differs in its functional purpose - a horse breeding complex with integrated alternative alternative energy facilities, which (Fig. 1) includes such basic elements as the building of stable 1, open areas,
В качестве основы для разработки использовано здание стандартной конюшни с одним центральным проходом, на первом этаже которого находятся следующие помещения (фигура 2): денники для содержания лошадей 6, душевой денник, место чистки лошадей 7, проход 8, фуражная 9, помещение для подстилки 10, амуничник 11, техническое помещение для размещения инженерного оборудования 12, тамбуры и лестничные клетки на вновь устроенный второй этаж 13. Для интеграции объектов альтернативной энергетики над зданием надстраивается дополнительная кровля, в результате чего образуются дополнительные помещения второго (мансардного) этажа, которые могут быть использованы для размещения посетителей комплекса и административно-бытовых помещений (фигура 3): коридор и холл служебных помещений 14, душевые и раздевалки 15, служебный санузел 16, комната отдыха, административно-офисные помещения 17, помещение для посетителей 18, трибуны 19, санузлы для посетителей 20, балкон 21, тамбур, лестничная клетка 22.As a basis for development, the building was used as a standard stable with one central aisle, on the ground floor of which there are the following premises (Figure 2):
В качестве дополнительного источника энергии предлагается интеграция в структуру комплекса объектов альтернативной энергетики - солнечные коллекторы, солнечные фотоэлектрические элементы и ветроэнергетические установки - использующие возобновляемые и неисчерпаемые источники энергии.As an additional source of energy, integration into the structure of a complex of alternative energy facilities — solar collectors, solar photovoltaic cells and wind power installations — using renewable and inexhaustible energy sources is proposed.
В связи с особенностями природно-климатических условий средней полосы России, характеризующимися четко выраженной сезонностью, с холодной и продолжительной зимой и жарким летом, отсутствием ярко выраженных постоянно действующих природных процессов (сильные ветры, солнце, высокотемпературные геотермальные источники) в изобретении применены комбинированные объекты альтернативной энергетики, выбираемые с учетом энергопотенциала среды. На основании полученных данных, в связи с хорошей освоенностью и практически повсеместной доступностью на территории средней полосы России, а также возможностью обеспечить предприятие различными видами энергии - отопление, электроснабжение, горячее водоснабжение, работа водяных помп для подъема воды, сушка сена - предлагается использовать следующие виды объектов альтернативной энергетики, интегрированные в здание конюшни (фигуры 4, 5, 6): ветрогенераторы - ротор Савониуса 23, эффективно работающий при низких скоростях ветра (1-3 м/с), ротор Дарье 24, эффективно работающий при средних и высоких скоростях ветра (5-15 м/с) и объекты солнечной энергетики - поликристаллические фотоэлектрические элементы 25 и фотоэлектрические элементы из аморфного кремния 26, использующиеся для выработки электроэнергии, а также трубчатые вакуумные солнечные коллекторы 27, служащие для отопления и горячего водоснабжения. Таким образом, более низкий уровень солнечной энергии в зимнее время компенсируется более высокой скоростью ветра.Due to the peculiarities of the climatic conditions of central Russia, characterized by a pronounced seasonality, with cold and long winters and hot summers, the absence of pronounced constantly operating natural processes (strong winds, the sun, high-temperature geothermal sources), combined objects of alternative energy are used in the invention , selected taking into account the energy potential of the medium. Based on the data obtained, in connection with good development and almost universal availability in the middle part of Russia, as well as the ability to provide the enterprise with various types of energy - heating, electricity, hot water, water pumps for lifting water, drying hay - it is proposed to use the following types alternative energy facilities integrated into the stable building (figures 4, 5, 6): wind generators - Savonius 23 rotor, efficiently operating at low wind speeds (1-3 m / s),
