Энергосовет - энергосбережение и энергоэффективность
Главная >> Архив номеров >> Энергосервис и ЭСКО >> >> Архив номеров

Анонсы

05.12.18 Церемония награждения победителей конкурса «Энергия молодости» состоится 7 декабря. Трое молодых ученых из Москвы получат по 1 миллиону рублей подробнее >>>

29.11.18 Светотехническая Премия «Золотой Фотон» открывает прием заявок на второй сезон подробнее >>>

13.11.18 Бесплатный вебинар о ТИМ в теплоснабжении, которую планируют сделать обязательной для объектов с госфинансированием подробнее >>>

Все анонсы портала

Новое на портале

13.12.18 Опубликован Рейтинг субъектов Российской Федерации по энергоэффективности уличного освещения в 2017 г. подробнее >>>

11.12.18 Два пути развития энергетики России обсудили на конференции Института Адама Смита // СТАТЬЯ подробнее >>>

11.12.18 Насколько Россия готова к переходу на возобновляемые источники энергии // СТАТЬЯ подробнее >>>

21.11.18 Горизонты атома. Энергетика ветра // ВИДЕО подробнее >>>

Все новости портала

Эта статья опубликована в журнале Энергосовет № 3 (53) за 2018 г

Скачать номер в формате pdf (5532 kБ)

Оценка эффективности использования многокритериального алгоритма для формирования перечня энерго- и ресурсосберегающих мероприятий в зданиях



Рубрика: Энергосервис и ЭСКО
Автор: Г.П. Власенко, А.З. Халилуллина

К.т.н. Г.П. Власенко, доцент НИУ «МЭИ»; А.З. Халилуллина, инженер, ГУП «МосжилНИИпроект», г. Москва

Все меры в области энергоэффективности отличаются многочисленными техническими и технологическими характеристиками, сроком окупаемости, уровнем экономии энергии, особенностями эксплуатации, объёмами затрат и т.д. Поэтому для формирования перечня мероприятий необходимо проводить оценку целесообразности их внедрения и проводить энергетическое обследование каждого здания, что увеличивает стоимость и срок выполнения работ. Существующие методики основаны на последовательном поэтапном сопоставлении мероприятий, что достаточно сложно для применения на практике и требует значительных затрат времени на оценку каждого из предполагаемых для внедрения энергосберегающих мероприятий.

В статье представлен простой и одновременно многокритериальный алгоритм выбора энергосберегающих мероприятий, который существенно упрощает разработку планов и программ по энергосбережению в жилом секторе и социальной сфере. Разработка многоуровневой классификации зданий при формировании перечня энергосберегающих мероприятий позволила систематизировать объёмно-планировочные решения и упростить выбор оптимальных решений при проведении проектных и строительно-монтажных работ.

Необходимость применения энергосберегающих мероприятий при капитальном ремонте

Государственной программой РФ «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года» предусмотрено строительство новых объектов и капитальный ремонт, реконструкция, модернизация зданий, строений и сооружений с учётом требований к их энергетической эффективности [2]. Приоритетное внесение зданий, требующих проведения капитального ремонта, в программы повышения энергоэффективности и мониторинг их энергопотребления позволят значительно снизить энергопотребление существующих зданий и дать экономию бюджетных средств. Механизм массового внедрения энергосберегающих мероприятий при капитальном ремонте зданий законодательно закреплён Постановлением Правительства РФ № 18 от 17 января 2017 года [5]. Состояние жилищного фонда различается в зависимости от периода застройки, материала основных конструкций, применённых типовых серий домов при массовой застройке районов после 1961 г. Практически все кирпичные и большая часть крупнопанельных и блочных домов, построенных до 1981 г., имеют износ более 31% (рис. 1), т.е. подлежат капитальному ремонту [1, 16].

 Рисунок 1. Распределение жилых строений г. Москвы по периодам постройки.

Рисунок 1. Распределение жилых строений г. Москвы по периодам постройки.

