Порахуємо тепло

Порахуємо тепло

На даний момент в Росії для споруд будь-якого призначення важливими рисами стають якість теплозахисту і енергоефективність. У цьому плані ми слідуємо відмінно Торенія доріжкою Західної Європи, де з часу енергетичної кризи 70-х років пророблена колосальна робота з зниження енергоємності не тільки лише фонду будівель, та й усієї економіки в цілому.

Знаковою подією для нашої країни стало введення в 2003 році в дію нових СНиП 23-02-2003 «Тепловий захист будівель", в яких проведено ряд значних змін в порівнянні з минулою редакцією лад нормативів. Так, в новітній версії СНиП проект будови повинен включати в собі розділ "Енергоефективність" і, як його складову частину, "Енергетичний паспорт будівлі".

"Енергетичний паспорт" робить відразу кілька завдань. У ньому вказуються проектні дані по теплозахисту і експлуатаційної енергоємності будови, також він підтверджує відповідність характеристик енергетичної ефективності нормативним значенням.

Цей документ заповнюється при розробці проекту нового або реконструюється будови, при прийнятті в експлуатацію, також у процесі використання. Принциповим моментом є прописана для паспорта необхідність проведення випробувань енергоспоживання і термічний захисту будови після річного періоду його експлуатації (так іменований енергоаудит). За результатами випробувань, проведених незалежними акредитованими організаціями, будівлі присвоюється клас енергетичної ефективності і даються поради щодо збільшення цього параметра.

У зв'язку з необхідністю проведення енергоаудиту для нових та реконструйованих будівель з'являються такі непрості завдання, як встановлення чіткого витрати енергії на опалення будівлі та виявлення певних шляхів тепловтрат. У цій статті ми спробуємо висвітлити способи вимірювання енергоефективності, застосовувані для цього технології і підходи.

Аудит тепла

Отже, принципової і неминучої процедурою для будь-якого будинку, побудованого після 2000 року, є енергоаудит. Він починається зі збору початкових даних про стан теплоенергетичного господарства будинку. При цьому для зростання точності краще провести величезне число вимірювань в різні періоди (сезони).

Потрібні початкові дані повинні містити теплотехнічні властивості лад матеріалів, конструкцій стін, перекриттів, вікон, дверей та ін Тому проводиться обмір зовнішніх поверхонь опалювальної частини будівлі, виділяються площі віконних просвітів, встановлюється склад кожного зовнішнього обгородження (товщина кожного шару при багатошарової конструкції, коефіцієнт теплопровідності матеріалу) і розраховується його приведений опір теплопередачі.

Також збирається інформація про інженерні системи будівлі та інше енергоспоживаючого обладнання, встановлюються тип системи опалення та схема її підключення до термічних мереж, застосовані засоби авторегулирования, схема підключення системи жаркого водопостачання і ступінь ізоляції стояків. Для системи гарячого водопостачання вимірюються температура і тиск води в трубопроводі, що подає на вводі в будинок (при централізованій системі постачання – від ЦТП) і температура води в циркуляційних стояках секційних вузлів перед підключенням їх до магістралі. Потрібно і дослідження стану внутрішнього локального клімату в приміщеннях, іншими словами застиг кратності повітрообміну, температури і вологості.

Перерахованих характеристик досить для виконання розрахунків, потрібних для наповнення енергетичного паспорта. Для складання списку заходів щодо зниження енергоспоживання потрібно також провести обстеження місць ймовірних витоків тепла та режиму роботи системи опалення та гарячого водопостачання.

Кожна будівля, навіть якщо воно збудовано за типовим проектом, унікально, тому кожен раз підхід до енергоаудиту повинен розроблятися персонально. Може бути, для одних будівель потрібні малозначні енергозберігаючі заходи, для інших – великомасштабна реконструкція. На базі отриманої інформації можна вирахувати потрібні серйозні витрати й передбачувані експлуатаційні витрати, окупність заходів щодо збільшення теплозахисту і пр.

Як було сказано вище, енергоаудит проводять незалежні компанії, які отримали акредитацію Міненерго Росії. В останні роки завдяки тому, що потреба в дослідницьких роботах енергоефективності зростає, зростає і число регіональних компаній, що пропонують такі послуги. А саме, з працюючих в центрально-європейської частини Росії можна виділити аудиторсько-консалтингову групу "СВ-Аудит" і енергоаудиторських компанії "Техексерго".