Из-за низкой интенсивности и большой рассеянности альтернативной энергии (ветра и солнца) в пространстве с плотностью менее 300 Вт/м2 [1], небольшие отдельные установки имеют низкую мощность и большие потери при передаче энергии по энергосетям, ограничивающая их протяженность. Максимальная длина кабеля от источника энергии до потребителя при падении напряжения меньше 2% для систем 12 В составляет - 15 м при силе тока до 16А, 250 м - при силе тока до 1 А) [3]. В связи с этим в изобретении предложена интеграция объектов альтернативной энергетики в структуру здания конюшни, что позволит получать энергию с максимальной площади участка, включая площадь застройки. Сокращение протяженности инженерных коммуникаций значительно снизит затраты на строительство и эксплуатацию инженерных сетей, связывающих между собой многочисленные установки со зданиями-потребителями, а также уменьшить потери при передаче выработанной энергии, значительно возрастающие по мере увеличения протяженности. В то же время использование новых элементов в архитектуре зданий может стать средством формирования нового высокотехнологичного образа современных зданий.Due to the low intensity and high dispersion of alternative energy (wind and sun) in a space with a density of less than 300 W / m 2 [1], small individual plants have low power and large losses in the transmission of energy through energy networks, limiting their length. The maximum cable length from the energy source to the consumer with a voltage drop of less than 2% for 12 V systems is –15 m for currents up to 16 A, 250 m for currents up to 1 A) [3]. In this regard, the invention proposed the integration of alternative energy facilities in the structure of the stable building, which will allow energy to be obtained from the maximum area of the site, including the built-up area. Reducing the length of utilities will significantly reduce the cost of building and operating engineering networks that connect multiple installations with consumer buildings, as well as reduce losses in the transmission of generated energy, which increase significantly as the length increases. At the same time, the use of new elements in the architecture of buildings can become a means of forming a new high-tech image of modern buildings.
Для малоэтажных производственных зданий, расположенных в сельской местности и для коневодческих комплексов в частности кровля составляет значительную долю от общей площади ограждающих конструкций и, находясь на максимальной высоте от поверхности земли, защищена от посторонних негативных воздействий, и как следствие, становится основным элементом конструкции здания для интеграции объектов альтернативной энергетики.For low-rise industrial buildings located in rural areas and for horse breeding complexes in particular, the roof makes up a significant share of the total area of the building envelope and, being at the maximum height from the ground surface, is protected from extraneous negative influences, and as a result, it becomes the main building structure element for integration of alternative energy facilities.
В изобретении предложено совмещение интегрируемых установок солнечной энергетики 31 и ветроэнергетических установок 32 с дополнительной скатной кровлей 33, конструкция которой устраивается на всю высоту здания и может возводиться как при проектировании новых, так и при реконструкции существующих производственных зданий 34, сохраняя стандартные унифицированные объемно-планировочные решения (фигура 7). При этом конструкции здания для обслуживания установок предусматриваются балкон для обслуживания объектов солнечной энергетики 28 и ходовой мостик на кровле для обслуживания ветрогенераторов 29 (фигура 8). Инженерное оборудование и аккумуляторы 30 при этом размещаются в свободном чердачном пространстве.The invention proposes a combination of integrated
Так устройство и формообразование конструкций покрытия с интегрированными объектами альтернативной энергетики позволяет повысить эффективность использования на предприятиях возобновляемых источников энергии. Единая наклонная плоскость кровли 33, позволяет расположить большую площадь установок солнечной энергетики 31 под оптимальным углом к солнцу (35°-40° для Московского региона), обеспечивающим прямой максимальный уровень инсоляции их поверхности (фигура 9).Thus, the device and shaping of coating structures with integrated alternative energy facilities can increase the efficiency of using renewable energy sources at enterprises. A single inclined plane of the
