Инновационные инженерные решения для реализации «дорожной карты» по повышению энергетической эффективности зданий, строений, сооруженийВ.С. Казейкин, член Общественного совета Министерства строительства и ЖКХ РФ В.А. Петров, руководитель инновационной группы АО «НПП «Интеграл» В принятых «Плане мероприятий (дорожная карта) по повышению энергетической эффективности зданий, строений и сооружений» и «Стратегии развития жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации на период до 2020 года» актуализируются вопросы ресурсосбережения и формулируются конкретные направления разработки инновационных решений для их инженерного претворения и последующего практического использования. В статье приводится информация о разработках и новых выпускаемых изделиях, которые наряду со своей уникальностью позволяют технически реализовать многие процедуры, направленные на инженерные методы снижения ресурсопотребления зданий, строений и сооружений. Распоряжением Правительства РФ № 1853-р от 2 августа 2016 года был утвержден план мероприятий («дорожная карта») по повышению энергетической эффективности зданий, строений, сооружений, который ориентирован на обеспечение рационального использования энергетических ресурсов, снижение платежной нагрузки на население за коммунальные услуги и решение проблемных вопросов повышения энергетической эффективности зданий на различных этапах их жизненного цикла. В России, по заключению Национальной ассоциации инноваций и развития информационных технологий (НАИРИТ), на первое место в инновационной деятельности вышли проекты, относящиеся к энергетике и энергосбережению. Несмотря на определенные риски [1] в инновационной деятельности, именно инновации помогают предприятиям занять лидирующую позицию в сфере энергосбережения. Впервые понятие «поведенческой модели ресурсосбережения» (ПМР) как инновационной модели было сформулировано на VI съезде лидеров «ОПОРЫ РОССИИ», проходившем в 2015 году в Казани. Само понятие «поведенческая модель» охватывает мотивации целевой аудитории, направленные на активное участие на рынке коммунальных и жилищных услуг, в том числе для обеспечения эффективного использования энергоресурсов на основе применения инновационных технологий. Модель предполагает использование как математического аппарата (алгоритмов) для описания поведенческих функций различных групп участников со своими мотивациями, так и необходимый инструментарий, с помощью которого могут выполняться меры воздействия для практической реализации ресурсосбережения. В состав инструментария в обязательном порядке должны входить технические средства, являющиеся продуктом инженерной мысли, например, новейшие приборы учета потребляемых коммунальных ресурсов, с помощью которых реализуются отдельные процедуры поведенческих действий, а также правовые основы их использования, изложенные в федеральных законах и постановлениях Правительства Российской Федерации. В рассматриваемой ПМР под ресурсами, в широком смысле, понимаются как энергетические ресурсы, в том числе коммунальные (электроэнергия, горячее и холодное водоснабжение, газоснабжение, водоотведение и теплоснабжение), так и природные и человеческие ресурсы, а также финансовые ресурсы, являющиеся мерой эффективности выполнения процедур ресурсосбережения. В соответствии с Поведенческой моделью Фогга (Fogg Behavior Model, или FBM), используемой в дизайне лендинга, результатом исполнения поведенческой модели является поступок его участника, который складывается из трех факторов: мотивации, способностей, стимула. В случае ПМР необходимо также добавить инструментарий, который обеспечивает успешность выполняемых процедур в рамках достижения определенного уровня ресурсосбережения. Если сильная мотивация способствует достижению желаемого, а способности упрощают решение задачи достижения желаемого стимула, то инструментарий гарантирует получение необходимого результата и защищает участника в рамках правового поля. Таким образом, имеются четыре фактора ПМР — мотивация, способности, стимул и инструментарий. Все они тесно связаны с социально-экономической значимостью модели. Наиболее высокий уровень социальной напряженности, по мнению ВЦИОМ, имеет место в сфере ЖКХ, а недостаточная эффективность проводимых мероприятий в рамках ресурсосбережения приводит, с точки зрения экономических показателей, к высоким энергозатратам в экономике Российской Федерации и значительным уровням потерь энергоресурсов, которые превосходят аналогичные показатели большинства государств Запада.  Рис. 1. Диаграмма жизненного цикла МКД Поскольку жилищное строительство было и продолжает оставаться локомотивом развития отрасли и экономики России в целом, необходима согласованная политика всех ее участников на этапах жизненного цикла зданий строений и сооружений. В настоящее время население фактически обеспечивает финансирование жилья на всех стадиях его жизненного цикла (рис. 1) многоквартирного дома (МКД), реализуя тем самым основные принципы — самофинансирования, самоокупаемости, самоуправления, саморазвития и саморегулирования. Диаграмма (рис. 1), разработанная Национальным объединением проектировщиков в 2014 году, выполнена с учетом стоимости совокупных затрат на разных стадиях жизненного цикла МКД. Кстати, именно на стадии эксплуатации формируются, наряду с высокими затратами, высокие показатели дебиторской задолженности населения за потребляемые ресурсы. Основным фактором роста объемов жилищного строительства является заинтересованность и участие населения в инвестировании жилищного строительства. Особую актуальность этому процессу придает стремление населения через инвестирование в строительство улучшить свои жилищные условия и сохранить имеющиеся сбережения. Однако технологическая отсталость отрасли, энергозатратность, высокий расход материалов, неэффективное государственное регулирование, недостаточный уровень комфортности и низкое качество строящегося жилья являются сдерживающими факторами развития строительного комплекса и экономики страны. Следствием этого является то, что массового внедрения инноваций в отрасли не происходит по ряду причин. Это недостаточный рыночный спрос на инновационные решения, высокая степень изношенности производственных мощностей и дорогие кредиты на их модернизацию. В связи с этим важнейшей задачей является применение инновационных технологических моделей [2], технических решений и материалов, направленных на ресурсосбережение и снижение энергоемкости производства, а результатом таких инноваций для человека должна стать безопасная и комфортная среда жизни и деятельности, соответствующая высоким стандартам и, способствующая повышению качества жизни и деятельности граждан с различным уровнем доходов и потребностей. Под ресурсосбережением, в широком смысле этого слова, понимаются такие процедуры, как экономия, сомоограничение и принудительное ограничение (частичное или полное), причем последнее может осуществляться на досудебной или судебной стадиях при рассмотрении работы с дебиторской задолженностью за услуги ЖКХ. Все участники сферы ЖКХ, например, в той или иной мере, в силу менталитета и своих обязанностей, по-своему настроены на реализацию поведенческих функций в модели ресурсосбережения.  Рис. 2. «Дерево проблем» в вопросах ресурсосбережения Весьма показательным фактом в этой модели является «дерево проблем» (рис. 2). Исходя из обозначенных на рис. 2 проблем, постараемся ответить на некоторые из них и предложить конкретные решения для их устранения. По официальным данным Минстроя России (www.minstroyrf.ru), в стране 2,5 млн многоквартирных домов (МКД) обслуживают 15 тыс. управляющих организаций (УО). Общий годовой доход оценивается в 2,5 трлн руб., из них 500 млрд — выручка УО и 2,0 трлн — транзитные платежи коммунальщикам. На данном фоне в соответствии с этими показателями существует проблема — вопрос задолженности в сфере ЖКХ в контексте сравнительной дифференциации потребителей и их долгов с целью актуализации обозначенной проблемы и необходимости более детального рассмотрения инструментария, предназначенного для учета и управления ресурсопотреблением. По официальным данным Национальной службы взыскания (НСВ), долги россиян за ЖКУ по состоянию на конец 2016 года впервые в истории превысили 1 трлн руб. По данным НСВ около 40% долга приходится на неплатежи за отопление и горячую воду, 25% — за газ, 20% — за электроэнергию, 15% — за холодную воду, ремонт, уборку и вывоз мусора. В соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 06.05.2011 № 354 (ред. от 25.12.2015) «О предоставлении коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов» (вместе с «Правилами предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов») определены виды коммунальных ресурсов, которые могут быть ограничены (частично или полностью) потребителям при наличии у них задолженности. Нужно отметить, что условием полноценного использования этих Правил является наличие технических возможностей для реализации процедур ограничения. К сожалению, в связи с недостаточной осведомленностью и отсутствием информации большинство представителей РСО, УО и экспертов в качестве таких технических средств называют только полное отключение электроэнергии и перекрытие водоотведения. Распоряжением Правительства Российской Федерации от 27.12.2010 г. № 2446-р принята Государственная программа Российской Федерации «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года», где сформулированы основные задачи по переходу к рациональному использованию энергетических ресурсов. Эта программа является логическим продолжением Федерального закона № 261ФЗ от 23.11.2009 г. «Об энергосбережении и повышении энергоэффективности …». В настоящий момент вопросы энергоэффективности и энергосбережения становятся также актуальными в связи с принятием «Стратегии развития жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации на период до 2020 года» (Распоряжение Правительства РФ № 80-р от 26.01.2016 г.), в которой предусматривается: …совершенствование порядка ограничения предоставления коммунальных ресурсов (услуг), в т. ч. упрощение порядка извещения потребителя-должника о введении режима ограничения …, расширение перечня оснований для введения ограничения (предоставления) коммунальной услуги… …совершенствование системы учета потребления коммунальных услуг… установление ответственности за вмешательство в работу приборов учета и несанкционированное подключение… исполнение требований законодательства РФ о включении автоматизированной системы учета потребления коммунальных ресурсов (услуг) в состав обязательного оборудования при проектировании и строительстве многоквартирных домов. …решить вопрос о праве собственности на такой прибор учета… проработать вопрос об унификации способов передачи показаний приборов учета в ресурсоснабжающую организацию. …продолжение реализации мер, направленных на повышение платежной дисциплины при поставке коммунальных ресурсов (услуг), в т. ч. введение санкций за неплатежи по всей цепочке поставки ресурса (услуги) от производителя до конечного потребителя (жителя), включая всех посредников и перепродавцов. Рассмотрим инновационные решения [3] для сферы ЖКХ и эффективность их использования в Москве и Московской области (МО) [4].  Рис. 3. Различные виды исполнения устройств УВО: а — для ХВС из полипропилена; б — для ГВС из полипропилена; в — для ГВС из латуни; г — для ХВС из латуни Для систем холодного (ХВС) и горячего (ГВС) водоснабжения разработаны [3] новые изделия для управления подачей воды холодной (ХВС) или горячей (ГВС), выполненные с защитой от несанкционированного доступа — устройства управления водоограничением (устройства УВО), представленные на рис. 3. Такие изделия наиболее удобно эксплуатировать при горизонтальной системе разводки ГВС и ХВС. Для защиты от несанкционированного доступа устройства УВО имеют в наличии запирающий элемент с магнитным «секретом». Только с использованием соответствующей специальной головки (на всех рисунках показана над самими изделиями) возможен процесс отпирания/запирания запирающего элемента шарового крана. ГВС и ХВС устройства УВО перед шаровым краном имеют встроенный фильтр грубой очистки. Конструктивное исполнение устройств УВО позволяет осуществить несколько ступеней ограничения или полное отключение водоснабжения. Механизм доступа также закрывается колпачком (синего цвета для холодной воды и красного для горячей воды), который, в соответствии с требованиями ПП РФ № 354, пломбируется. Заглушка фильтра грубой очистки также пломбируется. В УВО для ХВС в шаровом кране кроме основного отверстия выполнено дополнительное отверстие малого диаметра, ось которого перпендикулярна основному. При таком варианте расход холодной воды составляет примерно 40 л/час, что обеспечивает значительное снижение уровня бытового комфорта, при котором стиральная машина не работает, а достижение нужного объема холодной воды требуется длительное время.  