Влияние конструктивных особенностей зданий на критерии выбора энергосберегающих мероприятий

Для определения приоритетов при проведении капитального ремонта необходимо усовершенствовать существующие информационные системы, использовать базы современных технических решений по энергосбережению и повышению энергоэффективности, обновить формы статистического наблюдения за проведением капитального ремонта (реконструкции) [6]. Созданная методика многокритериального выбора энерго- и ресурсосберегающих мероприятий позволяет получать результаты в натуральном и стоимостном выражении, включая экономический эффект от внедрения рекомендуемой программы. Выбор наиболее эффективных мероприятий по энергосбережению осуществляется на основании системного подхода [10]. Алгоритм многокритериального выбора энерго- и ресурсосберегающих мероприятий разработан на основе анализа существующих технических решений.

Здания и сооружения классифицируются с использованием многочисленных параметров, каждый из которых влияет на энергоэффективность объекта. Часто конкретная организация или объект имеют на балансе несколько зданий, соответствующих различным классам и отличающихся спецификой, что может существенно повлиять на перечень рекомендуемых мер.

Основным критерием при выявлении закономерности между выбором мероприятий и параметрами здания является его функциональное назначение, однако и при таком подходе могут быть выделены отдельные особенности, влияющие на эффективность и стоимость проведения модернизации с целью увеличения энергетической эффективности. В табл. 1 показано соответствующим цветом влияние свойств и характеристик зданий и сооружений на критерии выбора энергосберегающих мероприятий.

Таблица 1. Влияние свойств и характеристик зданий и сооружений на критерии выбора энергосберегающих мероприятий. *

Таблица 1. Влияние свойств и характеристик зданий и сооружений на критерии выбора энергосберегающих мероприятий. *

podp

 Расчёт показателей энергоэффективности

Показатели (критерии) энергетической эффективности подразделяются на термодинамические, технические (натуральные) и финансово-экономические.

При разработке методики в качестве критериев приняты экономические показатели при условии соблюдения технических, технологических, экологических и социальных ограничений:

     Для анализа технических критериев энергоэффективности энергосберегающих мероприятий используются значения следующих величин:

Сравнительный анализ мероприятий по различным критериям

При разработке методики многокритериального выбора мероприятий в зданиях различного назначения были использованы исследования доцентов ТГНУ Подскрёбкина А.Д. и Дягилева В.Ф. [15]. Рассматриваемая в статье методика отличается простотой использования и наглядностью – разделение мер по энергосбережению осуществляется в приоритетном для пользователя порядке. Например, если приоритетным критерием служит срок окупаемости мероприятия, тогда он будет оцениваться на первом шаге алгоритма. В том случае, когда определяющим критерием является экономия энергоресурсов, последовательность шагов изменяется. Таким образом, предварительный список мероприятий поочерёдно оценивается по выбранным критериям, причём количество таких критериев может варьироваться. В отличие от других методик, предложенный подход может применяться для зданий различного назначения, с соответствующими параметрами и техническими характеристиками, поэтому рассмотренная в статье методика является универсальной.

Для наглядности отбора энерго- и ресурсосберегающих мероприятий сформирован алгоритм (рис. 2), начало которого содержит план начального выбора энергосберегающих мероприятий, далее следует анализ применения того или иного мероприятия, а итогом является список рекомендуемых мероприятий.

Рисунок 2. Алгоритм формирования списка рекомендуемых мероприятий

Рисунок 2. Алгоритм формирования списка рекомендуемых мероприятий

В алгоритме использованы обозначения блоков 1-4, показанные подробно на рис. 3.

Рисунок 3. Сравнительный анализ внедрения мероприятий по критериям

Рисунок 3. Сравнительный анализ внедрения мероприятий по критериям: Блок 1. По затратам на реализацию; Блок 2. По степени важности для субъекта (по сложности внедрения); Блок 3. По сроку окупаемости; Блок 4. По уровню сложности их реализации (по сложности применяемых мер).

