«Энергосберегающие технологии на объектах медицинского и социального назначения» Методическое пособие
реклама
ФЕДЕРАЛЬНОЕ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОЕ АГЕНТСТВО Методическое пособие «Энергосберегающие технологии на объектах медицинского и социального назначения» г. Москва 2010 Энергосбережение (экономия электроэнергии) — реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное (рациональное) использование (и экономное расходование) топливно-энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии (источник определения (с небольшими изменениями) ГОСТ Р 51387-99 Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения). Энергосбережение — важная задача по сохранению природных ресурсов. На сегодняшний день энергоэффективность и энергосбережение входят в 5 стратегических направлений приоритетного технологического развития, названных Президентом РФ Д.А. Медведевым на заседании Комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики России, которая состоялась 18 июня 2009 года. Среди основных проблем, обозначенных Президентом, — низкая энергоэффективность во всех сферах, особенно в бюджетном секторе, ЖКХ, влияние цен энергоносителей на себестоимость продукции и ее конкурентоспособность. При реализации мероприятий энергосбережения и повышения энергоэффективности различают: начальные инвестиции (или увеличение, прирост инвестиций из-за выбора более эффективного оборудования). Например, замена окон в существующем доме на пластиковые стеклопакеты - инвестиции в энергосбережение, а отказ от установки обычных светильников в пользу светодиодных в строящемся доме - увеличение инвестиций в энергосбережение (в доле превышения стоимости светодиодных светильников над обычными); единовременные затраты на проведение энергоаудита (энергообследования); - единовременные затраты на приобретение и монтаж приборов учета и систем автоматического контроля, удаленного снятия показаний приборов учета; - текущие расходы на премирование (поощрение) ответственных за энергосбережение. Эффекты от мероприятий энергосбережения можно разделить на несколько групп: - экономические эффекты у потребителей (снижение стоимости приобретаемых энергоресурсов); - эффекты повышения конкурентоспособности (снижение потребления энергоресурсов на единицу производимой продукции, энергоэффективность производимой продукции при ее использовании); - эффекты для электрической, тепловой, газовой сети (снижение пиковых нагрузок приводит снижению риска аварий, повышению качества энергии, снижению потерь энергии, минимизации инвестиций в расширение сети, и, как следствие, снижению сетевых тарифов); 2 рыночные эффекты (например, снижение потребления электроэнергии, особенно в пиковые часы, приводит к снижению цен на энергию и мощность на оптовом рынке электроэнергии - особенно важным является снижение потребления электроэнергии населением на освещение в вечернем пике); - эффекты, связанные с особенностями регулирования (например, снижение потребления электроэнергии населением уменьшает нагрузку перекрестного субсидирования на промышленность - в настоящее время в России население платит за электроэнергию ниже ее себестоимости, дополнительная финансовая нагрузка включается в тарифы для промышленности); - экологические эффекты (например, снижение потребления электрической и тепловой энергии в зимнее время приводит к разгрузке наиболее дорогих и "грязных" электростанций и котельных, работающих на мазуте и низкокачественном угле.); - связанные эффекты (внимание к проблемам энергосбережения приводит к повышению озабоченности проблемами общей эффективности системы - технологии, организации, логистики на производстве, системы взаимоотношений, платежей и ответственности в ЖКХ, отношения к домашнему бюджету у граждан). Обычно началу реализации мероприятий по энергосбережению предшествует проведение энергоаудита. Энергоаудит — взаимосвязанный комплекс технических, организационных, экономических и иных мероприятий, направленный на выявление возможности экономически эффективной оптимизации потребления энергетических ресурсов. Энергетический паспорт - регламентированный нормативный документ, в формах которого по результатам энергоаудита сведены фактические и рекомендуемые показатели энергоэффективности и программа реализации имеющегося резерва экономии энергоресурсов. Каталог энергосберегающих технологий 1.Объект внедрения учреждения социальной сферы (санатории, больницы, и т.д.) 1) аккумулирование тепловой энергии; 2) замена ламп накаливания на люминесцентные; 3) замена устаревших трансформаторов на современные; 4) инфракрасные датчики движения и присутствия; 5) использование в системах теплоснабжения высокоэффективных и компактных теплообменных аппаратов ТТАИ; 3 6) использование низкопотенциального сбросного тепла с помощью тепловых насосов; 7) компенсация реактивной мощности у потребителей; 8) остекление лоджий и балконов; 9) паспортизация зданий при проведении энергоаудита; 10) переход на двухставочный тариф при оплате за тепловую энергию; 11) переход от центральных тепловых пунктов(ЦТП) к индивидуальным(ИТП); 12) проведение модернизации и регулировки системам вентиляции, установка вентиляционных решеток с изменяемым положением затвора 13) система автоматического учета электроэнергии и расчетов за нее предоплатного типа; 14) снижение потребления электрической энергии для термических целей; 15) снижение теплопотерь через окна посредством установки двойных и тройных стеклопакетов; 16) строительство энергоэффективных зданий; 17) теплая форточка (Децентрализованный рекуператор тепла вентиляционного воздуха); 18) тепловизионный контроль качества зданий, сооружений, оборудования; 19) технология передачи естественного (солнечного) света по световым каналам; 20) уплотнение (укупорка) подъездов; 21) уплотнение щелей и неплотностей оконных и дверных проемов; 22) установка автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов (АИТП); 23) установка приборов учета тепловой энергии; 24) установка радиаторных термостатов; 25) установка теплоотражающих экранов за радиаторами отопления и правильный выбор окраски отопительных приборов; 26) установка частотно-регулируемых приводов (ЧРП) на насосы; 27) электронная пускорегулирующая аппаратура (ЭПРА). Замена электромагнитной ПРА на ЭПРА; 28) энергосбережение в системах наружного освещения и световой рекламы. Светодиодные технологии; 29) эффективные ограждающие конструкции; 30) системы воздушного отопления, газовые воздухонагреватели; 1) Аккумулирование тепла позволяет: повысить теплоустойчивость зданий, повысить КПД автономных источников электроэнергии, обеспечить простую схему возврата тепловой энергии стоков, снизить стоимость электрообогрева как производственных площадей, так и отдельных квартир, в которых устанавливаются ТЕПЛОНАКОПИТЕЛИ. 4 Тепловой аккумулятор в сравнении с другими аккумуляторами обладает следующими преимуществами: простота устройства, относительно низкая себестоимость, эффективные массогабаритные характеристики, долговечность. Теплоаккумуляторы применяются для: - повышения тепловой устойчивости зданий; - повышения КПД автономных источников электроэнергии; - возврата тепловой энергии стоков; - обогрева помещений. В условиях аварий на теплоцентралях и тепловых сетях или плановых отключений важным фактором является тепловая устойчивость зданий, к которым прекращена подача тепла. Тепловой устойчивостью здания (помещения) принято понимать способность здания сохранять накопленное тепло в течение определенного времени (которого может стать недостаточно для ликвидации аварий) при изменяющихся тепловых воздействиях. Оборудование зданий теплоаккумулятором позволяет повысить его тепловую устойчивость, т.е. дать дополнительное время для устранения аварии. Теплоаккумуляторы можно устанавливать в уже существующих зданиях, но разработка теплоаккумуляторов на стадии проектирования нового строительства позволит более успешно решить задачу тепловой устойчивости зданий. Размещение теплоаккумулятора в существующих подвалах затруднительно вследствие дефицита пространства. В арсенале технологий имеются разработки с достаточно эффективными массогабаритными параметрами. Тепло, накопленное и сохраняемое в теплоаккумуляторе, в случае преднамеренного или аварийного отключения подачи тепла в здание, будет поддерживать приемлемую температуру в здании в течение более продолжительного времени, что облегчит проведение мероприятий по устранению аварии или решению иных задач. Известно, что КПД бензо -, дизельагрегатов и газо-поршневых (в т.ч. на природном газе) электростанций сравнительно невелик (25-30%). Особенно он мал при недогрузке мощности электростанции. При наличии теплоаккумулятора вся тепловая энергия электростанции используется для его зарядки. Избыток электроэнергии также направляется в теплоаккумулятор. Т.о. КПД автономного источника становится соизмеримым с КПД котла (порядка 85%), а стоимость электроэнергии, получаемой на такой электростанции, будет в несколько раз ниже сетевой. Такое решение пригодно как для организаций, устраняющих аварии, так и для любого автономного потребителя (отдельно стоящий коттедж, дом, подъезд в доме, гараж и т.д.) Установка теплоаккумуляторов позволяет решить и некоторые задачи энергосбережения. Так, установка тепловых насосов в системе канализационных стоков и закачка утилизированной энергии в 5 теплоаккумулятор, позволит частично вернуть потери тепла, связанные со сбросом теплой воды в канализацию. Существующее положение о тарифном регулировании предусматривает значительно более низкий тариф на электроэнергию, потребляемую в ночное время по сравнению с дневным, что связано с необходимостью выравнивания графиков потребления электроэнергии и что важно для нормальной работы единой энергетической системы. Это позволяет пропорционально снизить затраты на обогрев помещения, но требует установки теплоаккумулирующих нагревательных приборов. Затраты на установку теплонакопителей окупаются в среднем за 2-3 года за счет более дешевой стоимости 1 кВт.ч. Хозяйствующие субъекты, использующие теплонакопители в широких масштабах, т.е. являющиеся потребителями большого количества электроэнергии, могут самостоятельно приобретать энергию на ФОРЭМе, где она обходится значительно дешевле. 2) Замена ламп накаливания на люминесцентные 1. Краткое описание предлагаемого метода (технологии) повышения энергоэффективности, его новизна и информированность о нём, наличие программ развития; На сегодняшний день основным источником освещения в коммунально-бытовом хозяйстве являются лампочки накаливания. Эта технология не изменялась за последние 50 лет. В то же время в последние десятилетия появились новые технологии освещения, имеющие такие же функциональные характеристики, но обладающие существенно лучшими параметрами по экономичности и долговечности. Электронное устройство компактной люминесцентной лампы обеспечивает ее мгновенное включение и работу без мигания. Электрическое поле между электродами заставляет пары ртути, которая входит в состав этих ламп, выделять невидимое ультрафиолетовое излучение. Нанесенный на внутренние стенки стекла люминофор преобразует ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Подбирая сорт люминофора, можно изменять цветность света лампы. Данная технология имеет широкую степень информированности. Практически все основные мировые производители реализуют программы развития производства новых энергоэффективных технологий. Примечание: Технология освещения на базе светодиодных ламп в данном описании не рассматривается, в силу малой распространенности и непригодности для освещения жилых помещений. 2. Результат повышения энергоэффективности при массовом внедрении и прогноз перерасхода энергоресурсов в масштабах страны или описание других возможных последствий при сохранении существующего положения; На сегодняшний день на освещение в коммунально-бытовом хозяйстве расходуется более 15 % всей электроэнергии (ист. Наумов А.Л.). При этом доля проникновения в освещение энергосберегающих технологий не превышает по стране 3%. Таким образом, при учете, что применение 6 люминесцентных ламп позволяет экономить более 70 % потребляемой электроэнергии, энергосберегающий эффект от полного перехода на эту технологию освещения в масштабах всей страны составит более 10 % от всего объема электроэнергии, потребляемой в нашей стране. При сохранении существующего положения этот потенциал будет не востребован. Для сведения: целый ряд стран (регионов) осуществил запрет или установил дату запрета на использование обычных ламп накаливания в освещении. 3. Прогноз эффективности метода в перспективе с учётом: - роста цен на энергоресурсы - роста благосостояния населения - введением новых экологических требований - других факторов Эффективность метода - экономия 60-80% потребляемой на цели освещения электроэнергии; Энергосберегающий Эффект - до 10 % об всего потребления электроэнергии; Технические ограничения на применение технологий отсутствуют. 