Рис. 4. Схема водоснабжения в МКД с применением УВО для ГВС и ХВС Правительством РФ утверждены правила предоставления водоснабжения и водоотведения, которые конкретизируют и регулируют отношения, возникающие между потребителями и поставщиками, в т. ч. исполнителями коммунальных услуг (ИКУ ). Полномочия собственников жилых помещений и УО закреплены в ст. 4 Федерального закона за № 416 от 07.12.2011 г. «О водоснабжении и водоотведении». В Правилах пользования системами коммунального водоснабжения и канализации (ПП РФ № 167 от 12.02.1999 г.) также приведены понятия границ эксплуатационной ответственности, в качестве которой признается линия раздела элементов систем водоснабжения по признаку обязанностей (ответственности) за эксплуатацию элементов систем водоснабжения, устанавливаемая соглашением сторон. При отсутствии такого соглашения граница эксплуатационной ответственности определяется по границе балансовой принадлежности. В соответствии с этими правилами на рис. 4 приведена схема водоснабжения МКД с наглядным разделением зон ответственности потребителя и исполнителей коммунальных услуг. Границей ответственности за эксплуатацию инженерных сетей, устройств и оборудования между общим имуществом в МКД и личным имуществом — помещением собственника в системах отопления, горячего и холодного водоснабжения является: отсекающая арматура (первый вентиль) от стояковых трубопроводов, расположенных в помещении (квартире). Также, в соответствии с ПП РФ № 354, определены основания и порядок приостановления или ограничения предоставления коммунальных услуг, а также регламентируются вопросы, связанные с наступлением ответственности исполнителей и потребителей коммунальных услуг, в соответствии с которыми ИКУ, при наступлении соответствующих условий, имеет право на временное отключение ГВС и ограничение ХВС. Все расходы по организации ограничения (полного/частичного) и последующего востановления подачи ХВС и ГВС в соответствии с ПП РФ № 491от 13.08.2006 г. ложатся на потребителя-неплательщика. Предлагаемые УВО можно эффективно использовать при горизонтальной системе разводки коммуникаций водоснабжения, а также в муниципальном жилье при наличии вертикальной системы разводки коммуникаций. Наилучшим результатом использования УВО на стадии эксплуатации является оснащение МКД ими при строительстве при наличии горизонтальной разводки, которая имеет много преимуществ перед вертикальной. В основе применения на практике УВО к потребителям-должникам за ЖКУ лежит принцип снижения уровня бытового комфорта, что является движущей силой быстрейшего погашения дебиторской задолженности. Поскольку плата за холодное водоснабжение и водоотведение осуществляется одному и тому же поставщику, то это реальный механизм воздействия на должника за эти ресурсы, которые составляют примерно около 10% в общей сумме неплатежей. Аналогично для горячего водоснабжения и отопления (один и тот же поставщик), а это в общей сумме долгов составляет примерно 40%, осуществляя отключение горячей воды с помощью УВО, можно воздействовать на потребителя-должника за эти услуги. С практическими результатами использования устройств УВО с целью эффективного погашения потребителями-должниками их дебиторской задолженности за ЖКУ, выполненными одной из управляющих компаний в Москве, можно познакомиться в [4]. Первые упоминания о новых устройствах управления подачей электроэнергии можно найти в [5, 6]. Кроме того, в [3] описаны основные группы данных изделий (устройства управления токоограничением и электросчетчики с функцией ограничения мощности), позволяющие реализовать процедуры введения ограничения на практике, причем во всех из них предусмотрены система защиты от несанкционированного доступа и возможность их пломбирования. В основе выпускаемых для этой цели устройств лежат патенты РФ [7, 8, 9, 10]. В устройствах токоограничения (УТО) реализованы различные варианты исполнения, в т. ч. автономные [7, 8], имеющие встроенное реле для управления подачей электроэнергии, и предназначенные для разных исполнителей [3, 4, 6] этих процедур. Другой группой являются УТО, коммутируемые с электросчетчиками [10], которые также служат для управления подачей электроэнергии, но исполнительным устройством в них является внешнее устройство защитного отключения (УЗО). Управление данными устройствами токоограничения осуществляется с помощью инфракрасных пультов. С практическими результатами использования устройств УТО с целью воздействия на потребителей-должников за ЖКУ, выполненными одной из управляющих компаний в Москве, можно познакомиться в [4]. Другим примером использования устройств группы УТО и УВО является также работа управляющей компании (УК) в пос. Новосиньково Дмитровского района Московской области. Результаты работы с должниками этой УК с использованием устройств УТО и УВО приведены в [4]. В основе разработанных устройств УВО лежат патенты РФ [11, 12, 13]. Особую группу инновационной продукции составляют новые электросчетчики [3], которые могут быть установлены в МКД при строительстве. Следует отметить их основные преимущества по сравнению с аналогами. В счетчиках предусмотрена возможность установки максимального значения потребляемой мощности, при превышении которой встроенное реле отключает подачу электроэнергии, что обеспечивает дополнительную защиту на случай несрабатывания автоматического выключателя (АВ) или автоматического выключателя дифференциального тока (АВДТ) в экстренных ситуациях. Это единственные в своем роде приборы учета потребления электроэнергии с такой функцией и не имеют аналогов в отечественной и мировой практике. Главное отличие от всех существующих систем введения лимита мощности потребления с помощью новых приборов учета потребления электроэнергии с функцией ограничения мощности [3] состоит в том, что в процессе эксплуатации уполномоченные лица прямо на месте их эксплуатации могут использовать ИК-пульт, чтобы устанавливать режимы ограничения или отключения электрической энергии потребителю (без изменения параметров работы счетчика). В этом случае предусмотрено несколько степеней защиты от несанкционированного доступа как при работе с ИК-пультом, так и для перехода в режим программирования лимита мощности [3]. Другим преимуществом этих электросчетчиков является то, что установку ограничения мощности можно использовать в отсутствии автоматизированной системы коммерческого учета энергопотребления (АСКУЭ). При превышении установленного лимита счетчик осуществляет отключение электроэнергии и далее самостоятельно трижды осуществляет попытку подключения на случай снятия лишней нагрузки. В случае, когда лишняя нагрузка снята, автоматически осуществляется подача электроэнергии при том же установленном лимите мощности. Возврат к нормальной подаче электроэнергии после отключения, вызванного превышением установленного лимита ограничения, потребитель может выполнить самостоятельно, отключив лишнюю нагрузку и нажав специальную кнопку на передней панели счетчика. Электросчетчики с функцией ограничения мощности могут использоваться как для работы в рамках системы АСКУЭ, так и в разработанной «Комплексной системе учета контроля и управления ресурсопотреблением» (рис. 5) [14]. Такие системы должны закладываться на стадиях проектирования и устанавливаться при строительстве, что впоследствии обеспечит полноценное осуществление ограничения (частичного и полного) подачи ресурсов потребителям-должникам за ЖКУ, причем не затрагивая интересов добросовестных плательщиков.  Рис. 5. Комплексная система учета, контроля и управления ресурсопотреблением для всех видов ресурсов Особенности предлагаемой системы [14] заключаются в том, что с помощью системы АСКУЭ и приборов учета коммунальных ресурсов отслеживается количество потребленных ресурсов (электроэнергия, ХВС, ГВС, газ, тепловая энергия). Потребитель информируется о количестве потребленных ресурсов с расшифровкой по видам и сумме, необходимой к оплате в письменном либо электронном виде. При игнорировании выставленного счета (превышении заданного отрицательного баланса) к потребителю может быть применено ограничение потребляемой электрической мощности до низкокомфортного лимита как в автоматическом, так и в ручном режиме. Введение лимитов мощности потребления индивидуально для каждого потребителя в предлагаемой «Комплексной системе учета, контроля и управления электропотреблением» также осуществляется в рамках действующего ПП РФ № 354. Условия введения ограничения подачи электроэнергии при наличии задолженности по всем или части потребленных ресурсов утверждаются собранием собственников МКД или протокольным решением администрации муниципального органа и ресурсоснабжающей организации (РСО). Предлагаемая нами «Комплексная система учета контроля и управления ресурсопотреблением» [14] позволяет решать поставленные в «Стратегии развития ЖКХ РФ…» задачи по повышению платежной дисциплины. Выполняемые с ее помощью процедуры позволяют воздействовать на потребителя-должника на начальных стадиях появления у него дебиторской задолженности за ЖКУ, не дожидаясь формирования ее большого размера. По этой причине такая система является самым эффективным инструментарием в «поведенческой модели» ресурсосбережения с целью возврата дебиторской задолженности за ЖКУ на досудебной стадии.  Рис. 6. Инновационная модель интеграционных платежей за услуги ЖКХ по методу «одного окна» В последнее время профессиональным сообществом обсуждается предложение Минстроя и ЖКХ РФ о переходе на прямые договоры населения с РСО. Такое предложение связано с высокими уровнями задолженности в сфере ЖКХ. По нашему мнению, наиболее важным вопросом при этом являются не особенности взаимоотношений участников рынка, а формирование нормальной системы учета, контроля и управления ресурсопотреблением, предложенной нами в «Комплексной системе учета, контроля и управления ресурсопотреблением» [14]. Такая комплексная система может служить основой реализации так называемой модели интеграционных платежей за услуги ЖКХ по методу «одного окна» (рис. 6), ранее описанной нами в работах [15, 16]. Применительно к предлагаемой «Комплексной системе» ниже приведена Инновационная модель интеграционных платежей за услуги ЖКХ по методу «одного окна», которая, по нашему мнению, наилучшим образом не только отражает предлагаемую систему, но и соответствует нынешней ситуации на рынке платежей в сфере ЖКХ с точки зрения ее оптимизации и прозрачности. Причиной высоких показателей ресурсопотребления в бюджетной сфере является недостаточное внимание, по нашему мнению, роли «человеческого фактора». Если в № 261-ФЗ изначально было рекомендовано назначать ответственных за энергосбережение при объеме потребления энергетических ресурсов свыше 10 млн рублей, то с 2016 года этот показатель увеличен до 50 млн рублей. На практике фактически такая категория ответственных в большинстве бюджетных и государственных (муниципальных) учреждениях отсутствует. В учреждениях образования, например, эти функции выполняют коменданты, технические работники или охранники, причем зачастую по собственной инициативе. В «Методических рекомендациях по расчету эффектов от реализации мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности», представленных на сайте Минстроя и ЖКХ РФ (http://www.minstroyrf.ru/docs/11291/), на 1-м этапе мероприятий предлагаются ключевые мероприятия по энергосбережению в общественных и жилых зданиях, где одной из существенных «активных» мер называется использование индивидуальных тепловых пунктов (ИТП). По нашему мнению, немаловажной «активной» мерой для бюджетной сферы в плане энергосбережения может стать управление подачей электропотребления, которое может быть реализовано с помощью еще одного технического решения [17], с помощью которого можно осуществлять управление подачей электроэнергии, ограничивая (частично или полностью) потребляемую мощность в определенные интервалы времени. Это устройство — устройство токоограничения универсальное (УТОУ) снабжено часами реального времени и таймером, что позволяет прямо на месте его установки устанавливать лимиты мощности в любом из шести в течение суток интервалов времени с помощью инфракрасного пульта. Такие УТОУ [17] предназначаются в первую очередь государственным и бюджетным организациям, когда можно, в зависимости от режимов их работы, устанавливать ограничения подачи электроэнергии в выбранные интервалы времени с заданными лимитами потребляемой мощности. При эксплуатации вся работа УТОУ осуществляется автоматически по запрограммированному алгоритму. Подобные устройства на отечественном и мировом рынках также отсутствуют. С помощью УТОУ на стадии эксплуатации автоматически осуществляются процедуры введения ограничения (частичного или полного) подачи электроэнергии в задаваемые интервалы времени. УТОУ устанавливается в электрической цепи перед потребителями электроэнергии. Установка устройства производится на DIN-рейку в стандартном электрощитовом оборудовании или в отдельном боксе, который пломбируется для защиты от несанкционированного доступа. УТОУ имеет возможность осуществлять ограничение по потребляемому току путем отключения подачи электроэнергии при превышении установленного лимита мощности с помощью встроенного реле. Операции по введению определенной ступени ограничения или полному отключению электроэнергии осуществляются с помощью ИК-пульта лицами, ответственными за энергосбережение на каждом конкретном объекте. В УТОУ также предусмотрена возможность установки максимального значения потребляемой мощности, при превышении которой встроенное реле отключает подачу электроэнергии, что обеспечивает дополнительную защиту на случай несрабатывания АВ или АВДТ в аварийных случаях. Это единственное в своем роде устройство с такой функцией и не имеет аналогов в отечественной и мировой практике. УТОУ предусматривает возможность автономной (самостоятельной) работы устройства без необходимости наличия в цепи других устройств измерения тока (электросчетчики и т. п.), поскольку имеет собственную систему индикации значений напряжения, тока и мгновенной мощности. УТОУ с установленными режимами ограничения мощности после отключения, вызванного превышением установленного лимита ограничения, можно вернуть к подаче электроэнергии, выполнив отключение лишней нагрузки и нажав специальную кнопку на передней панели устройства. УТОУ при превышении установленного лимита осуществляет отключение электроэнергии и далее самостоятельно трижды осуществляет попытку подключения на случай снятия лишней нагрузки. В случае, когда лишняя нагрузка снята после нажатия этой кнопки, автоматически осуществляется подача электроэнергии при том же установленном лимите мощности. В основе работы УТОУ лежит патент РФ [17]. Предлагаемые инновационные инженерные решения, по нашему мнению, должны быть в обязательном порядке закреплены в соответствующих СНИПах и требованиях к конструкторской документации к инженерным системам в сфере строительства и рекомендованы к обязательному применению. Комплексное использование всех групп инновационных изделий, созданных инженерной мыслью, в том числе перечисленных выше, при повсеместном оснащении зданий на стадии строительства позволит в рамках ПМР решать обозначенные задачи ресурсосбережения на стадии эксплуатации, а их использование будет способствовать достижению необходимых социально-экономических показателей в рамках мероприятий, сформулированных в «дорожной карте». Литература
