Энергоэффективный капремонт в малоквартирном доме по ул. Строителей, 26 (г. Магнитогорск)

Энергоэффективный капремонт в малоквартирном доме по ул. Строителей, 26.

Это первая, базовая статья на тему энергоэффективного капремонта в многоквартирных домах. Все остальные публикации будут строиться, развиваться и дополняться на базе подготовки данной статьи к публикации.

Необходимость повышать энергоэффективность в ЖКХ нашей страны, является насущной необходимостью. Как с точки зрения сохранения социальной стабильности, так и с точки зрения необходимости адаптации граждан нашей страны и экономики в целом, к исчерпанию легкодоступных энергоресурсов. В свете активно развивающегося социально-экономического мирового кризиса и неизбежности обострения ситуации в нашей стране, ожидать снижения цен на энергоносители или активного роста заработных плат и пенсий, будет не простительной наивностью. А вместе с ценами, будут расти и наши расходы. А кошельки худеть…

На примере этого дома я покажу последовательность шагов, методологию подготовки любого многоквартирного дома (или муниципального объекта) к энергоэффективному капремонту. Также рассмотрю возникающие сложности, прохождение этапов, необходимых для решения поставленной задачи.

Сам принцип проектирования экономичных, энергоэффективных домов подробно рассмотрен мною в этой публикации. Понятно, что при проведении энергоэффективного капремонта, есть целый ряд особенностей, не позволяющих получить в реконструируемом МКД таких же показателей энергоэффективности, как в доме, который изначально проектировался как энергоэффективный. Вместе с тем, энергоэффективный капремонт позволяет значительно улучшить комфорт проживания в реконструированном МКД и снизить фактическое потребление энергии (а значит и оплату за него). В разы.

Данный дом, расположен в г. Магнитогорске, на ул. Строителей, 26. Известная информация (ТТХ):

Он достаточно старый (1946 г. постройки); построен в «немецком» квартале Ленинского района г. Магнитогорска. По сути, прекрасный образчик, послевоенного, сталинского периода строительства жилья для граждан страны Советов!

В нём предусматривалось всего 4 квартиры. Изначально, мог также использоваться как большая коммунальная квартира. Планировка подвала такую возможность допускает.

Общая площадь 635,2 м.кв.; Жилая 423,3 м.кв. Зарегистрировано (2016 год) 13 проживающих.

Планировку дома и расположение на участке, Вы можете посмотреть на следующих слайдах:

Фактическое состояние здания (на сентябрь 2016 года) на этих этих фотографиях:

В ДубльГИСе и со спутника, это выглядит вот так:

Дом подключен к централизованному теплоснабжению (МП Трест «Теплофикация»), потребление в отопительный период 2016-2017 г. составило 148812,828 кВт.ч. Из них 124059,536 кВт.ч. отопление и 24748,64 горячее водоснабжение. Таким образом, общая потребность дома в тепловой энергии составила 234,237 кВт.ч. на м.кв. в год. В том числе на отопление 195,307 кВт.ч. на м.кв. в год.

В целом по многоквартирным домам г. Магнитогорска (по данным Треста «Теплофикация»): 2651 многоквартирный дом; среднее потребление на отопление и ГВС составило 205 кВт.ч. м.кв. в год.

По муниципальным объектам (по данным Треста «Теплофикация»): 744 объекта; среднее потребление на отопление и ГВС составило 285 кВт.ч. на м.кв. в год . Причём у 238 объектов (33% от общего числа) потребление значительно превышает среднее, составляя в среднем 454 кВт.ч. на м.кв. в год.

Таким образом, данный малоквартирный дом — типичный середняк. По своему потреблению тепловой энергии он незначительно хуже, чем средний магнитогорский МКД, но значительно лучше чем средний муниципальный объект. Вызывает очень большое удивление, почему администрация Магнитогорска разрешает себе, из года в год, эксплуатировать столь энергозатратные здания и не предпринимает активных мер для повышения их энергоэффективности.

Вернёмся к дому. Две технических сложности я только что перечислил:

У Вас могут отсутствовать данные по потреблению энергии домом на отопление и ГВС. Если в доме не установлены счётчики на тепло и ГВС, и данные берутся «по нормативу» (в городах Челябинской области он составлял 347,5 кВт.ч. на м. кв. в год), то Вы оказываетесь в сложной ситуации. Дом может фактически потреблять бОльшие объёмы тепла, чем «нормативные». А может потреблять меньше. В любом случае, это — сложность, поскольку у Вас отсутствует реальная точка отсчёта.
Скорее всего вся документация на дом или муниципальный объект (которую получится найти) это вот такие поэтажные планы и технический паспорт.

