10493

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Кочев А.Г., Соколов М.М.

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям

(включая рекомендации по выполнению самостоятельной работы)

для обучающихся по дисциплине «Энергоэффективность жилых и общественных зданий» по направлению подготовки

07.04.01 Архитектура профиль Архитектура

Нижний Новгород ННГАСУ

2016 г

1

2

УДК 697.922

Кочев А.Г. / Энергоэффективность жилых и общественных зданий. [Электронный ресурс]: учеб.- метод. пос. / А.Г. Кочев, М.М. Соколов; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т – Н. Новгород:

ННГАСУ, 2016. –169 с.– 1 электрон. опт. диск (CD-RW).

Внастоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Энергоэффективность жилых

иобщественных зданий» даются конкретные рекомендации учащимся для освоения основного и дополнительного материала дисциплины для достижения целей, обозначенных в учебной программе дисциплины. Цель учебно-методического пособия - помощь в подготовке к лекциям и практическим занятиям, включая освоение требуемого объёма знаний самостоятельной работы студентов.

Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Энергоэффективность жилых и общественных зданий» по направлению подготовки 07.04.01 Архитектура профиль Архитектура.

Учебно-методическое пособие ориентировано на обучение в соответствии с календарным учебным графиком и учебным планом по основной профессиональной образовательной программе направления 07.04.01 Архитектура профиль Архитектура, утверждённым решением учёного совета ННГАСУ от 30.10.2015г. (протокол № 2).

© Кочев А.Г., Соколов М.М., 2016 © ННГАСУ, 2016

3

СОДЕРЖАНИЕ

5.1. Мероприятия по энергоэффективности жилых и общественных зданий. 118118

4

ВВЕДЕНИЕ

Любые мероприятия по повышению энергоэффективности и энергетические обследования существующих жилых и общественных зданий начинаются с составления общей стратегии повышения энергоэффективности.

Данное учебное пособие создавалось с целью сориентировать студентов в многообразии способов использования возобновляемых источников энергии, которые с каждым годом становятся все более актуальными во всем мире.

Вработе приводится лишь основная информация и некоторые конструктивные особенности этих систем. Объем работы не позволяет охватить все существующие способы получения энергии из возобновляемых источников, и тем более все существующие установки. Более того, если в таком же объеме выпустить пособие только по одному из рассматриваемых возобновляемых источников, то оно также будет кратким – настолько необъятна и обширна данная область.

Некоторые из приводимых способов использования возобновляемых источников энергии имеют весьма спорную классификацию, а некоторые, существуют пока только на бумаге или в виде единичных экспериментальных установок, однако уже в течение нескольких последующих лет ситуация может кардинально измениться, поскольку с каждым годом стремительно растет заинтересованность данной областью.

Вработе приводятся примеры установок, работающих, как в различных отраслях промышленности, так и у бытовых потребителей. К сожалению, из-за ограниченного объема работы, в пособии отсутствует практический раздел в виде математических зависимостей и расчетов. Упор сделан на широкий круг читателей, которым предлагаются основные определения, иллюстрации, схемы для более наглядного понимания данного вопроса.

Если это пособие позволит студентам заинтересоваться данной тематикой и, ознакомившись с её основами, продолжить самостоятельное изучение выбранной

области, а, возможно, проводить в её рамках теоретические и практические исследования, то цель, с которой писалась эта работа, определенно будет достигнута.

5

Разработка мероприятий по энергоэффективности:

расчёт потенциальной годовой экономии в физическом и денежном выражении;

определение состава оборудования, необходимого для реализации рекомендаций, его примерную стоимость, стоимость доставки, установки и ввода в эксплуатацию;

рассмотрение всех возможностей снижения затрат, например изготовление и монтаж оборудования силами самого предприятия, организации, учреждения;

определение возможных побочных эффектов от внедрения рекомендаций, влияющих на реальную экономическую эффективность.