Скачать статью в pdf-формате: Инновационные инженерные решения для реализации «дорожной карты» по повышению энергетической эффективности зданий, строений, сооружений
Что дает учет гидравлического потенциала городских канализационных сетей?О. А. Продоус, генеральный директор ООО «ИНКО-инжиниринг»
Канализационные сети — это инженерные системы, предназначенные для отведения стоков на очистные сооружения перед их сбросом в водоем. В зависимости от происхождения и состава примесей сточные воды делятся на: хозяйственно-бытовые, производственные (промышленные) и поверхностные (дождевые). Соответственно, канализационные сети для отведения этих стоков — также хозяйственно-бытовые, производственные (промышленные) и дождевые.
Канализационные сети большинства городов были построены более 50 лет назад и в настоящее время уже выработали свой амортизационный срок. При этом интенсивная застройка городских территорий неуклонно возрастает в связи с потребностью населения в жилье. Однако возможности канализационных сетей обеспечивать отведение сточных вод в режимах, регламентированных требованиями СП 32.13330.2012 [1], в настоящее время никем не контролируются. Причем разрешения на подключение к сетям канализации вновь построенных зданий и сооружений городскими органами и эксплуатирующими сети организациями выдаются постоянно, без учета возможностей пропуска возрастающих объемов сточных вод канализационными трубопроводами. Введем понятие — гидравлический потенциал канализационной сети. Это —основная характеристика сети, вне зависимости от ее назначения (приоритет), определяющая ее способность надежно и экономично (с минимальными затратами) обеспечивать отведение стоков на очистку перед их сбросом в водоем в режимах, регламентированных нормативными требованиями [1]. До настоящего времени канализационные сети рассматривались как трубопроводные системы, предназначенные для отведения хозяйственно-бытовых, производственных или поверхностных сточных вод. Однако износ сетей, изменение грунтовых условий и нарушение гидравлических режимов транспортирования по ним сточных вод способствуют образованию закупорок, отложениям на внутренней поверхности труб и разгерметизации стыковых соединений. Последнее является причиной поступления в канализационные сети дополнительного объема инфильтрационных и грунтовых вод. Вследствие этого возрастает дополнительный объем эксплуатационных затрат предприятий — владельцев трубопроводов на транспортирование и очистку стоков и изменяются гидравлические характеристики сетей — наполнение в трубах и величины экономичных скоростей транспортирования стоков [2]. В конечном счете это приводит к отказу в выдаче технических условий на подключение вновь построенных сетей к городским сетям канализации. Поэтому для предприятий, эксплуатирующих сети и очистные сооружения канализации, назрела необходимость проведения количественной оценки эффективности работы канализационных сетей и смотровых колодцев на них [2], для чего потребуется решение следующих задач: — проведение паспортизации канализационных сетей, включая выявление участков с низкими скоростями транспортирования стоков, определяемыми с помощью переносных расходомеров (например, Mainstream-IV), для обоснования очередности проведения капитального ремонта участников городской канализации, включая выбор способа ее ремонта; — установление и анализ причин, которые привели к изменению гидравлических характеристик сети и разработка рекомендаций по устранению этих причин; — разработка методики выдачи технически обоснованных условий на подключение новых потребителей услуг к действующим городским канализационным сетям с учетом их гидравлического потенциала. Решению перечисленных задач должно предшествовать проведение следующих практических мероприятий: — гидродинамическая очистка и телевизионной диагностики канализационных сетей [3] для выявления координат дефектов на сетях; — проведение расходометрии участников сети для установления фактических скоростей движения стоков и величин накоплений в трубах; — проведение анализа статистических данных по закупоркам и аварийности на канализационных сетях для выявления участков с режимами неэффективных (заиливающих) скоростей потоков. Проведение этих практических мероприятий позволит принимать объективные и обоснованные решения по развитию городских канализационных сетей или их реконструкции. Что следует понимать под гидравлическим потенциалом канализационной сети? Это набор гидравлических характеристик сети, характеризующий экономичный режим скоростей потока сточных вод (незаиливающихся) при рекомендованных наполнениях в трубах. В таблице 1 приведены две главные характеристики: минимальные экономичные скорости движения сточных вод и наполнения в трубах h/d.
*Для дождевых канализационных сетей следует принимать Vmin = 0,6 м/с. [1] Наибольшую расчетную скорость в трубах из различных материалов следует принимать: — для пластмассовых — 8 м/с; — для бетонных, железобетонных и асбестоцементных — 4 м/с; — для дождевой канализации, соответственно — 10 м/с для пластмассовых труб и 7 м/с для бетонных, железобетонных и асбестоцементных труб. Определим гидравлический потенциал канализационной сети для конкретного примера. Условия задачи следующие. Требуется определить гидравлический потенциал сети и выдать технические условия на подключение вновь построенной хозяйственно-бытовой канализационной сети, проложенной с уклоном i = 0,008 из полипропиленовых гофрированных труб диаметром dвн.= 173,5 мм (dнар. = 200 мм), пропускающей расход q1 = 20,0 л/с (h/dвн = 0,6). по внутриквартальной сети из полимерных труб, проложенных с уклоном i = 0,008, диаметром dвн. = 348,1 мм (dнар. = 400 мм), пропускающей расход q2 = 120,0 л/с (h/dвн = 0,6). Решение задачи 1. Определим значение экономичной (смываемой) скорости потока V, м/с и q1 = 20,0 л/с. Суммарный расход составит qсум. = q1 + q2 = 140 л/с при V сум. = 2,1 м/с, (h/dвн = 0,65) [4] 2. Сравниваем значения этих величин с рекомендуемыми по нормативу значениями [1]. 3. Так как гидравлический потенциал сети обеспечивает пропуск суммарного расхода qсум. = 140 л/с с Vсум. = 2,1 м/с при (h/dвн = 0,65), то подключение вновь построенной сети диаметром dнар. = 200 мм к коллектору диаметром dнар. = 400 мм возможно, т. к. гидравлический потенциал сети обеспечивает пропуск такого расхода с экономичными скоростями при рекомендованном наполнении в трубах. Таким образом, учет гидравлического потенциала городских канализационных сетей позволяет: — выявить и предупредить возникновение на сетях аварийных ситуаций за счет предварительного проведения инструментального контроля значений величин скоростей и наполнений в трубах; — установить причины, которые привели к изменению гидравлического потенциала сети (экономичных скоростей и наполнений в трубах) и разработать рекомендации по их устранению; — выявить участки сети после ее паспортизации на основе проведения гидродинамической очистки, телевизионной диагностики и измерения фактических расходов и наполнений в трубах и разработать рекомендации по восстановлению их гидравлического потенциала (экономичных скоростей и наполнений в трубах); — выдавать технические условия на подключение вновь построенных сетей только на основе проведения анализа гидравлического потенциала сети, к которой предполагается подключить вновь построенный трубопровод. Литература
Скачать статью в pdf-формате: Что дает учет гидравлического потенциала городскихканализационных сетей? Технические обследования инженерных систем для проектов реконструкцииО. А. Штейнмиллер, генеральный директор АО «Промэнерго» В. В. Петров, начальник отдела по работе с ключевыми клиентами АО «Промэнерго» В 2014 году вступила в силу ч. 2 ст. 40 Федерального закона РФ от 07.12.2011 № 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении» [1], в соответствии с которой «утверждение инвестиционной программы без утвержденной схемы водоснабжения и водоотведения не допускается». Особое внимание следует уделить термину «техническое обследование», на основании которого (по положениям ст. 38 ФЗ РФ № 416-ФЗ) составляется «перечень мероприятий по реализации схем водоснабжения и водоотведения в разбивке по годам, включая технические обоснования мероприятий и оценку стоимости реализации». Речь идет о проведении технических обследований объектов коммунального хозяйства водоснабжения и водоотведения (водозаборных сооружений, насосных станций и т. д.) с целью выдачи общих рекомендаций и перечня конкретных мероприятий по модернизации (реконструкции) данных объектов с технико-экономическим обоснованием их необходимости. Обязательное техобследование должно проводиться не реже чем один раз в 5 лет (один раз в течение долгосрочного периода регулирования). Организация, осуществляющая водоснабжение и/или водоотведение, обязана проводить техобследование при разработке плана снижения сбросов, плана мероприятий по приведению качества питьевой и горячей воды в соответствие с установленными требованиями, а также при принятии в эксплуатацию бесхозяйных объектов централизованных систем водоснабжения и/или водоотведения. Техобследование проводится организацией, осуществляющей ГВС, ХВС и/или водоотведение, самостоятельно либо с привлечением специализированной организации. Очевидно, что в ходе техобследования указанных централизованных систем имеется определенная специфика, связанная с типом системы (ГВС, ХВС, водоотведение), а также с составляющими систему элементами (такими как сооружения водоподготовки, водопроводные сети, насосные станции — если речь идет, например, о системе ХВС). Одним из вариантов практической реализации указанных выше требований на объектах ВКХ могут стать техобследования с использованием различной специальной инструментальной базы, на основании которых подготавливается технический отчет. По аналогии с отчетом и документацией, подготавливаемой в соответствии с ФЗ РФ № 261-ФЗ [2], данный документ может включать и параметрические характеристики объекта обследования (данные по системам водоснабжения, водоотведения, водоподготовки, электроснабжения, информация по зданиям и сооружениям и т. д.), а также выводы и рекомендации по модернизации или реконструкции объекта в целом или отдельных узлов. Подобная работа была выполнена нами на ряде объектов коммунальных предприятий Московской обл. (городские комплексы водозаборных узлов из подземных источников, включающих, как правило, систему водоподготовки и насосную станцию второго подъема) следующим образом. Цели работы: 1. Оценка схемы работы технологического оборудования с определением технико-экономических показателей системы. 2. Разработка предварительного плана мероприятий, направленных на улучшение качества услуг (водоснабжения) объектов обследования, с укрупненной оценкой стоимости. 3. Подготовка материалов для формирования технического задания на разработку проектной и рабочей документации. Состав работ и этапность:
— обработка документальной информации по объектам обследования с систематизацией по технологическому, электрическому и строительному разделам; — определение основных технологических показателей объектов обследования путем проведения параметрических измерений (включая измерения статического и динамического уровней в скважинах, при наличии технической возможности); — снятие основных линейных размеров зданий и сооружений, параметров технологического оборудования (при наличии возможности) с выдачей рекомендаций по проведению требуемых инженерно-строительных и других изысканий.
