CC BY
30------ЖИЛИЩНОЕ ---
строительство
Научно-технический и производственный журнал
УДК 69.003.13
С.А. КОБЕЛЕВА, канд. техн. наук, Государственный университет — учебно-научно-производственный комплекс (Орел)
Сравнение архитектурно-конструктивных решений жилых зданий по критерию полной энергоемкости
Проблема обеспечения населения жильем в городах решается в основном за счет строительства жилых многоэтажных зданий. Для возведения жилых многоэтажных зданий используются различные архитектурно-конструктивные системы и технологии строительства. На основании классов жилых зданий (эконом-, комфорт-, премиум- и элитное) дать объективную оценку построенным зданиям и определить критерии сравнения проектов затруднительно. В статье приведены методика и пример оценки полной энергоемкости жилых зданий для сравнения эффективности проектов с точки зрения экологии и экономики.
Ключевые слова: жилое здание, энергоемкость, проектное решение.
В Российской Федерации проблема обеспечения населения жильем в городах решается в основном за счет строительства жилых многоэтажных зданий. В настоящее время для формирования системы показателей жилья используются: комфортность, безопасность, технологии строительства, цена и пр.
Существует множество определений, характеризующих комфортность жилья: благоустроенность, удобство пребывания людей, эргономические, архитектурно-конструктивные и др. требования, организация земельного участка (местоположение, озеленение территории, наличие парковки и т. п.), инженерно-техническое оснащение объекта.
Безопасность - комплекс требований к жилым зданиям, которые устанавливает Федеральный закон Российской Федерации от 30.12.2009 № 384-Ф3 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»: механическая безопасность, пожарная безопасность, безопасность в сложных природных и техногенных условиях, требования безопасных условий проживания (биологическая, химическая, радиационная безопасность), требования безопасности пользования, требования безопасного воздействия на окружающую среду.
В настоящее время для возведения жилых многоэтажных зданий используются различные архитектурно-конструктивные системы и технологии строительства: актуализированные панельные серии; монолитные и сборно-монолитные каркасные со стержневыми и плоскими несущими элементами; с каркасом в переставной тоннельной опалубке и устройством многослойных несущих стен; ширококорпусные в кирпично-панельном исполнении и смешанные [1], имеющие как преимущества, так и недостатки. Панельное домостроение, несмотря на высокие темпы развития других конструктивных систем, остается одной из основных технологий, позволяющих решать в городах задачи массового жилищного строительства. В
разных регионах страны применяются в массовом строительстве серии жилых полносборных домов 137.2.11, П-44Т, П-4К, П-ЗМ, П-46М, П-55М, ИП-46С, КОПЭ-М «Парус», И-155, ГМС-2001, И-222, «ЭКО» и др. Жилые здания с монолитным, сборно-монолитным каркасом имеют преимущества перед другими конструктивными схемами (строительство в стесненных условиях, гибкость архитектурно-планировочных решений и т. п.): серии домов «вагеЬ>, «Рекон», «Оптима-Каркас», «Казань-1000», «КУБ-2,5», «Аркос» и др.
Исследования показывают, что экономичность несущих элементов сборного каркаса по сравнению с крупнопанельными и каркасно-монолитными схемами составляет порядка 22-28% общей суммы затрат. Однако по окончании возведения несущих конструкций объем работ, связанных с ненесущими строительными элементами (наружные стены, перегородки и т. д.), в каркасных зданиях значительно больше, чем при строительстве крупнопанельных зданий, где с окончанием монтажа обеспечивается высокая готовность всех работ [2].
Цена и стоимость - ключевые понятия на рынке жилой недвижимости. Стоимость является оценкой ценности товара в конкретный момент времени и отражает сложившуюся рыночную конъюнктуру, зависит от совокупных затрат на создание объекта недвижимости, его полезности, ожиданий участников рынка и других факторов. Цена объекта недвижимости - это цена сделки, определенная сумма денежных средств, которую покупатель передает продавцу в обмен на право владения объектом недвижимости, а продавец готов получить ее. Поэтому на практике величины стоимости и цены объекта недвижимости не совпадают [3].