Думаю, в настоящее время, в 90% случаев, на 90% домов или муниципальных объектов, в любом населённом пункте Челябинской области, отсутствует проектная документация. Всё, что имеется до начала проектирования, это — два типа документов: технический паспорт и поэтажные планы. Есть, где потрудиться. Но, об этом — ниже.

Специально повторил эту информацию дважды, чтобы акцентировать Ваше внимание: может не быть «точки отсчёта» и нет ответа на вопрос «Почему в конкретном населённом пункте, в конкретных климатических условиях, конкретный многоквартирный дом (или муниципальное здание) потребляет именно столько тепловой энергии?».

Это означает, что прежде чем получить ответ на вопрос «А сколько будет потреблять тепловой энергии дом (муниципальный объект), после проведения энергоэффективного капремонта?», следует узнать ответ на предыдущий вопрос. По другому — никак.

Таким образом, предстоит (опираясь на поэтажные планы и данные из технического паспорта) фактически заново запроектировать интересующее нас здание.

В настоящее время, для получения необходимого результата используются программные комплексы информационного (BIM) моделирования. Такие как Allplan; ArchiCAD; Revit и другие. Это не чертёжные программы вроде заслуженного чертёжника — AutoCAD.

Особенностью информационного моделирования является то, что Вы фактически воссоздаёте необходимый Вам объект, в конкретной климатической обстановке, из конкретных материалов, с присущими им физическими характеристиками. И уже потом, из этой модели, извлекаете все необходимые данные и проводите все необходимые расчёты.

Давайте посмотрим, что у меня получилось:

А так выглядят посуточные климатические данные Магнитогорска и профиль эксплуатации здания:

О профиле эксплуатации здания надо сказать дополнительно.

Дело в том, что любые источники тепловыделения в здании, вносят свой вклад в баланс поступления и расхода тепловой энергии. Дом это единая энергетическая система. И поэтому, каждый проживающий человек, каждая лампочка, и каждый работающий электроприбор, вносит свой вклад в энергетический баланс здания. Следовательно, очень желательно, знать количество проживающих (или работающих) в здании людей; количество, мощность и фактическое потребление установленных электроприборов; расход горячей воды.

Так выглядят материалы ограждающих конструкций здания:

Обратите внимание на общее «U-значение (теплопотери)» у оконных и дверных конструкций. Оно составляет от 2,09 до 2,91 Ватт/градус.

А так выглядит сопротивление теплопередаче у ограждающих конструкций здания.

Примыкание стены на уровне грунта;
Внешняя стена здания;
Перекрытие чердака-чердак-кровля;

В предыдущей группе слайдов (на разрезе), места формирования этих узлов отражены под номерами 1-3.

По представленным температурным графикам хорошо видно, что в зимний период времени (при отрицательных температурах воздуха) точка перехода от положительных температур к отрицательным всегда располагается внутри ограждающих конструкций здания. А в «точке росы» конденсируется влага. Здание фактически греет окружающее пространство всеми своими ограждающими конструкциями. Отсюда такой высокий расход тепловой энергии.

Пришло время посмотреть на энергетическую модель и ознакомиться со структурой (таблицей) энергетического баланса здания:

И так, что нам показала таблица расчёта энергобаланса нашего здания?

Тепло в здании мы теряли по следующим категориям:

Теплопередача 158466,68 кВт.ч. в год;
Инфильтрация (это тепло, которое мы теряем через неплотности оконных и дверных проёмов) 5485,06 кВт.ч. в год;
Вентиляция 85088,27 кВт.ч. в год;
Сточные воды (ГВС) 24189,53 кВт.ч. в год;

Восполняли мы израсходованное тепло из следующих источников:

Теплопоступление от людей 10659,09 кВт.ч. в год;
Добавленная, скрытая энергия 1551,42 кВт.ч. в год;
Солнечный теплоприток 30930 кВт.ч. в год;
Нагрев 196594,78 кВт.ч. в год;
Горячее водоснабжение (ГВС) 24392,65 кВтч. в год;
Освещение и оборудование 8000,62 кВт.ч. в год

Теперь мы можем оценить точность (базовой) энергетической модели малоквартирного здания:

Разница (годовая) между расчётными потерями и расчётным поступлением тепловой энергии составила 1100,97 кВт.ч. То есть, не более 0,4 процента. Разница между потреблением энергии реальным домом и расчётной моделью составила 2,91 процента. Разница между расчётным потреблением горячей воды (ГВС) и фактическим потреблением составила 355,99 кВт.ч. То есть около 1,38 процента.

