Снижение энергозатрат в зданиях

Хроническая нехватка энергоресурсов и стремительный рост их стоимости вызвал бурю неудовольствия среди населения и не только. В этой статье мы отступим от традиций анализа энергопотребления и советов по экономии энергии в быту. Поговорим о снижении энергозатрат в зданиях. И прежде всего в зданиях торгово развлекательных центров (ТРЦ) и в офисах.

Именно в этом секторе у инвесторов указанной недвижимости в настоящее время, в связи споднятием цен (электроэнергия, газ, тепло, вода) наибольшие проблемы. Пока мы вступили в теплый период времени года и с ситуацией как-то можно справиться. Но, вначале сентября и в отопительный период, с очередным повышением цен на указанные энергоносители может наступить ситуация, с которой невозможно будет справиться, если не принять соответствующих мер. Попробуем найти решение

Технические меры по оптимизации энергопотребления таких зданий, в которых размещены ТРЦ и офисы, в свое время были тщательно проработаны и предложены. А насущная потребность возникла в настоящее время по озвученным причинам. После консультации с коллегой Михаилом (эксперт по энергоэффективным системам зданий) мы решили написать эту статью.

Долгое время украинская недвижимость пребывала в «особых условиях» и многие думали, что так будет всегда. Но вот страна решительно устремилась в Европу, а там – все иначе, чем в «заповеднике коммунизма». И в новых условиях многие объекты оказались на грани банкротства. Есть ли у отечественных зданий будущее?

Инвесторы ТРЦ и офисных зданий в Украине долгое время были свято убеждены, что арендаторы будут платить за аренду помещений столько, сколько им скажут и безропотно оплачивать коммунальные услуги. Но вот случился 2014 год и ситуация резко изменилась – значительное подорожание энергоресурсов и уменьшение покупательной способности населения уменьшило доходы фирм арендаторов настолько, что многие их них оказались не в состоянии оплачивать аренду помещений.

Соответственно, вакантность свободных площадей в торговой и офисной недвижимости увеличилась настолько, что встал вопрос о банкротстве тех из них, кто оказался не в состоянии управлять эксплуатационными расходами, в первую очередь – потреблением энергии на отопление, вентиляцию и кондиционирование.

Причина повышенного расхода энергии на поддерживание комфортного микроклимата в коммерческой недвижимости проста – при строительстве зданий в Украине традиционно используются технологии 30..50 летней давности, когда не было таких высоких цен на энергоносители.

Значительное ухудшение качества проектных решений, несбалансированность фасадной оболочки и инженерных систем зданий, нежелание перенимать опыт ведущих архитектурных компаний мира выливается в финансовые потери украинских инвесторов офисной и торговой недвижимости. Есть ли выход из этой ситуации?

Да, выход есть, и он опробован на практике во множестве проектов по всему миру. Выход – в новых технологиях инженерных систем, закладываемых в проекты строительства или реконструкции коммерческой недвижимости.

Давайте оценим привлекательность этих технологий, сравнив показатели двух проектов систем климатизации, традиционного и энергоэффективного, выполненных для ТРЦ площадью 54 тыс. кв. м, расположенного в южном регионе страны.

В энергоэффективном проекте использованы следующие концепции, отличающие его от традиционного:

1. Отказ от газовой котельной в пользу воздушных тепловых насосов, как основного источника тепла.
 

Стоимость тепла для системы теплоснабжения составляет (в ценах 2014г. – при повышении цен на энергоресурсы с течением времени данная пропорция сохранится): для традиционной системы с газовой котельной 0,93 грн/кВт; для энергоэффективной с тепловыми насосами – 0,56 грн/кВт. Капитальные затраты энергоэффективного варианта меньше традиционного – в основном за счет отсутствия затрат на газовую составляющую проекта.

2. Децентрализация оборудования подачи свежего воздуха в помещения.

Установленная мощность оборудования для системы вентиляции:

для традиционной системы 605 кВт, для децентрализованной 151кВт (для приточных установок 144 кВт и 7 кВт для установок догрева свежего воздуха в зимнее время). Затраты энергии на перемещение 1000 м. куб. свежего воздуха и удаление отработанного составляют:

для традиционной системы 2,24 кВт,

для децентрализованной 0,54 кВт.

Капитальные затраты на децентрализованную вентиляцию несколько меньше, чем на традиционную, – в основном за счет отсутствия громоздких воздуховодов большого сечения.

3. Децентрализация оборудования отопления для системы воздушного отопления помещений.
 

Выше приводились данные по энергозатратам на систему вентиляции (в традиционных системах воздушного отопления совмещаются функции подачи свежего воздуха и отопления в одном оборудовании) – при традиционной компоновке воздушного отопления невозможно выключать систему во все время отопительного периода, т.е. врожденный недостаток такой технологии – необходимость постоянного перемещения больших объемов воздуха.

