Вы здесь

Создание энергоэффективных зон при реконструкции и вторичной застройке жилых кварталов и микрорайонов

Версия для печати

В период индустриального строительства жилых домов первых массовых серий главенствовал принцип: строить как можно больше, быстрее и дешевле, чтобы обеспечить людей, проживавших в основном в коммуналках, отдельными квартирами. Их комфорту, соответствию размеров помещений санитарным нормам уделялось минимальное внимание. Теплотехнические параметры жилой среды удовлетворялись в большей степени за счет бесконтрольного, расточительного расходования энергоресурсов, стоимость которых устанавливалась директивно на чрезвычайно низком уровне. В результате удельный расход энергоресурсов на единицу площади жилья в три и более раза превышал аналогичные показатели в технически развитых странах с сопоставимыми климатическими условиями. Такая техническая политика продолжалась в течение многих десятилетий дореформенного периода. И только с переходом на рыночные отношения, приведшие к резкому подорожанию энергоресурсов, их экономному расходованию в жилищно­коммунальной сфере стало уделяться большое внимание.

В середине 90х гг. прошлого века строительные нормы и правила – “Строительная теплотехника” – были пересмотрены в сторону повышения теплозащитных характеристик наружных ограждающих конструкций в два и более раза. Предприняты меры по развитию производства и установке приборов учета и контроля расходования тепловых ресурсов. В отдельных проектах стали использоваться локальные котельные, теплоэнергогенераторы, лучистые системы отопления, гелиосистемы, тепловые насосы, биметаллические трубопроводы и др. В экспериментальном порядке во многих городах выполнено утепление фасадов одного или нескольких домов, а в некоторых разработаны программы энергосбережения.

Правительство в конце 1990х гг. приняло постановление о создании в городах энергоэффективных зон, на примере которых должны были отрабатываться технические, технологические, экономические и социальные эталонные решения для дальнейшего их распространения. К сожалению, постановление это не выполняется. А реализация других эффективных энергосберегающих мероприятий носит очаговый, локальный характер.

И даже в таких городах, как Москва, СанктПетербург, Екатеринбург, где проблеме энергосбережения уделяется большое внимание, ощутимых результатов по сокращению физического расходования энергоресурсов в жилищно­коммунальной сфере не достигнуто. Иллюстрацией служит многозатратное мероприятие по установке приборов учета и контроля расходования тепловых ресурсов. В результате его реализации происходит перераспределение затрат между энергопоставщиком и энергопотребителем, а не фактическое снижение расхода энергоресурсов. Другие мероприятия по масштабам внедрения так малы, что не могут оказать ощутимого влияния на ситуацию. Даже пересмотр норм “Строительной теплотехники” оказывает влияние только на теплотехнические характеристики вновь строящихся домов. А поскольку ежегодный прирост площадей жилья за счет нового строительства составляет менее одного процента от существующих площадей жилищного фонда, то и экономия энергоресурсов от реализации вышеуказанного фактора исчисляется долями процентов от общего энергопотребления.

Основные резервы энергосбережения содержатся в существующей жилищно­коммунальной сфере и могут быть реализованы при системном подходе и комплексном осуществлении энергосберегающих мероприятий. Решению такой комплексной крупномасштабной задачи должны предшествовать разработка совокупности научно обоснованных проектных энергосберегающих решений и экспериментальная проверка их системной реализации на практике.

Реальными полигонами для проведения этих экспериментов в каждом городе могут стать жилые кварталы и микрорайоны с домами первых индустриальных серий, реконструкция которых осуществляется по методу вторичной застройки.

Концепция создания энергоэффективных зон в городах при реконструкции и вторичной застройке жилых кварталов и микрорайонов состоит в том, чтобы на практике доказать реальные возможности уменьшения энергопотребления на единицу площади жилья в жилищно­коммунальной сфере в два и более раза за счет реализации уже известных энергосберегающих технических средств и решений, рационально используя их возможные сочетания в конкретных природноклиматических и градостроительных условиях.