3) Трансформатор - статическое (не имеющее подвижных частей) электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции системы переменного тока одного напряжения в систему переменного тока обычно другого напряжения при неизменной частоте и без существенных потерь мощности. По сравнению с устаревшими трансформаторами новое оборудование обладает более высокой механической прочностью, влагоустойчивостью, бесшумностью и компактностью. Кроме того, новые трансформаторы пожаробезопасны, устойчивы к коротким замыканиям и практически не требуют обслуживания. Чтобы существенно увеличивать напряжение тока, которое поступает от электростанции, используется повышающий трансформатор тока. Силовые трансформаторы (трансформаторы тока), которые сокращают высокое напряжение до необходимого для работы электрооборудования уровня, например, до 220 вольт - понижающие силовые трансформаторы. Такие трансформаторы в системе энергоснабжения осуществляют поднятие или уменьшение напряжения. При скачках напряжения на более старых, морально и физически устаревших трансформаторах может выходить из строя дорогостоящая техника, перегорать лампы, страдать дорогостоящее оборудование, питающееся через электрическую сеть. Более новые, современные установки могут решить проблемы долговечной работы подключенного оборудования без сбоев в сети, не требуя к себе внимания обслуживающего персонала. 4) Обнаружение человека по изменению потока теплового (инфракрасного) на приемной площадке чувствительного элемента датчика, 7 связанного с движением человек или резким изменением температуры находящихся в поле зрения датчика объектов. Датчики, способные обнаруживать только большие движения (идущих людей) называются датчиками движения. Датчики, обнаруживающие мелкие движения людей, в том числе сидящих или стоящих, называются датчиками присутствия. Большинство инфракрасных датчиков могут работать и в том, и в другом режиме – в зависимости от времени задержки отключения света после последнего зарегистрированного движения. Существуют датчики с функцией мониторинга естественной освещенности – датчик постоянно измеряет освещенность естественным светом и не включает (или отключает – для датчиков присутствия) светильники, если естественная освещенность превышает заданное пороговое значение, даже если в поле зрения датчика находятся люди. Результат повышения энергоэффективности при массовом внедрении В учебных аудиториях и помещениях с постоянными рабочими местами экономия электроэнергии – до 50%. В помещениях без постоянных рабочих мест – до 85%. В проходных помещения с большим потоком людей – до 55-60%. В проходных помещениях с малым потоком людей – до 95%. Автоматическое включение и выключение светильников во время пребывания людей: в проходных помещениях (подъездах и на лестничных клетках многоквартирных жилых домов); в коридорах, на лестницах, в рекреациях и вспомогательных помещениях учебных и административных зданий, медицинских учреждений; в санитарно-гигиенических помещениях и раздевалках; в производственных помещениях без постоянных рабочих мест – на складах, погрузочно-разгрузочных терминалах, в котельных, трансформаторных и т.п.; в офисных кабинетах; 5) Для повышения энергоэффективности предлагается широкое использование высокоэффективных теплообменных аппаратов ТТАИ в системах отопления и горячего водоснабжения, а для энергосберегающего вентилирования помещений применение изделий ТеФо (теплая форточка), являющихся, по сути, частным случаем теплообменников ТТАИ, выделенным по назначению (для децентрализованного вентилирования). Использование в системах отопления и ГВС теплообменных аппаратов ТТАИ позволит, по сравнению с современными пластинчатыми аппаратами, резко уменьшить производственные площади, необходимые для размещения ЦТП и ИТП, отказаться от применения грузоподъемных механизмов и приспособлений, заметно снизить трудоемкость монтажа-демонтажа теплообменников и их техобслуживания, существенно сократить капитальные затраты при комплектовании теплопунктов, снизить требования 8 к чистоте воды одного из контуров, уменьшить тепловую инерцию теплообменного оборудования. Применение ТеФо для вентилирования помещений, оборудованных энергосберегающими окнами с высокоплотными притворами, позволит обеспечить требуемый газовый состав и влажность воздуха в помещениях при одновременном сохранении энергосберегающего эффекта современных окон. Это позволит избежать «синдрома больного здания», когда в помещениях создается микроклимат, приводящий как к ухудшению здоровья находящихся там людей, так и к ускоренному разрушению строительных конструкций самого здания, но при этом, в отличие от всевозможных проветривателей, практически полностью будет исключена потеря тепловой энергии с вытяжным воздухом. Широкое применение ТТАИ способно положительно сказаться на надежности энергоснабжения ввиду доказанной высокой вероятности безотказной работы, а также легкости и низкой трудоемкости обслуживания. Массовое применение ТеФо самым благоприятным образом скажется на здоровье людей, а также позволит снизить требования к мощности теплоснабжения зданий. Для повышения энергоэффективности предлагается широкое использование высокоэффективных теплообменных аппаратов ТТАИ в системах отопления и горячего водоснабжения, а для энергосберегающего вентилирования помещений применение изделий ТеФо (теплая форточка), являющихся, по сути, частным случаем теплообменников ТТАИ, выделенным по назначению (для децентрализованного вентилирования). Использование в системах отопления и ГВС теплообменных аппаратов ТТАИ позволит, по сравнению с современными пластинчатыми аппаратами, резко уменьшить производственные площади, необходимые для размещения ЦТП и ИТП, отказаться от применения грузоподъемных механизмов и приспособлений, заметно снизить трудоемкость монтажа-демонтажа теплообменников и их техобслуживания, существенно сократить капитальные затраты при комплектовании теплопунктов, снизить требования к чистоте воды одного из контуров, уменьшить тепловую инерцию теплообменного оборудования. Применение ТеФо для вентилирования помещений, оборудованных энергосберегающими окнами с высокоплотными притворами, позволит обеспечить требуемый газовый состав и влажность воздуха в помещениях при одновременном сохранении энергосберегающего эффекта современных окон. Это позволит избежать «синдрома больного здания», когда в помещениях создается микроклимат, приводящий как к ухудшению здоровья находящихся там людей, так и к ускоренному разрушению строительных конструкций самого здания, но при этом, в отличие от всевозможных проветривателей, практически полностью будет исключена потеря тепловой энергии с вытяжным воздухом. Если исходить из того, что в зданиях, имеющих как ограждающие конструкции, отвечающие современным требованиям по термическому сопротивлению, так и современные 9 энергосберегающие окна, более половины тепловой энергии расходуется на подогрев вентиляционного воздуха, то применение ТеФо со степенью рекуперации выше 0,7, позволит сократить общее теплопотребление зданий почти вдвое. Однако материальный выигрыш от применения ТеФо простирается за пределы прямого снижения энергопотребления - надо помнить, что одновременно снижаются требования ко всем элементам системы отопления здания, т.е. трубопроводы, а стало быть, и арматура, могут быть меньшего диаметра, приборы отопления могут быть меньшего размера, да и сам источник тепла (например, котел или тепловой насос могут быть меньшего типоразмера). Перечисленные элементы, выполненные в меньшем размере, обеспечивают прямое снижение капитальных затрат. Однако помимо материального будет получен еще такой не материальный выигрыш, как подача в помещение воздуха с температурой, близкой к комфортной, что не только благоприятно повлияет на состояние находящихся там людей, но и уменьшит вероятность возникновения простудных заболеваний. Применение ТТАИ в системах отопления и горячего водоснабжения позволит, с учетом ожидающегося дальнейшего роста цен на цветные металлы и высоколегированную нержавеющую сталь, снизить капитальные затраты на ремонт и переоснащение теплопунктов, как по сравнению с традиционными кожухотрубными теплообменниками с латунными трубками, так и по сравнению с современными разборными пластинчатыми аппаратами, а по сравнению с неразборными пластинчатыми аппаратами позволит обеспечить ремонтопригодность и радикально снизить требования к водоподготовке. Кроме того, в связи с ростом благосостояния населения могут оказаться востребованными помещения бывших ЦТП для целей размещения в них (или на их месте) заведений бытового обслуживания и досуга, что может быть выполнено благодаря применению исключительно легких и компактных ТТАИ и обусловленной этим возможности переноса ЦТП в другие, значительно меньшие по размеру и не самостоятельно стоящие здания, или благодаря организации ряда ИТП. Аналогичное решение едва ли будет выполнимо с применением других типов теплообменников. Рекуператоры тепла вентиляционного воздуха ТеФо могут и должны применяться практически во всех без исключения помещениях, где требуется поддержание необходимых микроклиматических параметров - жилые помещения, офисы, косметические салоны, массажные кабинеты, медицинские учреждения, сауны и пр. Аппараты ТТАИ не применяются в массовом порядке как по субъективным, так и по объективным причинам. К субъективным можно отнести то, что, благодаря массированной рекламе импортных пластинчатых теплообменников, некоторые специалисты всерьез считают, что пластинчатые аппараты являются самым эффективным видом оборудования; к этой же группе причин относится и то, что в ряде рекомендательных или 10 даже нормативных документов прямо указывается на целесообразность использования пластинчатых аппаратов. К объективным причинам следует отнести как отсутствие производства на территории России, так и отсутствие разветвленной сети представительств.. Технически обоснованных ограничений на применение ТТАИ не известно. Что касается применения ТеФо, то на данный момент имеются не до конца решенные вопросы по их использованию в высотных домах. Широкое применение ТТАИ способно положительно сказаться на надежности энергоснабжения ввиду доказанной высокой вероятности безотказной работы, а также легкости и низкой трудоемкости обслуживания. Массовое применение ТеФо самым благоприятным образом скажется на здоровье людей, а также позволит снизить требования к мощности теплоснабжения зданий. 6) Одним из направлений использования низкопотенциального сбросного тепла является внедрение тепловых насосов (ТН) . Источником низкопотенциальной теплоты для ТН может служить грунтовая вода , наружный воздух , тепло грунта , низкопотенциальные вторичные энергоресурсы. Использовать ТН можно как для зданий, коттеджей, городов. Практическое использование ТН в России на сегодняшний день не велико, общая тепловая мощность всех теплонасосных установок в России составляет порядка 100 МВт , а их количество не превышает 150 образцов. Источником для работы теплового насоса может служить любая проточная вода с температурой от +5 до +40 °С. Чаще всего в качестве источника используются артезианские скважины, промышленные сбросы, градирные установки, незамерзающие водоемы. Следует подчеркнуть, что TH тратит энергию не на выработку тепла, как электрообогреватель, а только на перемещение фреона по системе. Основная же часть тепла передается потребителю от источника. Этим и объясняется низкая себестоимость тепла от TH. Первое же применение тепловых насосов для отопления показало, что ни одна котельная просто не в состоянии экономически конкурировать с тепловым насосом. В результате теплонасосные установки стали стремительно вытеснять все остальные способы теплоснабжения. К настоящему времени масштабы внедрения тепловых насосов в мире ошеломляют: • В Швеции 50% всего отопления обеспечивают тепловые насосы; • В Германии предусмотрена дотация государства на установку тепловых насосов в размере 400 марок за каждый кВт установленной мощности; • В Японии ежегодно производится около 3 млн тепловых насосов; • В США ежегодно производится около 1 млн тепловых насосов; 11 • В Стокгольме 12% всего отопления города обеспечивается тепловыми насосами общей мощностью 320 МВт, использующими как источник тепла Балтийское море с температурой +8 °С. Каковы же причины такого массового признания тепловых насосов? • Экономичность. Чтобы передать в систему отопления 1 кВт тепловой энергии, тепловому насосу нужно лишь 0,2-0,35 кВт электроэнергии; • Экологическая чистота. Тепловой насос не сжигает топливо и не производит вредных выбросов в атмосферу; • Минимальное обслуживание. Для работы теплонасосной станции мощностью до 10 МВт не требуется более одного оператора в смену; • Легкая адаптация к имеющейся системе отопления. • Короткий срок окупаемости. В связи с низкой себестоимостью произведенного тепла тепловой насос окупается в среднем за 1,5-2 года. Что может позволить тепловой насос? Отказаться от нерационального электрического и, в ряде случаев, централизованного отопления объектов жилищно-коммунального хозяйства, значительно экономить электроэнергию, обеспечить надежное и экономичное теплоснабжения объектов, независить от энергоснабжающей организации, отказаться от теплотрасс большой протяженности и, как следствие, сократить потери и затраты на их обслуживание, снизить издержки на выработку тепла и увеличить надежность теплоснабжения. 7) для перемещения электрической энергии от мест производства до мест потребления не используются другие ресурсы, используется часть самой передаваемой энергии, поэтому ее потери неизбежны, задача состоит в определении их экономически обоснованного уровня. Снижение потерь электроэнергии - одна из задач энергосбережения. 