Наклонная конструкция кровли 33 позволяет также направить и сконцентрировать в область ветроэнергетических установок 32 потоки ветра, увеличив выработку энергии, и позволяя эксплуатировать ветрогенераторы даже при слабых ветрах (фигура 10). Скат кровли при этом должен быть направлен в сторону преобладающего направления ветра, определенного по розе ветров места строительства.The
Представленная в изобретении конюшня располагается на берегу водохранилища и эффективно использует движущиеся с открытого пространства южные воздушные потоки, что позволяет совместить плоскость кровля для использования установок солнечной энергетики и ветрогенераторов. Принятая в проекте широтная ориентация корпуса здания и уклон кровли с интегрированными в него солнечными фотоэлектрическими элементами и солнечными коллекторами, равный 35-40° позволяет получать максимальный уровень поступления солнечной радиации для принятых условий средней полосы России - 1173,7 кВт*ч/м2*год, а единая поверхность - разместить большую площадь объектов гелиоэнергетики. Поверхность, занятая солнечными фотоэлектрическими элементами из поликристаллического кремния, площадью 300 м2 позволяет вырабатывать от 20 кВт*ч до 163 кВт*ч в сутки и до 53 МВт*ч электроэнергии в год. В проекте используется два типа ветряных турбин - типа Савониуса, расположенные вдоль конька кровли, способных работать при низких скоростях ветра (1-3 м/с), и два ротора Дарье, более эффективно работающие при скоростях ветра 3-7 м/с. Производительность такой системы за год составит порядка 3 МВт*ч при средней скорости ветра 3 м/с.The stable presented in the invention is located on the shore of the reservoir and effectively uses the southern air currents moving from open space, which makes it possible to combine the roof plane for using solar power plants and wind generators. The latitudinal orientation of the building’s building and the roof slope with integrated solar photovoltaic elements and solar collectors, equal to 35–40 °, adopted in the project, allows to obtain the maximum level of solar radiation for the accepted conditions of the middle strip of Russia - 1173.7 kW * h / m 2 * year, and a single surface - to place a large area of solar energy facilities. The surface occupied by solar photovoltaic cells made of polycrystalline silicon, an area of 300 m 2 allows you to generate from 20 kW * h to 163 kW * h per day and up to 53 MW * h of electricity per year. The project uses two types of wind turbines - the Savonius type, located along the roof ridge, capable of operating at low wind speeds (1-3 m / s), and two Darier rotors, which work more efficiently at wind speeds of 3-7 m / s. The productivity of such a system for the year will be about 3 MW * h with an average wind speed of 3 m / s.
Для наиболее эффективной работы ветроэнергетических установок в условиях слабых ветров средней полосы России, необходимо использование более сильных местных воздушных потоков, а также проведение мероприятий по их усилению и направлению в область установки. Для размещения проектируемого коневодческого комплекса было выбрано место вблизи водохранилища, где присутствуют регулярные местные ветры -бризы (фигура 11). В случае расположении комплекса в пределах водоохранной зоны необходимо проведение мероприятий по исключению загрязнения почвы и прибрежной полосы и устройство организованного поверхностного стока в локальные очистные сооружения.For the most efficient operation of wind power plants in light winds in central Russia, the use of stronger local air flows is necessary, as well as measures to strengthen them and direct them to the installation area. To accommodate the projected horse breeding complex, a place was chosen near the reservoir, where regular local breeze winds are present (Figure 11). If the complex is located within the water protection zone, it is necessary to take measures to eliminate pollution of the soil and the coastal strip and arrange organized surface runoff to local treatment facilities.
Высаженные вдоль береговой линии аллеи 2 помогают защитить открытые площадки от сильных ветров и концентрируют воздушные потоки в месте установки ветряных турбин 32, расположенных отдельно или на конюшне 1 в створе посадок (фигура 12). Открытые площади сельской местности, разделенные лесозащитными полосами, также хорошо подходят для размещения ветроэнергетических установок. Для защиты открытых площадок и плаца 2 от ветра здание конюшни 1 с интегрированными объектами ветроэнергетики 32 следует размещать с наветренной стороны (фигура 13). При этом глубина защищаемой области в десять раз превышает высоту здания Н.