В основу реализации концепции создания энергоэффективных зон положены следующие принципы:

– обеспечение надежного и качественного энергоснабжения населения при минимальных затратах энергоресурсов после модернизации строительных объектов и инженерных систем. Поэтому при разработке всех проектных решений обязательно должны учитываться критерии энергетической безопасности, определяющие защищенность населения и объектов его жизнедеятельности от угрозы дефицита энергии необходимого качества в нормальных и экстремальных условиях;

– сохранение всех преимуществ сложившейся структуры энергообеспечения населения реконструируемого жилого квартала или микрорайона с развитием и совершенствованием на основе диагностики строительных и инженерных систем, заменой или усилением ненадежных элементов и внедрением новых энергоэффективных технических систем, оборудования и технологий;

– последовательный отбор и реализация в первую очередь малозатратных и эффективных энергосберегающих мероприятий;

– системная реализация комплекса энергосберегающих технических средств, энергоэффективного оборудования и регулирующих энергопотребление технологий на этапах производства энергоносителей, их транспортировки и потребления.

При реализации концепции создания энергоэффективных зон с соблюдением изложенных принципов последовательно рассматриваются: возросшие энергетические нагрузки в жилом квартале или микрорайоне после его вторичной застройки; принципиальная схема энергоснабжения энергопотребляющего комплекса; предпочтительный состав энергосберегающих мероприятий по модернизации предприятий­поставщиков энергоресурсов, магистральных и разводящих инженерных сетей, внутриквартальных и объектных энергопунктов, внутриобъектных инженерных систем, ограждающих элементов и конструкций зданий.

В связи с тем что при вторичной застройке реконструируемых жилых кварталов происходит не только количественный прирост жилых и нежилых площадей, но и качественное преобразование жилой среды с созданием более комфортных квартир, расширением объемов и состава социальных услуг, увеличением жилой площади, приходящейся на одного человека, внедрением современного электрифицированного и автоматизированного оборудования, энергетические нагрузки увеличиваются непропорционально их видам. По сравнению с теплотехническими электротехнические нагрузки возрастают опережающими темпами.

Поэтому системы энергосберегающих теплотехнических и электротехнических мероприятий рассматриваются раздельно, но в той же последовательности: источник энергоснабжения – сети и коммуникации – потребители энергоресурсов.

Теплоэнергопотребление в энергоэффективных зонах при вторичной застройке жилых кварталов энергоэкономичными ширококорпусными домами с одновременной реализацией комплекса проверенных на практике технических решений, обеспечивающих существенное снижение теплопотребления на отопление, горячее водоснабжение, вентиляцию и кондиционирование воздуха, до определенных пределов прироста площадей жилья (примерно в два раза) может сохраняться на прежнем уровне.

При уплотнении реконструируемой застройки в 2–3 и более раза непременно возникает необходимость в наращивании мощностей существующих источников централизованного теплоснабжения или в переходе на локальные, автономные системы теплоснабжения.

В создавшихся условиях длительной эксплуатации централизованных систем теплоснабжения с высокой степенью износа трубопроводов, существенным снижением первоначального качества термоизоляционных материалов даже при высокой проектной эффективности централизованных систем теплоснабжения реконструируемых жилых кварталов при натурных обследованиях существующего их состояния часто возникает необходимость устройства дополнительных источников теплоснабжения в качестве альтернативных или взамен существующих. При разработке проекта и бизнесплана вторичной застройки любого жилого квартала выбор системы теплоснабжения (централизованной или автономной) требует проведения соответствующего технико­экономического анализа с целью определения наиболее рационального варианта.

Исследованиями, выполненными академиками РААСН С.Н. Булгаковым, С.А. Чистовичем, членкорреспондентом РААСН В.К. Аверьяновым, кандидатом технических наук Т.А. Медведевой, установлено, что при проведении указанного анализа достаточными для принятия решения оказываются определение и сопоставление следующих затрат по централизованной и автономной системам теплоснабжения:

– первоначальные капиталовложения в строительство или реконструкцию системы теплоснабжения, включая теплоисточники;

– расход топлива, отнесенного к конечному потребителю (единица площади или объема отапливаемого помещения к человеку, проживающему в квартире и др.), с учетом потерь при производстве, транспортировке по тепловым сетям, распределении тепловой энергии по потребителям;

– ежегодные затраты на эксплуатацию и ремонт оборудования теплосетей и сооружений теплового хозяйства;

– сроки строительства или реконструкции системы теплоснабжения;

– при кредитовании работ по строительству или реконструкции – банковский процент;

– сроки окупаемости капиталовложений и возврата кредита;

– размер отчислений в инженерную инфраструктуру города.