8) Мероприятие предназначено для сокращения расхода проникающего в помещение наружного воздуха и повышения температуры в лоджии или на балконе (за наружной стеной помещения). Через оконные конструкции без остекленных лоджий и балконов благодаря инфильтрации воздуха и теплообменным процессам за счет теплопроводности теряется до 40 % тепла в здании. Одним из способов повышения энергоэффективности здания является остекление лоджий и балконов. Современная строительная индустрия предлагает несколько вариантов остекления: обычное остекление, евроостекление и сочетание евроостекления с разновидностями специального утепления. Остекление лоджий и балконов существенно снижает теплопотери. Снижение теплопотерь через ограждающие конструкции происходит как за счет уменьшения перепада температур, так и коэффициента теплоотдачи (отсутствие ветра). 12 Мероприятие, как правило, выполняется с однослойным остеклением, реже двухслойным в спаренных переплетах. Эффект по утеплению оболочки здания остеклением балконов и лоджий достигается использованием обычного стекла (срок окупаемости до 9 лет); при применении специального стекла срок окупаемости возрастает до 20 лет. Мероприятие позволяет уменьшить теплопотери здания за отопительный период в средней полосе России на 8-10%, а при утеплении "темной" части до 13-15%. Область применения остекления лоджий и балконов достаточно обширна: жилые дома, коттеджи, производственные и административные здания и помещения, больницы, школы и дошкольные учреждения и т. д. Технических ограничений применения остекления лоджий и балконов нет. Мероприятие предназначено для сокращения расхода проникающего в помещение наружного воздуха и повышения температуры в лоджии или на балконе (за наружной стеной помещения). Окна остаются наиболее уязвимым местом в ограждающих конструкциях, несмотря на постоянное совершенствование. В обычных деревянных окнах с двойным остеклением через неплотности ограждающих конструкций в жилую комнату поступает наружный воздух в количестве, при котором за 1 час заменяется половина объема помещения (кратность воздухообмена 0,5). Однако со временем в таких окнах могут образовываться различные щели, в результате чего возникает излишняя инфильтрация. Это приводит к увеличению годовых потерь теплоты с 5,2 ГДж при кратности воздухообмена 0,5 до 20,8 ГДж при двукратном воздухообмене (для двухкомнатной квартиры). В результате через окна из помещений в нашей стране уходит до 40% тепла. Одним из способов повышения энергоэффективности здания является остекление лоджий и балконов. Современная строительная индустрия предлагает несколько вариантов остекления: обычное остекление, евроостекление и сочетание евроостекления с разновидностями специального утепления. В настоящее время современные оконные конструкции с трехслойным остеклением предлагает целый ряд отечественных и зарубежных фирм. Во вновь возводимых в Москве зданиях еще на этапе строительства устанавливаются новые тепло- и шумозащитные окна. Остекление лоджий и балконов существенно снижает теплопотери. Так, при температуре наружного воздуха -30 град. температура воздуха на лоджии составляла -20 град., а внутри помещения +17 град. Снижение теплопотерь через ограждающие конструкции происходит как за счет уменьшения перепада температур, так и коэффициента теплоотдачи (отсутствие ветра). Снижение теплопотерь через остекленные лоджии и балконы и ограждающих конструкций этих же зданий без остекления подтверждается посредством сравнения температур их наружных поверхностей по термоизображениям. Фактически остекление лоджий и 13 балконов приводит иногда даже к большим эффектам, чем тройное остекление оконных проемов. Мероприятие, как правило, выполняется с однослойным остеклением, реже двухслойным в спаренных переплетах. При этом в лоджии формируется собственный тепловой микроклимат за счет трасмиссионных теплопотерь через остекление и закрытую, "темную" часть ограждения лоджии и теплопоступлений через ограждения, отделяющие лоджию от помещения, а также в результате инфильтрации наружного воздуха через неплотности в ограждениях. Вследствие этого желательно герметизировать не только остекленную часть, ограждения, но и "темную". Последнюю можно утеплить слоем досок или каким-либо плитным утеплителем. Следует иметь в виду, что для снижения отрицательного последствия мероприятия - уменьшения естественной освещенности в помещении за лоджией - рамы и импосты остекления должны занимать возможно меньшую площадь, не иметь выступов, чтобы не создавать тени при боковом солнечном освещении. Должна быть обеспечена возможность периодической очистки остекления. Энергосбережение достигается за счет сокращения воздухопроницаемости окон и, как следствие, уменьшения потребности в теплоте на нагревание инфильтрационного воздуха, а также за счет увеличения температуры за наружной стеной и окном помещения, что приводит к снижению трасмиссионных теплопотерь. 9) Энергетическая паспортизация потребителей энергоресурсов является важным инструментом повышения энергоэфффективности, о чем свидетельствует опыт европейских стран. Энергетический паспорт предназначен для подтверждения соответствия фактических показателей энергетической эффективности нормативным. В настоящее время в Российской Федерации на федеральном уровне определены требования к энергетическому паспорту для: промышленных предприятий [ГОСТ Р 51379-99 Энергетический паспорт промышленного потребителя топливно-энергетических ресурсов]; жилых и общественных зданий [СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий]. В ряде субъектов существуют территориальные нормативные документы, регламентирующие требования к энергетическому паспорту. На сегодняшний день многие здания являются источниками обогрева улицы, а не помещений. Каждое здание уникально, поэтому каждый проект по энергоаудиту должен разрабатываться индивидуально. Проект по энергоаудиту состоит из следующих основных этапов: 1. Определение теплотехнических показателей строительных материалов наружных ограждающих конструкций; обследование инженерных систем здания; определение квалификации обслуживающего и эксплуатирующего инженерные системы персонала; определение возможных 14 мероприятий по энергосбережению; важно, чтобы имела место прибыльность при внедрении мероприятий по энергосбережению. 2. Внедрение проекта по энергосбережению с последующим контролем за эксплуатацией энергосберегающего оборудования. 3. Контроль за соответствием планируемых показателей по энергосбережению фактическим в течение длительного времени. На основе полученной информации рассчитываются требуемые капитальные затраты, предполагаемые эксплуатационные расходы, прибыльность мероприятий, окупаемость мероприятий и пр. В результате расчетов должны появиться следующие основные сведения: экономия энергии за год, кВт/(м2год); экономия в рублях за год, руб/год; общая стоимость энергосберегающих мероприятий, руб; в рыночных условиях важно знать срок окупаемости мероприятий по энергосбережению. Если проведение сразу всех мероприятий по сохранению энергии слишком дорого, то необходимо начать работу с самых выгодных с точки зрения прибыльности мероприятий. При энергоэффективной реконструкции здания могут быть следующие варианты. Наружные стены здания изолируются 100 мм изоляцией, при этом снижается коэффициент теплопередачи с 1 Вт/м2 °С до 0,3 Вт/м2 °С. Варианты реконструкции фасадов жилого здания, с площадью наружных стен 1500 м2 следующие. Вариант №1: увеличение толщины тепловой изоляции, но без сложного и детального ремонта фасадов, затраты - 14 у.е./м2 или 21000 у.е. Вариант №2: увеличение тепловой изоляции но без детального ремонта фасадов, затраты - 42 у.е./м2 или 63000 у.е. Вариант №3: установка новых наружных плит, включая тепловую изоляцию, затраты -126 у.е./м2 или 189000 у.е. 10) Двухставочный тариф состоит из двух составляющих, одна из которых отражает постоянные затраты (потребленное количество тепловой энергии на основании данных узлов учета), а вторая - переменные (за единицу тепловой мощности (Гкал/ч)). Наиболее целесообразно использовать данный вид тарифа при расчете с промышленными (крупными) потребителями, у которых завышена тепловая заявленная мощность Применение двухставочного тарифа стимулирует потребителей к экономии тепловой энергии и к снижению заявленной тепловой нагрузки, что высвобождает тепловые мощности, которые целесообразно использовать в районах, где существует проблема нехватки тепловой энергии, а также при подключении новых потребителей. Так же тариф позволяет улучшить финансовое положение теплоснабжающего предприятия за счет обеспечения круглогодичного поступления средств. Под двухставочным тарифом понимается оплата тепловой энергии потребителями постоянных и переменных затрат на производство и транспорт тепловой энергии. Другими словами, потребитель оплачивает 15 реально потребленное количество тепловой энергии на основании данных узлов учета (переменная составляющая), а также за единицу тепловой мощности (Гкал/ч) (постоянная составляющая). Применение двухставочного тарифа является стимулом для потребителей по снижению заявленной тепловой нагрузки, что позволяет теплоснабжающим организациям использовать ее на других объектах. Двухставочный тариф достаточно давно используется в «старых» странах ЕС, например в Дании, Финляндии, а также активно внедряется в «новых» странах-членах ЕС, например, в Чехии. Применение двухставочного тарифа так же позволяет улучшить финансовое положение теплоснабжающего предприятия за счет обеспечения круглогодичного поступления средств, включая межотопительный период (при использовании одноставочного тарифа может происходить, своего рода, «провал» поступления денежных средств в межотопительный период). Практика применения двухставочного тарифа в первую очередь в г. Санкт-Петербурге показала, что наиболее целесообразно его использовать при расчете с промышленными (крупными) потребителями (сюда также входят учреждения культуры, театральные комплексы и т.д. с большой вентиляционной нагрузкой), у которых завышена тепловая мощность. Так, в г. Санкт-Петербурге на объектах ГУП «ТЭК СПб» удалось высвободить при введении двухставочного тарифа около 700 Гкал/ч тепловой мощности на промышленных объектах. В первую очередь целесообразно использовать двухставочный тариф для промышленных потребителей, для сбытовых компаний, другими словами для крупных потребителей (по мнению экспертов, применение двухставочного тарифа для бытовых потребителей не оправдано из-за мелких тепловых нагрузок). 11) Для системы теплоснабжения России характерно максимальное упрощение оборудования тепловых вводов большинства потребителей. Это использование элеваторов на вводе и наличие центральных тепловых пунктов. Последние обслуживают, как правило, большие группы зданий, а порой и целые микрорайоны. Системы такого типа обуславливают значительные потери тепла при подаче отопления и горячей воды потребителю. Главная проблема состоит в том, что в большинстве жилых домов регулировать потребление тепловой энергии на вводе системы отопления попросту нечем. Решением проблемы эффективного регулирования теплоснабжения в домах является устройство индивидуальных тепловых пунктов. Во многих случаях можно будет уйти от схемы теплоснабжения через ЦТП к прямому подключению зданий к тепловым магистралям через ИТП. При этом квартальные тепловые сети будут больше не нужны, что даст дополнительную экономию тепла и денежных затрат. Можно выделить два принципиально различных подхода к изготовлению тепловых пунктов. Первый, наиболее распространенный, метод заключается в сборке теплового 16 пункта из отдельных компонентов на месте установки. Второй способ, получающий все большее распространение, заключается в том, что тепловой пункт полностью изготавливается в заводских условиях и доставляется на место монтажа в собранном виде. Базой ИТП является пластинчатый теплообменник, который может быть либо разборным, либо неразборным (паяным). Коэффициент теплопередачи в пластинчатых теплообменниках в 3-4 раза больше, чем в кожухотрубных, соответственно, площадь теплопередающей поверхности теплообменников в 3-4 раза меньше, чем кожухотрубных. Вследствие этого пластинчатые теплообменники имеют малую металлоемкость, компактны, их можно установить в небольшом помещении, в отличие от кожухотрубных они просты в обслуживании. Конструкция теплообменника выбирается исходя из конкретных условий эксплуатации. Повышение эффективности автоматического регулирования отопления позволит использовать 70% той энергии, которая расходуется сейчас. Организация индивидуальных тепловых пунктов имеет ряд других преимуществ: удобство эксплуатации и обслуживания; отсутствие внутридворовых сетей горячего водоснабжения; сокращение тепловых потерь и утечек воды в системах горячего водоснабжения; появляется возможность мониторинга состояния тепловых сетей, а наличие узлов учета на вводах потребителей позволяет более точно определять фактические тепловые потери и разрабатывать мероприятия по их снижению, также сокращается число плановых и аварийных отключений, и, как следствие, повышается надежность всей энергосистемы. Под ИТП не надо отводить дорогостоящую городскую территорию. Расчеты показывают, что переход на ИТП достаточно эффективен и с экономической точки зрения. Низкие сроки окупаемости позволяют отнести этот способ экономии энергии к малозатратным и быстроокупаемым. На российском рынке имеется достаточно зарубежных и отечественных фирм, готовых предоставить как серийные, так индивидуально спроектированные образцы ИТП, со всеми необходимыми параметрами, приборами автоматизированного управления и контроля. 