Формирование перечня рекомендуемых мероприятий для зданий различного назначения

Сравнительный анализ позволяет сформулировать для каждого рассматриваемого здания перечень предпочтительных мероприятий в зависимости от предполагаемых затрат на реализацию проекта, величины потенциальной экономии природных ресурсов, с учётом уровня сложности внедряемого мероприятия и степени окупаемости. Приоритетность выбора мероприятий зависит также от целей и задач заказчика. Предложенный метод выбора мер по энерго- и ресурсосбережению является универсальным и отличается от известных подходов тем, что такая схема не является конечным видом алгоритма и может трансформироваться для зданий различного назначения с учётом многих параметров в зависимости от технического задания или по иным причинам.

Предусмотрена возможность согласования последовательности внедрения отдельных проектов, поскольку некоторые из рекомендованных мер могут быть взаимосвязаны или наоборот, реализация одних энергосберегающих решений сказывается отрицательно на целесообразности применения других (при соблюдении технических параметров) [8].

Кроме того, необходимо учитывать тот факт, что внедрение каждой группы энергосберегающих мероприятий взаимосвязано с применением других мер, направленных на энерго- и ресурсосбережение. Например, эксплуатация автоматизированных узлов управления (АУУ) показала, что использование АУУ в совокупности с балансировочными клапанами на стояках системы центрального отопления, термостатическими вентилями на каждом отопительном приборе и проведением утеплительных мероприятий (в том числе замена окон) позволяет экономить до 25-37% тепловой энергии и обеспечивать комфортные условия проживания в каждом помещении.

Предложенная методика позволяет осуществлять выбор ключевых мероприятий как на основе выявления энергопотерь, так и с учётом максимального эффекта от их реализации.

Разработанный алгоритм может быть использован в сфере ЖКХ, а именно в рамках проведения программы капитального ремонта в зданиях различного назначения, в результате которой должно быть снижено энергопотребление данных объектов.

Примеры применения методики по выбору энергосберегающих мероприятий

Рассмотрим применение методики по выбору энергосберегающих мероприятий на примере жилого и административного зданий, требующих капитального ремонта. Исходные данные предоставлены проектной организацией ГУП «МосжилНИИпроект». Типовые мероприятия по повышению энергоэффективности зданий (в части повышения теплозащитных свойств ограждающих конструкций) при условии установки АУУ:

Пример 1. Объект исследования – четырёхэтажное жилое здание.

Существующее типовое строение введено в эксплуатацию в 1896 г. и расположено по адресу: г. Москва, ул. Электрозаводская, д. 37/4, корп. 4. Теплоэнергетические характеристики здания представлены в табл. 2.

 

Таблица 2. Теплоэнергетические характеристики здания 1896 г. постройки.

№ п/п

Показатели

Ед. измерения

Величина

1

Приведённые сопротивления теплопередаче:

 

 

2

 - наружных стен жилых помещений и ЛЛУ

2∙ºС)/Вт

0,871

3

 - окон и балконных дверей жилых помещений (остекляемая часть)

2∙ºС)/Вт

0,42

4

 - окон ЛЛУ

2∙ºС)/Вт

0,42

5

 - входных наружных дверей

2∙ºС)/Вт

0,158

6

 - чердачных перекрытий над 4-м этажом

2∙ºС)/Вт

0,242

7

 - полов по грунту

2∙ºС)/Вт

3,67

8

Годовой расход тепловой энергии на отопление за отопительный период

ГДж

817,17

9

Годовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение

ГДж

642,00

10

Годовой расход электрической энергии, в т.ч.:

МВт∙ч

254,9

11

 - на общедомовое освещение

МВт∙ч

6,9

12

 - в квартирах, в помещениях общественных зданий

МВт∙ч

167,52

13

- на силовое оборудование

МВт∙ч

80,48

14

Общие теплопотери через оболочку здания за отопительный период

ГДж

813,52

15

Расчётный удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период

кВт∙ч /м2

102

16

Нормируемый удельный расход тепловой энергии системой отопления здания

кВт∙ч /м2

120

 