Предложенное устройство предусматривает использование модульной системы построения ветряных турбин - 7 блоков по 4 турбины, а также использование нескольких типоразмеров солнечных панелей и коллекторов. Модульность интеграции объектов альтернативной энергетики позволяет выполнить требования экономической доступности и инвестиционной привлекательности объектов альтернативной энергетики за счет постепенного наращивания мощности, упрощения модернизации и ремонта энергосистемы, благодаря поэтапной замене ее отдельных блоков (модулей). Поэтапное увеличение мощности системы даст возможность на практике проанализировать и постепенно подбирать различные наиболее оптимально дополняющие друг друга средства альтернативной энергетики и, в конечном итоге, максимально обеспечить регион возобновляемыми источниками энергии. Использование нескольких независимых энергетических модулей повышает надежность, а также обеспечивает соблюдение принципа комбинирования объектов альтернативной энергетики благодаря сочетанию блоков установок различных типов на основе модульной координации размеров в строительстве. Уменьшение конструктивных размеров установок приводит к снижению влияния отрицательных факторов, что дает возможность их совмещения с архитектурными конструкциями. Возможность поэтапного добавления и комбинирования различных модулей должна учитываться в архитектуре проектируемых зданий коневодческого комплекса и может служить основой для создания выразительного архитектурного облика, за счет увеличения вариабельности архитектурных решений и объединения модулей в единую композицию.The proposed device involves the use of a modular system for building wind turbines - 7 blocks of 4 turbines, as well as the use of several sizes of solar panels and collectors. The modular integration of alternative energy facilities allows fulfilling the requirements of economic affordability and investment attractiveness of alternative energy facilities by gradually increasing capacity, simplifying modernization and repair of the energy system, thanks to the phased replacement of its individual blocks (modules). A phased increase in the capacity of the system will make it possible in practice to analyze and gradually select various alternative energy sources that are most optimally complementing each other and, ultimately, provide the region with renewable energy sources as much as possible. The use of several independent energy modules increases reliability, and also ensures compliance with the principle of combining alternative energy facilities by combining units of various types based on modular size coordination in construction. Reducing the structural dimensions of the plants reduces the influence of negative factors, which makes it possible to combine them with architectural structures. The possibility of phased addition and combination of various modules should be taken into account in the architecture of the designed buildings of the horse breeding complex and can serve as the basis for creating an expressive architectural appearance, by increasing the variability of architectural solutions and combining the modules into a single composition.
Сегодня применение объектов альтернативной энергетики в архитектуре стало одним из основных направлений проектирования и определило конструктивные, инженерные и архитектурно-художественные решения современных производственных зданий, расположенных в сельской местности, где особенно востребовано применение возобновляемых источников солнечной и ветровой энергетики, которые практически не оказывают вредного воздействия на окружающую среду и просты в использовании.Today, the use of alternative energy facilities in architecture has become one of the main directions of design and has determined the constructive, engineering, architectural and artistic solutions of modern industrial buildings located in rural areas, where the use of renewable sources of solar and wind energy, which practically have no harmful effect, is especially in demand. environment friendly and easy to use.
Модульность и простота конструктивных решений дает возможность снизить объем первоначальных капиталовложений и создать энергетически сбалансированную систему. Предложенные в проекте художественные решения коневодческого комплекса развивают архитектурные традиции нашей страны, раскрывая их в новом контексте использования альтернативных источников энергии.The modularity and simplicity of design solutions makes it possible to reduce the initial investment and create an energy-balanced system. The artistic solutions of the horse breeding complex proposed in the project develop the architectural traditions of our country, revealing them in the new context of using alternative energy sources.
Использование выбранных объектов альтернативной энергетики в коневодческих комплексах дает ряд преимуществ:The use of selected alternative energy facilities in horse breeding complexes provides several advantages:
- производство более качественного корма (в 1 т сена содержится на 70 кормовых единиц больше, чем в обычных условиях);- production of better feed (1 ton of hay contains 70 feed units more than under normal conditions);
- компенсация 60-90% потребности в энергии на нагрев воды;- Compensation of 60-90% of energy requirements for heating water;
- обогрев зданий и электроснабжение, исключается использование холодной воды при перерывах в подаче электроэнергии [2];- heating of buildings and power supply, it excludes the use of cold water during interruptions in the supply of electricity [2];
- излишки энергии могут использоваться для энергоснабжения соседних зданий комплекса, а также для подзарядки аккумуляторов сельхозтехники.- surplus energy can be used to power neighboring buildings of the complex, as well as to recharge the batteries of agricultural machinery.
В данном изобретении предложены архитектурные приемы интеграции выбранных устройств в структуру здания конюшни, которые позволят получать энергию с максимальной площади комплекса, включая площадь застройки;The present invention proposes architectural techniques for integrating selected devices into the structure of the stable building, which will allow to receive energy from the maximum area of the complex, including the built-up area;
За счет сокращения протяженности инженерных коммуникаций значительно снижаются затраты на строительство и эксплуатацию инженерных сетей, связывающих между собой многочисленные установки со зданиями-потребителями, а также уменьшается аварийность на коммуникациях и потери при передаче выработанной энергии, которые значительно возрастают по мере увеличения протяженности и снижения удельной мощности энергосетей.By reducing the length of utilities, the cost of building and operating engineering networks that connect multiple installations with consumer buildings is significantly reduced, as well as the breakdown of communications and transmission losses of generated energy, which increase significantly as the length increases and the specific power decreases power networks.