— анализ (сопоставление) документальной информации, результатов визуального осмотра и результатов измерений; — предварительное определение рекомендуемого технологического оборудования по результатам обследования с учетом возможного развития объектов и изменения производственных мощностей; — сравнительный анализ и расчет эффективности рекомендуемого и действующего на момент обследования технологического оборудования; — разработка рекомендаций с целью оптимизации основных технологических решений и повышения уровня схем водоподготовки; — укрупненная оценка стоимости предлагаемого оборудования, строительно-монтажных и проектных работ; — предварительный выбор компоновочных решений по размещению нового технологического оборудования.
— формирование отчетов по результатам работ; — описательный раздел; — раздел инструментального обследования; — аналитический раздел; — выводы и рекомендации; — подготовка материалов для формирования технического задания на разработку проектной и рабочей документации. Для выполнения параметрических измерений на этапе 1 и соблюдения некоторых требований этапа 2 использовался разработанный и запатентованный [3] с участием авторов мобильный измерительный комплекс (МИК). Использование МИК позволило получить информацию об основных параметрах работы существующего насосного оборудования и состоянии арматуры и трубопроводов насосной станции (НС) в целом, а также смоделировать ее работу при условии установки подобранного оборудования как при сохранении режимов водопотребления, так и с учетом прогнозируемого изменения. Таким образом, была обеспечена возможность рассмотреть варианты реконструкции и выбрать наиболее эффективный из них. Пример сравнения существующей и моделируемой НС по одному из объектов обследования представлен на рисунке. Здесь среднее значение КПД предлагаемой НС (64,6%) в 1,7 раза выше фактического (37,7%). Прогнозируемый срок окупаемости инвестиций в реконструкцию данного объекта — менее 2 лет. При оценке целесообразности модернизации сооружений водоканала, и в первую очередь НС, один из основных критериев — срок окупаемости инвестиций. Анализ результатов обследований показывает большой разброс этого значения.  Таблица. Начальные результаты реконструкции ряда КНС г. Архангельска Например, при анализе этого показателя для водопроводных насосных станций г. Архангельска значения колебались от 1 года до 17 лет, но среднее значение составило менее 3 лет, что позволяет говорить о высокой отдаче при модернизации объектов типа водопроводных (повысительных) НС. Результаты указанного техобследования водозаборных узлов из подземных источников подтверждают идеи, изложенные в работах [4–6] в части достижения наибольшего экономического эффекта при реконструкции некоторых отдельных узлов, а именно НС первого и второго подъемов. Примечательно, что для таких водозаборных узлов моделирование замены (модернизации) насосного оборудования с системой автоматики на первом подъеме показывает срок окупаемости инвестиций на уровне 1–1,5 года, а на втором подъеме — 2–2,5 года. Обследование всей городской системы водоснабжения (на базе скважинных водозаборов) привело к развитию первоначальной задачи оценки стоимости реконструкции локальных объектов (водозаборных узлов). Было установлено, что изменение схемы водоснабжения (при выводе из эксплуатации части объектов и достижении остальными узлами после реконструкции предусмотренных ранее проектных показателей) обеспечит значительную экономию инвестиций и снижение эксплуатационных затрат. Таким образом, результаты обследования привели к изменению самой концепции (программы) дальнейших реконструкций. Показателен пример реконструкции ряда канализационных насосных станций (КНС) г. Архангельска. На основании предварительного анализа, выполненного в начале 2000-х годов с привлечением внешних технических консультантов, были определены 5 КНС для реконструкции на средства, привлекаемые от ЕБРР. Уже в ходе начальной эксплуатации реконструированных канализационных станций нами были получены существенные результаты в части энергосбережения, которые представлены в таблице. Сравнение полученных результатов по реконструированным НС позволяет сделать вывод о существенных различиях в уровне экономии электроэнергии (как в абсолютных, так и в относительных значениях). Не снимая фактора изношенности оборудования при выборе КНС для реконструкции, можно предположить, что в целом выбор станций техническими консультантами выполнялся на основании экспертных оценок, которые не могли опираться на детальные представления об энергоэффективности работы установленного ранее оборудования из-за отсутствия необходимых данных в полном объеме. Можно отметить следующие актуальные проблемы в области коммунальных систем водоснабжения и водоотведения (канализования), определяющие их эксплуатационные возможности и технический уровень.
Оставляя за пределами статьи прямое рассмотрение трубопроводных сетей, отметим важность обнаружения значительных утечек в ходе обследования. Следует сказать о принципиальной возможности выборочными ремонтами установленных приборным обследованием сегментов (на уровне 2–3% протяженности сетей) сократить потери на 10–15% (в сочетании с методами снижения давления в сетях), т. е. снизить объемы подачи воды и, соответственно, стоков с пропорциональным снижением энергопотребления насосами и нагрузки на очистные сооружения. Энергосберегающий потенциал на различных очистных сооружениях водоканалов весьма значителен, но он в основном определяется совокупностью всех технологических процессов на конкретных сооружениях. Очевидно, что основному анализу следует подвергать показатели наиболее энергоемких технологических процессов и применяемого оборудования (воздуходувки, насосы, образователи потока и др.), особенно при его непрерывной работе. Следует особо отметить резервы повторного использования промывных вод при внедрении современных технологий обезвоживания осадка, что позволяет сократить объемы перекачки сырой воды на первом подъеме до 15% с соответствующим снижением энергозатрат и затрат на водоподготовку. Значительные резервы энергосбережения для водоканалов лежат в области реконструкции систем подачи и распределения воды насосных станций, а также канализационных НС. Затраты на электроэнергию могут быть существенно снижены путем оптимального подбора насосного оборудования с высоким КПД системы в рабочих точках, сохраняющимся при длительной эксплуатации. Накопленный опыт позволяет определить очередность работ, с тем чтобы, например, ежегодные результаты реконструкции части повысительных НС, на каждой из которых реально сокращение энергозатрат на 25–50%, приводили к ежегодному снижению общего энергопотребления всех повысительных НС не менее чем на 3%.  Потребляемая мощность (черный цвет) и КПД (зеленый цвет) насосной станции 2-ого подъема существующей (слева) и моделируемой (справа) По оценкам авторов, реальные резервы снижения энергопотребления на отдельных канализационных НС могут колебаться от 15 до 30% от имеющегося уровня. Избыточность по производительности оборудования действующих НС объясняется во многом тем, что практически все они постройки 1970–1980-х гг. и запроектированы на большую производительность (в первую очередь по подаче), чем необходимо, т. к. во внимание принималась перспектива развития. После длительной эксплуатации насосы работают вне номинала по подаче и напору, с пониженным КПД, повышенным уровнем шума и вибрации, участились неисправности. За последние годы произошли изменения как в подходах к подбору насосного оборудования (в т. ч. в плане исключения избыточности параметров), так и в техническом уровне доступного насосного оборудования. Основные требования при выборе объектов ЖКХ для реконструкции состоят в надежности технологических решений и применяемого нового оборудования, в получении энергоэффективных показателей объекта и сокращении срока окупаемости. Зачастую обеспечение данных требований зависит от задания на разработку проектной документации. Основным фактическим материалом при его подготовке является предполагаемая технология процесса и основные показатели (например, режимы по расходу и напору для НС). Как правило, эксплуатирующие организации пользуются при этом существующими проектными данными типовых объектов, внедряя простые и понятные на первый взгляд решения, в частности, например, прямую замену основного насосного оборудования на импортные аналоги, с внедрением современных систем автоматизации технологических процессов, применением частотного регулирования и т. п. Такие решения нельзя признать оптимальными, хотя в реалиях переразмеренности и морального устаревания существующего оборудования новое оборудование всегда обеспечивает значительную экономию и эффективность. Но необходимо осознавать, что знание паспортных и фактических характеристик отдельных единиц существующего оборудования не всегда позволяет принять эффективное решение по его замене. Опыт проведения технических обследований показывает, что только анализ системы позволяет точно прогнозировать эффективность реконструкции, выбирая оптимальные технологические решения. Результаты технических обследований, в т. ч. представленные в предыдущих работах с участием авторов [6], подтверждают жизнеспособность описываемого в данной статье подхода к формированию программы мероприятий по модернизации объектов ВКХ. Основное содержание такого подхода состоит в следующей схеме: техническое обследование — подготовка комплексного технологического решения (формирование задания на разработку проектной документации) — проектные работы (до стадии проектной документации) — реконструкция.
