Сайт научно-технического журнала «Инженерные системы. АВОК Северо-Запад»

Энергоэффективный демонстрационный жилой дом, реализуемый по программе ПРООН-ГЭФ в г. Порхове

П. А. Муравьев, координатор Проекта ПРООН-ГЭФ «Энергоэффективность зданий на Северо-Западе России» на территории Псковской области

М. А. Лукина-Лебедева, ассистент Проекта ПРООН-ГЭФ «Энергоэффективность зданий на Северо-Западе России»

А. В. Таракин, ведущий эксперт технического департамента ООО «АФ Консалт»

А. С. Горшков, директор учебно-научного центра «Мониторинг и реабилитация природных систем» ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»

Ключевые слова: наружные стены, фасады, теплоизоляция, изделия теплоизоляционные из минеральной (стеклянной) ваты на синтетическом связующем, тепловая защита, расчетные климатические условия, градусо-сутки отопительного периода, трансмиссионные потери тепловой энергии, дополнительное утепление, энергосбережение, энергетическая эффективность зданий, инвестиции, окупаемость инвестиций.

Аннотация

В работе представлена методика расчета потерь тепловой энергии через наружные стены жилого многоквартирного здания до и после дополнительного утепления фасадов с использованием изделий теплоизоляционных из минеральной (стеклянной) ваты на синтетическом связующем применительно для конкретного объекта исследования, расположенного на территории г. Порхова Псковской области. На основании известных параметров отопительного периода, капитальных затрат на дополнительное утепление фасадов рассматриваемого здания и расчетных значений эксплуатационных затрат на отопление до и после утепления фасадов произведена оценка прогнозируемых сроков окупаемости инвестиций при различной толщине дополнительного слоя теплоизоляции (50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 250, 300 и 350 мм). Для рассматриваемого объекта исследования рассчитана оптимальная толщина дополнительного слоя теплоизоляции, при которой дисконтированный срок окупаемости, рассчитанный с учетом роста тарифов на тепловую энергию и дисконтирования будущих денежных потоков, принимает минимальное значение.

Введение

В настоящее время на территории Российской Федерации реализуется государственная программа переселения граждан из ветхого и аварийного жилья, утвержденная Распоряжением Правительства РФ от 26 сентября 2013 года № 1743-р. В рамках данной программы разработан комплекс мер, направленных на решение задач, связанных с ликвидацией аварийного жилищного фонда, в субъектах Российской Федерации утверждены региональные программы переселения граждан.

На сайте Фонда содействия реформированию ЖКХ (https://www.reformagkh.ru/relocation) представлен перечень жилых объектов, признанных аварийными, который включает 47 192 жилых здания общей площадью 11 400,85 тыс. м². В рамках данной программы в г. Порхове Псковской области реализуется строительство объекта жилищного строительства, расположенного по адресу: Псковская область, г. Порхов, ул. Мебельная, дом 5.

На строительство в г. Порхове многоквартирного жилого дома общей площадью 2083,33 м², согласно условиям контракта, выделено финансирование в размере 53 137 756,32 рубля. Финансирование строительства осуществляется за счет средств Государственной корпорации — Фонда содействия реформированию жилищно-коммунального хозяйства и средств бюджета Псковской области. В рамках выделенного финансирования в проектной документации предусмотрена реализация только тех энергосберегающих мероприятий, которые содержатся в действующем законодательстве. В настоящее время набор обязательных энергосберегающих мероприятий ограничен минимальными требованиями по тепловой защите. Очень часто выполнение только минимальных требований к уровню тепловой защиты зданий не обеспечивает достижения нормированного уровня энергопотребления и, как следствие, заявленного класса энергоэффективности.

С целью повышения энергетической эффективности строящегося в г. Порхове объекта жилищного строительства проектом ПРООН-ГЭФ была выделена техническая помощь в виде денежных средств, направленных на повышение энергетической эффективности объекта жилищного фонда.

