А. С. Некрасов (стр. 2 из 5)

При отличии формы здания от кубической соотношения могут изменяться (это относится к вытянутым зданиям).

Рис. 12. Соотношения оптимальных значений форм зданий

и термических сопротивлений ограждений.

Эти соотношения корреспондируются с выводами, полученным проф. Гагариным В.Г. [5] о невозможности окупаемости затрат на теплозащиту зданий при существующих ценовых параметрах при R_огр

1,0 К кв. м/Вт. Таким образом, для зданий, помимо утепления ограждающих конструкций, важным фактором энергоэффективности является его размер и форма, для группы зданий – их сосредоточенность, т.е. концентрация тепловой нагрузки (теплоплотность территории), о чем будет идти речь в дальнейшем.

Поскольку форма и размеры зданий оказывают существенное влияние на значение необходимых расходов тепла для защиты от влияния окружающей среды, нормирование термических сопротивлений ограждений должно неизбежно учитывать эти соотношения: удельные расходы тепла зданий коттеджного типа с R_огр=2,5 кв. м К/Вт будут примерно равны расходам для многоквартирных домов с R_огр=1,0 кв. м К/Вт. В этой связи нет уверенности, что переход от централизованных к автономным системам и источникам энергии позволит резко сократить потери. Практика показывает, что максимальные резервы энергосбережения лежат в плоскости устранения перетопов и наладки номинальных теплогидравлических режимов отопительных систем зданий, ЦТП и теплосетей.

3. Методические особенности и инструментарий
анализа энергоэффективности в распределенных
объектах и системах теплоснабжения

хххххххххххххххххх

Анализ показывает, что при разделении «единого здания» общим объемом 100 тыс. куб. м на 10 строений объемом по 10 тыс. куб. м, теплопотери ограждающими конструкциями возрастают в 2,5 раза, так как вырастает внешняя площадь ограждающих конструкций (табл. 10). Распределение единого объекта на 10, 50, 100 самостоятельных субъобъектов приводит в первую очередь к существенному росту затрат на отопление, что связано с ростом отношения F/V. Очевидно, что уменьшение размеров зданий меньше 2,5-3,0 тыс. куб. м, существенно повышает теплопотери ограждающими конструкциями. Наоборот, достаточно большие объемы, в какой то мере снижают влияние недостаточных термических сопротивлений ограждающих конструкций. То есть чем меньше здание, или чем более оно «растянуто», тем большую роль играет термическое сопротивление ограждений [22].

Таблица 10

Сравнительные энергетические характеристики комплекса зданий
с общим объемом 100 тыс. куб. м

Объем, куб. м	Число зданий	F_огр, кв. м	F/V, 1/м	q_от, Вт/куб. м К	Q _–20^о, кВт	F_бат, кв. м	q^v_бат, Вт/куб. м	F_зоны, тыс.кв. м	q_f, МВт/Га	Q_год, Гкал	q_год, Гкал/кв. м
125	800	100000	1	1,0	4000	10000	40	500	0,08	8960	0,264
1000	100	50000	0,5	0,5	2000	5000	20	90	0,22	4480	0,134
2000	50	40000	0,4	0,4	1600	4000	16	54,5	0,3	3600	0,108
5000	20	29000	0,29	0,29	1160	2900	11,6	27,4	0,42	2600	0,078
10000	10	24200	0,242	0,24	960	2400	9,6	17,6	0,545	2150	0,0645
20000	5	18500	0,185	0,18	720	1800	7,2	11,5	0,626	1615	0,048
50000	2	13700	0,137	0,14	560	1400	5,6	4,4	1,27	1254	0,0376
100000	1	10800	0,108	0,11	440	1100	4,4	3,2	1,37	985	0,03

Расчеты показывают, что форма и размеры зданий оказывают существенное влияние на значение необходимых (минимальных) энергозатрат для защиты от влияния окружающей среды. При этом очевидно, что нормирование термических сопротивлений ограждений должно неизбежно учитывать эти соотношения: удельные расходы тепла для коттеджей и небольших зданий с R_огр=2,5 кв. м К/Вт будут примерно равны расходам для многоквартирных домов с R_огр=1,0 кв. м К/Вт [28].