12) С введением новых нормативных требований к теплозащите наружных ограждающих конструкций здания доля трансмиссионных потерь теплоты в тепловом балансе значительно снизилась и, соответственно, расход теплоты на нагрев наружного воздуха для вентиляции вырос и достигает 50÷60 %. Причиной неблагоприятного воздушно-теплового микроклимата в многоэтажных жилых домах является неудовлетворительно работающая система вентиляции. Переход в массовом жилищном строительстве на современные воздухонепроницаемые строительные материалы и герметичные окна со стеклопакетами привел к некоторому ухудшению воздушного режима помещений с традиционными системами естественной вентиляции. 17 Устройство эффективной регулируемой вентиляции - с естественным притоком через специальные приточные устройства-клапаны и механической вытяжкой или механической приточно-вытяжной, позволяет значительно нормализовать воздушно-тепловой режим квартир. При строительстве или реконструкции многоквартирных жилых домов с естественной вытяжкой и ограниченным бюджетом рекомендуется для притока свежего воздуха использовать приточные клапаны, монтируемые непосредственно в переплеты герметичных окон или внешнюю стену. Большая эффективность по энергосбережению достигается при использовании совместно с приточными клапанами автоматических вытяжных решеток (регулируемых воздушных заслонок). Управляемые автоматически заслонки вытяжных решеток изменяют их проходное сечение, контролируя уход нагретого воздуха из здания и экономя, таким образом, тепло. Снижение расхода тепловой энергии на отопление при использовании такой модернизированной системы вентиляции для каждой квартиры может составить около 20÷25 %, обеспечив удельный расход тепла на отопление здания порядка 75÷80 кВт∙ч/м2. Снижение удельного расхода на отопление может достигать 20 % по сравнению с нормативом. Снижение затрат тепловой энергии при этом будет составлять около 0,018 тыс.руб./(м2∙год) при эксплуатации оборудования в течение 20 лет. 13) В основе системы автоматического учета электроэнергии и расчетов за нее предоплатного типа лежит индивидуальный электросчетчик, способный отпускать электроэнергию только на сумму уже оплаченного кредита. Во всем мире подобные системы широко распространены и составляют основу взаиморасчетов. Неплатежи за электроэнергию в некоторых районах доходят до 30% от объема отпускаемой энергии. Эти расходы ложатся на плечи государства, вынуждая повышать тарифы, что в конечном счете сказывается на добросовестных гражданах. Даже при аккуратной оплате абонентами счетов, разрыв между потреблением электроэнергии и ее оплатой составляет от 1 до 3-х месяцев. При внедрении данной системы эти проблемы автоматически исчезают. Таким образом решается главный вопрос - взаиморасчетов. Энергоснабжающие компании получают живые средства, которые смогут использовать для ремонта и строительства новых, современных объектов энергоснабжения. Граждане получат возможность точно понимать, за что и сколько они платят и планировать свой бюджет. Федеральный закон от 23 ноября 2009 г. № 261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» должен придать достаточный стимул для развития данной системы. Очевидна выгода для всех участников процесса. Необходима большая информированность в секторе ЖКХ, энергосбытовых и электросетевых компаний. 18 Самый крупный проект в России - подмосковный город Королев. С 2006 года установлено более 20 000 счетчиков с предоплатой. 14) На фоне применения в России все более энергоэффективных бытовых приборов и производственных технологий стремительно увеличивается самое неэффективное использование электроэнергии - на обогрев помещений. С началом отопительного сезона существенно возрастают нагрузки на энергосистему. При наступлении морозов негативное влияние электроотопления усиливается. При отсутствии ограничительных мер и продуманной тарифной политики рост потребления электроэнергии на термические цели может оказаться столь стремительным, что даже осуществление масштабных планов энергетического строительства не позволит исправить ситуацию. Причины роста электропотребления на нужды отопления следующие: - фактическое снятие в нормативных документах и правилах всех ограничений на подключение потребителей, использующих электроэнергию для термических целей; - отмена повышенного тарифа на электроэнергию, используемую для нужд отопления; - ослабление контроля со стороны энергоснабжающих организаций за используемой мощностью, в том числе на отопительные цели; - полное исключение из договоров ответственности теплоснабжающих организаций за качество теплообеспечения и, как следствие, компенсация потребителями недостаточного качества отопления с помощью электрообогрева. Удельный вес электроэнергии, используемой на термические цели постоянно растет: в быту все большее распространение получают электроплиты; электрические чайники; посудомоечные и стиральные машины с электроподогревом воды; электрополотенцесушители; электрические системы подогрева полов; кондиционеры с функцией электроподогрева; электроводонагреватели и электрокалориферы. Только из-за «термички» электропотребление в жилом секторе России растет с темпом 1% в год. Суммарное потребление всеми остальными электроприборами постоянно снижается, вследствие улучшения их энергетических характеристик, даже при увеличение их количества; в офисных зданиях, магазинах, объектах бюджетной сферы массово используются электрические тепловые завесы и кондиционеры. Не отстают и промышленные предприятия. Начальный период рынка в России породил огромное количество торговых заведений и объектов сферы услуг, размещенных во временных легковозводимых модулях и палатках. Для благородства их назвали «объектами шаговой доступности», отработав процедуру их размещения по условиям регулярных конкурсов, либо группируя в рынки. Все эти объекты 19 даже близко не соответствуют современным требованиям по теплозащите и отапливаются электроэнергией. Все большее распространение получает использование электроэнергии для отопления дач и даже больших загородных домов. Здесь наиболее велики так называемые «коммерческие потери». В стране увеличиваются объемы и сокращаются сроки нового строительства. При нашем климате круглогодичные бетонные работы возможны только при его электропрогреве. Даже объекты электросетевых компаний (здания РП, РУ) отапливаются сегодня электричеством. В 1992 г. Госэнергонадзором РФ была разработана, утверждена Минтопэнерго РФ и согласована Минюстом РФ инструкция «О порядке согласования применения электрокотлов и других электронагревательных приборов». В пункте 5.1 инструкции был регламентирован порядок использования электроэнергии для отопления и горячего водоснабжения только при условии включения электронагревательных приборов в ночное время, оснащения их аккумуляторами тепла и автоматикой, исключающей работу в дневные часы. Действующая инструкция в настоящее время всеми просто забыта. Европейский опыт применения систем отопления с ночной аккумуляцией тепла позволяет сделать выводы о безусловной перспективности этого метода отопления. При взвешенной тарифной политике широкое использование теплонакопителей выгодно как для потребителей, так и для производителей электроэнергии. Потребление электроэнергии переносится с часов вечерних максимумов на часы ночных провалов, что равномерно загружает энергетическое оборудование и увеличивает срок его службы, уменьшает потери при передаче электроэнергии и сокращает издержки электросетевых компаний. Возврат к требованиям инструкции и запрет на использование электроэнергии для отопления без аккумуляторов тепла - это сегодня наименее затратное и наиболее быстрое решение проблемы пикового энергодефицита, по сравнению со строительством новых электростанций и другими способами аккумуляции энергии (гидроаккумулирующие электростанции, аккумуляторные батареи высокой емкости). Например, перевод половины потребителей Московского региона, суммарно использующих около 3000 МВт электрической мощности для целей отопления, на теплоаккумуляторы позволит в короткое время не только снизить пиковое потребление, но и превратить суточный график загрузки энергосистемы практически в прямую линию и выйти из состояния энергодефицита. Низкие ночные тарифы на электроэнергию делают электроотопление с аккумуляцией тепла привлекательным для потребителя и конкурентоспособным с другими видами индивидуального отопления. Ликвидация мелких индивидуальных котельных с переводом отопления отдельно стоящих объектов (клубы, школы, фермы и т.п.) на 20 теплоаккумуляторы позволит снизить эксплуатационные затраты, а присоединение абонентов с гарантированным электропотреблением только в ночные часы не потребует модернизации существующих электрических сетей. Устройство дистанционного включения-отключения теплоаккумуляторов при достаточно большой суммарной мощности позволит использовать их для управления графиком нагрузки энергосистем. Полезно изучить опыт других стран, давно использующих такие методы. 15) В программе энергосбережения при строительстве и эксплуатации зданий светопрозрачным ограждениям отводится важная роль, поскольку современный уровень их теплозащиты не уступает теплозащите ограждающих (стеновых) конструкций зданий (до 40 % всех потерь здания). Теплопотери через окно происходят по нескольким каналам: потери через оконный блок и переплеты (мостики холода, неплотности), потери за счет теплопроводности воздуха и конвективных потоков между стеклами, а также теплопотери посредством теплового излучения. В настоящее время в России применяются следующие основные способы повышения энергоэффективности светопрозрачных конструкций: - переход от одно- и двухкамерных стеклопакетов к трех- и более камерным; - применение термопленки (теплопоглащающее остекление); - наполнения стеклопакетов инертными газами. В современных светопрозрачных конструкциях теплозащитных окон используются одно- или двухкамерные стеклопакеты, а для выполнения оконных створок и коробок - деревянные, алюминиевые, стеклопластиковые, пластмассовые (ПВХ) профили или их комбинации. При изготовлении стеклопакетов с применением флоат-стекла окна обеспечивают расчетное приведенное сопротивление теплопередаче не более 0,56 м2∙ºС/Вт и более. Другим способом повышения энергоэффективности светопрозрачных конструкций является теплопоглощающее остекление. Теплопропускная способность остекления зависит от угла падения солнечных лучей и толщины стекла. Теплоотражающие стекла покрывают металлическими или полимерными пленками. Коэффициент теплопропускания таких стекол составляет 0,2÷0,6. Еще одним энергоэффективным способом является способ с наполнением стеклопакетов инертными газами. При этом уменьшаются конвекционные токи внутри стеклопакета, что приводит к снижению потерь тепла. В России, несмотря на то, что в соответствии с действующими нормативными документами теплотехнические требования к окнам достаточно высоки, стекла с теплоотражающими покрытиями применяются не так широко. По нашим оценкам их применяют в 5-7% случаев. Несмотря на имеющиеся производственные возможности, до настоящего времени энергоэффективные конструкции стеклопакетов 21 остаются мало востребованными. К сожалению, значительная часть заказчиков изначально нацелена на установку наиболее дешевых оконных конструкций. За последние годы цены на жилье на рынке выросли в 2 раза, а цены на окна, наоборот, снизились в 2 раза. При постоянном увеличении стоимости 1 м2 жилья доля стоимости СПК неуклонно снижается, это происходит, как правило, одновременно с потерей качества. Основными факторами, сдерживающими распространение криптонозаполненных стеклопакетов в России являются: - низкая информированность производителей и потребителей; - отсутствие нормативных документов; - дискредитация самого факта газонаполнения стеклопакетов производителями низкокачественной продукции (несоблюдение технологии, некачественные материалы, несертифицированный газ и т.д.); - заниженные проектные сметы на оконные конструкции; - низкая платежеспособность населения. 