На основании расчёта определены основные критерии энергоэффективности, значения которых являются приоритетными для формирования списка рекомендуемых мероприятий в рамках капитального ремонта жилого здания. К таким критериям относятся: уровень сложности реализации мероприятия, годовая экономия энергоресурсов по мероприятию в натуральном выражении (т у.т.), годовая экономия энергоресурсов в денежном выражении (руб.), отношение расчётного потребления энергии к нормативному, среднее снижение нагрузки на инженерные системы (%). Для наглядности полученные показатели эффективности энергосберегающих мероприятий сведены в табл. 3.

Таблица 3. Анализ энергосберегающих мероприятий для жилого здания 1896 г. постройки.

Мероприятие

Анализируемые факторы

Стоимость,

тыс. руб.

Затраты на реализацию, %

Экономия ресурсов, %

Срок окупаемости, лет

1.1

650

14,44

65,5

4,8

1.2

500

11,11

76,7

2,7

1.3

80

1,78

21,36

1,8

1.4

40

0,89

7,77

3

1.5

300

6,67

33,5

4,3

1.6

120

2,67

27,67

1,9

1.7

30

0,67

11,65

1,4

1.8

20

0,44

9,22

1,2

 

Анализ данных табл. 3 позволяет сформировать из списка типовых мероприятий перечень рекомендуемых мер по повышению энергоэффективности жилого здания с учётом приоритетности одного из указанных в таблице факторов. В рассмотренном примере предложено использовать следующие мероприятия:

1) повышение теплозащиты наружных стен;

2) повышение теплозащиты окон и балконных дверей;

3) повышение теплозащиты крыши или чердачных помещений.

Пример 2. Объект исследования – двухэтажное административное здание.

Существующее строение с подвалом под частью здания построено по индивидуальному проекту, введено в эксплуатацию в 1932 г. и расположено по адресу: г. Москва, ул. Маросейка, д. 11/4, стр. 4. Теплоэнергетические характеристики здания представлены в табл. 4.

Таблица 4. Теплоэнергетические характеристики здания г. 1932 г. постройки.

№ п/п

Показатели

Ед. измерения

Величина

1

Приведённые сопротивления теплопередаче:

 

 

2

 - наружных стен помещений и ЛЛУ,

2∙ºС)/Вт

1,259

3

 - окон;

2∙ºС)/Вт

0,42

4

 - окон ЛЛУ;

2∙ºС)/Вт

0,42

5

 - входных наружных дверей;

2∙ºС)/Вт

0,158

6

 - чердачных перекрытий над вторым этажом;

2∙ºС)/Вт

0,772

7

 - полов по грунту.

2∙ºС)/Вт

0,974

8

Годовой расход тепловой энергии на отопление за отопительный период

ГДж

102,14

9

Годовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение

ГДж

80,23

10

Годовой расход электрической энергии, в т.ч.:

МВт∙ч

31,854

11

 - на общедомовое освещение;

МВт∙ч

0,855

12

 - в квартирах, в помещениях общественных зданий;

МВт∙ч

18,56

13

 - на силовое оборудование;

МВт∙ч

12,36

14

Общие теплопотери через оболочку здания за отопительный период

ГДж

103,13

15

Расчётный удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период

кВт∙ч /м2

146

16

Нормируемый удельный расход тепловой энергии системой отопления здания

кВт∙ч /м2

120

 Полученные в результате расчётов показатели эффективности энергосберегающих мероприятий показаны в табл. 5. По результатам анализа показателей рекомендуемых мер по повышению энергоэффективности сформирован перечень основных мероприятий:

1) повышение теплозащиты наружных стен;

2) повышение теплозащиты окон и балконных дверей;

3) повышение теплозащиты крыши или чердачных помещений;

4) повышение теплозащиты пола и стен подвала.