Использование архитектуры и формообразования здания конюшни позволит не только оптимально разместить выбранные установки, но и усилить и оптимизировать степень природного воздействия на них.Using the architecture and shaping of the stable building will allow not only to optimally place the selected installations, but also to strengthen and optimize the degree of natural impact on them.
Интеграция объектов альтернативной энергетики в структуру здания конюшни с использованием дополнительной возводимой поверх основного корпуса скатной кровли позволяет более эффективно использовать возобновляемые источники энергии в природных условиях средней полосы России, легко модернизировать существующие здания конюшен и животноводческих комплексов в целом. Количество и тип используемых объектов альтернативной энергетики могут быть изменены исходя из конкретных потребностей предприятия.Integration of alternative energy facilities into the structure of the stable building using an additional pitched roof built on top of the main building makes it possible to more efficiently use renewable energy sources in the natural conditions of central Russia, and it is easy to upgrade existing buildings of stables and livestock complexes as a whole. The number and type of used alternative energy facilities can be changed based on the specific needs of the enterprise.
Принятые проектные решения позволяют использовать установки с эффективностью до 80%, вырабатывая в год до 120 кВт*ч/м2 батарей, до 960 кВт*ч/м2 для солнечных коллекторов и до 12 кВт*ч/м2 для ветроэнергетических установок. В то же время использование новых элементов в архитектуре может стать средством формирования нового высокотехнологичного образа современных зданий.The adopted design solutions allow the use of plants with an efficiency of up to 80%, producing up to 120 kW * h / m 2 of batteries per year, up to 960 kW * h / m 2 for solar collectors and up to 12 kW * h / m 2 for wind power plants. At the same time, the use of new elements in architecture can become a means of forming a new high-tech image of modern buildings.
При суммарной стоимости оборудования порядка 9 млн. руб (на основе комплекта «Независимость» ООО "Автономные Системы Освещения") и средней стоимости электроэнергии 3,5 руб/кВт*ч срок окупаемости системы составит порядка 15 лет при среднем уровне инфляции 10%. Производительность установленных 10 вакуумных солнечных коллекторов, хорошо работающих при отрицательных температурах, составляет порядка 32 МВт*ч в год. При суммарной стоимости оборудования порядка 4 млн. руб (на основе комплекта Pipebox 30 трубок) и средней стоимости тепловой энергии 3,5 руб/кВт*ч срок окупаемости системы составит порядка 15 лет при среднем уровне инфляции 10%.With a total cost of equipment of about 9 million rubles (based on the Independence kit of Autonomous Lighting Systems LLC) and an average cost of electricity of 3.5 rubles / kWh, the payback period of the system will be about 15 years with an average inflation rate of 10%. The capacity of the installed 10 vacuum solar collectors that work well at low temperatures is about 32 MWh per year. With a total cost of equipment of about 4 million rubles (based on a Pipebox set of 30 tubes) and an average cost of thermal energy of 3.5 rubles / kWh, the payback period of the system will be about 15 years with an average inflation rate of 10%.
Приведенные данные отражают максимально возможную производительность системы и значительно превышают потребности проектируемого базового коневодческого комплекса в летний период. Излишки энергии могут быть использованы для энергоснабжения дополнительных и специальных зданий и сооружений, участвующих в производственной деятельности предприятия или использоваться для зарядки аккумуляторов электромобилей и с. -х. техники.The data presented reflect the maximum possible system performance and significantly exceed the needs of the designed basic horse breeding complex in the summer. Surplus energy can be used to power additional and special buildings and structures involved in the production activities of the enterprise or used to charge electric vehicle batteries, and. s. technicians.
