Кондиционирование Вентиляция Сантехника Отопление
Кондиционирование Вентиляция Сантехника Отопление
СОК СОК
Главное меню
Главная
Новости
СОК онлайн
Рубрики
О журнале
Медиаплан
Реклама
Реклама на сайте
Выставки
Семинары
Контакты
Поиск
Форум
Библиотека
Фотогалерея
Рубрики
Сантехника
Отопление
Кондиционирование
Вентиляция
Энергосбережение
Нормативная База
Объекты
Рекомендуем
Кондиционеры, вентиляция, тепловые насосы.
Кондиционеры Daikin
Системы воздушного отопления
Тепловые насосы, Телпый пол и Воздушные фильтры
Top100+ :: Teplo.com
Aqua-Term 2013
c-o-k.ru

Экономия тепловой энергии на теплоснабжение зданий Версия для печати Отправить на e-mail
17.07.2012

Важным вопросам экономии тепловой энергии, снижению расхода котельно-печного топлива, создания энергоэффективных зданий всегда уделялось большое внимание. В качестве примеров можно привести работы профессора Л.Д. Богуславского [1], к.т.н. В.Н. Лившица [2] и статьи [3,4, 5, 6].

Необходимость рационального использования и экономии топливно-энергетических ресурсов вызвана тем, что, во-первых, большая часть территории РФ относится к первому климатическому району, отличающемуся суровой и продолжительной зимой (продолжительность отопительного периода в среднем составляет более 60 % годового времени, а температура воздуха наиболее холодной пятидневки около -30 °С). К тому же плотность населения РФ значительно меньше плотности в странах Европы.

Во-вторых, во второй половине XX века в СССР началось интенсивное освоение новых нефтяных и газовых месторождений, а также месторождений угля, расположенных в отдаленных труднодоступных районах азиатской части с суровыми природными условиями, что привело к росту затрат на добычу и транспорт нефти и природного газа. Тогда как в европейской части СССР проживало почти четыре пятых населения и производилось около 80 % продукции.

В-третьих, с середины XX века в СССР было начато массовое строительство (около 30 лет ежегодно вводилось в экс-плуатацию почти по 100 млн м2 жилья). В-четвертых, расчеты показывали, что мероприятия по экономии энергии у по-требителей по капиталовложениям обходятся в два раза меньше затрат на прирост ее производства и преобразования. В-пятых, большинство источников теплоснабжения в СССР и РФ, начиная со второй половины XX века, используют газообразное и жидкое топливо. В связи с этим следует отметить, что по данным, приведенным в газете «Аргументы и факты» (№38 за 2011 г.), при добыче нефти в РФ на уровне 2010 г. разведанные на сегодня запасы нефти могут быть исчерпаны уже через 21 год!

По мнению советских специалистов форсирование добычи и рационального использования угля считалось разумным путем, позволяющим обеспечить стабильный, устойчивый в перспективе топливно-энергетический баланс страны. В связи с увеличением энергопотребления, ростом «экологической опасности» и незначительных запасов газообразного и жидкого топлива в настоящее время уделяется повышенное внимание использованию альтернативных источников энергии и внедрению систем утилизации внутренних тепловыделений. В-шестых, сейчас стоимость тепловой энергии постоянно растет, особенно в последние годы. Если в 2005 г., например, 1 МВт тепловой энергии в городе Москве стоил 374 руб., то в 2011 г. более 1140 руб., т.е. почти в три раза. Это, с одной стороны, связано с сокращением теплопотребления, с другой — со значи-тельной стоимостью существующих систем теплоснабжения.

К сожалению, до настоящего времени уровень теплозащиты зданий в РФ ниже, чем в большинстве стран Европы [7], хотя климат в Европе теплее (табл. 1).

Среднемесячная температура воздуха в городах России и Европы

Создание энергоэффективных зданий представляет собой комплексную проблему, которая включает в первую очередь архитектурно-планировочные, строительные и теплотехнические решения зданий, ведение технологического процесса, расположение объектов на местности по отношению к странам света, источникам энергоснабжения (тепло-, газо- и электроснабжение). А также элементы систем инженерного обеспечения заданного микроклимата и их эффективную эксплуатацию.

С 1 сентября 1995 г. Госстроем РФ введено в действие изменение №3 СНиП 11-3-79* [8], позднее изменение №4, предусматривающие значительное увеличение сопротивления теплопередаче наружных ограждений (табл. 2). Как видно из приведенных в таблице данных, сопротивление теплопередаче наружных массивных ограждений жилых зданий, проектируемых после 1995 г., должно быть более чем в три раза, а окон — почти в полтора раза. То есть, при соблюдении только этих требований СНиП [8,9] можно более чем вдвое уменьшить потребление тепловой энергии.