В рамках ограниченного бюджета, технических особенностей объектов, кратчайших сроков выполнения энергетических обследований, предложенный метод выбора мер по ресурсо- и энергосбережению является простым и одновременно точным алгоритмом для выявления рекомендуемых мер по повышению энергоэффективности зданий различного назначения. Результаты работы могут быть использованы в сфере жилищно-коммунального хозяйства, а именно в рамках проведения программы капитального ремонта в зданиях различного назначения, в результате которой должно быть снижено энергопотребление данных объектов, для обеспечения максимально возможного повышения энергоэффективности, а значит, оптимального расходования выделяемых средств.

Таблица 5. Анализ энергосберегающих мероприятий для административного здания 1932 г. постройки.

Мероприятие

Анализируемые факторы

Стоимость,

тыс. руб.

Затраты на реализацию, %

Экономия ресурсов, %

Срок окупаемости,

лет

1.1

120

4

28,19

2,1

1.2

200

6,67

19,59

2,6

1.3

40

1,33

5,67

1,8

1.4

30

1

3,97

1,6

1.5

-

-

-

-

1.6

40

1,33

3,46

2,4

1.7

30

1

1,46

1,4

1.8

20

0,67

1,15

1,2

 

Анализ фактических (до капитального ремонта) и расчётных (после капитального ремонта) теплоэнергетических характеристик объектов, рассмотренных в примерах, показывает, что рекомендованный перечень мер позволит повысить класс энергетической эффективности зданий.

 

Заключение

Проблема расчётно-аналитического обоснования и выбора энергосберегающих мероприятий для зданий актуальна и требует глубокого анализа не только применяемых технологий, но и методов оценки потенциала энергосбережения. В статье предложен алгоритм, включающий этапы от анализа сложившейся ситуации и поиска резервов повышения энергоэффективности до использования методики применительно к конкретному зданию (или городскому масштабу). На примере жилого и административного зданий показано, что такой подход позволяет осуществлять выбор ключевых мероприятий на основе выявления потерь энергии и ресурсов с учётом максимального эффекта от их реализации. Результаты работы предполагается использовать в сфере ЖКХ в рамках проведения программы капитального ремонта в зданиях различного назначения.

Литература

  1. Постановление Правительства Москвы от 22.04.2014 г. № 205-ПП «О внесении изменений в постановление Правительства Москвы от 27.09.2011 г. № 454-ПП».
  2. Распоряжение Правительства РФ от 27.12.2010 г. № 2446-р «Об утверждении государственной программы Российской Федерации «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года».
  3. Федеральный закон РФ от 28.12.2013 г. № 399-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
  4. Приказ Министерства энергетики РФ от 30.06.2014 г. № 401 «Об утверждении Порядка представления информации об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности».
  5. Постановление Правительства РФ от 17.01.2017 г. № 18 «Об утверждении Правил предоставления финансовой поддержки за счёт средств государственной корпорации - Фонда содействия реформированию жилищно-коммунального хозяйства на проведение капитального ремонта многоквартирных домов».
  6. Башмаков И.А. Использование энергии и энергоэффективность в российском жилищном секторе. М.: Центр по эффективному использованию энергии, 2014.
  7. Башмаков И.А., Мышак А.Д. Энергопотребление регионов России. О реальной динамике и о качестве статистики // Энергосбережение. 2016. № 5. С. 24-28.
  8. Стафиевская В.В., Велентеенко А. М., Фролов В. А. Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Красноярск: ИПК СФУ, 2008.
  9. Свиридова Е.В. Тренд на энергоэффективность. Повышение энергоэффективности и энергосбережение для России – стратегическая необходимость // Современные строительные конструкции. 2017. № 1 (28). С. 55-57.
  10. Типовые мероприятия по энергосбережению и повышению энергетической эффективности систем энергоснабжения и энергопотребления в бюджетных учреждениях. Методические рекомендации. Екатеринбург: ГБУ СО «ИнЭС», 2012.
  11. Методические рекомендации по расчёту эффектов от реализации мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности под общей редакцией Гашо Е.Г. Справочно – аналитический документ. Аналитический центр при Правительстве РФ. 2016.
  12. Методические рекомендации по оценке эффективности энергосберегающих мероприятий. Томск, ИД ТГУ, 2014.
  13. Башмаков И.А. Потенциал энергосбережения в России, Государственная информационная система в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности. Государственная информационная система в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности [Электрон. ресурс]. URL:ru/articles/smi/1078/ (дата обращения: 27.04.2017 г.).
  14. Зильберова И.Ю., Вонгай А.О., Арцишевский М.Д. Моделирование энергосберегающих организационно-технологических процессов реконструкции зданий учебных учреждений. Инженерный вестник Дона, 2017, №3 [Электрон. ресурс], URL: http://ivdon.ru/ (дата обращения 20.07.2017 г.).
  15. Подскрёбкин А.Д., Дягилев В.Ф. Выбор оптимальных мер по энергосбережению в социальной сфере [Электрон. ресурс], URL: https://fundamental-research.ru/(дата обращения 10.06.2017 г.).
  16. МосгорБТИ [Офиц. сайт]. URL: http://www.mosgorbti.ru/ (дата обращения 20.06.2017 г.).
  17. Министерство Энергетики РФ [Офиц. сайт]. URL: http://minenergo http://minenergo.gov.ru/ (дата обращения 25.06.2017 г.).

