Расчет эксплутационных затрат на содержание зданий

Тип используемого теплоносителя  позволяет выделить две подгруппы  систем отопления – с жидким теплоносителем и теплоносителем в виде пара (данный тип в настоящее время используется все реже).

Греющие поверхности можно  разделить на три основные группы: радиационные, конвективные и радиационно-конвективные. Радиационные приборы большую часть  тепловой энергии передают излучением (например, потолочные отопительные панели, излучатели). Конвективные приборы  передают большую часть тепловой энергии конвекцией (например, конвекторы, ребристые трубы). Радиационно-конвективные приборы основаны на совместном использовании (в примерно равных долях) двух вышеописанных  методов передачи тепловой энергии, к таким приборам относят напольные  отопительные панели и различные  виды радиаторов.

Для подсистемы отопления  основным ресурсом будет материал, используемый в качестве первичного источника тепловой энергии. Также, в случае использования различных  систем автоматизации, датчики, контроллеры  и исполнительные механизмы могут  потреблять незначительное количество электрической энергии.

Системы кондиционирования  и вентиляции (СКВ) можно классифицировать по большому количеству признаков. Вот  лишь некоторые из них.

По объекту применения выделяют комфортные (предназначены  для жилых, общественных и административных помещений) и технологические СКВ (применяются на производстве).

По принципу расположения кондиционера по отношению к обслуживающему помещению СКВ делятся на центральные  и местные. Центральные СКВ расположены  вне обслуживаемых помещений  и кондиционируют помещения больших  размеров. Этот тип СКВ оборудуется  неавтономными кондиционерами (т.е. в конструкцию кондиционера не входит собственный источник тепла или  холода). Местные СКВ разрабатываются  на базе автономных и неавтономных кондиционеров, которые устанавливают  непосредственно в обслуживаемых  помещениях. Применяются для относительно небольших помещений.

По принципу действия выделяют прямоточные, рециркуляционные и комбинированные СКВ. Прямоточные, полностью работают на наружном воздухе, который обрабатывается в кондиционере, а затем подается в помещение. Рециркуляционные СКВ, в свою очередь, работают либо вообще без притока наружного воздуха, либо с его незначительной подачей. Комбинированные СКВ используют приточный воздух и рециркулируемый примерно в одинаковых пропорциях.

Также, СКВ можно условно  делить по характеристикам используемого  оборудования, таким, например как мощность (для производства холода и тепла), расход воздуха, класс энергоэффективности и т.д.

Основным ресурсом, потребляемым системами кондиционирования и  вентиляции, является электроэнергия. В случае неавтономных систем используется также поставляемый извне хладагент  или холодная вода (если используются водовоздушные СКВ). 

Затраты на кондиционирование  и отопление воздуха, занимают самую  значительную часть в общем списке расходов на эксплуатацию здания. Исходя из этого, внедрение систем автоматизации  именно в этих инженерных системах, позволит добиться наибольшей экономии средств и, как следствие, повышение  инвестиционной привлекательности  зданий и сооружений.

 

2.3 Система внутреннего и наружного освещения

 

Несмотря на небольшие  в общей доле потребления затраты, система управления освещением может  существенно сократить расходы  энергопотребления, особенно на крупных  объектах недвижимости.

Можно выделить два основных алгоритма энергосбережения в системе  управления освещением, это автоматическое включение/выключение света в крупных  помещениях с непродолжительным  присутствием людей и управление мощностью освещения в зависимости  от достаточности естественного  освещения.

Значительным фактором снижения затрат является также автоматический контроль наружного освещения зданий: уличные фонари, приборы внешней  подсветки, рекламные щиты и прочее.

Кроме внедрения систем автоматизированного  контроля, немаловажным фактором является использование энергоэффективных люминесцентных ламп вместо ламп накаливания.

Основным ресурсом описанной  инженерной подсистемы является электроэнергия, затраченная на освещение. Кроме  того можно выделить фактор увеличения срока службы осветительных приборов, а значит сокращение затрат на обслуживание.

 

 

 

2.4 Система диспетчеризации

 

Инженерное оборудование может работать в автономном режиме. Например, может быть реализован автономный тепловой пункт. В этом случае для  управления оборудованием и его  контроля предусматриваются простейшие средства (дисплей с текстовым  экраном). Следующим этапом автоматизации  является создание диспетчерского пункта, представляющего собой, как правило, персональный компьютер серверного класса либо рабочую станцию с  определенным набором программного обеспечения.

На самом деле система  диспетчеризации является ключевым элементом в системе «интеллектуального»  здания. Очевидно, что даже при правильно  настроенной автоматической автономной  работе всех систем управления, без  централизованного контроля невозможно качественно эксплуатировать объект. Система, в состав которой входит единый операторский пульт управления позволяет не только уменьшить время  реакции на внештатную ситуацию или  аварию, но и существенно снижает  расходы на содержание обслуживающего персонала или дает возможность  полностью сократить свой штат  и перейти на  услуги обслуживающих  организаций.

 

3 Методика расчета затрат на эксплуатацию зданий

 

3.1 Микроклимат

 

Количественная оценка энергетической эффективности средств обеспечения  микроклимата исходит из величины суммарного годового расхода энергии системами. Годовой расход энергии представляется наиболее объективным энергетическим показателем, т. к. именно в годовом  цикле в полной мере проявляются  все режимы потребления энергии.

Определение годового расхода  тепла или холода СВ или СКВ сводится к интегрированию зависимости от времени года потребляемой мощности.