Литература 1. Федеральный закон РФ от 07.12.2011 № 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении» (ред. от 03.07.2016). 2. Федеральный закон РФ от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» (ред. от 03.07.2016). 3. Патент на полезную модель № 81817, МПК G05B 15/00. Система контроля подачи воды /А. Н. Ким, О. А. Штейнмиллер; опубл. 2008, бюлл. № 9. 4. Штейнмиллер О. А. Оптимизация насосных станций систем водоснабжения на уровне районных, квартальных и внутридомовых сетей: автореф. дис. … канд. техн. наук. — СПб: ГАСУ, 2010. 5. Штейнмиллер О. А. Оптимизация повысительного насосного оборудования в системах водоснабжения // Инженерные системы АВОК Северо-Запад. — 2011. — № 4 (38). 6. Штейнмиллер О. А. Энергоаудит водоканалов — анализ результатов и резервов энергосбережения // Инженерные системы АВОК Северо-Запад. — 2013. — № 2 (24).
Скачать статью в pdf-формате: Технические обследования инженерных систем для проектов реконструкции
Сопоставление норм тепловой защиты и энергетической эффективности зданий в Республике Беларусь, России и странах Северной ЕвропыВ. И. Ливчак, член президиума НП «АВОК» В советское время как в Белорусской республике, так и в СССР сопротивление теплопередаче наружных ограждений здания устанавливалось в соответствии со СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника», исходя из удовлетворения санитарно-гигиенических условий и предотвращения конденсации на внутренней поверхности несветопрозрачного ограждения. При этом нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции назначался в размере Δtн = 6 °С для наружных стен и чердачных перекрытий жилых домов, Δtн = 4 °С для покрытий и Δtн = 2 °С для перекрытий над проездами, подвалами и подпольями. Были попытки нахождения экономически целесообразного сопротивления теплопередаче на основе выбора толщины теплоизоляционного слоя, но они не увенчались успехом. Энергосбережению тогда не уделялось должного внимания. Повышение тепловой защиты зданий после распада СССР Обретя независимость и сменив экономический уклад, обе страны обратились к мировому опыту экономии энергии, что нашло свое отражение в изменении действовавшего стандарта в Республике Беларусь в 1993 году на СНБ 2.01.01-93, а в 1997 году на СНБ 2.04.01-97 и введении увеличенных значений сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Россия с некоторым отставанием, но также провела двухэтапное с 1995 года и 2000 года такое же увеличение в соответствии с изменениями № 3 к СНиП II-3-79, введенными в действие с 1 сентября 1995 года постановлением Минстроя России от 11.08.95 г. № 18-81. О конечной величине этих изменений в прошлом веке и дополнительном ужесточении норм в Республике Беларусь в 2007 году* для климатических условий России при величине 4000 градусо-суток отопительного периода, близких к условиям Республики Беларусь, можно судить по табл. 1. * В соответствии с ТКП 45-2.04-43-2006, утвержденным приказом Министерства архитектуры и строительства РБ от 29 декабря 2006 г. № 374, с последними изменениями № 4, введенными в действие с 01.04.2013 г. Таблица 1. Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций жилых зданий, , м2·oС/Вт
Примечание. 1. По нормам Республики Беларусь нормируемое сопротивление теплопередаче наружных ограждений одинаково для жилых и общественных зданий. По нормам Российской Федерации нормируемое сопротивление теплопередаче наружных ограждений общественных зданий на 15–25% ниже, чем для жилых. 2. В Республике Беларусь при постановке на капитальный ремонт жилых зданий следует предусматривать тепловую модернизацию заполнений наружных световых проемов, имеющих сопротивление теплопередаче менее установленного нормативного значения для нового строительства, путем полной замены оконных блоков. 3. Формула (5.2) требуемого минимального сопротивления теплопередаче наружных ограждений одинакова в нормах России и Республики Беларусь, но в последних ее показатели остались на уровне нормативов Советского Союза (по Δtн приведенные выше), что, например, для стен в климатических условиях г. Минска составит: Rотр = n(tв – tнр)/(Δtн·ɑв) = 1(18+24)/6·8,7 = 0,8 м2·°С/Вт, а в России, где по изменениям № 3 к СНиП II-3-79 было принято нормативное значение для стен Δtн = 4 °С, покрытий Δtн = 3 °С, перекрытий Δtн = 2 °С и по СНиП 23-02-2003 расчетная температура внутреннего воздуха в жилых помещениях принята tв = 20 °С: Rотр = 1(20+24)/4·8,7 = 1,26 м2·°С/Вт. В отношении требований по сопротивлению теплопередаче наружных ограждений многоквартирных домов при выполнении капитального ремонта зданий, построенных до 1993 года, по нормам Республики Беларусь они остаются практически на уровне советских времен, за исключением того, что с 2009 года обязательно следует переходить на окна с сопротивлением теплопередаче не менее 0,6 м2·°С/Вт. Но поскольку теперь окна в квартирах не входят в состав общего имущества многоквартирного дома, то это исключение не может реализовываться. В России последним федеральным документом, регламентирующим требования по сопротивлению теплопередаче наружных ограждений зданий, является СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02–2003», но в нем ничего не говорится о требованиях при проведении капитального ремонта зданий. Поскольку СП 50 является актуализацией СНиП 23-02-2003, а в последнем документе указано в п. 6.1 и 12.2, что действие норм распространяется и на капитальный ремонт зданий, а в СП 50 нигде не сказано, что его требования не распространяются на капремонт зданий, то отсюда следует, что при проведении капитального ремонта зданий минимальное сопротивление теплопередаче наружных ограждений зданий должно соответствовать нормируемым требованиям табл. 4 СНиП 23-02-2003, которые были взяты из СНиП II-3-79* издания 1998 года и перенесены без изменений в СП 50 в виде табл. 3 базовых значений. Более того, в Федеральном законе № 261 от 23.11.2009 г. в статье 11, п. 6 говорится: «6. Не допускается ввод в эксплуатацию зданий, строений, сооружений, построенных, реконструированных, прошедших капитальный ремонт и не соответствующих требованиям энергетической эффективности и требованиям оснащенности их приборами учета используемых энергетических ресурсов», что подтверждает сказанное выше, поскольку энергетическая эффективность зданий достигается в том числе повышением теплозащиты оболочки здания, и так принято во всех нормативных документах всего мира. В отношении требований по сопротивлению теплопередаче наружных ограждений многоквартирных домов нового строительства видим отставание норм России от Республики Беларусь. Сначала в 2000 году Россия приняла более жесткие требования, чем РБ, но в дальнейшем, в 2009 году, по изменению №1 к ТКП 45-2.04-43-2006 Республика Беларусь вышла на более высокий уровень сопротивления теплопередаче наружных ограждений зданий, а Россия до сих пор в этом вопросе «топчется на месте». Была попытка в 2011 году повысить требования по энергетической эффективности, а соответственно и тепловой защиты зданий, согласно Постановлению Правительства РФ от 25.01.2011 г. № 18, по которому энергоэффективность и сопротивление теплопередаче несветопрозрачных наружных ограждений должны быть повышены с 2011 года на 15% по отношению к базовому, а с 2016 года еще на 15% или в сумме на 30% по отношению к базовому, но конкретные показатели базовых значений и требуемых в зависимости от года строительства так и не сформулированы до настоящего времени. Достижение повышенной энергоэффективности МКД в Москве Правда, Москва сработала на опережение и 5 октября 2010 года приняла постановление Правительства Москвы № 900-ППМ «О повышении энергетической эффективности жилых, социальных и общественно-деловых зданий в г. Москве, по которому ставилась задача при проектировании нового строительства, реконструкции и капитального ремонта жилых и общественных зданий снижения с 01.10.2010 г. нормируемого удельного потребления тепловой и электрической энергии на отопление, вентиляцию, кондиционирование, горячее водоснабжении, освещение помещений общедомового назначения и эксплуатацию инженерного оборудования на 25% по сравнению с действующим на 01.07.2010 г. по СНиП 23-02-2003 нормативом и на 40% с 01.01.2016 г. также по отношению к 01.07.2010 г. Для достижения этих показателей согласно Приложения № 2 к ППМ № 900 предусматривалось в Москве (ГСОП = 4943 °С·сут.) повышение теплозащиты наружных ограждающих конструкций до приведенного сопротивления теплопередаче: — наружных стен — 3,5 м2·°С/Вт, с 01.01.2016 г. до 4,0 м2·°С/Вт; — покрытий совмещенных –—5,2 м2·°С/Вт, с 01.01.2016 г. до 6,0 м2·°С/Вт; — перекрытий чердачных (в холодном чердаке) и цокольных — 4,6 м2·°С/Вт, с 01.01.2016 г. до 5,2 м2·°С/Вт; — окон, балконных дверей, витражей (за исключением помещений лестнично-лифтовых узлов) — 0,8 м2·°С/Вт, с 01.01.2016 г. до 1,0 м2·°С/Вт; в ЛЛУ — не менее 0,54 м2·°С/Вт, глухой части балконных дверей квартир — не менее 1,5 величины светопрозрачной части. При проектировании социальных и общественно-деловых зданий предусматривалось с 01.01.2012 г. увеличение приведенного сопротивления теплопередаче наружных стен, покрытий и перекрытий по отношению к минимальному базовому уровню, соответствующему требованиям СНиП 23-02-2003, на 15% и замене окон на энергоэффективные с приведенным сопротивлением теплопередаче не менее 0,8 м2·°С/Вт. Далее, с 01.01.2016 г., для тех же зданий увеличение приведенного сопротивления теплопередаче наружных стен, покрытий и перекрытий по отношению к минимальному базовому уровню еще на 15% и переход на окна с еще большей энергоэффективностью с сопротивлением теплопередаче не менее 1,0 м2·°С/Вт. Приводится сноска, что при капитальном ремонте жилых и общественных зданий мероприятия по повышению теплозащиты выполняются только при наличии технической возможности их реализации без отселения жителей и без реконструкции здания. Все домостроительные комбинаты строительного комплекса Москвы отчитались о переходе на нормируемые требования в 2010 году. Поэтому, несмотря на то, что со сменой руководства в мэрии постановление ППМ № 900 признано утратившем силу, в утвержденной постановлением нового Правительства Москвы от 03.10.2011 г. № 460-ПП «Государственной программе города Москвы «Градостроительная политика» на 2012–2016 гг.» констатируется, что в результате модернизации производственной базы индустриального домостроения производятся трехслойные панели наружных стен с повышенными теплотехническими показателями — приведенным сопротивлением теплопередаче наружных стен более 3,5 м2·oС/Вт, а оконных и дверных блоков из ПВХ-профилей с двухкамерными стеклопакетами — более 0,8 м2·oС/Вт, что по ведомственной программе «Энергосберегающее домостроение» соответствует удельному годовому расходу тепловой энергии на отопление и вентиляцию многоквартирных домов 77 кВт·ч/м2 в год. Это подтверждается нашими расчетами по основным типовым сериям МКД и ряду монолитных домов по индивидуальным проектам, приведенными в табл. 2.  