1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЗДАНИЙ

Энергосбережение - реализация организационных, правовых, технических, технологических, экономических и иных мер, направленных на уменьшение объема используемых энергетических ресурсов при сохранении соответствующего полезного эффекта от их использования (в том числе объема произведенной продукции, выполненных работ, оказанных услуг).

Энергетическая эффективность - характеристики, отражающие отношение полезного эффекта от использования энергетических ресурсов к затратам энергетических ресурсов, произведенным в целях получения такого эффекта, применительно к продукции, технологическому процессу, юридическому лицу, индивидуальному предпринимателю.

Класс энергетической эффективности - характеристика продукции, отражающая её энергетическую эффективность.

Цель достижения энергоэффективности зданий – это определение более высоких показателей энергоэффективности объектов, то есть повышение надёжности энергоснабжения, разработка приоритетных мероприятий

6

энергосбережения, экономия денежных средств и энергоресурсов, модернизация производства, повышение финансовой устойчивости.

Возможности энергоэффективности зданий - правильно определить стратегию и тактику энергосбережения, определить мероприятия энергосбережения, достижение энергонезависимости предприятия, сокращение прямых и косвенных расходов на производство и себестоимость продукции, получение кредитов и инвестиций.

Методология энергоэффективности зданий - стратегия энергопотребления, энергосбережения и финансовой устойчивости предприятия, описание исходных данных и результатов измерений, разработка мероприятий энергосбережения с определением эффективности их внедрения, расчёт экономии и сроков окупаемости, исследование влияния предлагаемых мероприятий на себестоимость продукции и окружающую среду, выводы о целесообразности их внедрения.

Проведение мероприятий по повышению энергоэффективности зданий позволяет найти правильный путь экономии энергоресурсов, выявить первоочередные, малозатратные мероприятия и разработать перспективу энергосбережения предприятия в целом, с учётом плана развития производства.

Задачи энергоаудита.

Основными задачами энергоэффективности зданий являются:

1.Предложение условий и средств по экономии энергоресурсов и рациональному энергопользованию;

2.Предложение очередности реализации предлагаемых мероприятий с учётом объемов затрат и сроков их окупаемости.

2.ВИДЫ И ЦЕЛИ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЗДАНИЙ

Всоответствии с Федеральным законом № 261-ФЗ от 23 ноября 2009 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты российской федерации» повышение энергоэффективности зданий проводится компаниями, имеющими аттестованных специалистов по выполнению работ в области проведения энергетического

7

обследования и разработки мероприятий по повышению энергоэффективности зданий.

Цель энергоэффективности зданий: определение и обеспечение условий для повышения эффективности использования тепловой и электрической энергии, оценка потенциала предприятий, разработки эффективных схем и мероприятий рационального и эффективного использования энергетических ресурсов. Комплексные мероприятия по энергоэффективности зданий позволяют сделать заключения об эффективности использования различных видов энергии, контролировать или лимитировать потребности в топливно-энергетических ресурсах предприятий и организаций и тем самым реализует идею энергосбережения.

3. ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО И ЭКСЕРГЕТИЧЕСКОГО БАЛАНСОВ ЗДАНИЙ

Статистическая, документальная и техническая информация, а также метрологические и термографические обследования всех потребителей тепловой и электрической энергии являются исходным материалом для анализа эффективности энергоиспользования предприятия.

Тепловой баланс позволяет определить КПД установки, расход топлива или электроэнергии для получения единицы тепловой энергии, расход пара (или другого теплоносителя) для получения единичной продукции.

Тепловой баланс это соотношение, связывающее приход и расход теплоты и составляется на единицу выпускаемой продукции, на 1 кг твердого или жидкого топлива, на 1 м3 газообразного топлива или в процентах, %, от введенной (суммарной) располагаемой теплоты.

ТЭС = эр ,

∙ н

где В - расход топлива на выработку электроэнергии;

нр - теплота сгорания рабочего топлива;

Nэ - электрическая мощность, выработанная ТЭС.

