Главная / Строительная наука / Статьи из научных изданий / Комплексный подход к проведению энергоэффективной модернизации жилых зданий и систем теплоснабжения

Комплексный подход к проведению энергоэффективной модернизации жилых зданий и систем теплоснабжения

Энергоэффективность и энергосбережение - с каждым годом эти термины все глубже проникают в сознание миллионов людей, обозначая, прежде всего бережное отношение к энергии в любой сфере и ее безвредное производство. Эффективно используя энергию, мы предотвращаем злоупотребление ресурсами при существующем уровне развития техники и технологии и способствуем охране окружающей среды. При этом энергетическое обеспечение зданий, производственных технологических процессов остается на том же уровне.

Управление энергоэффективностью выражается в уменьшении потребления ресурсов при выполнении равного объема работ: освещения, обогрева, производства какого-либо товара и т.д. Для населения энергоэффективность как правило означает уменьшение платежей за коммунальные услуги. Для страны применение энергоэффективных технологий и программ будет обеспечивать экономию ресурсов, например, газа и рост производства.

В развитых странах уже не одно десятилетие ведется разработка проектов энергоэффективных технологий. И в этой области есть значительные продвижения в лучшую сторону. Не остается в стороне от решения проблемы создания энергоэффективных технологий и ведущий строительный вуз нашей страны - Московский государственный строительный университет. Наш университет уже много лет занимается вопросами, связанными с безопасной средой жизнедеятельности человека. Наряду с разработками новых строительных материалов, конструкций, организации строительного производства, мы решаем задачи сохранения здоровой городской экологической среды, безопасности водной среды и воздушной атмосферы. Проблема применения энергоэффективных технологий в строительстве непростая, комплексная. Нельзя заниматься, например, только установкой теплозащитных панелей или окон, необходимо также применить технологии эффективного получения и распределения тепло вой энергии и др. Малоэффективным, как правило, является строительство одного энергоэффективного дома, тогда как остальные дома построены по стандартным технологиям, необходимо проводить реконструкцию и других домов микрорайона. Только в этом случае можно говорить о реальной экономии тепловой энергии, энергосбережении. Таким образом, только комплексный подход к проблемам энергосбережения может дать реальный результат в масштабах страны.

Россия - один из крупнейших в мире рынков тепловой энергии с высоким уровнем централизации, достигающим 68-70%. При этом низкая энергоэффективность в теплоснабжении наблюдается на всех уровнях, начиная с производства, заканчивая потреблением. Решение существующих проблем в сфере ресурсопотребления и энергоэффективности требует пересмотра и реорганизации экономических и организационно-правовых механизмов, а также более интенсивного внедрения технологий эффективного использования энергии в системы жилищно-коммунального хозяйства. Нельзя не учитывать в этом вопросе и необходимо активное инвестирование денежных средств в область развития технологий эффективного использования энергии.

Российская Федерация стоит перед решением сложной проблемы по реновации и тепловой модернизации большей части систем теплоснабжения, а также жилых и общественных зданий в городах и населённых пунктах. Проблема связана с неудовлетворительным состоянием систем теплоснабжения и тепловой защиты существующих зданий. Недостаточный объем текущего ремонта в прошлые годы привел к значительным физическим и структурным повреждениям систем теплоснабжения, зданий и сооружений, которые с учётом общего возраста построек ведут к снижению остаточного срока их эксплуатации. С учётом общего объёма жилого фонда встаёт вопрос о возможности своевременного проведения необходимых мероприятий во избежание серьёзных социальных проблем. Многие системы теплоснабжения и здания являются технологически и экономически неэффективными и находятся в аварийном состоянии, поскольку запланированный срок их эксплуатации давно истек. Показатели потребления энергии находятся выше среднего зарубежного уровня, а показатели качества жилья, наоборот, намного ниже.

Решениям поставленных задач был посвящен семинар, который проводился в МГСУ 8-9 декабря 2011 года. Для участия в семинаре «Реконструкция, энергоэффективная модернизация жилых зданий и тепловой инфраструктуры в Российской Федерации» были приглашены ведущие российские специалисты в области энергосбережения, а также немецкие коллеги из Технического Университета Берлина и других научных и проектных организаций Германии. Тема семинара - презентация проекта, разработанного немецкими специалистами в области энергосбережения, посвященного вопросам санации жилых зданий с целью экономии энергии и регулирования ее потребления с помощью нового инженерного оборудования, теплоизоляции зданий и тепловых сетей, применения информационных систем, а также созданию экономических механизмов энергосбережения. Проект предполагает комплексное решение по реконструкции городов и поселений, включая модернизацию теплогенерирующих установок и станций, распределительных сетей, утепление зданий, замену систем отопления.