Таблица 2. Результаты расчета удельного расхода теплоты на отопление МКД типовых серий массового строительства и по индивидуальному проекту в г. Москве, модернизированных в соответствии с ППМ № 900 от 05.10.2010 г. Представленные в таблице значения приведенного сопротивления теплопередаче получены по результатам лабораторных испытаний панелей с окном или фрагментов стен в микроклиматической камере, выполненных в НИИМосстрое. Нормирование тепловой защиты при капитальном ремонте МКД Указание, что при капитальном ремонте зданий повышение теплозащиты выполняется только при наличии технической возможности их реализации без отселения жителей и без реконструкции здания, означает, что только повышение теплозащиты выше базового уровня 2000 года выполняется при наличии технической возможности. А повышение теплозащиты до уровня 2000 года обязательно согласно действующим на момент принятия перечисленных выше постановлений московским городским строительным нормам «Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепло-водо- электроснабжению» (МГСН 2.01-99), где в п. 1.2 в области применения сказано, что «нормы должны соблюдаться на территории г. Москвы при проектировании новых, реконструируемых, капитально ремонтируемых отапливаемых жилых домов (многоквартирных и одноквартирных) и зданий общественного назначения (дошкольных, общеобразовательных, лечебных учреждений и поликлиник, административных) с нормируемой температурой и относительной влажностью внутреннего воздуха и предназначены для обеспечения эффективного использования энергетических ресурсов и поэтапного повышения уровня тепловой защиты этих зданий… 1.4. Нормы устанавливают обязательные минимальные требования по теплозащите зданий, исходя из требований по снижению их энергопотребления, санитарно-гигиенических требований и требуемых комфортных условий. 3.1.1. Настоящие нормы предназначены для обеспечения основного требования — рационального использования энергетических ресурсов путем выбора соответствующего уровня теплозащиты здания с учетом эффективности систем обеспечения микроклимата, рассматривая здание и его отопительно-вентиляционные системы как единое целое». Указанные нормы с тех пор не пересматривались и, как разъяснили в юротделе Департамента строительства Правительства г. Москвы, действуют и сейчас. Потребительский подход при проектировании теплозащиты и обеспечении требований энергетической эффективности зданий Для достижения сказанного впервые в МГСН 2.01-99 [1] предлагался потребительский подход в выборе теплозащиты зданий, когда нормируется удельный расход теплоты на отопление здания за отопительный период. Сейчас такое нормирование называют «параметрическим». Оно стимулирует проектировщиков не только повышать теплозащиту наружных ограждений здания, но и применять более эффективные системы регулирования подачи теплоты на отопление, энергосберегающие технологии и оптимальные объемно-планировочные решения зданий. Позднее, в 2003 году, этот подход был перенесен на федеральный уровень в СНиП 23-02-2003. В это время энергетическая эффективность зданий определялась по удельному расходу тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания за отопительный период в кВт·ч/м2 площади квартир в МКД или полезной площади помещений в общественном здании (МГСН 2.01-99), либо в кДж/(м2·°С·сут) или [кДж/(м3·°С·сут)] (СНиП 23-02-2003) — удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания, отнесенный на градусо-сутки отопительного периода и на 1 м2 отапливаемой площади пола квартир или полезной площади помещений (или на 1 м3 отапливаемого объема этих помещений при высоте этажа более 3,6 м). В связи с изложенным в СНиП 23-02-2003 были дополнительно в сравнении с предыдущими нормами СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника» включены разделы, посвященные энергетической эффективности жилых и общественных зданий: определению удельного расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания за отопительный период (Приложение Г), нормированию этого расхода на уровне 2003 года для жилых домов одноквартирных отдельно стоящих и блокированных (табл. 8), многоквартирных домов и зданий общественного назначения (табл. 9), а также классификации энергетической эффективности зданий по величине отклонения расчетного (фактического) значения удельного расхода тепловой энергии на отопление здания от нормативного (табл. 3) и форме и содержанию энергетического паспорта проекта здания (Приложение Д). Включение этих разделов СНиП 23-02-2003, не имеющих отношения непосредственно к строительной теплотехнике зданий, было вынужденным решением, поскольку этот СНиП создавался в одно время с другими специализированными СНиПами и авторы их были не готовы пересматривать концепцию уже сложившихся федеральных документов. Как показала последующая практика при актуализации нормативно-технических документов в Своды правил в 2011–12 гг., Минрегион РФ, курирующий эту программу, не задавался целью упорядочения и исключения противоречий между смежными по тематике документами. Обновленное руководство НИИСтройфизики, которому была поручена актуализация СНиП 23-02-2003 в СП 50.13330.2012, не справилось с задачей актуализации этого СНиП и проигнорировало решение постановления Правительства РФ от 25 января 2011 г. № 18 о повышении энергетической эффективности зданий. Поэтому, по Постановлению Правительства РФ от 26 декабря 2014 года № 1521 «Об утверждении перечня национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил), в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»», из СП 50 исключен, как обязательный, раздел 10 Требования к расходу тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий, в связи с несоответствием данного документа требованиям Указа Президента РФ от 04 июня 2008 г. № 889, Федерального закона Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ, Постановлению Правительства Российской Федерации от 25 января 2011 г. № 18, как противоречащий ГОСТ 31427-2010 «Состав показателей энергоэффективности» и изобилующий ошибками. В Республике Беларусь в отношении энергоэффективности зданий сначала в 2009 году были приняты изменения № 1 к ТКП 45-2.04-43-2006 «Строительная теплотехника», включающие добавление пункта 5.15, требующего «при проектировании наружных ограждающих конструкций вновь строящихся жилых и общественных зданий обеспечения удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию многоэтажных зданий и зданий средней этажности не более 60 кВт·ч/м2 при естественной вентиляции и не более 40 кВт·ч/м2 при приточно-вытяжной вентиляции с механическим побуждением и рекуперацией тепла вентиляционных выбросов, малоэтажных зданий и коттеджей соответственно 110 и 90 кВт·ч/м2. Отступления ТКП 45-2.04-196-2010 в обеспечении энергоэффективности Затем был разработан отдельный документ ТКП 45-2.04-196-2010 «Тепловая защита зданий. Теплоэнергетические характеристики», в котором приводится расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление жилых и общественных зданий за отопительный период, показатели нормативного удельного расхода тепловой энергии на отопление здания за отопительный период, классификация зданий по уровню энергоэффективности, форма и содержание теплоэнергетического паспорта здания. В основу этого документа легли российские нормы СНиП 23-02-2003, касающиеся энергетической эффективности зданий, вплоть до соблюдения обозначения показателей и написания формул, но были сделаны необоснованные и неприемлемые принципиальные отступления в исходных данных для расчета показателей энергоэффективности. Во-первых, в СНиП 23-02-2003 в пункте 5.12 и п. 2 Терминов записано, что «удельный расход тепловой энергии на отопление здания относится на 1 м2 отапливаемой площади квартир или полезной площади помещений здания [или на 1 м3 их отапливаемого объема]. Это подтверждается в приказе Минстроя России № 399 от 06.06.2016 г., где удельный годовой расход энергетических ресурсов предполагается «на 1 м2 площади помещений, не отнесенных к общему имуществу» (п. 21 Правил приказа № 399), что правильно и подтверждается ГОСТом 31427-2010 «Здания жилые и общественные. Состав показателей энергоэффективности», где эти показатели «…относятся к единице площади квартир или полезной площади помещений общественного здания», что в жилом доме с встроенными нежилыми помещениями означает «на 1 м2 площади помещений, не отнесенных к общему имуществу», как в приказе. В п. 3.1.6 Терминов ТКП 45-2.04-196-2010 удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период относится к единице отапливаемой площади или отапливаемого объема здания, где согласно п. 3.1.12 отапливаемая площадь здания — это суммарная площадь отапливаемых этажей, ограниченных внутренними поверхностями наружных стен здания, включая поэтажно площади отапливаемых лестничных клеток и лифтовых шахт, а также площадь, занимаемую перегородками и внутренними стенами (последнее из п. 5.5). В последней колонке табл. 2 специально приводится отношение суммарной площади отапливаемых этажей AS к площади пола квартир Ah из проектов типовых серий МКД, из которого следует, что площадь этажей в 1,35÷1,6 раза больше площади квартир, а потому во столько же раз расчетное значение удельного годового теплопотребления на отопление дома будет меньше нормируемого базового значения из СНиП 23-02-2003, и, соответственно, ничего не предпринимая, можно отчитываться, что энергоэффективность зданий будет во столько же раз выше. Во-вторых, как следует из п. 6.2.1.5 ТКП 45-2.04-196-2010, для жилых зданий с естественной системой вентиляции при определении условного коэффициента теплопередачи здания Кminf (формулы 10 и 12), учитывающего теплопотери на нагрев нормативного воздухообмена (3 м3/ч наружного воздуха на 1 м2 площади жилых помещений) не вводится никаких понижающих коэффициентов. А в примере 1 Приложения А подчеркивается, что система вентиляции естественная, но вопреки изложенному выше вводится понижающий коэффициент 0,7, сразу на 30% занижающий теплопотери с вентиляцией. Как потом мы поняли из отчета [2], автор которого ссылается на опыт эксплуатации энергоэффективного здания по пр. Притыцкого, 107, этот коэффициент был получен из предположения, что 70 ч в неделю в работающей семье никого нет дома и воздухообмен в квартире можно снизить на 50% от нормативного, 56 ч люди спят и сами снижают воздухообмен на 33%, и остается нормативный воздухообмен только 42 ч в неделю. Общее снижение воздухообмена составляет: (0,5·70 + 0,67·56 + 1·42)/168 = 0,68, округляем до искомого коэффициента 0,7. Но, как следует из [3] в экспериментальном доме заложен новый принцип вентиляции жилых помещений на основе квартирных систем принудительной приточно-вытяжной вентиляции с механическим побуждением. Вентиляторы имеют возможность 9-ступенчатого дискретного регулирования, и констатируется, что «жильцы здания активно используют возможность индивидуального управления параметрами микроклимата, уровень воздухообмена программируется жителями таким образом, что в ночное время он снижается». Но в подавляющем большинстве зданий применяются обычные системы естественной вентиляции, которые не позволяют автоматически программировать работу вентиляции по потребности, и фактическое теплопотребление зданий надо