Рассмотренные показатели взаимосвязаны, что нашло отражение в разделении жилья на четыре класса (эконом-, комфорт-, премиум- и элитное) по известным всем участникам рынка недвижимости критериям.
Научно-технический и производственный журнал
Наименование показателей, единица измерения Проект № 1 Проект № 2 Проект № 3
Общая площадь, м2 7391,32 5127,21
Построечные трудовые затраты, тыс. чел./ч 253,6 196,8 102,51
Общая сметная стоимость строительно-монтажных работ в базисных сметных ценах по состоянию на 01.01.2000 (без учета НДС 18%), тыс. р. 25490,59 17559,9 10505,7
Расход основных строительных материалов: - цемент, приведенный к М400, т - сталь в натуральном исчислении,т - бетон монолитный, м3 - бетон сборный тяжелый, м3 - бетон сборный легкий, м3 - лесоматериалы, м3 - кирпич, тыс. шт. 82,87 180,7 647,2 3998,82 56,01 3428,5 12,76 295,4 3322,28 295.22 143.23 283,31 55,4 53.4 106,35 213,4 3215,2 32.5 253,12
Энергоемкость при производстве строительных материалов, изделий, конструкций, т усл. топлива 5486 4235 3146
Энергоемкость при возведении здания, т усл. топлива 11083 7705 4701
Энергоемкость при эксплуатации здания, т усл. топлива 11015 8651 7149
Полная энергоемкость здания, т усл. топлива 27584 20591 14996
Удельная энергоемкость здания на единицу общей площади, т усл. топлива/м2 3,732 3,139 2,925
Однако при возведении несущих и ограждающих конструкций жилых многоэтажных зданий всех классов используются одни и те же строительные материалы (кирпич, цемент, товарный бетон, утеплители, стекло, металл и др.), сборные железобетонные и бетонные элементы индустриального изготовления, технологии работ, строительные машины, механизмы и т. п. На основании приведенных выше показателей и классов жилых зданий дать объективную оценку конечной строительной продукции (построенным зданиям) и определить критерии для сравнения проектов затруднительно. Оценивая современное состояние и перспективы развития жилищного строительства, жилищно-коммунального хозяйства, тенденции к энергосбережению, необходимо выбрать методологическую основу, позволяющую решать эту задачу.
В качестве методологической основы предлагается использовать величину полной энергоемкости здания в натуральных показателях - тонны условного топлива (т усл. топлива), так как производство и потребление всех видов энергии наносят наибольший ущерб биосфере. Кроме того, к 2020 г. планируется снижение энергоемкости ВВП Российской Федерации на 40% к уровню 2007 г. с учетом организационно-технического потенциала энергосбережения в строительстве и жилищно-коммунальном комплексе.
Под полной энергоемкостью здания понимается величина потребления топливно-энергетических ресурсов на основные и вспомогательные технологические процессы изготовления строительных материалов, изделий, конструкций, выполнение строительно-монтажных работ, эксплуатацию зданий:
Э = Э + Э + Э ,
произ смр эксп
(1)
где Э - полная энергоемкость здания, т усл. топлива; Эпроиз - энергоемкость при производстве строительных материалов, изделий, конструкций, т усл. топлива; Эсмр - энергоемкость при возведении здания, т усл. топлива; Ээксп -энергоемкость при эксплуатации здания, т усл. топлива.
Методика определения полной энергоемкости здания изложена подробно в [4]. Практическому внедрению подлежат строительные объекты, имеющие меньшую энергоемкость. Удельным численным выражением энергоемкости
здания является показатель, представляющий собой отношение энергии, потребляемой зданием, к величине, характеризующей результат функционирования строительной системы, например к общей площади здания. Таким образом, чем меньше будет затрачено топливно-энергетических ресурсов на всех стадиях жизненного цикла здания, тем эффективнее использовать проект с точки зрения экологии и экономики.