Расход топлива на ТЭС для выработки электрической мощности - Nэ определяется формулой:

8

Для сопоставления различных видов топлива, суммарного учета его запасов, оценки эффективности использования энергетических ресурсов, сравнения показателей теплоиспользующих устройств принята единица измерения условное топливо, теплота сгорания которого

Qут = 29,33 МДж/кг.

Для сравнительного анализа обычно используется единица измерения тонна условного топлива (1 т.у.т.), теплота сгорания которой:

Qут = 29,33х103 МДж/т.у.т = 7 Гкал/т.у.т =8,147x103 кВт-ч/т.у.т.

Удельный расход условного топлива рассчитывается исходя из расхода

реального топлива:

рут = ∙ утн

С учётом потерь энергии в различных элементах ТЭС, фактический КПД тепловой электростанции можно выразить формулой:

ȠТЭС = Ƞt ·Ƞoi ·Ƞм ·Ƞг ·Ƞк uде ȠТЭС – фактический КПД ТЭС;

Ƞt – термический КПД цикла;

Ƞoi – внутренний относительный КПД турбины; Ƞм – механический КПД турбогенератора; Ƞг – электрический КПД генератора; Ƞк – КПД котла.

Энергетический баланс теплотехнической схемы позволяет определить КПД системы, суммарную энергию на входе и суммарную эксергию на выходе из нее.

9

Эксергия служит обобщенной качественной и количественной характеристикой для потока теплоты и потока вещества, зависящих одновременно от параметров системы и окружающей среды. Эксергетический КПД системы оценивает преобразование энергии как во всей системе, так и на отдельных ее участках.

Исследование информации включают в себя физические и финансовые методы. Физический метод исследования оперирует с физическими или натуральными параметрами и имеет целью определение характеристик эффективности энергоиспользования.

Эффективность систем энергоснабжения и анализ их работы определяются и проводятся для различных схем и режимов и охватывают:

электроснабжение в сетях до 1 кВ; электроснабжение в сетях свыше 1 кВ; электроосвещение; электроснабжение трансформаторных подстанций;

компенсирующие устройства, установленные на подстанции; степень загруженности трансформаторов; потери активной и реактивной электроэнергии в трансформаторах; баланс электрических нагрузок.

Эффективность тепловых потребителей и систем теплоснабжения, а также анализ их работы определяются и проводятся для различных технологических и тепловых схем и режимов и охватывают:

котельные агрегаты и котельные установки; тепловые сети, паропроводы и конденсатопроводы; тепловые и гидравлические потери тепловых сетей;

системы отопления, приточной и вытяжной вентиляции, горячего водоснабжения, кондиционирования воздуха;

системы утилизации теплоты; системы ВЭР;

системы водоснабжения и водоотведения;

10

системы технологического потребления газа; системы использования моторного топлива; тепловой и эксергетический баланс предприятия; баланс прихода, расхода и учета тепловой энергии.

Аналитический обзор проводится по всем видам энергетической деятельности предприятия и охватывает следующие вопросы:

эффективное использование топлива котельными и топливопотребляющими установками;

нормативные и фактические удельные расходы топлива и электроэнергии котельными на отпуск теплоты;

рациональный расход топлива на собственные нужды; рациональный расход топлива, отнесенного на единицу продукции

теплотехнологического процесса; тарифы и цены на топливо, электроэнергию, воду;

тарифы и цены за активную и реактивную мощности; рационализация режимов электропотребления; наличие договора с энергоснабжающими организациями;

наличие договорной документации на пользование тепловой и электрической энергии; наличие отчетной документации по ремонтным, наладочным и испытательным

работам в системах электроснабжения, теплоснабжения, водоснабжения, водоотведения и теплотехнологиях;

наличие отчетной документации по энергосберегающим мероприятиям в системах электроснабжения, теплоснабжения, водоснабжения, водоотведения и теплотехнологиях;

наличие штрафных санкций за превышение потребления электроэнергии, за недобор, за превышение заявленного максимума нагрузки, неиспользование заявленного максимума нагрузки;