считать без понижающего коэффициента на вентиляцию. А поскольку нормируемое значение в ТКП 45-2.04-196-2010 было принято, как свидетельствует сопоставление результатов расчета в примере 1 с таблицами 2 и 3 нормативных значений удельного расхода тепловой энергии за отопительный период на отопление жилых зданий, с понижающим коэффициентом 0,7 на расход теплоты на нагрев наружного воздуха для вентиляции квартир, эти значения должны быть пересмотрены. В-третьих, как следует из п. 6.2.1.8 ТКП 45-2.04-196-2010, бытовые теплопоступления в течение отопительного периода для жилых зданий принимают исходя из удельной величины 9 Вт/м2 площади жилых помещений и кухонь. В российском СНиП 23-02-2003, который был положен в основу ТКП, приведены удельные величины бытовых теплопоступлений на 1 м2 площади жилых комнат, несмотря на то, что в кухне теплопоступления также имеют место (и делается это потому, что в качестве исходных данных в проектах МКД приводятся только общая площадь квартир всего здания и суммарная площадь жилых комнат, а площадь кухонь не приводится) и в зависимости от заселенности квартир, что естественно, так как, если в 2-комнатной квартире общей площадью в 60 м2 проживают два или один человек, то в последнем случае удельная величина бытовых теплопоступлений на 1 м2 площади будет значительно меньше. В СНиП 23-02-2003 удельная величины бытовых теплопоступлений при расчетной заселенности 20 м2 общей площади квартир на человека и менее — qбыт = 17 Вт/м2 жилой площади квартир; при расчетной заселенности 45 м2 общей площади на человека и более — qбыт = 10 Вт/м2 жилой площади; между этими заселенностями — по линейной интерполяции или по формуле: qбыт = 17 – (Ah/n – 20)∙7/25, где Ah — общая площадь квартир в МКД; n — расчетное количество жителей в доме. Эти величины получены по результатам натурных тепловых испытаний ряда МКД и корреспондируются с данными табл. G.12 ISO 13790:2008 [4]. В-четвертых, в зависимости от заселенности МКД следует принимать и норму воздухообмена в квартирах, особенно при оценке энергоэффективности существующих зданий, а не как в п. 6.2.16 ТКП 45-2.04-196-2010 всегда 3 м3/ч на м2 площади жилых помещений. В [5] рекомендовано принимать при заселенности менее 20 м2 общей площади квартир на человека по норме 3 м3/ч на 1 м2 жилой площади квартир; при заселенности 20 м2 и более общей площади квартир на человека исходя из воздухообмена 30 м3/ч наружного воздуха на человека, но не менее 0,35 обмена в час от объема квартиры. При расчете нормируемых значений удельных годовых расходов тепловой энергии на отопление и вентиляцию МКД принимается расчетная заселенность 20 м2 общей площади квартир на человека, воздухообмен 30 м3/ч наружного воздуха на человека и удельная величина бытовых теплопоступлений 17 Вт/м2 жилой площади квартир здания [6]. В-пятых, в российских СНиП 41-01-2003 «Отопление…» и СНиП 23-02-2003, ориентируясь на зарубежный опыт, перешли на поддержание температуры воздуха в жилых помещениях 20 °С — минимальной из оптимальных температур внутреннего воздуха, а не 18 °С — минимальной из допустимых температур, на которую проводился расчет в советское время и заложен в примере 1 ТКП 45-2.04-196-2010 первой строкой. В-шестых, неправильно при пересчете объемного расхода приточного воздуха на весовой расход принимать плотность его исходя из полусуммы температур наружного воздуха и внутреннего в помещениях. В европейских нормах ISO-13790 рекомендуется принимать плотность воздуха при температуре внутреннего воздуха равной 20 °С или ρ = 1,2 кг/м3. И это правильно, потому что для сопоставления расчетного расхода приточного воздуха и фактического производят его измерение на выходе из приточного клапана в помещении, то есть при температуре около 20 °С. В-седьмых, таблица 4 классов энергетической эффективности зданий ТКП 45-2.04-196-2010 противоречит рекомендуемой европейскими нормами EN 15217:2007 и принятой в России (СТО НОП 2.1-2014 «Требования к содержанию и расчету показателей энергетического паспорта проекта жилого и общественного здания») с градацией в 7 классов от А — самого высокого, до G — самого низкого, c нормальным D посередине, начинающегося с нуля. Для создания более гибкой шкалы классов в области высокой энергоэффективности могут быть добавлены классы A+, A++, A+++ [7]. Если пересчитать пример 1 с учетом перечисленных выше исходных данных (общая площадь квартир дома исходя из соотношения ее к отапливаемой площади этажей и равной примерно жилой площади деленной на 0,55 будет: Ah= 3853/0,55 = 7000 м2; расчетное количество жителей: 7000/20 = 350 человек, Dd = (20 + 0,9)∙198 = 4138 °С∙сут.), то расчетный удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию принятого МКД, оборудованного однотрубной системой отопления с центральным авторегулированием на вводе (z = 0,9) и естественной системой вентиляции, будет 58,8 кВт·ч /м2, что соответствует изменениям № 1 2009 года к ТКП 45-2.04-43-2006 (не более 60 кВт·ч/м2) и намеченным значениям с 2016 года российскими нормами согласно Постановлению Правительства РФ № 18 от 25.01.2011 г., а базовые значения по состоянию требований по теплозащите согласно СНБ 2.04.01-97 и z = 0,5 — 98 кВт·ч/м2, что на 15% выше базовых значений по российским нормам 2003 года (промежуточные показатели пересчета примера 1 в примечании). Примечание. Промежуточные показатели перерасчета примера 1: Kmtr = (4078/3,2 + 877/1,0 + 10/1,2 + 1109,5/6 + 1109,5∙0,6/2,5)/7184 = 0,363 Вт/м2·oС; Kminf = 0,28(30∙350∙1,2 + 244)/7184 = 0,501 Вт/м2·oС; Qhy = [(0,363+0,501)∙4138∙24∙7184∙10-3 – 17∙3853∙198∙24∙0,9∙0,9∙10-3]∙1,13 = 41 1670 кВт·ч; qhy = 411 670/7000 = 58,8 кВт·ч/м2. (по примеру 1 — 48,6 кВт·ч/м2 площади этажей); Kmtr.б = (4078/2,5 + 877/0,6 + 10/0,8 + 1109,5/3 + 1109,5∙0,6/1,5)/7184 = 0,546 Вт/м2·oС; Qhy.б = [(0,546+0,501)4138∙24∙7184∙10-3 – 17∙3853∙198∙24∙0,9∙0,5∙10-3]∙1,13 = 685 820 кВт·ч; qhy.б = 685 820/7000 = 98 кВт·ч/м2 площади квартир МКД. Целесообразность единого межгосударственного документа по энергетической эффективности зданий Исходя из того, что Республика Беларусь и Россия входят в одну экономическую систему, и учитывая результаты приведенного расчета, в оценке энергетической эффективности строящихся и существующих зданий целесообразно принять единый межгосударственный документ, в основу которого должны быть положены предлагаемые единые таблицы классов энергетической эффективности зданий и базовых значений удельного годового расхода энергетических ресурсов, потребляемых зданием, по величине отклонения от которого расчетного или фактического расхода энергетических ресурсов устанавливался бы класс энергетической эффективности рассматриваемого здания. Нормирование теплозащиты зданий и достижения требуемого класса энергетической эффективности остается на национальном уровне. Рекомендуемые таблицы базовых и нормируемых по годам (включая с 2016 г.) значений удельного годового расхода энергетических ресурсов, в том числе на отопление и вентиляцию отдельной строкой, как приводится в Постановлении Правительства РФ № 18 от 25.01 2011 г., многоквартирных домов, жилых домов одноквартирных отдельно стоящих и блокированных и общественных зданий различного назначения, как и таблица классов энергетической эффективности зданий, были приведены на страницах этого же журнала в № 3 за 2016 год [8]. Сопоставление с европейскими нормами О тенденции повышения сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций в странах Европейского союза можно судить по обобщающей таблице, в которой указаны достигнутые к 2010 году требуемые значения показателя сопротивления теплопередаче наружных ограждений для типовых зданий европейских стран [9] (табл. 3), а о повышении требований к этим показателям и показателю энергоэффективности здания — на примере наиболее передовой в мире в области энергосбережения и повышения энергоэффективности зданий страны — Дании. Таблица 3. Требуемые значения сопротивления теплопередаче для типовых зданий в некоторых европейских странах [9], Республике Беларусь и России
Примечание. Для Республики Беларусь и России приводятся значения приведенных сопротивлений теплопередаче ограждений при климатических условиях ГСОП = 4000 °С·сут. Для стран Северной Европы и Великобритании — сопротивление теплопередаче по глади, что на 15–30% выше, чем приведенное сопротивление теплопередаче с учетом мостиков холода. При выполнении капитального ремонта, реконструкции жилых домов в Германии допускается снижение требований теплозащиты до 0,8 от требований нового строительства. Однако если при реконструкции увеличивается отапливаемый объем здания более чем на 30 м3, то для этого объема должны соблюдаться требования как для нового строительства. В Дании и в большинстве стран Европы (как и в России с выходом СНиП 23–02–2003 «Тепловая защита зданий») нормируется совокупная величина требуемого энергопотребления здания и одновременно коэффициент теплопередачи отдельных наружных ограждений (U-value — величина обратная сопротивлению теплопередаче по глади конструкции), который для наружных стен, независимо от назначения здания, должен быть по нормам Дании 2006 года не более U = 0,2 Вт/(м2·°C) или не менее Rw = 5,0 м2·°C/Вт, а для окон не более 1,5 Вт/(м2·°C) или не менее RF = 0,67 м2·°C/Вт (п. 7.3.2). Кроме того, поскольку приводятся значения сопротивления теплопередаче по глади конструкции, нормируется коэффициент линейных потерь тепла (мостики холода), который для стыков между наружной стеной, окнами и другими проемами должен быть не более 0,03 Вт/°C на метр стыка. Чтобы оценить, какому у нас приведенному сопротивлению теплопередаче это соответствует, рассмотрим пример конкретного 11-этажного 4-секционного жилого дома с площадью квартир Аh = 9000 м2, площадью стен Аw = 6545 м2, окон АF = 1340 м2, длиной стыков между окнами и стенами 4300 м. С учетом того, что теплопотери в стыках между стенами и окнами составляют около 60% от всех потерь тепла в мостиках холода наружных стен, включающих опирание на железобетонные перекрытия, в том числе в зоне примыкания балконов и вертикальных ограждений и др., приведенное сопротивление теплопередаче стен без оконных заполнений по нормам Дании составит Rwr = 6545/(6545·0,2 + 4300·0,03/0,6) = 4,3 м2·°C/Вт. Это значение достигается при толщине минераловатного утеплителя из базальтового волокна не менее 220 мм, в то время как в наших действующих с 2000 года нормах базовое значение приведенного сопротивления теплопередаче стен соответствует для условий Москвы 3,1 м2·°C/Вт и толщина утеплителя принимается в среднем около 140–160 мм. Но с 30.06.2010 г. новыми датскими нормами регламентируется еще большее увеличение толщины утеплителя (до 300 мм), предусматривается для наружных стен U = 0,15 Вт/(м2·°C) (п. 7.3.2, stk. 1). То есть сопротивление теплопередаче по глади Rw = 1/0,15 = 6,67 м2·°C/Вт, коэффициент линейных потерь тепла сохраняется на том же уровне 0,03 Вт/(м·°C). А это страна, суровость зимы которой по соотношению градусо-суток отопительного периода в 4600/3000 = 1,53 раза ниже региона Москвы. Следует обратить еще раз внимание на то, какое первостепенное значение нормы Дании уделяют повышению теплозащиты оболочки здания. Несмотря на то, что с 30.06.2010 г. новыми датскими нормами регламентируется понижение требуемого энергопотребления для жилых домов (п. 7.2.2, stk. 1) до 52,5 + 1650/Аh, кВт·ч/м2 — на (70 – 52,5)·100/70 = 25% по сравнению с нормами 2006 года [2] и для общественных зданий до 71,3 + 1650/Аh (п. 7.2.3, stk. 1), а с 2015 года, соответственно, до 30 + 1000/Аh и 41 + 1000/Аh (п. 7.2.4.1, stk. 1 и п. 7.2.4.2, stk. 1), то есть всего по жилым домам на (70 – 30)·100/70 = 57%, в п. 7.2.1. (7) норм записано: «Даже в случае соответствия величины энергопотребления установленным нормативным требованиям, заложенная в конструктивном решении зданий величина удельных теплопотерь в результате теплопередачи через наружные ограждения не должна превышать для одноэтажного здания 6 Вт/м2 площади оболочки здания, исключая окна и двери; для 2-этажных зданий — 7 Вт/м2 и домов высотой 3 и более этажей — 8 Вт/м2». С 30.06.2010 г. предусматривается опять же снижение этих величин, соответственно, до 5, 6 и 7 Вт/м2 (п. 7.2.1, stk. 8). Следовательно, независимо от применения энергосберегающих решений в инженерных системах поддержания микроклимата отапливаемых помещений, независимо от степени использования возобновляемых источников энергии тепловая защита зданий нормируется самостоятельно, она должна соответствовать высокому уровню и постоянно повышаться.  