Таким образом, предложенное изобретение предлагает интеграцию объектов альтернативной энергетики в структуру здания конюшни с использованием дополнительной возводимой поверх основного корпуса скатной кровли, позволяет более эффективно использовать возобновляемые источники энергии в природных условиях средней полосы России, легко модернизировать существующие здания конюшен и животноводческих комплексов в целом. В условиях слабых ветров концентрация воздушных потоков в зоне ветроэнергетических установок с помощью поверхности кровли значительно повышает их производительность. Единая оптимально ориентированная поверхность покрытия с интегрированными солнечными фотоэлектрическими элементами и коллекторами позволяет получить максимальную выработку энергии.Thus, the proposed invention offers the integration of alternative energy facilities into the structure of the stable building using an additional pitched roof built on top of the main building, allows more efficient use of renewable energy sources in the natural environment of central Russia, and it is easy to upgrade existing buildings of stables and livestock complexes as a whole. In light winds, the concentration of air currents in the area of wind power plants using the roof surface significantly increases their productivity. A single optimally oriented coating surface with integrated solar photovoltaic cells and collectors allows for maximum energy production.
Модульность и простота конструктивных решений дает возможность снизить объем первоначальных капиталовложений и создать энергетически сбалансированную систему. Предложенные в проекте художественные решения коневодческого комплекса развивают архитектурные традиции нашей страны, раскрывая их в новом контексте использования альтернативных источников энергии.The modularity and simplicity of design solutions makes it possible to reduce the initial investment and create an energy-balanced system. The artistic solutions of the horse breeding complex proposed in the project develop the architectural traditions of our country, revealing them in the new context of using alternative energy sources.
Использованные источники:Used sources:
1. Рябов А.В. Объекты альтернативной энергетики в архитектуре зданий. -М.: «Аналитик», 2012.1. Ryabov A.V. Alternative energy facilities in the architecture of buildings. -M.: Analyst, 2012.
2. «Рекомендации по использованию нетрадиционных источников энергии в животноводстве, кормопроизводстве, крестьянских хозяйствах и сельском жилом секторе» - ФГНУ НПЦ «Гипронисельхоз», М., 2003.2. “Recommendations on the use of non-traditional sources of energy in animal husbandry, fodder production, peasant farms and the rural residential sector” - FGNU SPC Giproniselkhoz, M., 2003.
3. Четошникова Л.М. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии: учебное пособие к практическим занятиям / Л.М. Четошникова. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2010.3. Chetoshnikova L. M. Non-traditional renewable energy sources: a training manual for practical classes / L.M. Chetoshnikova. - Chelyabinsk: Publishing house of SUSU, 2010.
4. РД-АПК 1.10.04.03-13 «Методические рекомендации по проектированию коневодческих предприятий»- Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, М:, 2000.4. RD-APK 1.10.04.03-13 “Methodological recommendations for the design of horse breeding enterprises” - Ministry of Agriculture of the Russian Federation, M :, 2000.
5. Патент РФ №2395459 от 27.07.2010 г. 5. RF patent No. 2395459 dated 07/27/2010.
6. Патент РФ №2530516 от 14.08.2014 г. 6. RF patent No. 2530516 dated 08/14/2014.
7. Патент РФ №2506374 от 10.02.2014 г. 7. RF patent No. 2506374 of 02/10/2014.