Для такой всесторонней оценки энергетической эффективности здания предложены номограммы (рис. 16), связывающие архитектурно-строительные параметры (объем здания, площадь ограждений и их термическое сопротивление, число и площадь батарей) с режимными параметрами инженерных систем (удельная мощность отопления, тепловой поток отопительных приборов) для разных климатических условий. Ххххххххххххх

Простой анализ показывает, что, невзирая на процессы глобального потепления, только Хельсинки по своим климатическим параметрам близок к столице России. Практически во всех основных столицах Северных стран Европы отопительный сезон существенно мягче по амплитуде и короче по длительности. Меньшая длительность отопительного периода означает существенную экономию энергии по времени, а меньший разброс температур, кроме такой же экономии, еще указывает на меньшие диапазоны регулирования тепловой нагрузки [22, 35]. Распределение параметров по месяцам отопительного периода наглядно представлено на рис. 17.

Таблица 11

Удельные энергоклиматические характеристики городов Т, град/час

Москва	Хельсинки	Стокгольм	Копенгаген	Лондон	Париж
Октябрь	9800	10000	9100	3000	0	0
Ноябрь	16848	15120	13680	10800	10080	7000
Декабрь	18500	18500	17020	12580	9360	10000
Январь	18500	19240	14060	15762	9620	12580
Февраль	16750	14940	12060	14472	8710	9000
Март	15540	15984	13320	14060	8880	0
Апрель	8400	11200	9000	8000	8400	0
Всего	104338	104984	88240	78674	55050	38580
Москва, %	100	100	84	75	53	37

Рис. 17. Энергоклиматические характеристики столиц
Северной Европы, град/час

Города с нагрузкой свыше 70% от московских значений, кстати говоря, активно развивают централизованное теплоснабжение и теплофикацию, а ведь Москва – далеко не самый северный регион страны.

На рис. 18 показаны тренды роста удельных отопительных затрат для разных климатических зон. Эти тренды рассчитаны для случаев расселения из крупных зданий с высокой плотностью населения и тепловой нагрузки в небольшие строения и коттеджные поселения с соответствующей децентрализацией отопления: при этом коэффициент формы зданий растет от 0,2 до 1,0. Расчет энергозатрат выполнен для средних значений термических сопротивлений стен с R_огр=1,0 кв. м К/Вт. Очевидно, что уже для ГСОП=3000 град/сут (т.е. 72000 град/час) рост энергозатрат при децентрализации становится весьма существенным, именно эти значения соответствуют параметрам отопительного периода Копенгагена и Стокгольма [34]. Климатические требования для большинства регионов России безоговорочно указывают на предпочтительность концентрации потребителей (и тепловой нагрузки), что в значительной степени предопределяет экономические преимущества и функциональную необходимость централизованных систем теплоэнергообеспечения [28].

Рис. 18. Динамика роста удельных расходов тепла на отопление

при децентрализации расселения

Кроме того, в данном контексте редко учитывается тот факт, что количество выбросов в атмосферу прямо пропорционально расходам топлива, а приземная концентрация оксидов азота, кроме того, существенно определяется еще и высотой дымовых труб, которые в случае децентрализованных источников существенно ниже стационарных труб ТЭЦ. Кстати, в Германии владельцы комбинированных источников теплоснабжения получают некоторую субсидию от государства именно за эти экологические преимущества совместной выработки теплоты и электроэнергии.

Переход к группам зданий, микрорайонам и распределенным системам теплоснабжения требует учета разноплановости и разнокачественности потребителей тепловой энергии, сочетающихся с различными затратами на доставку теплоносителя (табл. 12), то есть транзакционными издержками, на языке экономической логистики. Существующие методы и методики анализа предполагают учет общих сетевых потерь, определяемых установленным образом, и разнесение доли потерь на всех потребителей. Методики I типа идут «снизу» и добавляют к отопительным затратам зданий определенные значения потерь, методики II типа, наоборот, идут сверху от источника и распределяют поставленную тепловую энергию (и все потери) потребителям пропорционально номинальной (паспортной) тепловой нагрузке [14].