Рис. 1. Динамика изменения нормативных значений В нашей стране последнее повышение норм теплозащиты строящихся, реконструируемых и капитально ремонтируемых зданий было проведено в 1995 и 2000 годах, впервые после их установления в 1929 году, и тогда наши нормы приблизились к уровню наиболее передовых в области энергоэффективности строительства и сходным по климатическим условиям странам Скандинавии и Германии (рис. 1). Но с того времени в Европе, как мы видим, продолжается непрерывный рост требований повышения энергоэффективности и тепловой защиты строящихся и существующих зданий, а у нас наступил период стагнации, несмотря на призывы руководства страны к повышению энергоэффективности. Литература 1. Матросов Ю. А., Ливчак В. И., Щипанов Ю. Б. Энергосбережение в зданиях. Новые МГСН 2.01-99 требуют проектирования энергоэффективных зданий. «Энергосбережение», № 2, 1999 г. 2. Данилевский Л. Н. Отчет «Повышение энергетической эффективности жилых зданий в Республике Беларусь» (согласно задаче 13). 2013 г. 3. В. Пилипенко. Опыт проектирования энергоэффективных жилых зданий в Республике Беларусь и за рубежом. Строительгный рынок № 01, 2014 г. 4. Ливчак В. И. Гармонизация исходных данных российских норм, определяющих величину внутренних теплопоступлений, с европейскими нормами. «АВОК», № 1, 2014 г. 5. Стандарт НП «АВОК» 1-2004, 2.1-2008. «Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена». 6. Ливчак В. И. Стандарт СТО НОП 2.1-2014 как практическая реализация повышения энергоэффективности зданий. «Энергосбережение», № 2, 2015 г. 7. Ливчак В. И. Уточнение показателей энергоэффективности жилых и общественных зданий. «Энергосбережение», № 1, 2014 г. 8. Ливчак В. И. Оптимизация классификации зданий по энергетической эффективности. «Инженерные системы» АВОК Северо-Запад, № 3, 2016 г. 9. О. Сеппанен. Требования к энергоэффективности зданий в странах ЕС. «Энергосбережение», № 7, 2010 г.
Скачать статью в pdf-формате: Сопоставление норм тепловой защиты и энергетической эффективности зданий в Республике Беларусь, России и странах Северной Европы О некоторых проблемах испытаний отопительных приборовВ. И. Сасин, генеральный директор НТФ ООО «Витатерм», эксперт, член Президиума НП «АВОК», член Экспертного совета ассоциации «АПРО» Для грамотного расчета системы отопления необходимо знать все характеристики отопительных приборов, в том числе теплогидравлические и прочностные, определяемые по ГОСТ 31311-2005 «Приборы отопительные. Общие технические условия» и ГОСР Р 53583-2009 «Приборы отопительные. Методы испытаний». Проектирование систем отопления должно обеспечивать охрану здоровья, тепловую безопасность и комфорт людей, находящихся в отапливаемых помещениях, а также высокий уровень эффективности энергосбережения. Отечественный рынок отопительных приборов в настоящее время в значительной мере ориентирован на импорт, причем зарубежные приборы сопровождаются техдокументацией, отвечающей соответствующим стандартам, в частности, европейским нормам EN 442-2, согласно которым полученные теплогидравлические и прочностные свойства отопительных приборов отличаются от определенных по отечественным стандартам. Сравнение отечественной и европейской методик испытаний отопительных приборов приведено в таблицах 1 и 2. Таблица 1. Сравнение методик испытаний отопительных приборов по ГОСТ Р 3583-2009 и EN 442-2
Таблица 2. Сопоставление условий испытаний
Очевидно, что для унификации подхода к проектированию систем отопления все отопительные приборы, отечественные и зарубежные, должны характеризоваться тепловыми показателями согласно единому стандарту ГОСТ Р 53583-2009 и требованиям ГОСТ 31311-2005. Прочностные характеристики отопительных приборов согласно ГОСТ 31311-2005 даются с бòльшим, чем у европейских, запасом по испытаниям на герметичность (обычно в 1,5, а не в 1,3 раза) и прочность (в 2,5–3, а не в 1,69 раза). Гидравлические показатели в отечественной практике приводятся с учетом эксплуатационных испытаний отопительных приборов для того, чтобы за время этих испытаний эквивалентная шероховатость новых или очищенных стальных труб гидравлических стендов увеличилась до 0,2 мм. По этой причине такие испытания ведутся 1–2 месяца при использовании воды с повышенным содержанием кислорода. В этом случае гидравлические характеристики отопительных приборов, полученные по отечественной методике, несколько выше, чем по европейской методике, определенные на чистой воде без «эксплуатационного периода». Российский стандарт определения тепловых показателей отопительных приборов предусматривает два основных способа испытаний: электрический и водяной (балансовый).  Рис. 1. Камера и стенд по ГОСТ Р 53583-2009 На рис. 1 показана схема камеры с установленным в ней электрическим стендом для тепловых испытаний отопительных приборов электрическим способом, используемым научно-технической фирмой ООО «Витатерм». Главный замер в этом случае осуществляется ваттметром, что сводит к минимуму возможное завышение определяемого при испытаниях значения номинального потока Qну, Вт, при нормативных условиях: температурном напоре (разности среднеарифметической температуры воды в приборе и температуры воздуха в изотермической камере) Θ = 70оС, расходе теплоносителя через прибор Мпр = 0,1 кг/с (360 кг/ч) и барометрическом давлении В = 1013,3 гПа (760 мм рт. ст.). Отметим, что расположенный в испытательной камере электрический стенд вместе с короткими (около 1 м) подводками к прибору хорошо теплоизолирован и тщательно тарирован на теплопотери Qст. Важно, что стенд работает при тех же температурных условиях в камере, что и отопительный прибор. Общая погрешность определения теплового потока отопительного прибора складывается из погрешностей показания ваттметра (обычно 0,1–0,2%), нахождения Qст (обычно не более 0,5% при Qст = 100 ÷ 130 Вт и общей мощности котла Qобщ = 900÷1300 Вт) и вычисления температурного напора Θ (обычно не более 1% при Θ = 70 оС). Таким образом, общая погрешность электрического метода, как правило, не превышает 2%. Отметим также, что расположение электрического стенда за территорией испытательной камеры приводит к весьма значительным теплопотерям стенда и длинных в этом случае подводок, причем зависимых от температуры закамерного помещения. Значения Qст при этих условиях превышают обычно 250 Вт, максимально допустимые ГОСТ Р 53583-2009, что исключает использование электрического метода или делает его проблематичным. При балансовом (водяном) методе испытаний при нахождении теплового потока Q приходится использовать формулу Q = c Мпр Δt, где с — удельная теплоемкость воды, Дж/(кг·оС), Мпр — расход воды через отопительный прибор, кг/с, и Δt — перепад температур воды на входе и выходе отопительного прибора, оС. При определительных испытаниях прибора с нормированной мощностью Qпр = 800÷1200 Вт и Мпр = 0,1 кг/с значения Δt находятся обычно в пределах 0,7÷3 оС с учетом необходимости проводить тепловые испытания при температурных напорах от 30 до 70 оС. В этом случае при использовании тарированных термометров с погрешностью порядка 0,05 оС и ультразвуковых расходомеров с погрешностью 1–2%, а также учитывая погрешность вычисления температурного напора (обычно около 1%), общая погрешность балансового способа составляет обычно 4–15%, т. е. заметно больше, чем при электрическом методе испытаний. Лишь при тщательно проведенных балансовых испытаниях эту погрешность удается уменьшить до 2–3%. Подробнее причины различия результатов испытаний отопительных приборов по российскому и европейскому стандартам доложены автором на семинарах НП «АВОК», АС «АВОК Северо-Запад», АПРО (Ассоциация производителей радиаторов отопления), а также опубликованы в работах [1], [2], [3], [4]. В ходе испытаний необходимо получить зависимость теплового потока отопительного прибора, Вт, от условий его работы и конструктивных параметров в виде зависимости, где: — номинальный тепловой поток при нормативных условиях, Вт; — температурный напор, равный разности средней температуры теплоносителя в приборе и расчетной температуры воздуха в испытательной камере, оС; — массный расход теплоносителя через прибор, кг/с; — условная длина прибора, м; — относительное барометрическое давление; — поправочный коэффициент на условия работы прибора. Данных, полученных с использованием приведенной выше зависимости, достаточно, чтобы определить тепловые показатели отопительных приборов при различных условиях их работы и грамотно выполнить проект системы отопления. Выводы 1. Все отопительные приборы, применяемые в отечественной практике, а также условия их использования должны отвечать требованиям ГОСТ 31311-2005 и ГОСТ Р 53583-2009. 2. При тепловых испытаниях отопительных приборов с перепадами температур теплоносителя между входом и выходом прибора, меньшими 3 оС, предпочтение надо отдавать электрическому методу. 3. При водяном (балансовом) методе тепловых испытаний погрешность термометров по воде не должна превышать 0,05 оС и целесообразно использовать ультразвуковой расходомер для определения расхода воды через прибор.
Литература 1. В. И. Сасин, Г. А. Бершидский, Т. Н. Прокопенко, Б. В. Швецов. Действующая методика испытаний отопительных приборов — требуется ли корректировка? // АВОК, 2007, № 4, с. 46–48. 2. В. И. Сасин, Г. А. Бершидский, Т. Н. Прокопенко, В. Д. Кушнир. Параметры отопительных приборов по российским стандартам // АКВА-ТЕРМ, 2013, № 5, с. 71–73. 3. В. И. Сасин. Подводные камни точного учета // АКВА-ТЕРМ, 2016, № 1, с. 24–30. 4. В. И. Сасин. Отопительный прибор: доверяй проверяя // АКВА-ТЕРМ, 2016, № 5, с. 24–27.
Скачать статью в pdf-формате: О некоторых проблемах испытаний отопительных приборов |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