16) Основная задача, сформулированная при создании системы нормативных документов по повышению энергетической эффективности зданий, состояла в реализации потенциала энергосбережения в строительном комплексе за счет улучшения энергетической эффективности новых, реконструируемых и эксплуатируемых зданиях и системах их энергообеспечения не менее, чем на 35-45 % к 2000-2003 гг. по сравнению с базовым уровнем 1995 г. С 1 октября 2003 г. введен в действие новый федеральный СНиП 23-0203 "Тепловая защита зданий". Эти нормы предусматривают введение новых показателей энергетической эффективности зданий - удельной потребности в тепловой энергии на отопление, устанавливают классификацию зданий и правила оценки по показателям энергетической эффективности при проектировании, строительстве и эксплуатации зданий. Требования норм преследуют цель проектирования жилых зданий и зданий общественного назначения с эффективным использованием энергии путем выявления суммарного эффекта энергосбережения от использования архитектурных, строительных и инженерных решений, направленных на экономию энергетических ресурсов. В новых нормах впервые установлена взаимосвязь между теплозащитой здания и его системами отопления и теплоснабжения, рассматривая этот комплекс как единую энергетическую систему. Требования по повышению энергетической эффективности зданий, которые являются основным конечным потребителем энергии, становятся одной из важных составляющих законодательства в большинстве стран мира. Основная задача, сформулированная при создании системы нормативных документов, состояла в реализации потенциала энергосбережения в строительном комплексе за счет улучшения энергетической эффективности новых, реконструируемых и эксплуатируемых зданиях и системах их энергообеспечения не менее, чем на 35-45 % к 2000-2003 гг. по сравнению с 22 базовым уровнем 1995 г. Созданная система нормативных документов состоит из нового СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" и СП "Строительная теплотехника. Проектирование зданий и сооружений", ГОСТ "Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях", трех стандартов по контролю энергетических и теплотехнических параметров эксплуатируемых зданий (ГОСТ 31166, ГОСТ 31167 и ГОСТ 31168), 49 территориальных строительных норм "Энергетическая эффективность в жилых и общественных зданиях. Нормативы по теплозащите зданий, и разделов Энергосбережение в СНиП 31-01 и СНиП 31-02. Снижение энергопотребления в строительном секторе - проблема комплексная, и тепловая защита отапливаемых зданий и ее контроль являются важнейшей частью общей проблемы. Новые нормы, связанные с энергосбережением в зданиях, должны быть ориентированы на прогрессивные энергосберегающие технические решения, технологии, строительные материалы и изделия, не должны приводить к существенному росту стоимости строительства, должны сохранять преемственность со старыми нормами и не противоречить комплексу действующих нормативных документов. 17) С появлением современных герметичных окон (стеклопакеты) остро встал вопрос с обеспечением смены воздуха в помещениях, оборудованных такими окнами. Евроокна практически герметично отделяют помещения от улицы, чем исключают привычную вентиляцию за счет инфильтрации. Это не только ведет к нарушению санитарных норм обмена воздуха в помещениях, в результате чего в воздухе снижается содержание кислорода и увеличивается содержание углекислого газа и радона, что отрицательно сказывается на здоровье людей, но и приводит к постоянному превышению относительной влажности в помещениях, что, в свою очередь, вызывает появление плесени и других вредных бактерий и микроорганизмов, среди которых есть смертельно опасные для человека. Для обеспечения поступления свежего воздуха в помещения разработаны и применяются некоторые технические устройства. В частности, на евроокна ставят так называемые «гребенки», которые позволяют фиксировать раму окна в 3-4 промежуточных положениях, а не только в положениях «Закрыто» или «Открыто». В последнее время появились регулируемые по влажности щелевые устройства, которые можно встроить в раму окна или в стену над (под) рамой, производители окон разработали конструкцию рамы, предусматривающую наличие сознательно организованных неплотностей - в раме организованы небольшие каналы, через которые наружный воздух может поступать в помещение. Но эти устройства, лишь частично решая обозначенную задачу, (т.к. далеко не всегда через них осуществляется оптимальный по скорости воздухообмен), одновременно лишают современные окна их основного достоинства, ради которого они создавались - энергосбережения, достигаемого за счет высокой 23 плотности притворов и, кроме того, создают тепловой дискомфорт, т.к. через них в помещение поступает наружный воздух с той температурой, которую он имеет на улице. Децентрализованный рекуператор тепла вентиляционного воздуха. Такие рекуператоры, конструктивно представляя из себя одну из модификаций теплообменников ТТАИ, являются по сути энергосберегающими проветривателями. Они предназначены для воздухообмена в помещениях путем притока свежего и удаления загрязненного воздуха с минимальным влиянием этого процесса на температурный режим в помещении. Рекуператор тепла вентиляционного воздуха выполняет роль форточки, но только форточки энергосберегающей, Теплой Форточки, что и сформировало его обиходное название - ТеФо (в 2006г получено свидетельство на товарный знак "ТеФо"). Степень рекуперации испытанных в климатической камере рекуператоров, т.е. в конечном счете энергосбережение, составляет не менее 71%. Проведенные испытания позволили уточнить математическую модель и на базе этого создать типоразмерный ряд, включающий 4 базовых модели – одна рассчитана на воздухообмен в диапазоне 30-35м3/ч, другая – в диапазоне 33-39м3/ч, третья – в диапазоне 55-90м3/ч и четвертая – в количестве около 130м3/ч (диапазоны значений воздухообмена по типоразмерам обусловлены вариантами комплектации рекуператоров различными типами вентиляторов). Уточненная математическая модель также позволяет, варьируя длиной рекуператора, получать степень рекуперации в любых, наперед заданных пределах и, кроме того, определять величину воздухообмена каждого типоразмера при использовании любого иного вентилятора. Рекуператор снабжен двумя малошумными вентиляторами и конструктивно выполнен в виде параллелепипеда или цилиндра, внутри которого располагается система специальным образом профилированных трубочек. Воздух из помещения прогоняется через рекуператор одним вентилятором, а воздух с улицы – другим. При этом один поток воздуха через стенки трубочек отдает тепло другому (зимой воздух с улицы нагревается, а летом, когда работают кондиционеры, охлаждается). Монтироваться рекуператор может прямо на стене, или в специально предусмотренных нишах в стене (в этом случае есть вариант расположения корпуса рекуператора перпендикулярно плоскости стены), или в виде отдельного элемента интерьера помещения (например, будучи декоративно оформлен в виде полуколонны) и пр. При этом обеспечивается энергосбережение, комфортный тепловой режим и предусмотренные санитарными нормами уровни воздухообмена. 18) Каждое новое или давно эксплуатируемое здание - это потребитель энергоресурсов. Как известно, удельное энергопотребление старых зданий выше, чем у аналогичных современных. Выражается это не только в отсутствии капитального ремонта некоторых зданий, но и в отсутствии 24 возможности выявления мест наиболее больших теплопотерь. Данная ситуация может быть замечена и в новом строительстве, при некачественной или непродуманной системе стыков плит или отсутствии теплоизоляции домов. Большие теплопотери в доме ведут к перерасходу тепловой энергии и "недотопам", заставляя потребителей использовать всевозможные методы отопления с помощью электрической энергии. В районах муниципалитета это неминуемо ведет к росту пиковых нагрузок и дефициту мощностей. В трубопроводной арматуре промышленных или теплоснабжающих предприятий, электрических сетях, установках потребляющих большое количество тепловой или электрической энергии могут присутствовать потери энергии. Для быстрого осмотра и оперативного выявления наиболее слабых мест зданий, сооружений, трубопроводов надземной прокладки, установок и оборудования должен применяться метод тепловизионного контроля с помощью тепловизоров. К сожалению, многие, главным образом панельные здания массовых серий, строились зачастую с отступлениями от строительных норм. Низкое качество строительно-монтажных работ привело к тому, что жилищноэксплуатационные службы из года в год тратили и тратят огромные средства на постоянные ремонтно-восстановительные работы, в основном на ремонт межпанельных стыков. Дождевая вода, попадая внутрь панелей через неплотные стыки, снижает термическое сопротивление стен, что увеличивает тепловые потери. Другим слабым местом является сопряжение окон с наружными стенами. Здесь при косом дожде вода часто попадает в тело панелей, ухудшая их теплозащитные свойства и разрушая строительную конструкцию. Нередко вода в этих местах проникает и в жилые помещения. В результате термическое сопротивление стен в таких зданиях в 4 - 5 раз ниже нормативного. Ухудшение теплозащитных свойств в холодную пору года ведет к образованию на внутренней поверхности конденсата и даже черной плесени, промерзанию панелей. Затраты на отопление таких зданий значительно увеличиваются. Как ни странно, с такими же проблемами, в частности с появлением конденсата на внутренних поверхностях стен в местах стыков панелей, приходится сталкиваться и в зданиях современной постройки. Это говорит о том, что стыковое соединение между панелями не удовлетворяет современным требованиям энергоэффективности ни с конструктивной точки зрения, ни, в первую очередь, с точки зрения качества выполнения работ. Тепловизионный (с использованием инфракрасной съемки) контроль качества строительно-монтажных работ позволит навести порядок на строительных площадках, повысит ответственность строителей за выполнение «скрытых работ», даст информацию разработчикам и производителям строительных конструкций по совершенствованию конструкции самих панелей и стыковых элементов. 25 19). Технология передачи естественного света в помещения - это совокупность высокотехнологичных светотехнических элементов, которые концентрируют дневной свет, подают его на расстояние до 20-ти метров без потерь и полностью рассеивают во внутренних помещениях здания. Данные системы обладают свойствами оптических фильтров, передавая в помещения только видимую составляющую естественного света (без УФ и ИК спектров), уменьшая при этом, передачу/потерю тепловой энергии. При этом исключаются затраты связанные с использованием электрической энергии на освещение и кондиционирование помещений. Информация о технологии широко представлена на многих Интернет - ресурсах. В течение последних 4-х лет формируется обширная дилерская сеть. Информация передана в адрес всех регионов России, начиная от губернаторов субъектов Федерации. Программа включения данной технологии в современное российское строительство, в настоящее время, отсутствует. Внедрение технологии в современное российское строительство носит «точечный» характер и выполняется наиболее профессиональными и дальновидными участниками строительного рынка. Массовое внедрение в практику современного строительства технологии передачи естественного света в помещения по световым каналам приведет к следующим результатам: положительное влияние на здоровье людей непрерывного воздействия видимого спектра естественного освещения; произойдет качественное изменение архитектурных форм зданий; световые проемы в ограждающих конструкциях (окна, световые фонари, атриумы и пр.) перестанут играть доминирующую роль в освещении внутренних пространств зданий; улучшится освещенность помещений естественным светом при наименьших энергозатратах; сократятся энергопотери/энергопритоки зданий; положительное влияние на экологию планеты снижением условных выбросов СО2 в атмосферу. Вышеуказанные последствия применения технологии передачи света по световым каналам дают основание отнести ее к энергосберегающим и экологически чистым технологиям, что является актуальным и востребованным в условиях нарастающих экологического и энергетического кризисов. 20) Одним из способов повышения энергоэффективности зданий с точки зрения снижения потерь тепла является технология утепления и герметизации (уплотнения) окон и входных дверей в подъездах зданий. Теплопотери через входные двери и окна в подъездах могут составлять около 5÷15 % от суммарных тепловых потерь здания. Методами для решения обозначенной проблемы являются: - непосредственное утепление и герметизация установленных ранее окон и входных дверей в подъездах с установкой пружин на дверях; 26 - установка новых металлических одинарных входных дверей с домофонами и «доводчиками», а также окон с применением современных ПВХ-стеклопакетов с двойным остеклением; - установка второй двери, создав тем самым теплоизолирующий тамбур (секционирование входа в здание); - утепление внутренних стен подъезда теплоизоляционными материалами; - создание дополнительных наружных тамбуров с наружным утеплением; - комбинированный (комбинация вышеперечисленных методов). Согласно СНиП, температура внутреннего воздуха в подъездах должна быть не менее +12 оС. Энергоэффективность проведения мероприятий по утеплению и герметизации окон и входных дверей в подъездах могут составлять до 5 % от всей тепловой энергии, поступающей в систему отопления здания. При этом сроки окупаемости данного метода зависят от выбранного варианта реконструкции и могут составлять от 1 до 10 лет. Область применения метода утепления и герметизации окон и входных дверей в подъездах достаточно обширна: жилые дома, коттеджи, производственные и административные здания и помещения, больницы. Современные входные двери в подъезде делаются, как правило, металлическими. При ее выборе и установке надо обращать большое внимание на воздухопроницаемость конструкции - где и какие установлены уплотнения, чем и как "прикрываются" замочные скважины (особенно сквозные) и т. д., так как это имеет прямое отношение к вентиляции - через элементы двери возможно как поступление воздуха в помещения, так и его отток из них. Поэтому к входным дверям квартир новым СНиП "Строительная теплотехника" предъявляется требование высокой герметичности - воздухопроницаемость не более 1,5 кг/(ч•м2). Существующие входные двери должны обеспечивать воздухопроницаемость в установленных пределах, в противном случае необходима их замена. Утепление двери будет максимально эффективно, если дверь в подъезд также плотно закрывается. Этому может помочь установка инерционного устройства (так называемый «доводчик двери» вместе с кодовым замком или домофоном). Для уплотнения примыкания двери к дверным косякам рекомендуется использовать только синтетические трубчатые профили. Из-за частых актов вандализма в подъездах в настоящее время используется, как правило, одинарное остекление. В последнее время в ходе ремонтных работ в подъездах устанавливается двойное остекление, которое способствует лучшему сбережению тепла. В реальных условиях добиться требуемой плотности входной двери в подъезде удается далеко не всегда. Помочь может либо установка дополнительной двери (создание внутреннего теплоизолирующего тамбура), либо обустройство дополнительного наружного тамбура с наружным утеплением его стен. Внутренние входные тамбуры должны утепляться по 27 внутренней поверхности стены оклеечной теплоизоляцией с обязательным армированием двумя слоями стеклосетки. Выбор толщины и вида утеплителя для тамбуров должен определяется отдельным теплотехническим расчетом. 