Теплотехнические показатели наружных ограждений жилых домов

Добавим, что сопротивление теплопередаче окон меньше сопротивления теплопередаче наружных стен почти в пять- шесть раз. В теплый же период года через 1 м2 площади окна (при отсутствии солнцезащитных устройств) в расчетные часы может поступать в помещение до 400-500 Вт и более тепловой энергии за счет солнечной радиации и теплопередачи. Таким образом, окно можно назвать «черной дыркой». Стремление к увеличению сопротивления теплопередаче приводит к уменьшению их свето- пропускания и увеличению стоимости.

Строительными нормами и правилами предусмотрено ограничение отношения площади светопрозрачных поверхностей к площади пола в жилых домах [10] и к площади наружных стен в общественных зданиях [11]. Несмотря на это, до сих пор продолжается проектирование и строительство жилых (особенно индивидуальных) домов и общественных зданий с повышенной площадью остекления, достигающей порою 50% и более. Повышенное остекление можно считать допустимым в зданиях, имеющих большую глубину. Например, в крупных зданиях вокзалов, аэропортов, торговых центров с круглосуточной работой, не имеющих рабочих мест в непосредственной близости от окон.

С увеличением площади остекления увеличиваются тепловые потери через вертикальные наружные ограждения в холодный период года и теплопоступ- ления за счет солнечной радиации в теплый период и, как следствие, капитальные затраты и стоимость эксплуатации систем обеспечения микроклимата.

Изменение среднего значения сопротивления теплопередаче вертикального ограждения (стены и окон) Rср.во в зависимости от коэффициента остекления вертикального ограждения β, равного отношению площади окон к площади всего вертикального ограждения, представлено в табл. 3. Так, при 60 %-м остеклении среднее сопротивление теплопередаче вертикального наружного ограждения почти в два раза меньше сопротивления теплопередаче наружной стены. Также здания с повышенным остеклением менее теплоустойчивы в условиях резких колебаний температуры наружного воздуха и интенсивности солнечной радиации в течение суток.

Среднее сопротивление теплопередаче наружного вертикального ограждения 

В зданиях с повышенным остеклением практически невозможно добиться величины расчетного удельного расхода тепловой энергии на отопление здания, кДж/(м2,°С'сут.) или кДж/(м3-°С'сут.), меньше нормируемого удельного расхода для различных типов жилых и общественных зданий, представленного в СНиП 23-02-2003 [9], и, тем более, выполнить требование Правил [12], утвержденных Постановлением Правительства РФ от 25.01.2011 г. за N018. Надо отметить и то, что стоимость 1 м2 окна с учетом солнцезащитных устройств больше стоимости 1 м2 наружной стены.

В последнее время строятся разные в плане и разрезе здания. Если одни имеют преимущественно плоские фасады, то другие сложную в плане и разрезе форму, ломаные фасады с включением эркеров, выступов, углублений. Во втором случае увеличивается показатель компактности, выражающий отношение общей площади внутренних поверхностей наружных ограждающих конструкций к отапливаемому объему здания и который не должен превышать нормируемых значений [8]. Тепловые потери через наружные ограждения могут быть увеличены еще на 15-20% и более.

С целью получения большей экономии тепловой энергии при эксплуатации систем отопления СНиП 41-01-2003 [13] предусматривает проектирование отопления жилых зданий, обеспечивая регулирование и учет расхода теплоты на отопление каждой квартирой, группами помещений общественного и другого назначения, расположенными в доме, а также зданием в целом. Можно проектировать системы теплоснабжения без автоматического регулирования при расчетном расходе теплоты зданием (включая расходы теплоты на отопление, вентиляцию, кондиционирование и горячее водоснабжение) менее 50 кВт.

Для определения расхода теплоты каждой квартирой (с учетом показаний общего счетчика) в жилых домах требуется предусматривать:

  • установку общего счетчика расхода теплоты для здания в целом с организацией поквартирной оплаты за тепловую энергию пропорционально отапливаемой площади квартир или по другим показателям;
  • устройство поквартирного учета теплоты индикаторами расхода теплоты на каждом отопительном приборе в системе отопления с общими стояками для нескольких квартир, в т.ч. в системе поквартирного отопления;
  • установку счетчика расхода теплоты для каждой квартиры при устройстве поквартирных систем отопления с горизонтальной разводкой труб.