Техническая помощь предоставляется в рамках реализации Проекта ПРООН-ГЭФ 00074315 «Энергоэффективность зданий на северо-западе России» (далее — Проект ПРООН-ГЭФ). Согласно условиям ПРООН, размер технической помощи не может превышать 20 % от общей суммы, выделенной на строительство демонстрационного объекта.

Проект ПРООН-ГЭФ представлен в рамках комплексной программы «Повышение энергоэффективности в Российской Федерации», осуществляемой совместно с Программой развития ООН (ПРООН), Европейским банком реконструкции и развития (ЕБРР) и Организацией Объединенных Наций по промышленному развитию (ЮНИДО) при участии ключевых федеральных отраслевых ведомств и региональных органов власти. В проекте принимают участие Архангельская, Псковская, Новгородская и Вологодская области, находящиеся в пределах Северо-Западного федерального округа.

Стратегия Проекта ПРООН-ГЭФ заключается в снижении существующих институциональных, управленческих, информационных, технологических, инвестиционных и образовательных барьеров, препятствующих широкому проникновению энергоэффективных технологий и практических методов в секторы строительства и ЖКХ. Цель Проекта ПРООН-ГЭФ заключается в наращивании местного потенциала и демонстрации реализуемых на местном уровне решений для повышения энергоэффективности в сфере строительства и эксплуатационного содержания зданий в северо-западных областях России.

Проект состоит из трех основных компонентов, один из которых включает участие Проекта ПРООН-ГЭФ в софинансировании работ, направленных на повышение энергетической эффективности демонстрационных объектов капитального строительства.

Более подробная информация о Проекте ПРООН-ГЭФ представлена на сайте: http://www.undp-eeb.ru.

Предоставление технической помощи со стороны Проекта ПРООН-ГЭФ осуществляется в рамках совместной реализации демонстрационного проекта по строительству энергоэффективного объекта жилищного фонда на основании соглашения, подписанного между Администрацией Порховского района Псковской области и Проектом ПРООН-ГЭФ 20 июля 2015 года.

1. Объект исследования

Объектом исследования является многоквартирный жилой дом, строящийся по адресу: Псковская область, г. Порхов, ул. Мебельная, дом 5. Строительство объекта осуществляется в соответствии с областной адресной программой «Переселение граждан из аварийного жилищного фонда в 2013–2017 годах», утвержденной постановлением Администрации Псковской области от 30 апреля 2013 года № 190 «О внесении изменений в областную адресную программу «Переселение граждан из аварийного жилищного фонда в 2013–2017 годах». Комплекс энергосберегающих мероприятий, направленных на энергосбережение и повышение энергетической эффективности демонстрационного объекта реализуется в рамках соглашения о совместной реализации демонстрационного проекта по строительству энергоэффективного объекта жилищного фонда, подписанного между Администрацией Порховского района Псковской области и Проектом ПРООН-ГЭФ «Энергоэффективность зданий на Северо-Западе России».

Характеристики объекта исследования:

— этажность — 3;

— количество подъездов — 2;

— количество квартир — 42;

— общая площадь — 2083,33 м²;

— площадь квартир — 1647,09 м²;

— площадь фасадов  — 1162,77 м²;

— высота этажа — 3 м;

— плиты перекрытия — сборные железобетонные многопустотные;

— кровля — двускатная по деревянным конструкциям;

— чердак — неотапливаемый (холодный);

— водоотвод с кровли — неорганизованный;

— наличие подвала — техподполье.

Рис. 2. Теплопроводные включения вокруг оконных проемов

При проведении тепловизионной съемки фасадов в зимний период эксплуатации, были получены данные, свидетельствующие о том, что уровень теплоизоляции наружных стен не соответствует минимально допустимым требованиям по тепловой защите. Высокая начальная влажность газобетонных блоков (рис. 2) в совокупности с большим количеством теплопроводных включений в зонах межэтажных перекрытий (рис. 3), внешних углов (рис. 4), швов кладки (рис. 5) не могут обеспечить требуемый уровень приведенного сопротивления теплопередаче. Ввиду этого было принято решение дополнительно утеплить наружные стены с целью повышения теплотехнической однородности фасадов и увеличения сопротивления теплопередаче наружных стен.