21) Весьма важным при рассмотрении влияния перетоков воздуха в здании на расход энергии является учет проникновения воздуха через трещины и щели в стенах, крышах и окнах. Создание замкнутых воздушных промежутков в стенах зданий и плотная подгонка окон и дверей могут существенно уменьшить влияние инфильтрации воздуха. Потери тепловой энергии в здании, связанные с инфильтрацией воздуха через оконные и дверные проемы, а также стыки панелей могут составлять до 20 %. Сведя к минимуму неконтролируемую инфильтрацию воздуха, особенно на нижних этажах здания, можно сэкономить значительное количество энергии. Теплозащитные свойства оконных и дверных проемов - это не только проблема экономии энергии, но и условие обеспечения комфортных условий внутри помещений. Наиболее эффективным способом уплотнения деревянных оконных переплетов является установка в их притворах по периметру открывающихся форточек, полотен, створок, клапанов, упругих уплотняющих прокладок из полиуретана. Из-за большого перепада давлений по сторонам ограждений инфильтрация через окна нижних этажей здания идет более интенсивно, поэтому при одновременном уплотнении внутренних и наружных оконных притворов воздухопроницаемость окна снижается в среднем на 40%. Таким образом, это достаточно простое мероприятие является очень эффективным. Устройство уплотняющих прокладок позволяет снизить воздухопроницаемость оконных и дверных проемов, уменьшить загрязнение стекол и переплетов в межстекольном пространстве, повысить температуру на внутренней поверхности проемов в среднем на 1÷2°С, исключить возможность запотевания и образования конденсата. В итого уплотнение притворов позволяет повысить теплозащиту окон и дверей в среднем на 15÷20 %. 22) Автоматизированные индивидуальные тепловые пункты На сегодняшний день, из-за отсутствия системы автоматизированного контроля потребления тепла в зданиях существуют следующие проблемы: - значительный перерасход энергии для отопления и горячего водоснабжения жилых и административных зданий при централизованном теплоснабжении - от 19 до 32 % (в среднем по стране прим 25-27%); - значительное сокращение общего срока службы и уменьшение межремонтного периода трубопроводов тепловых сетей и оборудования котельных и ТЭЦ из-за применения технологической схемы «открытого водоразбора» без теплообменников в зданиях - срок службы трубопроводов до 10 - 12 лет вместо 25 - 30 лет; 28 - трудности с организацией учета потребления тепла собственниками зданий и организацией правильной оплаты потребления, трудности с определением потерь тепла при транспортировке; - отсутствие резервов тепла для работы в период наименьших температур и максимального теплопотребления; - возникновение трудностей для стабильного режима работы тепловых сетей в переходные периоды. В то же время существует общепринятая в странах Скандинавии, Прибалтики и других странах Восточной и Центральной Европы практика установки в каждом здании, подключенном к централизованному теплоснабжению, автоматизированного индивидуального теплового пункта с теплообменниками, автоматикой регулирования потребления тепла и теплосчетчиком (далее - АИТП) и, как следствие этого, исключение центральных тепловых пунктов (ЦТП) и четырехтрубной внутриквартальной системы подачи тепла и воды системы ГВС в здания. В нашем случае внедрение АИТП возможно при новом строительстве и при реконструкция узлов подключения зданий к тепловым сетям в построенном жилом и административном фонде. Несмотря на то, что установка АИТП сначала в единичных зданиях с 1989 г. (клиники «Микрохирургия глаза» в 11 городах РФ), а теперь уже применяемая во многих регионах и в новом строительстве существует широкое, но неглубокое знание предмета в теплоснабжающих компаниях РФ. В некоторых регионах (Москва, С-Петербург и др.) существуют местные законодательные акты о 100%-ом внедрении метода в новом строительстве; По существующим отчетным данным о результатах эксплуатации в местах массовой установки АИТП их наличие позволяет снизить кроме общей нагрузки теплоснабжающих предприятий еще и теплопотребление абонентов тепловых сетей на величину прим. 25%, что приводит к необходимости меньшего расхода энергоресурсов для производства тепла и существенно снижает выброс парниковых газов. Уменьшение потребления тепла абонентами позволит в более сжатые сроки перейти на 100% оплату потребления без дотаций. Увеличение нормативного срока службы тепловых сетей и оборудования котельных и ТЭЦ позволит направить большие средства на реконструкцию источников тепла и тепловых сетей, что, в свою очередь, приведет к еще большему сокращению потерь тепла при его выработке и транспортировке. Значительный эффект достигается при установке АИТП повсеместно в жилых зданиях для автоматического потребления тепла с т.н. «погодной компенсацией», т.е. регулированием потребления тепла в зависимости от наружных условий. Еще больший относительный эффект энергосбережения может быть достигнут при установке АИТП в административном фонде, где помимо «погодной компенсации» значительное снижение потребления тепла возможно при небольшом уменьшении внутренней температуры помещений 29 в ночное время и на время выходных дней с восстановлением внутренних параметров к моменту начала рабочего времени. Опыт зарубежных стран, в том числе и с постсоветского пространства свидетельствует об отсутствии ограничений применения данного метода, т.к. все без исключения абоненты подключаются к централизованному теплоснабжению через АИТП. Внедрении АИТП : - позволит уменьшить расход топливных ресурсов для теплоснабжения, что в свою очередь уменьшит выброс парниковых газов и других веществ в атмосферу, т.е. приведет к улучшению экологической обстановки. - позволит создать в зданиях комфортные условия для пребывания в них людей - оптимизация режимов работы тепловых сетей повысит надежность их функционирования. - переход от четырехтрубных к двухтрубным внутриквартальным системам доставки тепла приведет к дополнительному сокращению его потерь. - эффективный отбор тепла в АИТП абонентов позволит ТЭЦ произвести больше электроэнергии при тех же затратах; - внедрение АИТП с теплообменниками для ГВС позволит резко уменьшить объемы водоподготовки в котельных и на ТЭЦ с сокращением расхода химреагентов, а также энергии на деаэрацию воды. Существующие производственные мощности нескольких десятков компаний в России, а также нескольких сотен компаний в сопредельных регионах, позволяют устанавливать ежегодно от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч АИТП различной мощности. Опыт внедрения данных технологий в России свидетельствует о том, что устанавливаемые АИТП не являются изделиями повышенной сложности по сравнению с другими устройствами городской инфраструктуры (водоснабжение, противопожарные системы, системы вентиляции) или бытовой техники, а значит требуют при внедрении лишь краткосрочных курсов подготовки персонала с предоставлением необходимого объема технической документации при поставках АИТП с заводов-изготовителей. 23) Учет тепловой энергии один из наиболее эффективных способов повысить уровень энергоресурсопотребления отдельной квартиры, дома, района, города, области и соответственно страны в целом. Установка прибора учета это не технология и не метод энергосбережения, это стимул к экономии энергии. При установке приборов учета, потребители тепловой энергии постоянно могут наблюдать за потреблением ресурса, тем самым узнавать: сколько они потребили и на сколько могут сократить потребление тепловой энергии, что бы платить меньше. 30 Коммерческий учет теплоносителей подразумевает внедрение в отношения по производству, транспортировке, потреблению тепловой энергии организационной и нормативно-правовой базы, которая будет способствовать повышению экономических стимулов к энергоресурсосбережению у всех участников процесса теплоснабжения. При установке счетчика стоит учитывать стоимость и марку заводаизготовителя. Как правило, более дешевые счетчики быстрей окупаются, но более дорогие имеют возможность работать дольше без поломок и потерей в метрологической точности. В большинстве современных систем теплоснабжения приборный учет тепловой энергии внедряется активно. Для потребителей он интересен возможностью экономии денежных средств, для поставщика возможностью отслеживать потребление, поиску мест утечек и т.д. Стоит принимать во внимание, что в большинстве многоквартирных домов возможен учет только горячей воды и не возможность учета тепловой энергии в отопительных приборах. Это связано с вертикальной разводкой стояков отопления и учет технологически не осуществим. В современных домах с горизонтальной разводкой отопления учет тепловой энергии возможен. В зависимости от типа счетчиков и измеряемых параметров теплосчетчики имеют свои плюсы и минусы, отличия установки, величины погрешности, надежности работы и т.д. Можно выделить следующие виды теплосчетчиков основанные на различных методах измерения: электромагнитные вихревые ультразвуковые тахометрические переменного перепада давления комбинированные. Тахометрические теплосчетчики Тахометрические теплосчетчики (крыльчатые, турбинные, винтовые) наиболее простые приборы. Принцип действия механических теплосчетчиков основан на преобразовании поступательного движения потока жидкости во вращательное движение измерительной части. Теплосчетчик переменного перепада давления Метод измерения на основе переменного перепада давления основан на перепаде давлений в сужающих устройствах. В настоящее время сильно морально устарел. Электромагнитные теплосчетчики Принцип действия электромагнитных расходомеров основан на способности измеряемой жидкости возбуждать электрический ток при ее движении в магнитном поле (используется явление электромагнитной индукции). Ультразвуковые теплосчетчики 31 Принцип работы: на трубе друг напротив друга устанавливаются излучатель и приемник ультразвукового сигнала. Излучатель посылает сигнал сквозь поток жидкости, а приемник через некоторое время получает его. Время задержки сигнала между моментами его излучения и приема прямо пропорционально скорости потока жидкости в трубе. Вихревые теплосчетчики Вихревые теплосчетчики работают на принципе широко известного природного явления - образование вихрей за препятствием, стоящим на пути потока. Частота образования вихрей при этом прямо пропорциональна скорости потока. Комбинированный теплосчетчик Комбинированный теплосчетчик состоит из блоков, каждый из которых является сертифицированным средством измерения со своей методикой поверки. Теплосчетчики состоят из трех блоков, соединенных между собой линиями связи: преобразователи температуры (термометры сопротивления), преобразователи расхода, информационно-вычислительный блок (тепловычислитель). Вопросы учета тепловой энергии регулируются Федеральным законом «Об энергосбережении», а также при взаимоотношениях юридических лиц друг с другом «Правилами учета тепловой энергии и теплоносителя» и Гражданским кодексом РФ, при взаимоотношениях жителей с юридическими лицами или управляющими компаниями постановлением правительства № 307 «О порядке предоставления коммунальных услуг гражданам» и Жилищным Кодексом РФ. Исходя из Федерального законодательства, право на установку прибора учета имеет любой человек, проживающий в многоквартирном или собственном доме, организация, потребляющая тепловую энергию, а также организация производящая тепловую энергию. 