1. Технико-экономическое сравнение вариантов энергосбережения жилого здания

З адача: Провести оценку эффективности двух вариантов инвестиционных проектов по энергосбережению реконструируемого жилого здания.

Стены жилого 9-этажного здания кирпичные, значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций удовлетворяют санитарно-гигиеническим и комфортным условиям.

Выбор теплозащитных свойств зданий осуществляется по одному из двух альтернативных подходов:

1. потребительскому, когда теплозащитные свойства определяются по нормативному значению удельного энергопотребления здания в целом или его отдельных замкнутых объемов – блок-секций, пристроек и прочего;

2. предписывающему, когда нормативные требования предъявляются к отдельным элементам теплозащиты здания.

Выбор подхода осуществляется заказчиком и проектной организацией.

При выборе потребительского подхода проект здания следует разрабатывать на основе величины удельного расхода тепловой энергии системой отопления проектируемого здания за отопительный период. При этом теплозащитные свойства наружных ограждений ограждающих конструкций должны удовлетворять минимально допустимым требованиям, соответствующим санитарно-гигиеническим и комфортным условиям.

Расчетный удельный расход тепловой энергии системой отопления здания за отопительный период , кДж/(м²⁰Ссут), должен быть меньше или равен требуемому значению , кДж/(м²⁰Ссут), и определяется путем выбора теплозащитных свойств оболочки здания и типа, эффективности и метода регулирования используемых систем отопления и вентиляции:

, (1.1)

где – требуемый удельный расход тепловой энергии системой отопления здания за отопительный период, кДж/(м²⁰Ссут), определяемый для различных типов зданий согласно [1, табл. 3.2];

– расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление здания, кДж/(м²⁰Ссут), определяемый по формуле:

, (1.2)

где – потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период, МДж;

– полезная площадь здания; для жилых зданий – общая площадь квартир;

– количество градусосуток отопительного периода, ⁰Ссут.

Потребность в тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода с учетом полного использования внутренних тепловыделений и теплопоступлений от солнечной радиации при автоматическом регулировании теплоотдачи нагревательных приборов в системе отопления ( ), МДж, определяется по формуле:

, (1.3)

где – общие теплопотери здания за отопительный период через наружные ограждающие конструкции, МДж;

– бытовые теплопоступления в течение отопительного периода, МДж, определяемые по формуле:

, (1.4)

где q_int – величина бытовых тепловыделений на 1 м² площади пола жилых помещений, Вт/м², принимаемая по расчету, но не менее 10 Вт/м² для жилых зданий;

z_ht – продолжительность отопительного периода, сут.;

A _r – отапливаемая площадь здания, м², равная площади жилых помещений;

– теплопоступления через окна от солнечной радиации в течение отопительного периода, МДж, определяемые по формуле:

, (1.5)

где – коэффициенты, учитывающие затенение светового проема соответственно окон и зенитных фонарей непрозрачными элементами заполнения, принимаемые по [2, табл. 3.6];

– коэффициенты относительного проникания солнечной радиации соответственно для светопропускающих заполнений окон и зенитных фонарей, принимаемые по [2, табл. 3.6];

– площади светопроемов фасадов соответственно ориентированных по четырем направлениям, м²;

– средняя за отопительный период интенсивность солнечной радиации на вертикальную поверхность светопроемов, соответственно ориентированных по четырем фасадам здания, МДж/м², принимается по [3, табл. 5] как сумма величин по месяцам за отопительный период;

– средняя за отопительный период интенсивность солнечной радиации на горизонтальную поверхность, МДж/м², принимается по [3, табл. 4] как сумма величин по месяцам за отопительный период;

 – коэффициент, учитывающий способность ограждающих конструкций помещений зданий аккумулировать или отдавать тепло, рекомендуется принимать  = 0,8;

 – коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления: рекомендуемое значение  = 1,0 для однотрубной системы с термостатами и с пофасадным регулированием на вводе;

– коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, с их дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждений, теплопотерями трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения: для многосекционных и других протяженных зданий = 1,13.

Общие теплопотери здания за отопительный период через наружные ограждающие конструкции ( ( ), МДж) определяются в соответствии с [4, прил. 1]. При этом максимальный тепловой поток на отопление (Q_omax, Вт), определяется по укрупненным измерителям по формуле:

, (1.6)

где q – удельная тепловая характеристика здания, Вт/м³⁰С, принимается по [4, табл. 3.4];

V_н – объем отапливаемой части здания по внешнему обмеру, м³;

a – коэффициент учета района строительства здания:

(1.7)

При выборе предписывающего подхода теплозащитные свойства наружных ограждений ограждающих конструкций должны удовлетворять требованиям II-го этапа энергосбережения.