2. Цель исследования

Рис. 3. Теплопроводные включения в уровне межэтажных перекрытий

Целью исследования является расчет потерь тепловой энергии через наружные стены жилого многоквартирного здания до и после утепления фасадов, а также оценка прогнозируемых сроков окупаемости энергосберегающих мероприятий, направленных на утепление наружных стен рассматриваемого объекта исследования при различной толщине теплоизоляции (50, 60, 79, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 250, 300 и 350 мм).

3. Исходные данные для расчета

3.1. Климатические характеристики района строительства

Рис. 4. Угловая зона

Город Порхов расположен на территории Псковской области.

Наиболее близким к нему населенным пунктом среди тех, которые представлены в СП 131.13330, является город Псков. Расчетные климатические характеристики района строительства объекта исследования представлены в таблице 2.

Таблица 2. Расчетные климатические условия для жилых зданий, расположенных в г. Порхове Псковской области

Рис. 5. Теплопроводные включения в виде швов кладки

3.2. Теплотехнические характеристики наружных стен

Согласно требованиям п.п. 1 и 5 Постановления Правительства Российской Федерации от 26 декабря 2014 г. № 1521 c 1 июля 2015 года нормативные требования к уровню теплоизоляции наружных ограждающих конструкций должны регламентироваться согласно СП 50.13330.

Согласно примечанию 1 к таблице 2  СП 50.13330 базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче определяется по формуле:

где a, b — коэффициенты, численные значения которых следует принимать по данным табл. 3 СП 50.13330 для соответствующих групп зданий; для стен жилых зданий  a = 0,00035,  b = 1,4;

Рис. 6. Зона сопряжения наружной стены с перекрытием

ГОСП — градусо-сутки отопительного периода:

где  t_в — расчетная средняя температура внутреннего воздуха в помещениях жилого здания, принимаемая по ГОСТ 30494 равной 20 ºС;

t_от — средняя за отопительный период температура наружного воздуха, принимаемая для климатических условий г. Порхова по СП 131.13330 равной минус 1,3 ºС (см. данные табл. 1);

Исходя из представленных данных, рассчитаем по формуле (2) сопротивление теплопередаче наружных стен жилых зданий согласно требованиям СП 50.13330. Получим:

Нормируемое (минимально допустимое) значение приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, R_норм_0 , м²·^oС/Вт, следует определять по формуле:

где  R_тр_0— то же, что и в формуле (1);

m_р— коэффициент, учитывающий особенности региона строительства, численное значение которого для наружных стен зданий не должно быть меньше 0,63.

3.3. Проектные и фактические значения сопротивлений теплопередаче наружных стен

Рис. 7. Схематичное изображение фасадной системы Weber.therm comfort

Проектное значение сопротивления теплопередаче наружных стен составляет 1,62 м²∙ºС/Вт, что меньше не только базового требуемого значения — 2,95 м²∙ºС/Вт, но и минимально допустимого — 1,86 м²∙ºС/Вт.

В связи с выявленным несоответствием, а также в связи с тем, что при проведении тепловизионного обследования фасадов были выявлены теплотехнически неоднородные участки, значительные по величине и протяженности, было принято решение о необходимости дополнительного утепления наружных стен рассматриваемого объекта жилищного строительства: наружные стены здания — плитами из минеральной ваты на синтетическом связующем, наземную часть стен подвалов — плитами из пенополистирола. Целесообразность утепления наружных стен, выполненных кладкой из газобетонных блоков, обоснована в работах [1–3].

4. Описание элементов фасадной системы

На основании технико-экономического сравнения наиболее распространенных и доступных для выбранного района строительства вариантов фасадных решений для рассматриваемого объекта строительства была принята система штукатурного фасада Weber.therm comfort (рис. 7) с использованием изделий теплоизоляционных из минеральной (стеклянной) ваты на синтетическом связующем.

