В настоящее время работа по энергосбережению в строительстве ведется преимущественно по двум основным направлениям: производство строительных материалов, изделий и конструкций и эксплуатация законченных строительством зданий и сооружений. Это объясняется тем, что на сектор производства стройматериалов приходится подавляющий объем всех затрат топливно-энергетических ресурсов (далее ТЭР) строительного комплекса Беларуси. Выпуск таких энергоемких материалов, как цемент, известь, керамические материалы, стекло, требует около 65% всех отраслевых ТЭР. Большинство эксплуатируемых зданий и сооружений имеют завышенные удельные энергозатраты и не отвечают современным требованиям на их содержание.
В силу данных обстоятельств сектор строительного производства остался без должного внимания. Эксперты связывают это с тем, что на долю строительно-монтажных работ приходится незначительное – около 6–7% – количество отраслевых ТЭР. Тем не менее с постоянным нарастанием объемов строительства экономия энергоресурсов и на этом уровне даст экономический эффект, позволит снизить энергоемкость готовой строительной продукции и, как следствие, ее себестоимость.
Повышение эффективности энергосбережения в строительном производстве можно обеспечить за счет разработки и реализации соответствующих решений, основанных на достоверной первичной информации сложившегося уровня энергопотребления и включающих вопросы учета, анализа и нормирования расхода ТЭР, формирования комплекса энергосберегающих организационно-технологических мероприятий, оценки эффективности их использования.
Мониторинг расхода ТЭР в строительном производстве – процесс систематического или непрерывного сбора, обработки и анализа информации о потреблении энергоресурсов при выполнении строительно-монтажных работ. Он может осуществляться на основе наблюдений за протеканием строительно-монтажных процессов. Основная задача – получение фактических данных о структуре, величине и наличии факторов, влияющих на потребление энергоресурсов на различные производственные (транспортные и технологические, необходимые для работы энергопотребителей I группы – автотранспорта, экскаватора, бульдозера, монтажного крана, сварочных аппаратов, малярных и штукатурных станций и т.д.) и вспомогательные (создание требуемых параметров микроклимата и комфортных условий пребывания людей в помещениях; соблюдение мер по технике безопасности, охране труда и окружающей среды; автоматизация процессов управления; бытовые и пр., необходимые для работы энергопотребителей II и III групп, которые косвенно участвуют в создании строительной продукции, обеспечивая нормальные условия протекания строительно-монтажных процессов, – устройства для отопления и обогрева, электронагревательное, осветительное оборудование, средства АСУ и пр.) нужды.
Результаты наблюдения могут отражаться на бланках графического или смешанного фотоучета. Фиксируются время работы энергопотребителей, фактически израсходованное количество ТЭР, объем (количество) произведенной продукции, а также вся выявленная информация, необходимая для проведения анализа эффективности энергопотребления, в т.ч.:
- марка и технические характеристики потребителей ТЭР, соответствие их стандартам и другим нормативным документам, нормы расхода энергоресурсов на разных режимах работы, техническое состояние;
- описание организационно-технических условий, присущих исследуемым процессам;
- сведения о факторах, влияющих на увеличение или уменьшение расхода энергоресурсов;
- данные об использовании энергоресурсов не по назначению, например, освещение помещений при отсутствии в них людей, излишнее отопление бытовых помещений в ночное время, полнота загрузки механизмов и т.д.;
- причины, вызывающие потери энергоресурсов, а также технологические перерывы, при которых устройства работают вхолостую;
- факторы выполнения лишней работы и пр.
Для проведения мониторинга целесообразно использовать специальные технические средства учета времени, электро- и теплоэнергии, массы, объема и пр., например секундомер, вольтметр, тепломеры, тепловизоры, расходомер воздуха, весы, мерные емкости, рулетку и др.
Продолжительность наблюдения должна быть не менее полной рабочей смены, в отдельных случаях – суток, выборочно в выходные дни, например при определении затрат на освещение, отопление, тепловую обработку монолитного бетона и пр.
Для анализа энергопотребления предлагается весь расход ТЭР распределить на две группы: производственные затраты и потери. Первая из них включает затраты, связанные с выполнением работы по заданию и использованием при этом энергопотребляющих устройств под полной, неполной нагрузкой или вхолостую и выполнением непредвиденных работ.
Ко второй группе относятся различного рода энергопотери, обусловленные технологией и организацией строительства, выполнением случайной и лишней работы, нарушением трудовой дисциплины.
Обработка полученных результатов выполняется на специальных формах (бланках МРЭ), в которых отражаются основные показатели, необходимые для анализа (рис. 1). При их заполнении наряду с указанием времени работы энергопотребляющих устройств производится расчет количества израсходованных энергоресурсов, предусматриваются соответствующие пояснения и расчеты.