Краще один раз побачити …

Для виконання достовірних енергетичних розрахунків потрібні чіткі вимірювальні прилади. Одним їх більш універсальних способів, використовуваних при енергоаудиті будівель, є тепловізіонная зйомка. З надтехнологічною екзотики вона стає обов'язковим способом визначення теплозахисту нових і реконструйованих будівель. Вживаний прилад – тепловізор – дозволяє в лічені хвилинки знайти осередки витоків тепла. Механізм роботи приладу заснований на здатності вловлювати термічне випромінювання об'єктів дослідження, вимірюючи яке, можна прийти до висновку, а саме, і про щільність термічного потоку через огороджувальні конструкції.

На дисплеї цього приладу місця тепловтрат виглядають як світяться ділянки. Як правило це з'єднання конструкцій, вікна, двері. При прийманні споруд в експлуатацію цей спосіб корисний для визначення властивості теплоізоляційних рішень, тому що недоліки і недоліки теплозахисту виявляються дуже стрімко. Найдосвідченіший оператор може навіть оцінити рівень тепловтрат.

Високоточний і високошвидкісний дистанційний аналіз температурного поля досліджуваних об'єктів дозволяє отримувати інформацію, важкодоступну для інших способів діагностики і контролю. Практично ця розробка – єдина кандидатура трудомісткого і дорогого методу, полягає у використанні величезної кількості окремих датчиків тепла, які кріпляться на огороджувальні конструкції.

До недавнього часу фірмам, що займаються тепловізійної зйомкою, доводилося закуповувати ввезене обладнання, бо російська індустрія випускала більшою мірою тепловізори для військового використання. Але на даний момент ситуація змінюється і розробляються російські прилади з високим дозволом.

Так, в 2005 році вченими Інституту загальної фізики імені А.М.Прохоров і конструкторами ЗАТ "Матричні технології" були зроблені матричні тепловізійні прилади серії ЛІК-2. Директор інституту Іван Олександрович Щербаков підкреслював, що тепловізор з матрицею 256 на 256 прийомних частин рівносильний 65 тисячам датчиків, встановлених по об'єкту. Такий прилад визначає розподіл температури з точністю до семисот дещиці градуса і при всьому цьому не тільки лише констатує її зміну, та й виявляє недоліки об'єкта.

Ціна тепловізора останнього покоління становить $ 25-30 тис., а спільно з автоматичним робочим місцем, включає комп'ютер і програмне забезпечення, – $ 40 тис. Для порівняння, в Європі подібні прилади коштують близько $ 100 тис.

Тепло рахунок любить

Щоб скласти енергетичний баланс будови, слід знати, скільки тепла воно отримує за опалювальний період. Для споруд з різними типами опалення це завдання виконують своїми способами. Так, для будинків з поквартирним опаленням (яких у нашій країні не так і багато) враховується витрата енергоресурсів для кожного теплогенеруючого пристрою (котел і т.п.) і його ККД. Але так як вітчизняне теплопостачання відрізняється найвищим рівнем централізованності (при всьому цьому підключення систем опалення будинків до термічних мереж досить різноманітне), при енергоаудиті доводиться вирішувати ще більш важкі задачки.

Більш природним є спосіб обліку придбаної будівлею теплоти за допомогою теплолічильників. Вони проводять вимірювання поточних значень витрати теплоносія, його температури і тиску і обчислюють отриману термічну енергію. Сучасні лічильники можуть також зберігати дані за великий період часу (до року) або передавати по каналах зв'язку в електричну систему контролю та обліку (інтегральну автоматичну систему управління заощадженням енергії – ІАСУ). Для неупередженого аналізу енерговитрат будови важливі дані, одержувані в процесі моніторингу надходження тепла протягом всього опалювального періоду.

У поточний час більш доступні за вартістю механічні лічильники з обертається в потоці турбинкой, але через домішок у воді вони нерідко засмічуються і виходять з ладу. У процесі використання такі витратоміри вимагають використання додаткового обладнання – фільтрів води і контрольних манометрів. Схожих недоліків позбавлені електричні й ультразвукові прилади, про зіставлення точності та ефективності яких досить здавна ведуться гарячі дискусії. Вважається, що електричні лічильники важче і дорожче ультразвукових в експлуатації, не рахуючи того, вони втрачають точність при наявності домішок у воді.