Фасадная система состоит из следующих элементов:

— клеевая смесь, предназначенная для монтажа теплоизоляционных плит из минеральной ваты к основанию с толщиной слоя от 5 до 20 мм;

Рис. 8. Утепление торцевой стены

Рис. 9. Утепление главного фасада здания

— теплоизоляционные плиты из стекловолокна изовер штукатурный фасад с прочностью на разрыв слоев не менее 15 кПа (максимальная разрешенная толщина однослойной теплоизоляции в системе 200 мм; при толщине слоя минеральной ваты более 200 мм теплоизоляцию фасадов следует выполнять в два слоя с перехлестом швов внутреннего и наружного слоев);

— армировочно-клеевая смесь, предназначенная для создания базового штукатурного армированного слоя на поверхности теплоизоляционных плит с толщиной слоя от 3,5 до 8 мм;

— фасадная армирующая стеклосетка;

— фасадный дюбель с диаметром стержня 8 мм и диаметром тарельчатой головки 60 мм;

— грунтовка, предназначенная для тонирования, укрепления и обеспыливания основания;

— декоративно-защитная штукатурка, предназначенная для создания декоративно-защитного слоя;

Рис. 10. Отделка фасада

— фасадная краска, предназначенная для реализации архитектурного решения.

Этапы проведения фасадных работ представлены на рис. 8–11.

Рис. 11. Завершение фасадных работ

5. Методики расчетов

5.1. Методика расчета потерь тепловой энергии через наружные ограждающие конструкции

Средние за отопительный период потери тепловой энергии через фасады здания, могут быть рассчитаны по формуле:

где  R_0 — приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м²∙ºС/Вт;

ГОСП — то же, что и в формуле (1);

0,024, 1163 — переводные коэффициенты;

А_фас — площадь фасадов, м².

В случае дополнительного утепления фасадов экономия тепловой энергии может быть рассчитана по формуле:

где  R_баз_0 — приведенное сопротивление теплопередаче базового варианта наружных стен без учета дополнительного утепления, м²∙ºС/Вт;

R_ут_0— приведенное сопротивление теплопередаче базового варианта наружных стен с учетом дополнительного слоя теплоизоляции, м²∙ºС/Вт;

0,024, ГСОП, 1163,  А_фас — то же, что и в формуле (4).

В качестве исходного (базового) значения приведенного сопротивления теплопередаче принято фактически измеренное, т.е. R_баз_0 = 1,62 м²∙ºС/Вт.

Разница эксплуатационных затрат (ΔЭ), выражающая суммарные потери через рассматриваемый тип ограждения до и после дополнительного утепления, выраженная в денежном эквиваленте, может быть рассчитана по формуле [1, 2]:

где  Q  — то же, что и в формуле (4);

С_т — величина тарифа на тепловую энергию, руб/Гкал.

Перейдем непосредственно к оценке экономической эффективности дополнительного утепления. Для этого воспользуемся методом приведенных затрат.

5.2. Методика расчета прогнозируемого срока окупаемости энергосберегающих мероприятий

Для расчета сроков окупаемости утепления наружных стен использован метод приведенных затрат [4].

Положим, что

где П_баз, П_ут — приведенные затраты, учитывающие капитальные и эксплуатационные расходы соответственно базового (исходного) и утепленного вариантов стенового ограждения, руб;

К_баз — капитальные затраты на возведение базового варианта наружных стен здания, руб;

К_ут — капитальные затраты на возведение базового варианта наружных стен здания с учетом затрат на дополнительное утепление, руб.;

Э_баз — эксплуатационные затраты, учитывающие потери тепловой энергии базового варианта наружных стен за один отопительный сезон без учета дополнительного утепления, руб/год;

Э_ут— эксплуатационные затраты, учитывающие потери тепловой энергии через наружные стены за один отопительный сезон с учетом дополнительного их утепления, руб/год;

Т — время, исчисляемое в годах.

