Эффективное использование энергетических ресурсов

   Весьма  важным направлением в области строительства  является поиск таких решений, которые  позволили бы, используя преимущества индустриального домостроения, вместе с тем проектировать и строить  многоэтажные здания с различными планировочными и фасадными архитектурными решениями.

   В Академии архитектуры были разработаны  принципиальные решения ширококорпусных  жилых зданий, конструктивную основу которых составила система внутренних продольных и поперечных железобетонных стен, объединенных в единую пространственную схему дисками перекрытий. Наружные стены здания имеют поэтажную разрезку, опираясь на плиты перекрытий. Конструкция стен - трехслойная, кирпичная, с эффективным утеплителем; наружный и внутренние слои стены - кирпичные, толщиной 250 и 120 мм. Связь между слоями из нержавеющей стали. Таким образом, многоэтажный дом, возводимый из крупнопанельных конструкций имеет облик кирпичного здания.

     Следует особо отметить, что строительство кирпичных многоэтажных зданий с несущими стенами, отвечающих требованиям энергосбережения, не имеет сколько-нибудь отчетливой перспективы. Сложность и материалоемкость такого решения очевидны. Альтернативой кирпичных зданий может считаться каркасная система со стенами поэтажной разрезки комплексной (полистиролбетонные или газобетонные блоки с облицовкой кирпичом) конструкции. В качестве несущей системы используется безригельный каркас с натяжением арматуры, располагаемой в створе колонн. Перекрытие из пустотных плит высотой 220 мм. Колонны сечением 300х300 или 400х400 мм. Каркас работает по рамно-связевой системе, воспринимая рамами вертикальную нагрузку, а нагрузки, вызывающие горизонтальные перемещения здания, - диафрагмами жесткости.

   В заключение необходимо остановиться на безусловной необходимости сертификации проектной продукции. Только этот путь обеспечит надежность соответствия принимаемых проектных решений  действующим нормам и правилам. Это  тем более важно, что до сегодняшнего дня нет единообразных  (типовых) решений по такому важному разделу, как проектирование "теплых" стен, соответствующих требованиям 2 этапа  по энергосбережению.

   Сертификация  проектной продукции должна быть признана обязательным условием при  утверждении проектов. Важно отметить, что проектирование зданий, отвечающих требованиям энергосбережения, вовсе  не означает автоматического их удорожания. Реализация рациональных конструктивных решений обеспечит не только энергоэффективность  зданий, но и позволит проектировать  здания, отвечающие современным архитектурным  требованиям, без существенного  увеличения материальных затрат. 

   3.3. Оптимальная планировка зданий. 

   Снижения  энергопотребления можно достичь  путем рационального планирования, которое состоит в выборе таких  формы и габаритов здания, чтобы  площадь наружных ограждений была минимальной  при максимальном объеме помещения. Этому условию идеально соответствуют  кубическая и шарообразная формы. Строительство  зданий кубической формы ограничено требованием СНиПов - обязательное освещение лестничной клетки дневным  светом. В случае размещения лестничной клетки в массиве дома возможно ее освещение с помощью зенитного фонаря. Однако габариты лестничной клетки необходимо увеличить по сравнению с нынешними, чтобы между маршами осталось свободное пространство для освещения нижних этажей. Опыт показывает, что нормы по освещению нижних этажей (даже если зенитный фонарь будет занимать весь потолок лестничной клетки) можно соблюдать только в трех- и четырехэтажных зданиях. Поэтому рекомендация больше подходит для коттеджей.

   Здание  должно иметь, по возможности, минимум  наружных углов, обладающих повышенной теплоотдачей по сравнению с гладкой  стеной. Эту проблему можно решить путем устройства утепленного скоса  внутренней поверхности угла. Такая  конструкция применялась в одной  из серий панельных домов, построенных  в 80-е годы.

   Планировка  здания должна предусматривать с  северной стороны вспомогательные  помещения с пониженной расчетной  температурой наружного воздуха  и уменьшенной площадью остекления, что уже применялось в жилых  зданиях массовой застройки. Указанные  требования в полной мере можно выполнить  только при сооружении коттеджей, в  зданиях массовой застройки - лишь частично, так как их планировка определяется проектом микрорайона.

   В настоящее время уделяется повышенное внимание теплозащите окон. Новые  конструкции окон в настоящее  время устанавливают как в  новостройках, так и в старых зданиях. Они обладают повышенной герметизацией, и потому их способность пропускать в помещение наружный воздух для  вентиляции ограничена. Это ставит под сомнение принятую в соответствии с действующими нормами схему  вентиляции жилых зданий с естественным побуждением и притоком сквозь неплотности  окон. В некоторых конструкциях предусмотрены  отверстия или щели для инфильтрационного  притока. Однако инфильтрационное сопротивление  этих устройств неизвестно, поэтому  целесообразно вернуться к практике его экспериментального определения.

   Наружная  поверхность стен и окон подвергается воздействию не только температуры, но и солнечной радиации. Зимой  ограждения должны эффективно защищать от теплопотерь, в летний период - от теплопоступлений. Если они удовлетворяют  этим требованиям, существенно снижается  нагрузка на системы отопления и  вентиляции. По отношению к окнам  эта двойная функция в течение  веков осуществлялась традиционными  способами. На зиму устанавливались  дополнительные рамы, а притворы оклеивались  бумагой. Летом окна прикрывались ставнями, защищая помещение от рассеянной солнечной радиации.