24) В настоящее время в России всё более возникает необходимость выявления наиболее перспективных малозатратных направлений повышения тепловой эффективности для современного строительства и, в первую очередь, при реконструкции существующих зданий. На современном этапе развития строительной индустриии при строительстве и реконструкции зданий достаточно актуальным направлением является снижение затрат энергии на климатизацию помещений за счет совершенствования систем отопления, например, регулирование расхода тепловой энергии на отдельном отопительном приборе. Важное место среди устройств систем отопления занимают терморегуляторы или радиаторные термостаты. Термостат устанавливается в системе отопления здания перед отопительным прибором любого типа на трубе, подающей в него горячую воду. Радиаторный терморегулятор представляет собой автоматический пропорциональный регулятор с относительно небольшим диапазоном 32 регулирования. После установки радиаторных терморегуляторов отпадает необходимость открывать окна для регулирования температуры в помещениях. Терморегуляторы будут постоянно поддерживать температуру в диапазоне от 6°С до 26°С на желаемом уровне с точностью 1°C. Термостаты легко устанавливаются как в новых, так и в существующих системах отопления. Они долговечны и не требуют профилактического обслуживания. Оснащение отопительных приборов индивидуальными автоматическими термостатами позволяет, уменьшить расход тепловой энергии на отопление на 10÷20 % за счет снижения непроизводительных затрат теплоты («перетоп»), за счет учета теплопоступлений с солнечной радиацией, с внутренними тепловыделениями и за счет снижения воздухообмена в отапливаемых помещениях. Перспективным представляется применение на отопительных приборах регуляторов с электрическим управлением. Данные регуляторы могут осуществлять простейшую функцию поддержания заданной температуры воздуха в помещении. В России распределители тепла появились около 7 лет назад. Однако, несмотря на усилия фирм-производителей по продвижению системы, массового применения она до последнего времени не нашла. С ростом платежей и ликвидацией дотаций приходит осознание того, что от индивидуального учета и регулирования уже не уйти. Эффективность инвестиций в энергосберегающие мероприятия находится в прямой зависимости от стоимости энергии. Применение регулируемой системы отопления с терморегулятором прямого действия на каждом отопительном приборе выглядит достаточно привлекательным для инвестора: срок окупаемости этого варианта с учетом дисконтирования составляет не более 10 лет при сроке службы терморегулятора 30 лет. Область применения радиаторных термостатов достаточно обширна: жилые дома, коттеджи, производственные и административные здания и помещения, больницы, школы и дошкольные учреждения и т. д. Технических ограничений применения радиаторных термостатов нет (для однотрубной системы отопления обязательно наличие байпасной перемычки около каждого из радиаторов). Энергосбережение в Дании на деле стало важнейшим и самым дешевым энергетическим ресурсом. Около 40% энергоресурсов в этой стране в начале 70-х годов тратилось на производство тепла для обогрева и горячего водоснабжения зданий. В ходе решительных мер, направленных на повышение энергоэффективности, в Дании были созданы уникальные и исключительно эффективные системы централизованного и децентрализованного теплоснабжения. Среди новых технических средств, повышающих эффективность использования тепловой энергии, в Дании повсеместно используются индивидуальные регуляторы тепла. Наиболее распространенным способом регулирования подачи тепла у потребителей является использование радиаторных термостатов датской фирмы "Данфосс". 33 В среднем установка такого термостата обеспечивает годовую экономию тепла на 15%. В России распределители тепла появились около 7 лет назад. Однако, несмотря на усилия фирм-производителей по продвижению системы, массового применения она до последнего времени не нашла. Это вполне естественно, потому что стоимость тепла для населения до 2000-2001 года была очень низкой (в 4-6 раз ниже мировой цены), и от этой стоимости жильцы платили менее 50%. Поэтому сумма возможной экономии была невелика и не могла быть стимулом для жильцов. Не было мотивации и для городских властей - дотации вроде бы снижаются, но они почти никогда не выплачивались «живыми» деньгами. За последние два года ситуация постепенно меняется. С ростом платежей и ликвидацией дотаций приходит осознание того, что от индивидуального учета и регулирования уже не уйти. Несмотря на трудности предыдущих лет, в нескольких регионах по инициативе местного руководства все же были осуществлены проекты по индивидуальному регулированию и учету. Жилые дома, оборудованные термостатическими регуляторами и распределителями тепла, стоят в Дубне, Владимире, Ханты-Мансийске, Белорецке, Улан-Удэ, Курчатове. Часть проектов осуществлялась за счет кредитов международных организаций. Во всех домах в первый же год зарегистрированное общее потребление тепла ниже нормативного в среднем на 25-30%. Сравнение с аналогичным домом, оборудованным счетчиками, но без индивидуального регулирования в г. Дубне показало снижение потребления тепла в первый год на 10%. Снижение по отношению к нормативному потреблению составляло при этом 36%. Во Владимире по проекту МБРР было оборудовано распределителями тепла 7 жилых домов, но термостаты были установлены только в части квартир. Потребление в квартирах с термостатами оказалось в среднем по разным домам на 10-15% ниже, чем в квартирах без термостатов. 25) Мероприятие предназначено для сокращения бесполезных потерь тепла отопительными приборами, установленными у наружных ограждений. При отсутствии теплоотражающего экрана возможный перерасход тепловой энергии может составлять порядка 5÷7 % от всей теплоотдачи прибора. Теплоотражающий экран за радиатором отопления полностью изолирует стены от нагрева, тем самым, понижая потери тепла. Установив теплоотражающий экран за радиатор отопления, можно повысить температуру внутри помещения, как минимум, на 1÷2 °С. В подавляющем большинстве случаев отопительные приборы устанавливаются у наружных стен. Для снижения теплопотерь необходимо теплоизолировать заприборные участки наружной стены материалами с низким (около 0,05 Вт/м·°С) коэффициентом теплопроводности (например, алюминиевой фольгой). Теплоизоляцию желательно располагать ближе к наружной поверхности стены. Энергосбережение достигается за счет сокращения потребности в теплоте для отопления помещений и оценивается при установке чугунных 34 секционных радиаторов и конвекторов с кожухом в 2%, конвекторов без кожуха в 3%, стальных панельных радиаторов - в 4% от теплоотдачи прибора. Рекомендуется также красить радиаторы в темный цвет - гладкая, темная поверхность отдает на 5-10 % тепла больше. Установка теплоотражающих экранов за радиаторами отопления и правильный выбор окраски отопительных приборов В 2005 г. силами сотрудников и волонтеров Гринпис были проведены работы по утеплению окон в нескольких образовательных учреждениях в различных регионах России: школа в деревне Потапово (Рязанская область); школа в поселке Хужир (Иркутская область, остров Ольхон); детский дом №1 (г. Омск); школа № 1620 (Москва); эколого-просветительский центр «Заповедники» (Москва), а также в квартирах ветеранов войны и труда (г. Омск). Помимо утепления окон, производилась установка теплоотражающих экранов за радиаторами отопления. Удельная стоимость расходных материалов для утепления 1 м2 окна и установки отражающего экрана составила 250 руб. Общие затраты на расходные материалы и инструменты при утеплении школы в деревне Потапово составили около 30000 руб., а общие трудозатраты - 180 человеко-часов. Даже в самые сильные холода зимы 2005/2006 г. (при температуре воздуха -30-35°С) в классах не использовались электрообогреватели. Средства, затраченные на покупку расходных материалов и инструментов, окупились в течение 2 лет только за счет экономии угля. Если к этому еще добавить экономию электроэнергии от отказа использования электрообогревателей и стоимость самих электрообогревателей, то срок окупаемости таким образом снизился до 1 года. 26) Одним из источников уменьшения экономических затрат и установки оптимальных режимов работы системы водоснабжения в многоэтажных домах для управляющих компаний в ЖКХ является внедрение автоматизированных систем подкачки воды с использованием частотных преобразователей. Практика использования частотных преобразователей показывает, что срок окупаемости их внедрения составляет менее одного года. Реализация данного проекта позволяет достичь двух основных целей: снизить расход электроэнергии, воды и тепла и значительно снизить вероятность аварий в системах холодной и горячей воды у потребителей, а также на сетях. Наибольший эффект от внедрения данного мероприятия прослеживается при установке ЧРП на насосы горячего и холодного водоснабжения ТП, поскольку их режимы работы отличаются наибольшей нерегулярностью. В качестве причин, согласно которым предлагаемое мероприятие до сих пор не реализуется на объектах ЖКХ России в массовом масштабе во всех регионах, можно назвать следующие: 35 - сокращение и низкий уровень заработной платы работников ЖКХ привело к тому, что эксплуатация систем теплоснабжения свелась только к поддержанию их жизнедеятельности. - повсеместно наблюдается отсутствие средств для оптимизации режимов теплоснабжения; все имеющиеся средства, как правило, направляются на оплату долгов, топлива и электроэнергии, а остаток на крайне необходимые ремонтные работы. На сегодняшний день единственной эффективной мерой для развития данного мероприятия и других энергосберегающих мероприятий в масштабах страны остается распространение информации рекламного характера. Источниками являются, как правило, энергоаудиторские фирмы и производители ЧРП. Так как установка ЧРП является мероприятием с малым сроком окупаемости, внедрение данного мероприятия не требует во многих случаях бюджетного финансирования со стороны администраций городов. 27) Замена электромагнитных пускорегулирующих аппаратов (балластов) (э/м ПРА) на более надежные и экономичные электронные (ЭПРА). Пускорегулирующий аппарат (ПРА) - устройство, с помощью которого осуществляется питание лампы от электросети, обеспечивающее необходимые режимы зажигания, разгорания и работы разрядной лампы. Без ПРА принципиально невозможно обеспечить работу ни одной из разрядных ламп. Электронный балласт позволяет: продлить срок эксплуатации люминесцентных ламп за счет защиты от перенапряжения; помогает добиться мгновенного включения лампы (так назваемый «горячий старт»); избежать мерцания люминесцентных ламп при включении; в отличие от стандартного электромагнитного ПРА не издает шума в процессе работы; экономить электроэнергию за счет меньшего энергопотребления (до 20%). обеспечить длительный срок службы (в среднем до 50 тыс. ч., согласно техническим данным); обеспечить стабильный световой поток в случае перепадов напряжения в сети, улучшить светопередачу; осуществить возможность определения неисправности в лампе или ее отсутствие и отменить включение системы. Наименование рассматриваемого метода (энергосберегающей технологии): Замена электромагнитных пускорегулирующих аппаратов (балластов) (э/м ПРА) на более надежные и экономичные электронные (ЭПРА). Краткое описание предлагаемого метода (технологии) повышения энергоэффективности, его новизна и информированность о нём. 36 Трубчатые люминесцентные лампы, благодаря повышенной энергоэффективности и своему свойству создавать рассеянный свет, являются идеальными для освещения больших открытых помещений. Они нашли массовое использование для внутреннего освещения в промышленных, общественных и коммерческих зданиях. Однако качество освещения и продолжительность срока службы люминесцентной лампы зависят от устройства, обеспечивающего её зажигание и поддержание рабочего режима. Традиционно электропитание ламп производится током сетевой частоты 50 Гц от электромагнитных пускорегулирующих аппаратов (ПРА), в которых высокое напряжение для зажигания получают от реактора после размыкания биметаллического ключа, обеспечивающего протекание через себя тока накала электродов при замкнутом состоянии контактов. 28) Экономия электроэнергии в осветительных установках имеет важное значение, т.к. в РФ на нужды освещения расходуется около 13% всей вырабатываемой электроэнергии. Но доля освещения в составе зимнего вечернего пика существенно выше. Особое внимание необходимо обратить на наружное освещение и световую рекламу, т.к. в этот период их использование максимально. Обычно включено почти 100% осветительных приборов, в отличие от ламп освещения внутри помещений, коэффициент использования которых существенно ниже. Учитывая эти обстоятельства, желательно использование для наружного освещения художественной подсветки и световой рекламы источников света с минимальным энергопотреблением. Такие возможности дают сегодня светодиодные технологии. Удешевление светодиодных технологий позволяет заявить о масштабных переменах на светотехническом рынке изделий и технологий. В чем заключаются преимущества светодиодных источников света над традиционными: неоновыми, галогеновыми и люминесцентными? Срок службы - до 70 тысяч часов, что эквивалентно 25 годам работы в режиме реального городского освещения. Это обусловлено отсутствием нити накала, благодаря нетепловой природе излучения света. Например, галогеновую лампу за этот срок придется заменить примерно 100 раз, а металлогалогеновую - 30. Высокая экономичность энергопотребления. Контрастность света светодиодов в 400 раз превышает контрастность газоразрядных ламп, тем самым обеспечивает значительно лучшую четкость освещаемых объектов и цветопередачу (индекс цветопередачи 80-85) при, казалось бы, меньшей видимой яркости. Показатель использования светового потока равен 100%, тогда как у стандартных уличных светильников - 60-75%. Мощные светодиоды представляют собой точечные источники света с встроенной корректирующей оптикой, что обеспечивает идеальное формирование заданных диаграмм направленности светового потока (задача практически невыполнимая для других источников). 