Условием окупаемости для принятой модели будет равенство приведенных затрат П₁ и П₂, т. е.

П_баз =  П_ут.     (9)

Или с учетом уравнений (7), (8):

К_баз + Э_баз * Т  = К_ут + К_ут * Т .       (10)

Откуда можно рассчитать срок простой окупаемости:

где ∆К — разница капитальных затрат на возведение утепленного () и базового () вариантов наружных стен (фасадов) рассматриваемого здания, руб.;

∆Э — разность потерь тепловой энергии через наружные ограждающие конструкции до (Э_баз) и после (Э_ут) утепления базового варианта наружных стен здания, руб/год.

С учетом полученных ранее выражений (6) и (11) значение ∆Э  может быть рассчитано по формуле [5, 6]:

где обозначения те же, что и в формулах (5), (6).

Отметим, что срок окупаемости, рассчитанный по формуле (11), получен без учета:

— роста тарифов на тепловую энергию;

— процентов по кредиту (в случае использования заемных средств на проведение мероприятий по утеплению наружных стен здания);

— дисконтирования будущих денежных поступлений, достигнутых в результате реализации рассматриваемого энергосберегающего мероприятия и уменьшения потерь тепловой энергии на отопление.

По этой причине рассчитанное по формуле (11) значение прогнозируемого срока окупаемости инвестиций следует рассматривать как оценочное.

С учетом обозначенных выше дополнительных факторов прогнозируемый дисконтированный срок окупаемости  инвестиций, направленных на дополнительное утепление фасадов рассматриваемого здания, определяется выражением [7–10]:

где   ∆К, ∆Э — то же, что в формуле (10), руб.;

 r — средний ежегодный рост стоимости тарифов на тепловую энергию;

t — процентная ставка дисконтирования.

Если строительная компания или физическое лицо для выполнения работ по утеплению фасадов существующего здания использует собственные (не заемные) средства, то капитальные затраты будут равны сметной стоимости работ (). В случае, если для выполнения работ исполнителем используются заемные средства (предоставленный банком кредит), при аннуитетных ежемесячных платежах суммарные инвестиции в энергосбережение  следует определять по формуле:

где m — число периодов погашения кредита (например, если кредит взят на 1 год: m = 12, если на 2 года: m = 24 и т. д.);

А — коэффициент аннуитета;

∆К — сметная стоимость работ (инвестиции без учета платежей по кредиту).

Коэффициент аннуитета А рассчитывается по формуле:

где  p_кр — месячная процентная ставка банка по кредиту, выраженная в сотых долях в расчете на периодичность платежей (например, для случая 12% годовых и ежемесячных платежах: p_кр = 0,12/12 = 0,01);

m — то же, что и в формуле (13).

Таким образом, уравнение (13) позволяет вычислить период окупаемости Т_д рассматриваемого энергосберегающего мероприятия с учетом суммарных капитальных затрат на его реализацию ∆К, платежей по кредиту (где  p_кр), роста стоимости тарифов на тепловую энергию (r), дисконтирования будущих денежных потоков (i), достигаемых за счет экономии средств в результате внедрения данного энергосберегающего мероприятия.

В связи с тем, что в рамках данного исследования утепление фасадов производится за счет средств, предоставленных Глобальным экологическим форумом через Программу развития ООН (ПРООН-ГЭФ) при участии Проекта ПРООН-ГЭФ 00074315 «Энергоэффективность зданий на Северо-Западе России», капитальные затраты на монтаж теплоизоляции и штукатурного покрытия приняты без учета процентных ставок по кредиту.

Средняя величина относительного роста тарифов на тепловую энергию для населения России составляет примерно 15% в год [8–10]. Т. о. среднегодовой рост тарифов на тепловую энергию  в формуле (13) примем равным 0,15.

Мерой дисконтирования будущих денежных потоков можно выбрать средний уровень инфляции за определенный промежуток времени (например, за 5 или 10 последних лет), ставку рефинансирования Центрального банка, доходность альтернативных вложений (например, открытие вклада в банке на депозитный счет), прочие факторы, влияющие на величину будущих денежных потоков.