Російський ринок теплолічильників на даний момент з природних причин знаходиться на підйомі. На ньому знаходяться прилади різної цінової категорії і властивості декількох десятків виробників – і зарубіжних (наприклад, датської компанії Danfoss, литовської Katra, естонської Aswega або чеської EESA) і російських (Арзамаський приладобудівний завод, НФП "Екос" та ін.)

Профілактика тепловтрат

Енергоаудит виявляє прорахунки в теплозахисту, допущені при проектуванні та будівництві будівель, щоб зробити їх більш енергоефективними. Але якщо помилки, що виникли в процесі будівництва, можна виключити при серйозному контролі за монтажними роботами, то недоліки проекту потрібно усувати ще на стадії його узгодження. Функція проведення технічної експертизи, в тому числі і за характеристиками енергоефективності, покладається на контролюючі держустанови.

Наприклад, у Москві задачка перевірки проектів, у тому числі і за характеристиками енергоефективності, покладена на Мосгосекспертізи. При невідповідності вимогам або помилки в розрахунках ця організація повертає проекти на доопрацювання. У 1-ті роки діяння СНиП 23-02-2003 розділ "Енергоефективність" повертався на доопрацювання в 60% випадків, на даний момент дещиця повернення знизилася до 15%. Більш зустрічаються помилки – це застосування несертифікованого теплоізоляційного матеріалу, некоректні обчислення приведеного опору теплопередачі (без урахування коефіцієнта теплотехнічної однорідності конструкції) та ін

Але потрібно відзначити, що первинну оцінку відповідності проекту сучасним вимогам раціональніше проводити в незалежних комерційних організаціях, які відразу роблять і консалтингові функції. Такі компанії вже працюють в майже всіх регіонах Росії. Приміром, у Білгород подібні послуги надає Інженерний центр "Енергоефективність" при БГТУ.

У цьому плані слід використовувати досвід Західної Європи, де вже інтенсивно будуються будинки з ультранизьким енергоспоживанням (питома витрата тепла – менше 10-15 Вт ч/м2, що в кілька разів менше значень для російських будівель). Тут консалтингові послуги в області проектування енергоефективних будівель дуже потрібні.

Наприклад, інтернаціональна Група компаній ROCKWOOL, світовий фаворит в області виробництва негорючої термоізоляції з кам'яної вати, розвиває в європейських країнах спец бренд BuildDesk. Він пропонує консультаційні послуги для проблем проектування і зведення енгергоеффектівніх будівель.

З червня 2003 по грудень 2005 року розкрилися чотири регіональні компанії BuildDesk – у Німеччині, Нідерландах, Англії та Данії. Основою BuildDesk є унікальне програмне забезпечення, яке допомагає конструкторам, інженерам і будівельникам проектувати і розраховувати енергоефективність будівель залежно від застосовуваних матеріалів і конструкцій. При цьому BuildDesk у власній консультаційної діяльності керуються принципами незалежності та об'єктивності. Це означає, що розрахунок енергоефективності будови може бути проведений для матеріалів і конструкцій будь-якого виробника, залежно від цілей і бажання клієнтів.

Необхідно відзначити, що і в Росії ROCKWOOL надає консультаційні послуги (включаючи теплотехнічні розрахунки) з більш хорошому застосуванню власних теплоізоляційних матеріалів і рішень. А саме, для тонкоштукатурной системи фасадного утеплення ROCKFACADE і системи для плоских покрівель ROCKROOF розроблено програмні продукти, які полегшують проектування огороджувальних конструкцій у відповідність до сучасних вимог по теплозахисту.

Введення енергетичного паспорта будівель і необхідність проведення енергоаудиту поставили вітчизняне ЖКГ перед необхідністю впроваджувати високотехнологічні способи обліку і контролю витрати тепла. Природно, це вимагає додаткових вкладень, при цьому часто дуже великих. Але зрозуміло й те, що ці витрати будуть окупатися протягом пари років за рахунок економії енергоресурсів.

Джерело: gradostroitel.com.ua