=318,1 Гкал/год

Решение:

I вариант

Разработан на основе предписывающего подхода. Для обеспечения условия (1.1) запроектировано дополнительное утепление ограждающих конструкций и дополнительное остекление (по II этапу энергосбережения). Срок службы утеплителя составляет 15 лет.

Сметная стоимость материалов (в том числе стоимость утеплителя) определяется в соответствии с [5].

Сметной стоимость материалов, изделий и конструкций принимается по [6].

Площадь стен F_стен = 160 м².

Площадь дополнительного остекления F_окон = 270 м²

Расходы на текущий и капитальный ремонты наружных стен принимаются равными 0,006К плюс 2% стоимости утеплителя в год.

Период учета вложений и затрат - 10 лет.

К

КР.ТГиВ.17-2013

Лист

6

апиталовложения-61055129,11руб.

К=61055129,11 тыс.руб.

У=8,9

В=0,032·61055129,1=1953764 тыс. руб.

Э=0

Рт+Рк=0,006·61055129,1+0,02∙2640=366383,6 руб.

П=61055129,1+8,9·(298303+1953764+366383,6)=84359339 руб.

Срок окупаемости дополнительных капиталовложений определяется по формуле:

(Y*И)/Ф-средняя величина эксплуатационных затрат за весь срок их учёта Ф лет;

Δ(μ·ΔΚ)- дополнительные капитальные вложения, осуществляемые в течение ряда лет.

Z= =39,3 лет

Срок окупаемости дополнительных капиталовложений составляет 39,3 лет.

Таблица 1.1

Локальная смета №1

№ п/п	Шифр и номер позиции	Наименование работ и затрат	Ед. изм.	Кол-во	Стоимость един., руб.		Общая стоимость, руб.
					Всего	Экспл. машин	Всего	Оплата труда	Экспл. машин
					Оплата труда	в т.ч. зарплата			в т.ч. оплата труда
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	46-03-001-12	Сверление отверстий в стенах глубиной до 100 мм Ø 10 см	100 шт.	74	2821,46	492	208788,04	9972,98	36408,00
					134,77	131,41			9724,34
2	6-01-015-1	Установка анкеров в готовые гнёзда с заделкой	т	0,24	12947,2	55,9	3107,33	669,08	13,42
					2787,84	3,38			0,81
3	12-01-013-01	Утепление стен плитами пенополистерольными	м3	160	5279,56	133,55	844729,60	28678,40	21368,00
					179,24	9,2			1472,00
4	6-01-015-3	Каркас из арматурной стали по анкерам	т	2,06	11909,57	61,13	24533,71	2403,15	125,93
					1166,58	2,97			6,12
5	15-02-036-01	Штукатурка стен па сетке	100 м2	16	6001,13	38,6	96018,08	19107,84	617,60
					1194,24	15,24			243,84
6	12-01-014-01	Утепление чердачного перекрытия плитами из ячеистого бетона толщиной 160 мм	100 м2	5,4	678,76	25,74	3665,30	171,45	139,00
					31,75	3,07			16,58
7	12-01-017-01	Выравнивающая цементная стяжка по утеплителю толщиной 30 мм	100 м2	5,4	2876,86	450,04	15535,04	2293,38	2430,22
					424,7	41,06			221,72
8	10-01-027-02	Установка дополнительных оконных переплётов	м2	270	42113,4	711,95	11370618,00	329788,80	192226,50
					1221,44	78,29			21138,30
9	203-0321	Коробки оконные	м	840	19,26		16178,40	0,00	0,00
									0,00
10	203-9053-1	Переплёты оконные	м2	144	111		15984,00	0,00	0,00
									0,00
11	203-9156	Приборы оконные	к-т	113	77,9		8802,70	0,00	0,00
									0,00
12	10-01-029-02	Установка оконных приборов	к-т	113	9871,66	14,28	1115497,58	43999,94	1613,64
					389,38	1,38			155,94
13	15-05-001-04	Остекление оконных проёмов оконным стеклом толщиной 3 мм	100 м2	2,7	8129,96	63,19	21950,89	1176,42	170,61
					435,71	8,36			22,57
14	15-02-017-02	Улучшенная штукатурка оконных откосов	100 м2	1,97	2060,25	107,38	4058,69	1651,53	211,54
					838,34	71,52			140,89
Итого прямые затраты:							13749467,37	439912,97	255324,45
									33143,12
Накладные расходы по видам СМР 128%							605511,7965
Сметная прибыль по видам СМР 83%							392636,5555
Итого ИССсмр в БУЦ							14747615,73
Итого ИССсмр в ТУЦ (с инд.4,14)							61055129,11

II вариант

Разработан на основе потребительского подхода. В здании запроектирована система оптимизации теплопотребления (СОТ), которая позволяет снизить расход тепловой энергии за счет использования внутренних тепловыделений и теплопоступлений от солнечной радиации. СОТ – комплекс технических и программных средств по управлению, учету и контролю теплопотребления. Данная СОТ разработана НПО «Лайф» (г. Новосибирск). СОТ позволяет регулировать теплопотребление в тепловом узле, т.е. всего объекта в целом, поддерживая температурный график обратной сетевой воды (регулирование 1-го уровня), далее регулировать тепловые ветви (стояки) для оптимального распределения тепла внутри объекта (регулирование 2-го уровня или пофасадное регулирование) и поддерживать заданную пользователем температуру непосредственно в конкретном помещении (регулирование 3-го уровня).