В последнее время начали проектировать системы поквартирного отопления и в многоэтажных жилых домах, имеющих центральную систему отопления. Но стоимость систем поквартирного отопления превышает стоимость традиционных систем приблизительно на 7-8% [14]. Верно, они имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционными системами (вертикальными многостояковыми). Собственно, только при квартирной системе жители заинтересованы в экономии теплоты. К преимуществу, например, относят [12] и экономию тепловой энергии на отопление за счет снижения температуры воздуха в помещениях квартиры до 16 °С при отсутствии в ней жильцов. Однако в многоквартирных домах экономия тепловой энергии в квартире при пониженной в ней температуре воздуха получается преимущественно за счет жильцов соседних квартир.

Дело в том, что на 1 м2 площади пола помещения приходит около 3 м2 площади поверхностей межквартирных ограждений, смежных с соседними квартирами. К тому же, коэффициент теплопередачи межквартирных ограждений почти в восемь-десять раз больше коэффициента теплопередачи наружных стен. Следовательно, при снижении температуры воздуха в помещении до 16°С теплопоступления из соседних квартир (с температурой воздуха в них 21-22°С) могут компенсировать значительную часть тепловых потерь в помещении с пониженной температурой.

Необходимо отметить и другое. Не редко квартиры в новых домах продаются без внутренней отделки. В квартирах с традиционными системами отопления обычно проходят стояки и устанавливаются отопительные приборы. В ряде жилых домов так называемый евроремонт в квартирах (с заменой отопительных приборов и труб системы отопления) длится два-три и более лет после ввода в эксплуатацию жилого дома, т.к. в покупаемых квартирах собственники, вкладывая деньги в недвижимость, не спешат делать ремонт. Естественно возникает вопрос. Каким образом можно поддерживать положительную температуру в квартирах с поквартирными системами отопления до ремонта? Ведь централизованно монтируются только межквартирные стояки с ответвлениями к коллекторам поквартирной системы отопления каждой квартиры.

Наконец, стоит вопрос и об оплате за тепловую энергию, расходуемую для поддержания требуемой температуры в лестничных клетках, лифтовых холлах, вестибюлях и теряемую в магистральных трубах систем отопления. Как и при использовании индикаторов расхода теплоты на каждом отопительном приборе в традиционной системе отопления необходимо разрабатывать методику оплаты за тепловую энергию с учетом расходуемой теплоты за пределами квартиры. И еще. При выполнении поквартирной системы по лучевой схеме (когда трубы прокладываются в конструкции пола в теплоизоляции) представляется необходимым делать исполнительную документацию на систему отопления, чтобы избежать неприятностей при возможной перепланировке квартиры.

Обращает особое внимание и другой вопрос. Это тепловые потери в тепловых сетях, достигающие по данным [15] от 20 до 50%, в связи с плохим состоянием тепловой изоляции тепловых сетей как в надземном, так и в подземном исполнении. В последнем случае основной причиной является наличие воды в каналах и колодцах теплосетей. Повышенный расход топлива содействует неблагоприятному изменению климата.

Значительно сократить тепловые потери, затраты на строительство и обслуживание тепловых сетей позволит бес- канальная прокладка труб в известной пенополиуретановой (ППУ) изоляции с полиэтиленовой оболочкой и с системой оперативного дистанционного контроля (ОДК), встроенной в конструкцию теплопроводов, или в пенополимерми- неральной (ППМ) теплогидроизоляции производства НПП «Пенополимер» (город Коломна Московской области) [16]. Верно, при прокладке труб в ППУ- изоляции требуется качественное выполнение строительно-монтажных работ.

Кроме того, по данным Госгортехнадзора РФ особую озабоченность вызывает рост числа оборудования, отработавшего расчетный ресурс эксплуатации и работающего на пониженных параметрах. Более 75% энергоблоков и 85% котлов ТЭС, ТЭЦ и котельных, находящихся в системе РАО «ЕЭС России», исчерпали расчетный ресурс эксплуатации. Это можно расценивать как результат не правильной технической политики и не рационального использования финансовых средств в течение многих лет.

На 2000 г., по данным авторов Концепции [15], доля крупных теплофикационных систем на базе ТЭЦ общего пользования в суммарной тепловой мощности всех источников теплоэнергии составляет около 70% (вырабатывается около 1,5 млн Гкал/год). Около 600 млн Гкал/год тепла производят около 68 тыс. коммунальных котельных. Нельзя не отметить и тот факт, что многие отечественные производственные потребители тепловой энергии или не работают, или работают не на полную мощность. Во многих случаях производственные здания переоборудованы под офисы, банки, торговые центры и т.д. В этом случае тепловые мощности ряда существующих котельных не востребованы, а затраты по поддержанию в рабочем состоянии системы теплоснабжения в большей степени перекладываются на плечи потребителей жилищно-коммунального характера (жилые дома, общественные здания).