Расчет годовых затрат на отопление делится на два этапа  – первый этап это подсчет тепла  необходимого для обогрева рассматриваемого здания, второй этап - это определение  количества ресурсов нужных для обеспечения  здания необходимым количеством  тепла.

Существуют несколько  подходов к подсчету количества тепла  необходимого для обогрева здания. Самые простые, подразумевают учет лишь основных характеристик исследуемого объекта, самые сложные оперируют  большим количеством поправочных  коэффициентов и  в полной мере учитывают архитектурные особенности  рассматриваемого здания. Точностью, достаточной  в большинстве случаев, обладает так называемая методика укрупненного подсчета затрат на отопление здания.

Данная методика позволяет  подсчитать нормативный расход теплоты  на отопление здания по следующей  формуле:

Qo = (1 + b)  qo  a  Vн(tв.ср – tн.о)   [Вт]      1

где:

b - поправочный коэффициент,  учитывающий расход теплоты на  подогрев инфильтрационного воздуха,  зависит от количества потерь  тепла зданием (для зданий с  большим количеством посетителей  принимается равным 0,1-0,3, для старых  зданий плохо защищенных от  потерь тепла 0,15)

qo – удельная тепловая характеристика на отопление здания (Таблица 1)

a - поправочный коэффициент,  корректирующий результат исходя  из температуры наружного воздуха

Таблица 1

tн.о,°С	-10	-15	-20	-25	-30	-40	-45	-50
a	1,45	1,29	1,17	1,08	1	0,9	0,85	0,82

 

 

Vн – отапливаемый объем здания

tв.ср – средняя температура воздуха в здании, соответствует нормам микроклимата в помещении согласно ГОСТ 30494-96. Для помещений, в которых люди заняты умственным трудом принимается равной 20о С; для помещений с массовым пребыванием людей, к которых люди находятся преимущественно в уличной одежде – 15 о С; для помещений с массовым пребыванием людей, к которых люди находятся преимущественно без уличной одежды – 19 о С. 

tн.о – расчетная температура наружного воздуха. Используются данные указанные в Приложении 8 СНиП 2.04.05-91. В документе дано соответствие городам и температурам в различное время года (например, Перми в холодный период расчетная температура составляет -20 о С, а теплый 21,8 о С)

Таблица 1

Теплотехнические характеристики зданий

Здание	Объем Vн тыс. м3	qo Вт/(м3°С)
Жилые, гостиницы, общежития, залы ожидания	до 3	0,49
	< 5	0,44
	< 10	0,4
	< 15	0,36
	< 20	0,33
	< 25	0,32
	< 30	0,31
	> 30	0,3
Административные	< 5	0,5
	< 10	0,44
	< 15	0,4
	> 15	0,37
Клубы, дворцы культуры	< 5	0,43
	< 10	0,38
	> 10	0,35

Полученное в результате расчетов число – количество Вт тепла необходимого для поддержания нормативной температуры в помещении. Узнать годовое количество тепловой энергии необходимой на обогрев помещения, можно используя следующую формулу:

Qo.год. = Qо  Tо.сез. [Вт]        2

где:

Tо.сез. – продолжительность отопительного сезона (средняя продолжительность отопительного сезона по климатическим зонам указана в СНиП 23-01-99).

Зная нормативные годовые  затраты тепловой энергии на отопление  здания, можно подсчитать необходимое  годовое количество используемого  отопительной системой ресурса, и как  следствие количество денежных затрат по данной статье расхода. Так, например, для любой отопительной системы  известен коэффициент преобразования единицы используемого топлива  в единицу тепла, зная этот коэффициент, несложно подсчитать необходимое отопительной системе количество ресурсов.  

В общем виде формулу подсчета годовых затрат на отопление можно  записать следующим образом:

Sо.год= Qo.год. * qпр. * Sед.рес.       3

где:

qпр. – коэффициент преобразования первичного ресурса используемого отопительной системой в тепловую энергию, т.е. сколько единиц ресурса нужно потратить для производства одного Ватта тепловой энергии.

Sед.рес. – стоимость единицы ресурса используемого отопительной системой.

Описанная выше формула позволяет  подсчитать нормативный годовой  расход денежных средств на отопление. Данный эксплуатационный параметр при  сравнении с реальными показателями позволит оценить перспективы экономии денежных средств. Еще одним вариантом  использования этой формулы является проверка целесообразности внедрения  автоматизированной системы управления отопительной системой, ведь используя данную формулу можно легко подсчитать потенциальную экономию от более эффективного использования системы отопления (например, снижения мощности системы в нерабочее время).

Расчет затрат на кондиционирование  также делится на два этапа: первый этап предполагает определение холодильной  нагрузки исходя из параметров здания, на втором этапе проводится расчет приблизительного количества электроэнергии потребляемого системой кондиционирования  для обеспечения помещений необходимым  количеством холода.

Один из самых простых, но, тем не менее, обладающий достаточной  степенью точности, это метод определения  холодильной нагрузки на основании  подсчета удельных тепловыделений помещений.

Для типовых помещений  подсчитаны примерные удельные тепловыделения, а в большинстве климатических  зон нашей страны именно они в  основном определяют холодильную нагрузку на систему кондиционирования. Автором  методики предлагается брать типовые  теплоизбытки исходя из параметров здания (Таблица 2), прибавлять к ним 20-30 % в зависимости от климатической зоны и умножать на площадь кондиционируемых помещений. Таким образом, можно узнать приблизительную мощность охлаждения для системы кондиционирования: