CC BY
16
Выбор энергоэффективных технологических процессов при реконструкции зданий ВУЗов
А.О. Вонгай
Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону
Аннотация: В статье обоснована актуальность реконструкции зданий высших учебных заведений (далее ВУЗов), представлен алгоритм выбора технологических процессов, которые должны проводиться при реконструкции зданий ВУЗов и способствуют энергосбережению и повышению энергетической эффективности. Также отражено практическое представление алгоритма, результатом которого стал список технологических процессов реконструкции зданий ВУЗов с учетом применения энергосберегающих мероприятий.
Ключевые слова: технологический процесс, реконструкция, здание ВУЗа, энергосберегающее мероприятие, энергосбережение, повышение энергетической эффективности, классификация энергосберегающих мероприятий, строительная конструкция, конструктивная схема здания, конструктивный элемент.
На сегодняшний день Россия по-прежнему является одним из мировых лидеров в энергетическом секторе, по добыче и переработке сырья, созданию конкурентоспособной экономики знаний и высоких технологий. Все это было достигнуто с помощью политики, направленной на инновационное развитие страны, в т.ч. модернизацию высших учебных заведений.
Здания ВУЗов подвержены перестройкам, изменениям планировки и назначения зданий, энергоэффективным решениям и т.д., поэтому проведение реконструкции важно с точки зрения повышения энергосбережения и энергетической эффективности.
Реконструкция зданий может быть полной или частичной, возможность или целесообразность её определяется двумя основными причинами:
1) степенью физического износа основных несущих конструкций здания;
2) несоответствием основных параметров здания современным требованиям, а также невозможностью использования существующих наружных коммуникаций без значительных переделок здания [1-3].
При полной (комплексной) реконструкции здания необходимо:
1. повышение капитальности и благоустройства здания (в том числе повышение тепловой защиты);
2. здание должно в наиболее полной мере отвечать современным эксплуатационным, санитарно-бытовым, конструктивным, энергоэффектпивным и прочим нормам и требованиям, а по некоторым показателям и превышать их.
Также выбор процессов реконструкции зависит от: изменений архитектурно-планировочных условий местности, назначений зданий и требований законодательства.
В то же время направленность энергоэффективной политики РФ неизбежно диктует необходимость модернизации зданий. В одних случаях это простые малозатратные и среднезатратные мероприятия, а в других случаях - крупнозатратные масштабные переделки: перепланировка, переустройство зданий, изменение типов энергоснабжения и адаптация существующих зданий под них.
В отличие от нового строительства, реконструкция имеет ряд особенностей в проектировании, разработке технологического процесса строительства, специфике производства строительно-монтажных работ, что связано с разновидностью конструктивных и объемно-планировочных решений, ограниченностью строительной площадки, необходимостью поэтапного выполнения работ на различных участках, сочетанием производственной деятельности предприятия с выполнением строительно-монтажных работ, демонтажем в отдельных случаях старых сооружений или их частей и др. [4, 5].
Работы по реконструкции делятся на следующие основные группы:
1) Усиление конструкций;
2) Замена конструкций;
3) Сверление и пробивка отверстий, проемов в конструкциях. Заделка отверстий, гнезд и борозд;
4) Надстройка, пристройка зданий;
5) Передвижка зданий;
6) Разборка конструкций;
7) Разборка зданий.
Достижение энергосбережения осуществляется реализацией мероприятий, направленных на экономию и рациональное использование энергоресурсов и воды. К энергосберегающим и энергоэффективным мероприятиям (далее ЭЭМ) предъявляются определенные требования, которые отражены в ФЗ-261 и стандартах СРО.
Основными из них являются:
• Рекомендуемые ЭЭМ, в том числе планируемые результаты от их внедрения, должны легко восприниматься руководителем, инженерно-техническим и управленческим составом, осуществляющим реализацию мероприятий;
• ЭЭМ должны быть адресными и конкретными;
• ЭЭМ должны ориентироваться на существующие, а также реально доступные методы и возможности их реализации;
• Реализация ЭЭМ должна позволять оценивать достигнутые результаты относительно простыми методами;
• ЭЭМ обязательно должны учитывать конкретную социально-экономическую ситуацию ВУЗа;
• Желательно предложить несколько альтернативных вариантов ЭЭМ.
и
Для соблюдения данных требований необходимо знать и разбираться в классификации мероприятий и руководствоваться методикой их определения.
Далее все ЭЭМ были объединены в группы в зависимости от вида потребляемого ресурса (рис.1) и степени затратности мероприятия (рис. 2). Были выделены 3 категории затратности ЭЭМ:
1. Беззатратные и низкозатратные, осуществляемые в порядке текущей деятельности организации;
2. Среднезатратные, осуществляемые, как правило, за счет собственных средств организации;
3. Высокозатратные, требующие дополнительных инвестиций [4].
Классификация ЭЭМ по видам ресурсов
Повышение эф ф ф ективно ста
систем теплоснабжения
Повышение э ф ф ф ектив но стн
систем электро снабжения
Повышение э ф ф ф ектив но стн систем холодного и горячего водоснабжения
1
Повышение э ф ф ф ектив но стн системы вентиляции и кондиционирования воздуха
Рис.1 Классификация ЭЭМ по видам ресурсов
Рис. 2. Классификация ЭЭМ по видам ресурсов В отдельную группу были выделены обязательные организационные мероприятия (рис. 3).
и
Министерство образования и науки РФ на VI Энергетическом форуме «Стандарты энергоэффективности: организации образования и науки» представило список рекомендуемых ЭЭМ для образовательных организаций в т.ч., ВУЗов [6,7].
Рис. 3. Обязательные организационные ЭЭМ При сопоставлении состава работ по проведению реконструкции и требования, предъявляемые к ЭЭМ для ВУЗов, а также перечня организационных и обязательных ЭЭМ по схеме, представленной на рис. 4, были выделены технологические процессы (далее ТП), которые влияют на энергосбережение и энергоэффективность (далее ЭЭ) зданий ВУЗов (табл. 1).
Технологические процессы реконструкции общественных эдэнт
Мероприятия: направленные на энергосбережение и повы шение энергетической эффективности
Требования к ВУЗам по энергосбережению и повышению энергетической эффективности
Мероприятия, рекомендуемые Министерством образования РФ
х
Список технологических процессов , выполняемых при реконструкции зданий ВУЗов с учетом ЭЭМ
Рис. 4. Процесс формирования перечня ТП с учетом ЭЭМ для ВУЗов Рассмотрев классификации работ по реконструкции и ЭЭМ, мы п, что ЭЭМ классифицируются по степени затратности и виду потребляемого ресурса, а работы по реконструкции подразделяются на конструктивные группы, поэтому для наглядного представления, список ТП с учетом применения ЭЭМ сформирован, исходя из основного конструктивного элемента здания и его влияния на потребляемый ресурс.
Состав конструктивных элементов здания зависит от конструктивной схемы здания [8-10], однако можно выделить основные конструктивные элементы эмпирическим методом (табл. №1). В табл. №1 были использованы следующие обозначения обоснования достоверности исследований: теоретическое - Т., эмпирическое - Эм., экспертное - Эк.
Таблица №1.
Перечень ТП с эффектом ЭЭ
Основной конструктивный элемент здания Технологический процесс (ТП;) Энергоэффективный (энергосберегающий) эффект Обоснование (Источник)
1 2 3 4
Крыша (покрытие) ТП1: Замена кровельного покрытия Снижение теплопотерь, повышение сопротивления теплопередаче => сокращение потребления тепла Т.: теплотехнический расчет (СП50.13330.2019) Эм: инструментальное обследование (тепловизионное), данные по потреблению энергоресурсов
ТП2: Утепление кровли
ТПэ: Гидроветрозащита кровли
Перекрытия ТП4: Утепление перекрытия первого и/или последнего этажей Снижение теплопотерь, нормализация микроклимата (температурного режима) Т.: теплотехнический расчет (СП50.13330.2019) Эм: инструментальное обследование (тепловизионное, измерение параметров микроклимата)
Стены ТП5: Перекладка стен (с изменением пирога стены) Снижение теплопотерь, повышение сопротивления Т.: теплотехнический расчет (СП50.13330.2019)
И
ТП6: Утепление наружных стен теплопередаче, устранение мостиков Эм: инструментальное обследование
1 2 3 4
ТП7: Заделка трещин холода, устранение нерациональных теплопотерь => сокращение потребления тепла (тепловизионное, установка датчиков теплопроводности), данные по потреблению энергоресурсов
Перегородки ТЩ Перепланировка помещений здания (перенос, снос и монтаж перегородок) Оптимизация микроклимата помещений (температурно- влажностного, освещения и др.) Т.: расчет параметров микроклимата (СП 131.13330.2018) Эм.: инструментальное обследование (измерение параметров микроклимата до/после: температура, влажность, освещение)
ЛК ТП9: Замена отопления ЛК (при наличии) Сокращение нерациональных теплопотерь Эк.: индивидуальная или коллективная экспертная оценка методом бинарных сравнений (до/после) Эм.: данные показаний приборов учета, измерение параметров микроклимата
Двери (входные группы) ТП10: Замена дверных блоков ТП11: Устройство тамбуров Сокращение нерациональных теплопотерь Эк.: индивидуальная или коллективная экспертная оценка на методом бинарных сравнений (до/после) Эм.: данные показаний приборов учета, измерение параметров микроклимата
Окна ТП12: Замена оконных блоков ТП13: Заделка/устройство оконных проемов Снижение теплопотерь => сокращение потребления отопления, Оптимизация микроклимата помещений (температурно-влажностного, освещения и др.) Т.: теплотехнический расчет (СП50.13330.2019), расчет параметров микроклимата (СП 131.13330.2018) Эм.: инструментальное обследование (тепловизионное, измерение параметров микроклимата до/после:
температура, влажность, освещение)
1 2 3 4
Фонари ТП14: Замена светопрозрачной конструкции Снижение теплопотерь => сокращение потребления отопления, оптимизация освещения помещений Эм.: инструментальное обследование (тепловизионное, измерение параметров микроклимата до/после: освещение)
Фундамент ТП15: Изменение глубины заложения фундамента ТП16: Полная или частичная замена фундамента ТП17: Гидроизоляция фундамента Сокращение нерациональных теплопотерь, устранение мостиков холода, повышение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции Т.: теплотехнический расчет (СП50.13330.2019) Эм.: инструментальное обследование (тепловизионное)
Цоколь ТП18: Отделка и утепление цоколя ТП19: Заделка трещин Снижение теплопотерь, повышение сопротивления теплопередаче, устранение мостиков холода, устранение нерациональных теплопотерь => сокращение потребления тепла Т.: теплотехнический расчет (СП50.13330.2019) Эм.: инструментальное обследование (тепловизионное, установка датчиков теплопроводности), данные по потреблению энергоресурсов
Отмостка ТП20: Устройство/замена отмостки Устранение мостиков холода Эм.: инструментальное обследование (тепловизионное Эк.: индивидуальная или коллективная экспертная оценка методом бинарных сравнений
Инженерная инфраструктура ТП21: Замена системы электроснабжения Сокращение нерациональных Т.: расчет потребления
И
ТП22: Замена теплопотерь, энергоресурсов по
системытеплоснабжения снижения нормативу
ТП23: Замена системы потребления (СП50.13330.2019,
горячего водоснабжения энергоресурса СП 30.13330.2016,
ПУЭ)
Эм.:
инструментальное
обследование
(комплексное),
данные
по потреблению
энергоресурсов (по
периодам)
1 2 4 4
ТП24: Замена системы холодного водоснабжения
ТП25: Замена системы водоотведения
Литература
1. Реконструкция и обновление сложившейся застройки города / Под ред. Грабового П.Г., Харитонова В.А. - 2 изд. - М.: Проспект, 2013. - 712 с.
2. Данилова О.Л., Костюченко П.А. Практическое пособие по выбору и разработке энергосберегающих проектов. - М.: Технопромстрой, 2006. - 668 с.
3. Грахов В.П., Мохначев С.А., Манохин П.Е., Зайцева О.Н. Особенности формирования проектов реконструкции агропромышленных предприятий // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - №1. -С. 517.
4. Король Е.А. Методология формирования нормативной базы в области эксплуатации зданий и сооружений и модернизация образовательных программ // Интеграция, партнерство и инновации в
строительной науке и образовании. Сборник материалов международной научной конференции. - М.: НИУ МГСУ, 2017. - С. 834-838.
5. Загорская А.В., Лапидус А.А. Применение методов экспертной оценки в научном исследовании. Необходимое количество экспертов // Строительное производство. - 2020. - №3. - С. 21-34.
6. Sheina S.G., Zilberova I.Y., Vongay A.O. Energy-saving processes simulation in reconstruction of educational institutions edifices // MATEC Web of Conferences. - 2017. - С. 00153.
7. Зильберова И.Ю., Вонгай А.О., Арцишевский М.Д. Моделирование энергосберегающих организационно-технологических процессов реконструкции зданий учебных учреждений // Инженерный вестник Дона, 2017, № 3. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N3y2017/4291.
8. Гиясов Б.И. Влияние современной городской застройки на энергоэффективность зданий // Инженерный вестник Дона, 2019, №8. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N8y2019/6141.
9. Байрамуков С.Х., Долаева З.Н., Салпагарова А.У. Концепция устойчивого строительства // Инженерный вестник Дона, 2020, №10. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n10y2020/6650.
10. Zilberova I.Y., Novoselova I.V., Mailyan V.D. Modern methods for evaluating the technical and organizational-technological solutions for repair and construction production. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International Scientific Conference "Construction and Architecture: Theory and Practice of Innovative Development" - Organisation and Technology of Construction Production. - 2019. - p. 055013.
References
1. Rekonstruktsiya i obnovlenie slozhivsheysya zastroyki goroda [Reconstruction and renovation of the existing city development]. Pod red. Grabovogo P.G., Kharitonova V.A.. 2 izd. M.: Prospekt, 2013. p. 712.
2. Danilova O.L., Kostyuchenko P.A. Prakticheskoe posobie po vyboru i razrabotke energosberegayushchikh proektov [A practical guide to the selection and development of energy saving projects]. M.: Tekhnopromstroy, 2006. p. 668.
3. Grakhov V.P., Mokhnachev S.A., Manokhin P.E., Zaytseva O.N. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2015. №1. p. 517.
4. 4. Korol' E.A. Integratsiya, partnerstvo i innovatsii v stroitel'noy nauke i obrazovanii. Sbornik materialov mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii. M.: NIU MGSU, 2017. p. 834-838.
5. Zagorskaya A.V., Lapidus A.A. Stroitelnoe proizvodstvo. 2020. №3. p.
21-34.
6. Sheina S.G., Zilberova I.Y., Vongay A.O. Energy-saving processes simulation in reconstruction of educational institutions edifices MATEC Web of Conferences. 2017. p. 00153.
7. Zilberova I.Y., Vongay A.O., Artsishevskiy M.D. Inzhenernyj vestnik Dona. 2017. №3 (46). URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N3y2017/4291
8. Giyasov B.I. Inzhenernyj vestnik Dona, 2019, №8. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N8y2019/6141.
9. Bayramukov S.Kh., Dolaeva Z.N., Salpagarova A.U. Inzhenernyj vestnik Dona, 2020, №10. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n10y2020/6650.
10. Zilberova I.Y., Novoselova I.V., Mailyan V.D. Modern methods for evaluating the technical and organizational-technological solutions for repair and construction production. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International Scientific Conference "Construction and Architecture:
и
Theory and Practice of Innovative Development". Organisation and Technology of Construction Production. 2019. p. 055013.