Для данной конкретной модели в качестве меры дисконтирования примем ключевую ставку Центрального банка РФ равной 11%. С учетом этого значение показателя дисконтирования  в формуле (13) равным 0,11.

Оптимальным вариантом дополнительного утепления фасадов будет считаться тот, для которого выполняется следующее основное условие:

т. е. вариант утепления фасадов, для которого окупаемость дополнительных инвестиций будет минимальной.

5.3. Численные значения сопротивлений теплопередаче вариантов наружных стен с учетом дополнительного утепления

Приведенное сопротивление теплопередаче наружных стен с учетом дополнительного слоя теплоизоляции рассчитаем по формуле:

где  R_баз_0 — то же, что и в формуле (4), м²·ºС/Вт;

δ_ут — толщина дополнительного слоя теплоизоляции, м;

λ_ут — теплопроводность слоя теплоизоляции, Вт/(м∙ºС); принимается для условий эксплуатации Б ();

r_т.о. — коэффициент теплотехнической однородности дополнительного слоя теплоизоляции.

Сопротивление теплопередаче исходного (базового) варианта наружных стен  R_баз_0 принято равным 1,62 м²·ºС/Вт.

Толщина дополнительного слоя теплоизоляции  может составлять 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 250, 300 и 350 мм (19 вариантов дополнительного утепления).

Теплопроводность теплоизоляционных изделий из минеральной (стеклянной) ваты, согласно представленным производителем протоколам испытаний, принята равной 0,043 Вт/(м∙ºС).

Коэффициент теплотехнической однородности наружных стен после проведения работ по дополнительному их утеплению r_т.о. принят равным 0,8.

На основании представленных данных расчетные значения сопротивлений теплопередаче наружных стен рассматриваемого здания с учетом дополнительного их утепления при различных толщинах слоя теплоизоляции представлена в табл. 2.

Таблица 2. Сопротивление теплопередаче наружных стен с учетом дополнительного слоя теплоизоляции

Как следует из данных, представленных в табл. 5, для обеспечения базового значения требуемого сопротивления теплопередаче (2,95 м²∙ºС/Вт) требуется минимальная толщина слоя теплоизоляции 90 мм, для обеспечения нормируемого (минимально допустимого) сопротивления теплопередаче (1,86 м²∙ºС/Вт) достаточно толщины слоя теплоизоляции 50 мм.

6. Капитальные затраты на утепление фасадов

В соответствии с исходными данными проекта площадь фасадов рассматриваемого объекта исследования (жилого многоквартирного здания) принята равной 1162,77 м².

Капитальные затраты на монтаж 1 м² фасадной системы Weber.therm comfort представлены в табл. 3.

В стоимость затрат включена:

— стоимость материалов штукатурного слоя системы Weber.therm, включая крепеж, толщиной до 200 мм, — 458,50 руб/м²;

— стоимость материалов штукатурного слоя системы Weber.therm, включая крепеж, толщиной 200 мм и более, — 498,0 руб/м²;

— стоимость работ по монтажу, включая сопутствующие материалы и расходы, — 1380,0 руб/м².

Таблица 3. Капитальные затраты на монтаж 1 м² фасадной системы Weber.therm comfort

Затраты включают стоимость комплекса работ по монтажу фасадной системы с учетом стоимости монтажа всех элементов фасадной системы (см. раздел 3), установки строительных лесов, накладных и прочих расходов.

Примечание. Представленные капитальные затраты на утепление фасадов существующих зданий актуальны для следующих федеральных округов: ЦФО, СЗФО, ЮФО, ПВФО. Стоимость материалов — рыночная, для оптовой категории клиентов. Стоимость работ соответствует средней по рынку. Стоимость материалов и работ может быть снижена путем проведения торгов по каждому конкретному объекту.

С учетом площади фасадов (А-фас = 1162,77 м²)дополнительные капитальные затраты на утепление наружных стен представлены в табл. 4.