По формуле (1) были выполнены расчеты полной энергоемкости жилых зданий (таблица), проекты которых включены Министерством регионального развития Российской Федерации в «Федеральный банк данных проектирования объектов капитального строительства и наиболее экономически эффективных проектов повторного применения», Портал Министерства регионального развития Российской Федерации URL: http: //www.minregion.ru / activities / urban_development (дата обращения 30.12.2011). Все проекты, участвовавшие в расчете, предназначены для строительства в одной климатической зоне с использованием местных строительных материалов, изделий и конструкций.
Проект № 1 - многоэтажный 158-квартирный жилой дом. Конструктивная схема здания - поперечные и продольные несущие стены с железобетонными перекрытиями толщиной 220 мм; фундамент свайный с монолитным ростверком; наружные стены - силикатный кирпич толщиной 770 мм с использованием утеплителя из пенополистироль-ных плит толщиной 130 мм; внутренние стены кирпичные толщиной 380, 510, 640 мм; перегородки кирпичные толщиной 120 мм; несущие конструкции балконов и лоджий, лестницы - сборные железобетонные элементы; инженерные системы (отопление, водоснабжение, канализация, электроснабжение) от внешних сетей.
Проект № 2 - многоэтажный жилой дом на 80 квартир со встроенно-пристроенными помещениями общественного назначения. Конструктивная схема здания бескаркасная с несущими поперечными стенами, продольными диафрагмами жесткости и монолитными железобетонными перекрытиями толщиной 160 мм; фундамент - монолитный железобетонный; наружные стены - монолитные железобетонные толщиной 160 мм с системой навесного вентилируемого фасада и утеплителем из минеральной ваты тол-
72012
49
ц м .1
Научно-технический и производственный журнал
щиной 120 мм; внутренние стены - монолитные железобетонные, перегородки - из силикатного кирпича толщиной 125 мм; несущие конструкции балконов и лоджий, лестницы - сборные железобетонные элементы; инженерные системы (отопление, водоснабжение, канализация, электроснабжение) от внешних сетей.
Проект № 3 - ширококорпусный многоэтажный жилой дом на 63 квартиры. Конструктивная схема здания - несущий внутренний железобетонный каркас из стеновых панельных элементов с поэтажным опиранием наружных стен из энергоэффективных материалов; фундамент свайный железобетонный; перекрытия - сборные железобетонные многопустотные плиты толщиной 220 мм; ригели - железобетонные индивидуального изготовления 1_-образного поперечного сечения с перфорацией для утеплителя; наружные стены - железобетонная панель толщиной 200 мм, утепленная минеральной ватой 300 мм с облицовочным слоем из силикатного кирпича 120 мм; внутренние стены - сборные железобетонные панели толщиной 200 мм; несущие конструкции балконов и лоджий, лестницы - сборные железобетонные элементы; инженерные системы (отопление, водоснабжение, канализация, электроснабжение) от внешних сетей.
Выполненные расчеты показывают, что выбор архитектурно-конструктивной системы жилого здания -один из важнейших факторов, влияющих как на его сметную стоимость, так и на ресурсосбережение на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации.
Разработанная методика определения полной энергоемкости зданий позволяет проводить оценку энергопотребления зданием уже на начальной стадии - проектирования, на которой происходит выбор архитектурно-конструктивной схемы, материалов, изделий и конструкций, систем инженерного обеспечения, методов возведения, расчет сметной стоимости и как результат закладываются эксплуатационные расходы. Оценку энергопотребления зданиями целесообразно производить на основе сравнения с конкурирующими проектами, применяемыми в настоящее время в практике строительства.
Список литературы
1. Колчунов В.И. Основные направления развития конструктивных решений и обеспечение безопасности жилища // Промышленное и гражданское строительство. 2007. № 10. С.15-18.
2. Шапиро Г.И., Юрьев Р.В. Расчет конструктивной системы «КУБ-2,5» // Промышленное и гражданское строительство. 2010. № 12. С. 40-42.
3. Кобелева С.А. Вопросы оценки стоимости объектов недвижимости // Жилищное строительство. 2010. № 7. С. 50-51.
4. Кобелева С.А. Разработка методики определения полной энергоемкости зданий // Строительство и реконструкция. 2012. № 1 (39). С. 74-78.