Перечисленные выше недостатки в теплоэнергетике, а также веерные отключения электропотребителей в условиях безнаказанности и безответственности, несвоевременная поставка топлива, а не сильные морозы стали основной причиной выхода из строя систем теплоснабжения, водоснабжения, отопления жилых, общественных и производственных зданий и сооружений, резкого ухудшения технико-экономических показателей работы системы централизованного теплоснабжения.

Несомненно, в больших и малых городах и поселках городского типа, с точки зрения интересов массового потребителя тепловой энергии, а не владельцев конкретно рассматриваемого объекта, будущее за централизованным теплоснабжением на основе сжигания в последующем преимущественно твердого топлива, использования атомной и других источников возобновляемой энергии.

Оплату за фактически потребляемую тепловую энергию можно значительно сократить и при сложившейся схеме теплоснабжения, если вести учет тепловой энергии не только у каждого теплопотребителя, но и на выходе из котельной или ТЭЦ (программа минимум), анализировать и своевременно устранять причины сверх нормативной разницы количества тепловой энергии, отпускаемой источником и доходящей до потребителей.

Но в реализации этой программы пока не заинтересованы теплоснабжающие организации. Им проще брать деньги за тепловую энергию не фактически потребляемую, а в соответствие с расчетными проектными данными объекта. К сожалению, сейчас практически никто не несет ответственность за плохую работу системы централизованного теплоснабжения, если иметь в виду к тому же возможное отключение электро- и водоснабжения в холодный период года.

Необходима разработка и внедрение эффективного и правового механизма, который бы стимулировал энергосбережение не только производителей и потребителей тепловой энергии, но и теплопередающих организаций.

В условиях непрерывного повышения стоимости коммунальных услуг должно быть прозрачным расходование денежных средств, поступающих преимущественно от населения и из бюджета.

При любом варианте теплоснабжения необходимо его систематическое комплексное обследование и своевременное внедрение энергосберегающих мероприятий, достижений науки и техники [ 17,18] на всем пути от источника до потребителей тепловой энергии и горячей воды включительно, что позволит значительно сократить потребление и стоимость тепловой энергии.

1. Богуславский Л.Д. Экономика теплоизоляции зданий / Реком. в развит. СНиП 11-А.7-62 «Строительная теплотехника». — М.: НИИСФ, 1969.
2. Лившиц В.Н. Выбор оптимальных решений в технико-экономических расчетах. — М.: Изд-во «Экономика», 1971.
3. Кутателадзе С., Бурдуков А.» Псахис Б. Куда текут теплые реки // Правда, 21.02.1977.
4. Богуславский Л., Громов Н., Дешко Э., Некрасов А., Шарова М., Ивян- ский И. Зачем отапливать улицу// Известия,07.12.1977.
5. Бесчинский А. А., Вольфберг Д.Б., Доброхотов В.И. и др.; Под ред. Д.Г. Жимерина. Современные проблемы энергетики: Сб. статей. — М.: Энерго-атомиздат, 1984.
6. Крупнов Б.А., Крупнов Д.Б. Определение оптимального сопротивления теплопередаче наружного ограждения / Сб. докл. науч.-практ. конф. НИИСФ, 1999.
7. Повышение эффективности использования энергии в жилищном секторе Дании / Под ред. к.э.н. А.М. Мастепанова и д.э.н. Ю.М. Когана, Российско-Датский институт энергоэффективности.
8. СНиП 11-3-79*. Строительная теплотехника. — М.: ГУП ЦПП, 1998.
9. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. — М.: ГУП ЦПП, 2004.
10. СНиП 2.08.01-89*. Жилые здания. — М.: ГУП ЦПП, 2000.
11. СНиП 31 -06-2009. Общественные здания и сооружения. — М.: ГУП ЦПП, 2010.
12. Правила установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений, утв. Постановлением Правительства РФ от 25.01.2011,№18.
13. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование. — М.: ГУП ЦПП, 2004.
14. Никитин С.Н., Шилкин Н.В. Поквартирные системы отопления // АВОК, №2/2011.
15. Кара-Мурза С.Г., Телегин С.Г. Царь-холод, или Почему вымерзает Россия. — М.: Алгоритм, 2003.
16. Типовые решения прокладки трубопроводов тепловых сетей в пенополи- мерминеральной (ППМ) изоляции ATP 313.ТС-014.000 / ОАО «Объединение ВНИПИэнергопром» РАО «ЕЭС России». — М., 2005.


Автор: Борис Алексеевич КРУПНОВ, профессор МГСУ

 
< Пред.   След. >

Будем благодарны, если воспользуетесь одной из этих кнопок:



Дома из профилированного бруса проекты от Lesco.ua дом из профилированного бруса. . узнайте, где купить стальные радиаторы отопления на сайте