Таблица 4. Капитальные затраты, направленные на дополнительное утепление базового варианта наружных стен, руб.

График зависимости капитальных затрат на дополнительное утепление фасадов рассматриваемого объекта исследования от толщины слоя теплоизоляции представлен на рис. 12.

Рис. 12. График зависимости капитальных затрат на дополнительное утепление наружных стен в зависимости от толщины слоя теплоизоляции

Как следует из данных, представленных на рис. 6, зависимость капитальных затрат на дополнительное утепление фасадов от толщины слоя теплоизоляции линейная, с одной точкой перегиба. Возникновение на кривой перегиба обусловлено увеличением стоимости крепежных элементов для толщин теплоизоляции более 200 мм.

7. Эксплуатационные затраты до и после утепления наружных стен

Эксплуатационные затраты до и после дополнительного базового варианта наружных стен при различной толщине слоя теплоизоляции (19 вариантов дополнительного утепления) рассчитаны по формуле (12) и представлены в табл. 5. Эксплуатационные затраты в табл. 6 равны суммарным потерям тепловой энергии через стены в течение одного нормализованного отопительного сезона (ГСОП = 4430 ºС∙сут).

Тариф на тепловую энергию в городе Порхове составляет 1838,5 руб/Гкал.

Таблица5. Разность потерь тепловой энергии через наружные ограждающие конструкции до (Э_баз) и после утепления базового варианта наружных стен (Э_ут) здания, руб/год

8. Расчет дисконтированного срока окупаемости инвестиций

Значения прогнозируемых сроков окупаемости дополнительных затрат на утепление при различной толщине слоя теплоизоляции рассчитаны по формуле (13) и представлены в табл. 6.

Таблица 6. Дисконтированный срок окупаемости дополнительных инвестиций, направленных на утепление фасадов рассматриваемого здания в зависимости от толщины слоя теплоизоляции

Как следует из данных, представленных в табл. 7, наиболее полно условию (15) удовлетворяют толщины 190 и 200 мм, т. е при данных толщинах прогнозируемый срок окупаемости дополнительных инвестиций, направленных на утепление фасадов рассматриваемого здания, минимален.

Рис. 13. График зависимости дисконтированного срока окупаемости инвестиций на утепление фасадов от толщины дополнительного слоя теплоизоляции

Результаты, представленные в табл. 7, графически показаны на рис. 13.

Примечание. Выполненные выше расчеты справедливы при наличии в многоквартирном жилом здании автоматизированного теплового пункта (АИТП) с автоматическим регулированием параметров теплоносителя.

В настоящее время заканчивается строительство демонстрационного жилого дома в г. Порхове Псковской области. Осенью 2016 года международная консалтинговая компания ООО «АФ Консалт» приступает к мониторингу энергопотребления данного демонстрационного объекта с целью определения фактического потенциала энергосбережения и экономической эффективности принятых в окончательном проекте здания энергосберегающих мероприятий. По окончании работ результаты исследования будут опубликованы на сайте Проекта ПРООН-ГЭФ и появятся в открытой печати.

Заключение

1. Одним из способов снижения потерь тепловой энергии на отопление является дополнительное утепление наружных ограждающих конструкций (стен, покрытий, чердачных перекрытий, наружных дверей и пр.). Повышение уровня теплоизоляции ограждающих конструкций приводит к уменьшению так называемых трансмиссионных потерь тепловой энергии.

2. Чем меньше потери тепла в здании, тем меньшее количество тепловой энергии требуется подвести к зданию от источника теплоснабжения для компенсации трансмиссионных потерь тепловой энергии в здании (при обеспечении нормативных показателей микроклимата). Таким образом, утепление приводит к уменьшению потребляемой в здании энергии и, следовательно, к сокращению платежей за отопление. На этом принципе основан экономический эффект, достигаемый при внедрении рассматриваемого энергосберегающего мероприятия.

3. Реализация любого энергосберегающего мероприятия, как правило, требует дополнительных капитальных вложений.