В децентрализованной системе воздушного отопления возможно оперативно управлять (снижать количество перемещаемого воздуха или вовсе отключать часть отопителей) режимом работы каждой группы отопителей в зависимости от температурного режима в каждом отдельном помещении в режиме реального времени.

Оценка экономии энергии при эксплуатации не проводилась, но она должна составлять около 30% от расхода электроэнергии на перемещение воздуха – на это указывает опыт эксплуатации систем теплоснабжения крупных ТРЦ в переходные периоды времени.

4. Использование технологии прямого испарения для системы кондиционирования. Переход на энергоэффективные системы кондиционирования прямого испарения (взамен традиционных чиллерных) обеспечивает снижение потребления электроэнергии примерно на 25%, что при общей потребности в холоде в 7090 кВт составляет (на режиме максимальной мощности системы) примерно 473 кВт в час.

Снижение энергопотребления особенно заметно на режимах малой нагрузки, когда в чиллерной системе необходима циркуляция больших объемов хладоносителя при малой холодильной мощности системы. Также снижаются капитальные затраты на систему кондиционирования, в основном за счет отсутствия громоздкой системы трубопроводов холодоснабжения и насосной группы.

5. Децентрализация оборудования кондиционирования для системы кондиционирования помещений.

Возможность снижения длины коммуникаций между наружными и внутренними блоками системы кондиционирования снижает необратимые потери на работу системы примерно на 10%. Зонирование систем в зависимости от ориентации фасадов дает возможность гибко регулировать режим работы и отключать часть оборудования там, где нет потребности в охлаждении. Весьма важно, что концепция децентрализации дает возможность в межсезонье «перекачивать» тепло с южной стороны (нагреваемой солнцем) здания на другие фасады, где есть потребность в отоплении.

Другими словами – режим работы части системы на отопление, а части – на охлаждение является штатным и требует минимально возможных затрат энергии. Такой режим работы системы климатизации ТРЦ лежит в диапазоне наружных температур -5…+10?С, ч то для южных регионов составляет около 80% времени работы системы отопления.

6. Использование технологии утилизации тепла и влаги для системы подачи свежего воздуха в помещения.
 

Традиционные системы утилизации тепла вентиляции осуществляют перенос тепла между потоками (удаляемого воздуха и приточного воздуха) воздуха в зимнем режиме, когда требуется подогревать приточный воздух. В режиме кондиционирования они работают неэффективно вследствие малых разностей температур.

Новые, энергоэффективные системы вентиляции, кроме тепла способны утилизировать также и влагу, что является крайне важным свойством:

А) В зимнем режиме вытяжной воздух осушается (в нем снижается влагособержание), что позволяет реализовать процесс в теплообменнике без высаживания инея, а это резко снижает затраты энергии на дефростацию приточной установки;

В) В летнем режиме приточный воздух осушается (в нем снижается влагосодержание), что позволяет снизить нагрузку на холодильную машину за счет уменьшения скрытой составляющей теплопритоков. При обработке 1000 м. куб. в час приточного воздуха традиционные приточные установки на расчетном режиме утилизируют 1,2 кВт холода, а энергоэффективные – 3,1кВт, что существенно снижает потребление энергии системой кондиционирования.

7. Использование технологии BMS для управления микроклиматом в помещениях.
 

Технологии управления инженерными системами зданий в настоящее время относятся к области экзотики, не дающей существенного экономического эффекта. Однако потенциал вснижении потребления энергии в зданиях посредством таких технологий достаточно велик, и может быть реализован при нескольких условиях:

А) Использование децентрализованных систем климатизации здания;

Б) Конфигурация систем климатизации, позволяющая осуществлять регулирование работы систем, ведущее к изменению потребления энергии;

В) Наличие команды квалифицированных специалистов, способных выделить управляющие сигналы, регулируемые параметры, механизмы регулирования и создать алгоритмы управления системами климатизации.

Ожидаемый эффект от использования технологий BMS в торговых зданиях, гостиницах и офисах может составлять около 20% от общего потребления энергии зданиями. В существующих проектах используются система автоматического и дистанционного управления оборудованием – для каждой системы здания – индивидуальная. Переход к единой системе управления зданием может обеспечить синергию всех технологий экономии энергии.

Следует понимать, что использование всех технологий одновременно на одном объекте не дает эффект арифметического сложения возможностей экономии. Консолидированное снижение расхода энергии от использования энергоэффективных технологий сильно зависит от назначения здания.

Пожалуй, самое важное, что могут дать владельцу здания использование новых технологий – это возможность управлять в реальном времени процессом потребления энергии и снижение энергозатрат в здании. А это – прямой путь к управлению затратами, а в переводе на язык рынка – возможность планирования уровня прибыли от вложений в недвижимость.

Источник http://www.savenergy.info/page/snizhenie-energozatrat-v-zdanijah 

Николай Китаев
0 баллов