Совершенно очевидно, что размеры затрат на реконструкцию и расширение существующих систем зависят от степени фактического использования их мощности, физического и морального износа оборудования и трубопроводов, а размер эксплуатационных затрат – от эффективности их функционирования. И в первую очередь от коэффициента использования топлива, отнесенного к конечному потребителю.

Ориентировочные данные о расходе первичных топливноэнергетических ресурсов при централизованном и автономном теплоснабжении приведены в табл. 1, из которой видно, что автономные системы теплоснабжения потребляют меньшее количество топлива, отнесенного к конечному потребителю, по сравнению с централизованными системами теплоснабжения.

Период окупаемости капитальных вложений в автономную систему теплоснабжения с учетом продолжительности ее монтажа и реконструкции централизованной системы, а также расходов по оплате рассрочки инвесторам (или банковского кредита) рекомендуется определять по формулам

, (1)

 

, (2)

где То – период окупаемости капитальных затрат в строительство автономной системы теплоснабжения, год; Ка и Ку – сметная стоимость соответственно на приобретение, монтаж автономной и реконструкцию централизованной системы теплоснабжения, млн руб.; Та и Ту – продолжительность соответственно монтажа автономной и реконструкции централизованной системы теплоснабжения, год; Эа и Эу – текущие эксплуатационные расходы соответственно при автономной и централизованной системах теплоснабжения, млн руб./год; Эб – затраты по оплате рассрочки инвестору (банковского кредита), млн руб.; tб – продолжительность рассрочки платежа, год; Кб – кредитная сумма, млн руб.; Пб – банковский процент, %; И – отчисления в инженерную инфраструктуру (в развитие городских инженерных сетей и сооружений), млн руб.

Экономические сопоставления применения централизованной или автономной систем теплоснабжения в различных реальных условиях могут показать целесообразность использования любой из них. Но, как правило, в существующем состоянии централизованные системы оказываются менее рентабельными по сравнению с современными автономными системами.

Для того чтобы системы централизованного теплоснабжения и теплофикации в условиях новой инвестиционной политики, структурных изменений в топливноэнергетическом комплексе, повышения требований к надежности и экологической безопасности энергетики сохранили конкурентоспособность, необходимо внедрение принципиально новых технических решений по структуре систем, а также по схемам и оборудованию источников тепла и тепловых сетей.

Основные пути здесь:

– переход к современным экономически и экологически эффективным ТЭЦ с парогазовым циклом и газотурбинными установками на твердом и газообразном топливе;

– распространение автономной теплофикации на область средних и малых тепловых нагрузок;

– изменение принципов построения систем – рациональное резервирование, структуризация и автоматизация тепловых сетей;

– реализация совместной работы источников тепла на общие тепловые сети с применением экономически эффективного нагружения и резервирования;

– повышение надежности теплопроводов и оборудования источников тепла и тепловых сетей;

– оснащение систем средствами измерений и автоматики, сочленение средств локальной автоматики с верхним уровнем управления в рамках автоматизированных систем управления теплоснабжением.

С учетом изложенного некоторые возможные способы реновации или реконструкции теплоэнергетического хозяйства, обеспечивающего тепловой энергией вторичную жилую застройку застроенных территорий, приведены в табл. 2.

При проектировании ширококорпусных жилых домов для вторичной застройки реконструируемых кварталов и микрорайонов с домами первых массовых серий в соответствии с принятой в городе стратегией реконструкции жилой застройки предусматриваются наиболее рациональные для конкретных условий варианты теплотехнических качеств жилых домов:

– энергоэкономичные жилые дома с удельным энергопотреблением на уровне или несколько ниже действующего норматива;

– энергоактивные – с наличием в здании энергоактивных конструктивных элементов и оборудования;

– энергоэффективные – с наличием комплекса энергосберегающих технических систем и энергоактивных элементов и оборудования, способствующих значительному (до 50 и более процентов) сокращению удельного энергопотребления против действующих нормативов.

В соответствии с этой классификацией для выбора приоритетных направлений энергосбережения рекомендуются требования к системам и мероприятия для строящихся и реконструируемых жилых домов вторичной застройки, приведенные в табл. 3.

При выборе совокупности энергосберегающих мероприятий необходимо учитывать, что суммарная эффективность не в полной мере и не всегда эквивалентна их раздельному вкладу. Суммарный эффект допускается определять сложением только для практически не связанных систем (водоснабжение, электроснабжение, отопление, теплофизика зданий). В остальных случаях эффект определяется на стадии ТЭО специальным расчетом.