4. Экономическую эффективность внедряемых на объекте энергосберегающих мероприятий можно характеризовать прогнозируемым сроком их окупаемости.

5. Прогнозируемый срок окупаемости инвестиций, направленных на дополнительное утепление наружных стен рассматриваемого объекта исследования (жилого многоквартирного дома, строящегося в г. Порхове Псковской области по программе переселения граждан из ветхого и аварийного жилья), составляет от 24,5 до 36,1 года в зависимости от толщины дополнительного слоя теплоизоляции.

6. Минимальный прогнозируемый срок окупаемости инвестиций в утепление фасадов составляет 24,5 года и соответствует толщине слоя теплоизоляции, равной 200 мм.

7. Толщина слоя теплоизоляции  = 200 мм наиболее полно соответствует условию (15).

8. Сопротивление теплопередаче 5,02 м²∙ºС/Вт, соответствующее толщине дополнительного слоя теплоизоляции 200 мм, для выбранного конструктивного решения применительно к заданным климатическим характеристикам района строительства объекта (г. Порхов Псковской области) является экономически целесообразным, т. к. соответствует минимуму приведенных затрат.

9. Если при расчете окупаемости инвестиций не учитывать затраты на проведение работ по оштукатуриванию наружных стен, а также стоимость отделочных материалов, прогнозируемый срок окупаемости снижается примерно в два раза.

10. При учете всего комплекса реализованных на объекте энергосберегающих мероприятий чистый доход, достигаемый за счет экономии энергоресурсов в течение всего жизненного цикла здания, возрастает, а срок окупаемости инвестиций уменьшается.

Литература

1. Ватин Н. И., Горшков А. С., Корниенко С. В., Пестряков И. И. Потребительские свойства стеновых изделий из автоклавного газобетона // Строительство уникальных зданий и сооружение. 2016. № 1 (40). С. 78–101.
2. Горшков А. С., Ватин Н. И., Пестряков И. И., Корниенко С. В. Соответствие стен из автоклавного газобетона современным требованиям по тепловой защите зданий // Энергосбережение. 2016. № 2. С. 41–53.
3. Горшков А. С., Ватин Н. И., Пестряков И. И., Корниенко С. В. Соответствие стен из автоклавного газобетона современным требованиям по тепловой защите зданий // Энергосбережение. 2016. № 3. С. 62–69.
4. Богословский В. Н. Строительная теплофизика (теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха). Учебник для вузов. 3-е изд. — М.: Издательство «АВОК Северо-Запад» — 400 с.
5. Горшков А. С. Инженерные системы. Руководство по проектированию, строительству и реконструкции зданий с низким потреблением энергии: учеб. пособие / А. С. Горшков. — СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2013. — 160 с.
6. Ватин Н. И., Величкин В. З., Горшков А. С., Пестряков И. И., Пешков А. А., Немова Д. В., Киски С. С. Альбом технических решений по применению теплоизоляционных изделий из пенополиуретана торговой марки SPU INSULATION в строительстве жилых, общественных и промышленных зданий // Строительство уникальных зданий и сооружение. 2013. № 3 (8). С. 1–264.
7. Горшков А. С. Модель оценки прогнозируемого срока окупаемости инвестиций в энергосбережение // Вестник МГСУ. 2015. № 12. С. 136–146.
8.  Горшков А. С., Рымкевич П. П., Ватин Н. И. Экономическая эффективность инвестиций в энергосбережение // Инженерные системы. 2014. № 3. С. 32–36.
9.  Горшков А. С. Об окупаемости инвестиций на утепление фасадов существующих зданий // Энергосбережение. 2014. № 4. С. 12–27.
10.  Горшков А. С., Рымкевич П. П. Методика и пример расчета окупаемости инвестиций при реализации энергосберегающих мероприятий в строительстве // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2014. № 9 (188). С. 40–45.

Скачать статью в pdf-формате: Энергоэффективный демонстрационный жилой дом, реализуемый по программе ПРООН-ГЭФ в г. Порхове