СОТ включает следующее оборудование:

1. Теплорегулятор РУДИ (Роспатент № 1149) представляет собой программный контроллер, осуществляющий управление исполнительными механизмами, основываясь на показаниях датчиков и заложенной в него программе. Сделан в виде металлического шкафа настенного исполнения. Мощность 160 Вт.

2. Вентиль балансовый ШТРЕМАКС-AG со сливом для регулирования стояков (производство HERZ, Германия).

3. Клапан проходной термостатический TS-E 7723 с термоголовкой 9260 для регулирования теплоотдачи нагревательного прибора по температуре воздуха в помещении (производство HERZ, Германия).

Наружный строительный объем здания V_н = 11370 м³.

Общая площадь квартир = 3790 м², отапливаемая площадь здания (равная площади жилых помещений) A_r = 3030 м².

Площади светопроемов фасадов соответственно ориентированных по четырем направлениям, составляют: = 13,65 м² (север); = 37,31 м² (юг); = 132,86 м² (запад); = 85,54 м² (восток).

Срок службы оборудования СОТ составляет для теплорегулятора РУДИ – 10 лет, оборудования HERZ – 40 лет.

Монтаж оборудования СОТ составляет для теплорегулятора РУДИ – 50% от стоимости оборудования, оборудования HERZ – 3% от стоимости оборудования.

Расходы на сервисное обслуживание оборудования СОТ составляют 5% от стоимости оборудования СОТ в год.

Период учета вложений и затрат - 10 лет.

Капиталовложения-118938руб.

Период учета вложений и затрат для обоих вариантов равен 10 лет.

Таблица 1.2

Состав и стоимость оборудования СОТ

№ п/п	Наименование	Ед. изм.	Кол-во	Цена ед. изм.
1	2	3	4	5
1.	Теплорегулятор РУДИ Р602М1	шт.	1	18 054 р.
2.	Вентиль балансовый ШТРЕМАКС-AG
	 15	шт.	12	11,65 у.е.
	 20	шт.	7	16,00 у.е.
	 25	шт.	1	20,75 у.е.
3.	Клапан проходной термостатический TS-E 7723
	 15	шт.	72	11,1 у.е.
	 20	шт.	49	13,1 у.е.
	 25	шт.	7	19,9 у.е.
4	Термоголовка 9260
	 15	шт.	72	9,8 у.е.
	 20	шт.	49	9,8 у.е.
	 25	шт.	7	9,8 у.е.
Стоимость 1у.е. на 30.03.2007г.-28,7 руб.

К =27081+91857=118938 руб.

У₁=6,97, У₂=12,5

В=0,063·27081+0,002·91857=1889,8 руб.

к=0,7

N_уст=0,16 кВт

Э=0,16·0,7·5760·1,44=929 руб.

Рт+Рк=0,06·118938=7136,3 руб.

П=118938+6,97·(929+7136,3+1889,8)+ 2895543 руб.

Срок окупаемости дополнительных капиталовложений определяется по формуле:

(Y*И)/Ф-средняя величина эксплуатационных затрат за весь срок их учёта Ф лет;

Δ(μ·ΔΚ)- дополнительные капитальные вложения, осуществляемые в течение ряда лет.

Z= =1,4 года

Срок окупаемости дополнительных капиталовложений составляет 1,4 года.

Вывод: II вариант более выгодный с точки зрения энергосбережения.

Для выбора варианта и определения эффективности выполненных мероприятий по энергосбережению определяются и сравниваются показатели: чистый доход (ЧД), чистый дисконтированный доход (ЧДД), внутренняя норма доходности (ВНД), срок окупаемости.

Чистый доход: ЧД = 653017,2 руб.

В пределах одного шага сальдо накопленного потока меняется линейно. Тогда «расстояние» x от начала шага до момента окупаемо­сти (выраженное в продолжительности шага расчета) определяется по формуле:

где – абсолютная величина значения S.

Срок окупаемости, отсчитанный от начала операционной деятельности (конец нулевого шага), равен 1,56 года.

ЧДД проекта, приводя поток к шагу 0 (t⁰=0): ЧДД = 573788,03 руб.

Таким образом, проект, приведенный в варианте, эффективен.

ВНД определяется подбором значения нормы дисконта. В результате получим ВНД = 80%. Это еще раз подтверждает эффективность проекта.