8. Патент РФ №2460863 от 10.09.2012 г.8. RF patent No. 2460863 of 09/10/2012.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018108371A RU2717988C2 (en) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | Horse breeding complex with integrated objects of alternative power engineering |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018108371A RU2717988C2 (en) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | Horse breeding complex with integrated objects of alternative power engineering |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018108371A RU2018108371A (en) | 2019-09-09 |
RU2018108371A3 RU2018108371A3 (en) | 2019-09-09 |
RU2717988C2 true RU2717988C2 (en) | 2020-03-27 |
Family
ID=67903306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018108371A RU2717988C2 (en) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | Horse breeding complex with integrated objects of alternative power engineering |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2717988C2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU61760U1 (en) * | 2005-03-09 | 2007-03-10 | Владимир Иванович Велькин | ENERGY EFFECTIVE HOUSE |
RU81651U1 (en) * | 2008-11-12 | 2009-03-27 | Сергей Владимирович Игнатьев | HORSE AND SPORTS COMPLEX |
RU90103U1 (en) * | 2009-08-26 | 2009-12-27 | Петр Тихонович Харитонов | MOBILE BUILDING WITH ALTERNATIVE HEAT AND POWER SUPPLY |
RU103374U1 (en) * | 2010-10-19 | 2011-04-10 | Павел Анатольевич Казанцев | ENERGY-EFFICIENT BUILDING "SOLAR-S" |
WO2014160182A1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-10-02 | Perry North | Solar structures, systems and materials |
US20160047387A1 (en) * | 2014-08-15 | 2016-02-18 | Signature Automotive Products LLC | Systems and methods for air cooling of various enclosures |
-
2018
- 2018-03-07 RU RU2018108371A patent/RU2717988C2/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU61760U1 (en) * | 2005-03-09 | 2007-03-10 | Владимир Иванович Велькин | ENERGY EFFECTIVE HOUSE |
RU81651U1 (en) * | 2008-11-12 | 2009-03-27 | Сергей Владимирович Игнатьев | HORSE AND SPORTS COMPLEX |
RU90103U1 (en) * | 2009-08-26 | 2009-12-27 | Петр Тихонович Харитонов | MOBILE BUILDING WITH ALTERNATIVE HEAT AND POWER SUPPLY |
RU103374U1 (en) * | 2010-10-19 | 2011-04-10 | Павел Анатольевич Казанцев | ENERGY-EFFICIENT BUILDING "SOLAR-S" |
WO2014160182A1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-10-02 | Perry North | Solar structures, systems and materials |
US20160047387A1 (en) * | 2014-08-15 | 2016-02-18 | Signature Automotive Products LLC | Systems and methods for air cooling of various enclosures |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
И.А Поляков, С.В. Ильвицкая. "Использование средств альтернативной энергетики при формировании художественного образа в архитектуре" // Архитектура зданий и сооружений. Изд-во: Московский государственный университет по землеустройству. - Москва. - 2017. - N 1 (38). - с.160-173. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2018108371A (en) | 2019-09-09 |
RU2018108371A3 (en) | 2019-09-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fahad et al. | Comparative analysis of dual and single axis solar tracking system considering cloud cover | |
Ullah et al. | Technological advancements towards the net-zero energy communities: A review on 23 case studies around the globe | |
CN205134425U (en) | Ecological photovoltaic rainwater is collected and retrieval and utilization system of being engaged in agriculture | |
CN103222410B (en) | Comprehensive utilization methods and facilities for new energy distribution and transmission systems and desert control | |
Messina et al. | Comparative study of system performance of two 2.4 kW grid-connected PV installations in Tepic-Nayarit and Temixco-Morelos in México | |
Sithan et al. | Application of green technologies in developing countries—reduced carbon emission and conservation of energy | |
Valancius et al. | Solar photovoltaic systems in the built environment: Today trends and future challenges | |
Cangelli et al. | Energy and environmental performance of tall buildings: state of the art | |
RU2717988C2 (en) | Horse breeding complex with integrated objects of alternative power engineering | |
Awogbemi et al. | A survey of solar energy utilization for sustainable development in Nigeria | |
CN205105829U (en) | Green house based on solar electric system | |
Mihalakakou et al. | Application of renewable energy sources in the Greek islands of the South Aegean Sea | |
CN103456816B (en) | A kind of application process of tubular photovoltaic electrification component | |
Khan et al. | An observation of solar photovoltaic electricity across the globe | |
Özkaya | Renewable energy sources in buildings | |
CN206517336U (en) | A kind of wind-light storage generating tree system | |
Brankov et al. | The possibilities for implementation of photovoltaic solar panels in multi-family housing areas | |
CN218999009U (en) | Domestic planting system for sloping roof | |
Madhav et al. | A review on assessment of hybrid renewable energy system | |
Yosifova et al. | Implementing solar tiles in stock farms for increasing the energy efficiency | |
Minin et al. | Principal directions of the wind energy possible use in the western sector of the Russian Arctic | |
Adomavicius et al. | Overview of innovations and recommendations for efficient operation of res-based power plants | |
Semrau et al. | INTEGRATION OF TECHNOLOGICAL INNOVATIONS WITH RENEWABLE ENERGY SOURCES IN THE CONSTRUCTION INDUSTRY | |
CN205454947U (en) | No wall body solar greenhouse | |
Hîrlav | Transforming Urban Flat Rooftops in The Netherlands Into Sustainable and Productive Spaces |