По моему, — прекрасный результат!

Теперь мы знаем ответ на вопрос: «Почему в конкретном населённом пункте, в конкретных климатических условиях, конкретный многоквартирный дом (или муниципальное здание) потребляет именно столько тепловой энергии», и можем приступать ко второй части нашего исследования и получения ответа на вопрос «А сколько будет потреблять тепловой энергии дом (муниципальный объект), после проведения энергоэффективного капремонта?»

И так, пришло время определиться с тем, какие энергоэффективные мероприятия мы будем проводить в данном доме.

Пересказывать уже ранее Вами прочитанное я не буду. Просто перечислю:

утепляем стены и перекрытие кровли, до климатически обоснованных параметров сопротивления теплопередаче;
ставим современные (энергосберегающие) оконные и дверные ограждающие конструкции;
ставим два тепловых насоса: на систему отопления и на приготовление горячей воды (ГВС). Мощность первого 60 кВт. Мощность второго 15 кВт.
ставим современную, принудительную вентиляцию с кондиционированием приточного воздуха (25 кВт.) и рекуперацией тепла удаляемого воздуха;
делаем новую, чистовую фасадную отделку (камень песчаник);

Вот, что у нас получилось:

(Обратите внимание как изменились геометрические размеры дома)

Материалы ограждающих конструкций здания теперь выглядят так:

Общее «U-значение (теплопотери)» у оконных и дверных конструкций теперь составляют от 0,84 до 1,07 Ватт/градус.

А вот как теперь выглядит сопротивление теплопередаче у ограждающих конструкций здания.

Примыкание стены на уровне грунта;
Внешняя стена здания;
Перекрытие чердака-чердак-кровля;

Обратите внимание, теперь точка перехода от положительных температур к отрицательным всегда располагается внутри утеплителя. Это означает, что стены здания и перекрытие кровли у нас всегда находятся в зоне положительных температур, не намокают и не теряют тепло с катастрофической скоростью. Следует также отметить (смотри 1-й слайд), что утепления требуют не только стены здания примыкающие к грунту, но и цоколь (фундамент) здания находящийся в земле.

Смотрим закладываемые в проект параметры инженерных систем здания:

Смотрим новую таблицу энергетического баланса здания:

И так, что мы получили по результатам проведённого энергоэффективного капремонта?

Теперь, энергетический баланс здания выглядит следующим образом:

Теплопередача 56236,77 кВт.ч. в год;
Инфильтрация (это тепло, которое мы теряем через неплотности оконных и дверных проёмов) 4280,06 кВт.ч. в год;
Вентиляция 16587,60 кВт.ч. в год;
Охлаждение 3996,94 кВт.ч. в год;
Сточные воды (ГВС) 18864,51 кВт.ч. в год;

Восполнили мы израсходованное тепло из следующих источников:

Теплопоступление от людей 11222,02 кВт.ч. в год;
Добавленная, скрытая энергия 1562,24 кВт.ч. в год;
Солнечный теплоприток 20179,47 кВт.ч. в год;
Нагрев 37795,59 кВт.ч. в год;
Горячее водоснабжение (ГВС) 18864,51 кВтч. в год;
Освещение и оборудование 7827,09 кВт.ч. в год

Давайте соотнесём эти данные с прошлым расчётом:

Теплопередача снизилась на 102229,91 кВт.ч. в год;
Инфильтрация снизилась на 1205 кВт.ч. в год;
Затраты на вентиляцию снизились на 68500,67 кВт.ч. в год;
Затраты на ГВС снизились на 5528,14 кВт.ч. в год; Самое время поставить установку для утилизации тепла удаляемых стоков!
Общие затраты на отопление МКД снизились со 189,47 кВт.ч. на м.кв. в год до 35,16 кВт.ч. на м. кв. в год (в 5,38 раза).
Значительно повысился комфорт проживания;

Произведённые расчёты со всей очевидностью показывают возможность и целесообразность проведения энергоэффективного капремонта.

С учётом уже сказанного, энергоэффективный капремонт многоквартирных домов и муниципальных объектов, способен оказаться волшебной палочной-выручалочкой: стать драйвером экономического развития городов и сёл; сохранить тысячи рабочих мест и создать новые; обеспечить социальную стабильность; сэкономить деньги в наших кошельках и в бюджетах муниципальных образований Челябинской области.

Мы добились нужного результата!