Для удобства анализа энергопотребления в строительном производстве предлагается определять удельный расход ТЭР, выраженный в количестве условного топлива (кг у.т., т у.т.), отнесенного к измерителю произведенной продукции (работы), выраженному в конкретных единицах, например, м2, м3, м.п., шт., кг, л и т.д. Наиболее удобно в качестве измерителя использовать условную единицу – стоимость строительно-монтажных работ, например 1 тыс. рублей в базисных ценах (УЕ СМР). Тогда единица измерения удельного расхода ТЭР будет равна (кг) т у.т./ (УЕ СМР).
Рис. 3. Результаты мониторинга расхода электроэнергии строительным краном КБ 403
Объект наблюдения, организация №наблюдения Дата
наблюдения Время наблюдения МРЭ начало окончание продолжит. “10 этажный 40-квартирный жилой дом”,
ОАО “СМТ № 19” 4 04.03.2009 г. 8:00 17:00 8 ч Наименование энергопотребителя, процесса Строительный кран КБ 403. Возведение надземной части здания Баланс расхода ТЭР Виды затрат ТЭР Время работы энергопотребителя, t Расход
ТЭР, Q Количество ТЭР Примечание кВт/ч
(кДж/ч)
е.у.т. % Производственные
затраты связанные с выполнением работы по заданию: 4,1 85 кВт•ч 348,5 64,05 под полной загрузкой 1,2 85 кВт•ч 102,0 18,75 под неполной загрузкой 2,4 85 кВт•ч 204,0 37,5 при работе вхолостую 0,5 85 кВт•ч 42,5 7,8 связанные с выполнением
непредвиденной работы 1,1 85 кВт•ч 93,5 17,2 связанные с технологическими
перерывами 0 85 кВт ч 0 Итого: 5,2 442,0 81,25 Потери связанные с технологией и организацией строительства 0,6 85 кВт•ч 51,0 9,4 связанные с выполнением случайной и лишней работы 0,4 85 кВт•ч 34,0 6,25 связанные с нарушением трудовой дисциплины 0,2 85 кВт•ч 17,0 3,1 Итого: 1,2 102,0 18,75 Всего: 6,4 544,0 100
В итоге на основании данных мониторинга определяется суммарное потребление энергоресурсов, затраченных на производство определенного объема (количества) строительной продукции, оценивается весомость группы производственных затрат и потерь, рассчитывается удельный показатель расхода энергоресурсов. Выявляются также технические и организационно-технологические предложения по сокращению затрат энергоресурсов, связанных с работой энергопотребителей вхолостую и под неполной нагрузкой, в т.ч. замене и ремонту строительных машин, оборудования и технических устройств, проведению НИОКР, обучению и инструктажу персонала, внесению изменений в проектную документацию и пр.
Таким образом, результаты мониторинга являются достоверной первичной информацией для разработки плана энергосберегающих решений, направленных прежде всего на устранение выявленных потерь и уменьшение доли производственных затрат.
Практическая апробация методики мониторинга расхода ТЭР отрабатывалась на ряде строительных объектов. Впервые ее внедрение в технологический процесс осуществлено в процессе строительства 10-этажного 40-квартирного жилого дома по ул. Тухачевского в г. Лида (ОАО “СМТ № 19”) и блокированного жилого дома на десять квартир в пос. “Солнечный” Минского района (ООО “ИвГринСтрой”), а эффективность подтверждена реальными результатами снижения расхода энергоресурсов при производстве строительно-монтажных работ. Так, при возведении жилого дома в г. Лида установлено, что в структуре расхода ТЭР преобладает группа производственных затрат (64,1%), среди которой наиболее весомы те, что связаны с выполнением работ по заданию под неполной нагрузкой (37,5%), а также доля непредвиденных затрат. Группа потерь составляет 9,4% от всего количества израсходованных ТЭР. На основании этих результатов предложены конкретные энергосберегающие организационно-технологические мероприятия, направленные, в частности, на снижение использования монтажного крана КБ 403 под неполной нагрузкой путем замены его работы грузовым мачтовым подъемником ТП-16–3. Согласно расчету экономической эффективности, за одну рабочую смену снижение расхода электроэнергии составило 195,12 кВт/ч, или 36% от текущего уровня энергопотребления (рис. 3).
Анализ результатов мониторинга свидетельствует о преобладании фактов нерационального расходования энергоресурсов в строительном производстве. Особенно высок удельный вес подгруппы расхода ТЭР при работе строительной техники, машин и механизмов под неполной нагрузкой. Отсюда можно сделать вывод, что при разработке организационно-технологической документации не уделяется должного внимания рациональной, с точки зрения расхода ТЭР, организации строительного производства.
Относительно велика доля и непредвиденных работ, что объясняется низким уровнем подготовки строительного производства и проектной документации на строительство. Повсеместно можно наблюдать факты нарушения трудовой дисциплины, нерегламентированные перерывы, выполнение случайной работы и пр. Структура расхода энергоресурсов представлена на рис. 1, 2.
Таким образом, для снижения энергоемкости строительной продукции, повышения энергоэффективности строительного производства необходимо постоянно проводить работу по энергосбережению, основанную на мониторинге расхода ТЭР.