37 Отсутствие вредного эффекта низкочастотных пульсаций (стробоскопического эффекта), свойственного люминесцентным и газоразрядным источникам света. Световой поток светодиодов постоянен, как и естественный свет солнца, что обеспечивает психологический комфорт. Потребляемый ток светодиодного светильника равен 0,6÷1,0А, тогда как у светильника с газоразрядной лампой потребляемый ток 2,1А, а пусковой 4,5А. Светодиодные светильники (в отличие от светильников с газоразрядной лампой) обладают возможностью регулировки яркости за счет снижения питающего напряжения. СНиП 23-05-95 для экономии электроэнергии допускает в ночное время снижение уровня освещенности на 30-50%. 29) В России, где общая площадь эксплуатируемых зданий составляет около 5 млрд. м2, на отопление ежегодно расходуется около 400 млн. т условного топлива, т.е. примерно четверть энергоресурсов страны. Расположение в северных широтах предполагает холодные продолжительные зимы и большое количество осадков. Поэтому на единицу жилой площади у нас расходуется в 2-3 раза больше тепловой энергии, чем в странах Европы. Широкое жилищное строительство, проводившееся в России в предшествующие годы в условиях дешевизны энергоносителей, привело к тому, что теплозащитные характеристики ограждающих конструкций зданий оказались много ниже, чем в странах, близких России по климатическим условиям. Это привело к значительным затратам на отопление зданий и подогрев воды. Одним из наиболее эффективных путей экономии энергии в строительном секторе признано сокращение потерь тепла через ограждающие конструкции (наружные стены) зданий и сооружений. Наружная дополнительная теплоизоляция ограждающих конструкций обеспечивает снижение затрат на отопление здания до 40÷50 %. В соответствии с современными строительными нормами требуемое сопротивление теплопередаче увеличилось в 3-3,5 раза по сравнению со старыми нормами. Рост цен на тепловую энергию и коммунальные услуги также выдвигает на передний план жизненно важную потребность в повышении теплозащиты зданий для снижения затрат на отопление в процессе эксплуатации. Одним из путей повышения энергоэффективности ограждающих конструкций жилых, общественных и производственных зданий, является применение эффективных утеплителей в конструкциях наружных стен, покрытиях, перекрытиях и перегородках. Существующие варианты утепления зданий отличаются как конструктивными решениями, так и используемыми в конструкциях материалами. Рациональным и эффективным способом повышения теплозащиты эксплуатируемых зданий является дополнительное наружное утепление 38 ограждающих конструкций. При проектировании новых и реконструкции существующих зданий предусматривают теплоизоляцию из эффективных материалов, размещая ее с наружной стороны ограждающей конструкции. В отечественной практике для утепления ограждающих строительных конструкций наибольшее применение нашли: - теплоизоляционные плиты из минеральной ваты; - конструкции ограждений с экструдированным пенополиэтиленом в качестве утеплителя; - теплоизоляционные плиты, изготовленные из базальтовых горных пород; - плиты (блоки) из пеностекла и т. п. С 1 января 2000 г. для Москвы минимальное требуемое значение приведенного сопротивления теплопередаче стен жилых зданий составляет R=3,2 м2∙С/Вт. Это значит, что толщина наружных стен из железобетона должна быть не менее 6 м, из полнотелого глиняного кирпича - не менее 2,4 м, из ячеистого бетона - не менее 1 м. Приведенные цифры свидетельствуют о том, что ни один из традиционных строительных материалов (железобетон, кирпич, ячеистый бетон) не способен в однослойной ограждающей конструкции обеспечить требуемое значение приведенного сопротивления теплопередаче при разумной толщине ограждающей конструкции. Требуемое значение R может быть достигнуто например в двухтрехслойной ограждающей конструкции, в которой внутренняя несущая часть выполняется из конструкционного материала, а наружные слои из эффективного утеплителя. Кроме того, такая схема позволяет перейти к максимально облегченным ограждающим конструкциям, в которых толщина несущей части определяется только прочностными характеристиками конструкционного материала. Проблему утепления стен существующих зданий, как части программы санации, технически можно решать путем их утепления либо с наружной, либо с внутренней стороны. На основе накопленного в этой области опыта можно сказать, что устройство дополнительной теплоизоляции снаружи здания (которое наиболее эффективно) выполняет следующие функции: - защищает стену от переменного замерзания и оттаивания и других атмосферных воздействий; - выравнивает температурные колебания основного массива стены, благодаря чему исключается появление в нем трещин вследствие неравномерных температурных деформаций, что особенно актуально для наружных стен из крупных панелей; - благоприятствует увеличению долговечности несущей части наружной стены; - сдвигает точку росы во внешний теплоизоляционный слой, благодаря чему исключается появление сырости на внутренней части стены; - создает благоприятный режим работы стены по условиям ее паропроницаемости; - формирует более благоприятный микроклимат помещения; 39 - позволяет в ряде случаев улучшить оформление фасадов реконструируемых или ремонтируемых зданий; - не уменьшает площадь помещений; - обеспечивает возможность утепления зданий без создания дискомфортных условий проживания или выселения жильцов. Тепловая модернизация старых зданий требует единовременных капиталовложений, которые составляют в среднем 5-10% от стоимости дома, а экономический эффект - экономия на отоплении - 50%. Подсчитано, что затраты на проведение тепловой модернизации этой категории задний окупаются за 5-10 лет. Утепление наружных стен, покрытий и перекрытий до Уровня требований СНиП П-3-79 (1998), этап II, дает меньший эффект и является рентабельным для нового строительства, а также при реконструкции крупнопанельных домов, где учитывается дополнительный эффект, связанный с эксплуатационными расходами на ремонт фасадов, стыков и т.п. Для остальных зданий срок окупаемости превышает 10 лет, а для старой застройки достигает 20 лет. В настоящее время растет число реализованных проектов реконструкции зданий в частности панельных пятиэтажек в Москве и СанктПетербурге, в которых удалось добиться двукратного снижения затрат на обогрев. В случае массового внедрения этого успешного опыта, даже по самым приблизительным подсчетам, можно будет сократить тепловые потери всего жилищного фонда на 30%. В соответствии с Национальным проектом, в 2010 году более 50 % от общего объема строительства будет составлять малоэтажное строительство, где наиболее целесообразным является использование легких утеплителей из стекловолокна и минеральной ваты. 30) Руководитель любого предприятия знает, как стремительно растет доля расходов на тепловую энергию в себестоимости выпускаемой продукции. Известны случаи, когда эта продукция попросту становилась неконкурентоспособной. Как быть? Выход видится в переходе на новые системы децентрализованного теплоснабжения на основе прямого использования природного газа. За счет резкого снижения затрат на теплоснабжение можно довольно быстро окупить затраченные средства. Российские предприятия уже имеют достаточный опыт по внедрению децентрализованных систем теплоснабжения, в том числе и систем газового лучистого (инфракрасного) отопления. Большое количество инвестиционных проектов, реализованных в этой области, показывает, что вопрос перехода производственных предприятий на децентрализованные системы теплоснабжения выходит далеко за рамки чисто технического вопроса. Представляется необходимым перенос его в область большой экономики. Делая выводы из выше сказанного, предприятия имеют два варианта выхода из создавшейся ситуации: 40 Первый вариант модернизация и замена устарелого, малоэффективного оборудования, котельных и тепловых сетей (работа новой котельной на полуразрушенную тепловую сеть эффекта не принесет никакого). Причем, затраты на теплоснабжение сохраняются на том же уровне, но решается вопрос о бесконечных ремонтах. Второй вариант - начиная с цехов, с конца тепловых сетей, поэтапно уйти на новые системы децентрализованного теплоснабжения с прямым использованием природного газа, а за счет резкого снижения затрат на теплоснабжение этих цехов окупить вложенные средства. Вариант первый требует существенных единовременных капитальных вложений, т.к. требуется комплексная реконструкция всей системы теплоснабжения (котельная, тепловые сети, системы отопления и вентиляции). Значительного улучшения положения он принести не может, т.к. затраченные средства лягут на себестоимость продукции дополнительным бременем, увеличив на нее и без того высокие цены. Вариант второй сопровождается значительно меньшими денежными затратами, т.к. только сами системы отопления и вентиляции подвергаются реконструкции. Дальнейшие затраты на реконструкцию тепловых сетей и котельную или исключается полностью, или сокращаются до минимума, достаточного для теплоснабжения административных помещений предприятия и технологии. При чем, благодаря сокращению затрат на теплоснабжение предприятия, идет быстрая окупаемость расходов на реконструкцию. Более того, после завершения срока окупаемости вложенных денег, экономия затрат на теплоснабжение переходит в значительную дополнительную прибыль предприятия. Системы воздушного отопления, газовые воздухонагреватели Как повысить КПД отопительной системы? Самый простой способ сделать систему отопления энергосберегающей - энергоагрегат, производящий тепло, приблизить к потребителю этого тепла. Еще этот принцип называют принципом децентрализации. Ответ лежит в применении установки, которая вырабатывает и передает тепло с наиболее высоким коэффициентом полезного действия. Распространенный пример - газовая система воздушного отопления, реализованная на базе воздухонагревателей. В отличие от традиционных воздухонагревателей с водяными калориферами в системе не используется в качестве теплоносителя вода. Поэтому отсутствует опасность забивания трубок калориферов продуктами коррозии и солями жесткости, а также не происходит замерзание воды, что особенно важно при эксплуатации в зимних условиях. Такие установки имеют температурные регуляторы. По нужной температуре работает теплогенератор, который установлен прямо по месту потребления тепла. Легкость регулирования по заданной температуре в определенной зоне и децентрализация- это те характеристики, благодаря которым, называют эту систему - энергосберегающей. Газовые воздухонагреватели работают и для прямого отопления со свободной циркуляцией воздуха в помещении, и для работы в воздушных каналах, 41 имеющих высокие аэродинамические сопротивления. Такой системе отопления разморозка не грозит, из-за отсутствия воды, как промежуточного теплоносителя. По понятным причинам потребление газа меньше на 20-25%. В конце, хотелось бы отметить то, что единовременные капиталовложения в энергосбережение окупаются впервые же годы эксплуатации оборудования. Массовое внедрение этих энергосберегающих решений в отоплении, без сомнения, позволит реально снизить потребление энергетических ресурсов. Приложения: 1. «Опросный лист для предоставления сведений по организации ФМБА России в компанию, проводящую энергоаудит» Приложение№1 ОПРОСНЫЙ ЛИСТ ДЛЯ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ СВЕДЕНИЙ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ФМБА РОССИИ В КОМПАНИЮ, ПРОВОДЯЩУЮ ЭНЕРГОАУДИТ 1 . 1 . 1 Общие сведения об организации Полное наименование Полный юридический адрес 1 . 2 1 . 3 2 . 2 . 1 Общая численность работающих Количество зданий с тепловой нагрузкой до: 0,2 Гкал/ч (0,24 МВт) 0,4 Гкал/ч (0,24 МВт) 0,6 Гкал/ч (0,24 МВт) 1 Гкал/ч (0,24 МВт) 2 Гкал/ч (0,24 МВт) Энергетическая характеристика организации Наличие приборов учета и контроля Электрических вводов Количество ТП Установленная мощность ТП Количество тепловых вводов Количество газовых - - В т.ч. оснащенных приборами учета В т.ч. оснащенных приборами учета В т.ч. оснащенных 42 вводов Количество вводов воды 2 . 2 приборами учета В т.ч. оснащенных приборами учета Система электроснабжения Типы трансформаторных подстанций - Годовое потребление электроэнергии Система теплоснабжения 2 . 3 Газовое потребление тепла Количество котлов и их типы Среднегодовая выработка тепла Паровыми котлами Водогрейными котлами Процент возврата конденсата В т.ч. на технологию В т.ч. на технологию Система отопления 2 . 4 Количество приточных систем Количество вытяжных систем Количество тепловых завес Теплоноситель Система холодоснабжения 2 . 5 Среднегодовое производство холода Тип компрессорного оборудования Вид хладагента Система водоснабжения 2 . 6 Годовое потребление городской воды Годовое потребление 43 артезианской воды Система воздухоснабжения 2 . 7 2 . 8 Тип, количество и производительность компрессоров централизованной системы Система охлаждения Тип, количество и производительность компрессоров децентрализованной системы Система охлаждения Сплит система Энергетическое технологическое оборудование Газовые печи Электропечи Другое оборудование В т. ч. индукционные Главный инженер (Гл. энергетик) Исполнитель 44