Малозатратные мероприятия, как правило, являются и быстроокупаемыми, и эффективными. Однако только с их помощью нельзя достигнуть существенного сокращения энергетических затрат. Наибольший эффект дает внедрение комплекса мероприятий, имеющих различные сроки окупаемости.

При создании энергоэффективных зон следует придерживаться определенной стратегии:

– использование энергоэффективных проектов жилых домов для вторичной застройки реконструируемых кварталов и микрорайонов;

– приоритетное развитие и использование комбинированных установок (выработка тепловой и электрической энергии);

– использование сложившейся в рассматриваемом районе инженерной инфраструктуры (системы теплоснабжения);

– мониторинг СТС с адресной программой реконструкции.

В зависимости от стратегии реконструкции конкретной квартальной застройки, намечаемого прироста жилых и нежилых площадей, состояния источников энергоснабжения и инженерных систем на основании обобщенной комплексной оценки параметров и схемных решений энергосбережения определяется оптимальное сочетание комплекса мероприятий. В соответствии с этим – объемы дооснащения существующих систем энергообеспечения энергоэффективным оборудованием, установками, способствующими повышению коэффициента полезного использования топлива, увеличению пропускной способности тепловых сетей, снижению общей тепловой нагрузки за счет применения энергосберегающих и энергоактивных технических средств и внедрения автоматизированных средств контроля и регулирования энергопотребления.

Реализация теплосберегающих мероприятий при реконструкции и вторичной застройке жилых кварталов может обеспечивать сокращение удельного теплопотребления в 2 и более раза.

Решение проблемы электросбережения при создании энергоэффективных зон осложняется тем, что объемы абсолютного и удельного электропотребления вторично застроенных жилых территорий неизбежно увеличиваются. Значительный рост электропотребления обусловлен 2–3кратным приростом жилых площадей, а также заменой в жилых кварталах газовых плит на электроплиты, существенным увеличением насыщения квартир различным современным электрооборудованием и бытовой техникой: посудомоечными и стиральными машинами, микроволновыми печами, бытовыми электроводоподогревателями, отопительными приборами, бытовыми кондиционерами и пр. Резко увеличивается электропотребление и в связи со строительством дополнительных объектов социальной инфраструктуры, оснащаемых большим количеством оборудования и приборов, работающих от электросети.

В связи с вышеизложенным можно сказать, что расширение и реконструкция систем электроснабжения районов вторичной застройки в любом случае представляется необходимой.

Кроме того, с целью повышения надежности электроснабжения реконструируемых жилых кварталов с тупиковыми схемами электроснабжения следует провести дополнительные работы для обеспечения двустороннего электропитания потребителей.

Возможные способы реконструкции систем электроснабжения районов вторичной жилой застройки приведены в табл. 4.

При вторичной застройке и модернизации жилых и других объектов в квартале или микрорайоне, на базе которого создается энергоэффективная зона, обязательно реализуется система электросберегающих мероприятий с использованием энергоэкономичного оборудования, осветительных приборов малого энергопотребления, автоматизированных устройств дискретного включения и выключения электросвета в помещениях временного пребывания людей, электроаккумулирующих устройств, ориентированных на электропотребление по ночному тарифу.

Из изложенного следует, что создание энергоэффективных зон при вторичной жилой застройке застроенных территорий требует комплексного рассмотрения вопросов и системного развития энергоснабжения на всех этапах производства, транспортировки и потребления энергии с модернизацией объектов всей инженерной инфраструктуры.

Решение такой задачи для каждого конкретного района должно базироваться на результатах натурных обследований, принимаемых градостроительных решениях по вторичной застройке жилого квартала или микрорайона и технико­экономическом обосновании эффективности реализации перечисленных выше технических решений, способов и технологий энергосбережения.



comments powered by HyperComments
Читайте также
20.04.2005 / просмотров: 8 376
Массовое появление в современном градостроительстве широкоформатных и подземных объектов обусловлено многими факторами, в том числе более...
27.12.2005 / просмотров: 6 131
Из истории журнала “Архитектура и строительство” Взгляд в прошлое — это всегда укол в сердце. Л. Фейербах   Человеческая...
27.12.2005 / просмотров: 14 228
Строящаяся в Минске гостиница “Европа” станет не только единственным пятизвездочным отелем, но и первым в Беларуси интеллектуальным...