     Чтобы обеспечить минимальную  освещенность помещений, сейчас  роль ставен выполняют жалюзи. Непрозрачные ограждения должны  удовлетворять тем же требованиям:  отражение солнечной радиации  летом и поглощение ее зимой (в период резкого похолодания интенсивность солнечной радиации, поступающей на вертикальные поверхности, максимальна). Для снижения теплопоступлений летом в конструкции окна необходимо предусмотреть дополнительное остекление, образующее воздушную прослойку, в которой можно разместить пластмассовые жалюзи или солнцеотражающую прозрачную пленку, скатываемую зимой в рулон. Зимой эта прослойка должна быть герметичной, летом - для удаления тепла солнечной радиации - вентилируемой.  

   4. Экономические основы энергосбережения 

   Экономическая эффективность энергосбережения определяется путем сравнения стоимости производства дополнительной энергии и затрат на ее экономию. Для того чтобы оценить, насколько обоснованным является конкретное мероприятие, необходимо четко представлять затраты на увеличение производства энергии, поскольку именно от них  зависит уровень эффективности. Другими словами, требуется информация о величине замыкающих затрат на производство конкретного вида энергоресурса. В  свою очередь эти затраты зависят  от соотношения свободных производственных мощностей и объемов потребления. Для электроэнергии ситуация выглядит следующим образом: если энергосистема  дефицитна по мощности, замыкающие затраты совпадают либо со стоимостью увеличения закупки энергоресурса  со стороны (при наличии соответствующей  возможности), либо - со стоимостью строительства  дополнительных мощностей. Если же энергосистема  самодостаточна или избыточна, то в  качестве замыкающих затрат используются топливные издержки на соответствующей  станции/блоке, который замыкает баланс. Для других видов энергоносителей  ситуация абсолютно аналогична; при  наличии незагруженных производственных мощностей расходы на дополнительное производство совпадают с краткосрочными замыкающими затратами - переменными  издержками производства, а в случае дефицита мощности они превращаются в долгосрочные замыкающие затраты - к переменным издержкам добавляются  замыкающие затраты на мощность. Повышение  эффективности использования энергии  у конечного потребителя ведет  к снижению потерь в процессе транспортировки  и распределения, уменьшению нагрузки на окружающую среду, что также должно учитываться при сравнении "генерирующих" и "эффективных" технологий.

   Энергосбережение  влияет на цену/тариф энергетического  ресурса, причем это воздействие  отличается для ресурсов разных видов. Тариф на электрическую и тепловую энергию устанавливается на основе средних затрат на производство. Изменение  цены/тарифа на энергоноситель в результате реализации энергосберегающих мероприятий  определяется соотношением замыкающих и средних затрат.

   Ресурсосберегающие  программы уменьшают объем производства энергоснабжающей компании. Воздействие  ресурсосбережения на тариф определяется соотношением замыкающих и средних  затрат на производство. Если замыкающие затраты выше средних, то энергосбережение ведет к снижению тарифа. Такая  ситуация характерна для дефицитных энергосистем, поскольку в их положении  происходит экономия самых больших  расходов, связанных со строительством дополнительных мощностей. При наличии  достаточного количества генерирующих мощностей или возможности увеличения импорта энергоресурса снижение объемов производства, наоборот, ведет  к росту тарифа.

   В принципе, участие в реализации энергосберегающих  мероприятий происходит на добровольной основе, поэтому с точки зрения повышения эффективности использования  энергии потребители делятся  на две категории: участников программ и неучастников. Поскольку активная реализация энергосберегающих мероприятий  влияет на тариф, то действия участников во многом определяют тариф для неучастников. Поэтому существуют разные позиции, исходя из которых можно оценивать  энергосберегающие мероприятия.

   С позиции государства мероприятие  оценивается исходя из минимизации  суммарных затрат всех участников. Другими словами, при реализации ресурсосберегающей стратегии развития энергосистемы критерий оценки не совпадает  с минимумом тарифа.

   С позиции потребителя-участника, экономическая  оправданность подразумевает, что  дополнительные затраты на приобретение эффективного оборудования по крайней  мере окупаются за счет экономии в  эксплуатационных издержках за срок жизни оборудования.

   С позиции энергоснабжающей организации, эффективность энергосбережения определяется соотношением прибыли, которую компания может заработать в результате увеличения объемов производства энергоресурсов, с прибылью, получаемой компанией  благодаря реализации энергосберегающих  мероприятий. Как правило, цена электроэнергии выше краткосрочных замыкающих затрат, а постоянные затраты покрываются  при производстве планового объема энергоресурса. Следовательно, отказ  от производства сверхплановой продукции  лишает поставщика дополнительной прибыли. Отсюда понятно отношение энергоснабжающей компании, хотя его можно изменить, введя соответствующие методы регулирования.

   С позиции неучастника, можно говорить о том, что его положение не должно ухудшаться в результате реализации энергосберегающей политики, то есть тариф на энергоресурс при развитии энергосистемы за счет повышения  эффективности использования энергии  у потребителя должен быть не выше, чем при развитии на основе увеличения генерирующих мощностей.

   Таким образом, при проведении ресурсосберегающей политики не следует стремиться к  уменьшению тарифов. Если энергосбережение экономически обосновано, то у потребителя-участника, несмотря на рост тарифов, общие расходы  на энергетическую услугу будут уменьшаться. Поэтому в качестве критерия оптимальности  берутся не тарифы, а общие расходы  на предоставление энергетических услуг, в которые входят как затраты  на генерирование, так и затраты  на реализацию мероприятий по повышению  энергетической эффективности. При  возможности роста тарифов особое внимание должно уделяться соблюдению интересов социально незащищенных групп потребителей - пенсионеров, многосемейных  и малообеспеченных. Это обеспечивается путем реализации специальных программ, узко нацеленных на этих потребителей, снижающих их расходы на энергию, несмотря на рост тарифа.