Технология, с помощью которой можно добиться улучшения текущего состояния разработана немецкой фирмой «Korolev GmbH». Проект рассматривает предпосылки проведения мероприятий по реконструкции зданий и энергетической модернизации тепловой инфраструктуры, механизмы решения технических, финансовых, экономических вопросов. Главный вопрос состоит в том, возможно ли запустить процесс в масштабе страны, который с помощью приведёт к реновации и тепловой модернизации зданий, сооружений и инфраструктуры городов и населённых пунктов Российской Федерации. Первый макроэкономический анализ показывает, что проведение необходимых мероприятий приведёт к большой нагрузке на экономику страны. Общие затраты на крупномасштабные мероприятия зависят от степени улучшения, а также размера охваченной территории и типа сооружений. Общая потребность в финансировании реновации и модернизации всех жилых зданий Российской Федерации вполне может по данным разработчиков составить объем в 400 млрд. Евро. При этом источником этих средств могут стать инвесторы, население, субъекты, муниципалитеты, федеральный бюджет. Данная задача явно имеет объём и характер национальной задачи, подобные которой уже решались ранее в России.

Тепловая инфраструктура любой области или региона состоит из обслуживаемых зданий, теплогенерирующих станций и установок и распределительных сетей, используемых для транспортировки тепла к потребителям. Физические свойства тепловой инфраструктуры однозначно определяются законами тепло-массообмена и тепло- массопереноса. Тепловые потери в окружающую среду происходят на этапе преобразования первичной энергии в тепловую, затем при транспортировке теплоносителя по распределительной сети, теплопереноса через теплозащитные конструкции зданий, а также при воздухообмене отапливаемых помещений с окружающей средой. Проектом показано необходимое согласование тепловой модернизации зданий с модернизацией теплогенерирующих станций и установок, а также распределительных систем.

Существует две принципиально разные концепции организации теплоснабжения: централизованное и децентрализованное теплоснабжение. Централизованное теплоснабжение состоит из котельной высокой производительности и распределительной тепловой сети длиной исчисляемой километрами, которые обеспечивают тепловой энергией и горячей водой большой объём зданий. Децентрализованное теплоснабжение состоит из большого числа блочных теплоэлектроцентралей низкой производительности и отопительных систем в отдельных зданиях. Каждая блочная теплоэлектроцентраль обеспечивает группу зданий с помощью короткой распределительной сети. Проектом предусмотрено определение целесообразной концепции теплоснабжения для конкретной области.

Тепловая инфраструктура не может быть модернизирована без учёта текущего состояния зданий. Этот факт обусловлен физическими закономерностями. При тепловой модернизации зданий необходимо учитывать все функции строительных конструкций. Предлагаемый проект предусматривает соответствующие финансовые и организационные мероприятия для обеспечения проведения необходимых работ по реновации зданий одновременно с проведением тепловой модернизации.

Тепловая инфраструктура связана с другими инженерными системами. Водо- и электроснабжение, коммуникационные сети, мусоропровод, канализация и лифты «конкурируют» с тепловой сетью здания за шахты, каналы, технические помещения и системы управления. Предлагаемая модернизация даёт возможность монтажа «интеллектуальных счетчиков» для многих инженерных систем здания, в том числе и теплоснабжения. Таким образом, все инженерные системы могут оптимально управляться и координироваться, и будут значительно улучшены не только качественно, но и в плане экономической эффективности. Проект рассматривает согласование модернизации теплоснабжения с полной модернизацией всех инженерных систем.

Широкий спектр этих мероприятий чётко показывает необходимость структурирования действий. Государство определяет стратегические условия: политические, правовые и экономические правила проведения модернизации. Региональные и коммунальные органы управления делают выбор между централизованным и децентрализованным теплоснабжением, выдают права на эксплуатацию теплогенерирующих станций и установок, а также разрешают и контролируют выполнение строительных и инженерных мероприятий и осуществляют надзор за эксплуатацией тепловой инфраструктуры. Владельцы зданий оплачивают часть затрат по модернизации и в качестве заказчика определяют в установленных законом рамках детали модернизации. Успех решения данной национальной задачи в значительной степени зависит от того, будут ли созданы условия для удовлетворения интересов всех этих действующих лиц.

Помимо государства и собственников существуют ещё и другие действующие лица. Банки создают финансовые предпосылки для проектов реновации и модернизации. Промышленность поставляет строительные материалы и техническое оснащение. Строительные организации выполняют строительные работы. Проектировщики и инженеры обладают знаниями в конкретной области и практическим опытом по проектированию зданий и сооружений. В случае децентрализованного теплоснабжения необходимы сети поставщиков топлива и предприятия по установке, эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту сооружений. Для эксплуатации зданий нужно выстроить эффективные системы домоуправления. Все действующие лица должны обладать достаточным уровнем образования для решения своих задач. Для этого необходимо согласованное содействие профессиональных и учебно-образовательных учреждений.