 

Все статьи рубрики Энергосервис и ЭСКО

Архив номеров

Выпуски за 2009 год: №1 (1), №2 (2), №3 (3), №4 (4), №5 (5),

Выпуски за 2010 год: №1 (6), №2 (7), №3 (8), №4 (9), №5 (10), №6 (11), №7 (12), №8 (13),

Выпуски за 2011 год: №1 (14), №2 (15), №3 (16), №4 (17), №5 (18), №6 (19),

Выпуски за 2012 год: №1 (20), №2 (21), №3 (22), №4 (23), №5 (24), №6 (25),

Выпуски за 2013 год: №1 (26), №2 (27), №3 (28), №4 (29), №5 (30), №6 (31),

Выпуски за 2014 год: №1 (32), №2 (33), №3 (34), №4 (35), №5 (36), №6 (37),

Выпуски за 2015 год: №1 (38), №2 (39), №3 (40), №4 (41), №5 (42),

Выпуски за 2016 год: №1 (43), №2 (44), №3 (45), №4 (46),

Выпуски за 2017 год: №1 (47), №2 (48), №3 (49), №4 (50),

Выпуски за 2018 год: №1 (51), №2 (52), №3 (53) .

Статьи по темам

Энергетика (18) ,
Энергоэффективное строительство (17) ,
Возобновляемые источники энергии (21) ,
Региональный опыт (3) ,
О работе НП "Энергоэффективный город" (8) ,
Энергоменеджмент (5) ,
Энергоэффективные здания (2) ,
Информация о работе Координационного совета (124) ,
Экономика и управление (135) ,
Теплоснабжение (95) ,
Энергоэффективное освещение (53) ,
Учет энергоресурсов (16) ,
Энергосервис и ЭСКО (47) ,
Электроснабжение (13) ,
Когенерация (4) ,
Мировой опыт энергосбережения (44) ,
Новые технологии (46) ,
Энергетические обследования и энергоаудит (30) ,
Обзор СМИ (5) ,


Rambler's Top100

Авторские права на размещенные материалы принадлежат авторам
Тел.(495) 360-66-26 E-mail:
© Портал ЭнергоСовет.ru - энергосбережение, энергоэффективность, энергосберегающие технологии 2006-2018
Возрастная категория Интернет-сайта 18 +
реклама | карта сайта | о проекте | контакты | правила использования статей