Всего в осуществлении инвестиционного проекта в экономике Российской Федерации может быть дополнительно задействовано более 100 000 человек.

За счет проведения энергоэффективной модернизации будет достигнуто значительное снижение энергопотребления для отопления жилых домов и подогрева горячей воды. Сэкономленные в котельных энергоносители (природный газ, уголь и т.д.) могут быть использованы для других целей, при этом потребителями могут быть как российская промышленность, так и зарубежные компании.

Преимущества предлагаемой реконструкции и энергетической модернизации можно рассматривать с разных сторон. В первую очередь, конечно, предлагаемая программа должна положительно повлиять на качество жизни населения. В результате применения концепции повысится тепловая комфортность проживания в отремонтированных и санированных домах, что положительно скажется на здоровье жителей. Снизится уровень шума в квартирах вследствие установки окон с повышенными звукоизоляционными свойствами. Снизится потребление тепловой энергии на отопление жилых домов, что скажется на снижение расходов жителей на отопление.

Немало важными являются и преимущества, которые скажутся на работе жилищно-коммунальных хозяйств. Единая автоматизированная система для учета потребления различного вида энергии и ресурсов открывает инновационные возможности для недорогого и надежного способа администрирования. Контроль осуществляется государственными регулирующими органами. Предоставление коммунальных услуг будет организовано более эффективно путем создания обслуживающих компаний.

Осуществленный ремонт распределительных сетей позволит Муниципальным образованиям резко сократить расходы на устранение ущерба, обусловленного авариями на трубопроводе горячей воды.

Высвободятся земельные участки за счет прекращения эксплуатации распределительных сетей и даже ТЭЦ. Освободятся работники, занимавшиеся устранением аварий на сетях. Общий вид городов улучшится за счет устранения обветшалых сооружений и постройки новых современных зданий или парков на свободных участках.

Таким образом, в долгосрочной перспективе повышается экономический потенциал структур муниципального управления.

А как отразится проект на окружающей среде и скажется ли на ресурсосбережении? За счет снижения потребления ресурсов на внутреннем рынке (в особенности газа) может быть снижен темп освоения новых месторождений. Таким образом, снижаются финансовые расходы. Кроме того, сэкономленные ресурсы (газ) могут быть экспортированы и проданы по цене, превышающей цену на внутреннем рынке. Часть дополнительной выручки может быть направлена на энергетическую санацию.

Не останется в стороне и экономическая составляющая. При содействии западноевропейских компаний, в Российской Федерации развивается современное направление машиностроения в области инженерных систем зданий и систем теплоснабжения, а также направление квалифицированного и инновационного бытового обслуживания.

Реновация многоквартирных домов предотвращает угрозу разрушения жилого фонда. За счет строительства децентрализованной системы теплоснабжения не допускается возможность разрушения важных частей коммунальной инфраструктуры (водоснабжения, электросети). Таким образом, выполняется часть программы модернизации экономики Российской Федерации.

Инвестиции в жилой фонд и парк электростанций влекут за собой заказы для строительной промышленности и машиностроения, а так же ведут к общеэкономическому росту.

Издержки энергоэффективной модернизации жилых домов и модернизации инфраструктуры теплоснабжения в основном покрываются основанными на инвестициях тарифами на теплоснабжение квартир. Финансирование производится не за счет (как правило, отсутствующего) собственного капитала или путем ипотечных кредитов, а путем инновационной формы “энергосберегающего контрактинга”, а так же обеспечением кредита на потребление воды и электроэнергии.

Во время первого этапа будет проведена энергоэффективная модернизация населенных пунктов, которые не нуждаются в масштабных мероприятиях по реновации или санации и в которых объединения собственников единогласно проголосовали за осуществление данного проекта. На последующих этапах, после накопления денежных средств, можно приступать к более дорогостоящим проектам энергетической модернизации, согласно которым жилой фонд нуждается в проведении более обширных работ по модернизации.

Таким образом, МГСУ совместно Техническим университетом Берлина и фирмой «Korolev GmbH» предлагает не только отдельные энергоэффективные технологии, а комплексный проект по энергоэффективности, который может быть применен, как в масштабе одного микрорайона, так и в масштабе города, страны. Осуществление такого проекта позволит России выйти на новый уровень ресурсосбережения и энергоэффективности.

ТЕЛИЧЕНКО В.И., акад. РААСН,
д.т.н., ректор МГСУ
ГОГИНА Е.С.,к.т.н., профессор МГСУ

Источник: Градостроительство, №2(18), 2012