Справочник ВИС (структура)


РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖИЛОГО ФОНДА ВОЕННЫХ ГОРОДКОВ

3.1. Повышение теплозащитных свойств зданий
при капитальном ремонте и реконструкции

3.1.1. Анализ потерь ресурсов при эксплуатации
объектов военных городков

Важнейшим звеном реформирования жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) должно стать снижение издержек на производство услуг. Экономической основой осуществления этого процесса является энергоресурсосбережение.
Конечные цели энергоресурсосберегающей политики в жилищно-коммунальном хозяйстве - сокращение затрат на содержание и эксплуатацию жилья и, соответственно, смягчение для населения процесса реформирования системы оплаты жилья и коммунальных услуг при переходе отрасли на режим безубыточного функционирования.
Основными методами достижения этих целей являются:
переход к эффективным энергосберегающим архитектурно-строительным системам и инженерному оборудованию в жилищно-коммунальном строительстве;
внедрение приборного учета и регулирования потребления тепловой энергии, воды и газа, организация взаиморасчетов за потребление ресурсов по показаниям приборов;
создание экономического механизма, стимулирующего процесс энергоресурсосбережения;
совершенствование систем тарифов, стандартизации, сертификации и метрологии, направленных на энергоресурсосбережение.
Главная задача всех участников процесса энергосбережения и энергопотребления состоит в комплексном использовании всех рычагов управления спросом на ресурсы и стимулирования энергоресурсосбережения: технических, экономических, нормативных, институционных, информационных.
В настоящее время деятельность жилищно-коммунального хозяйства сопровождается весьма большими потерями ресурсов, как потребляемых самими коммунальными предприятиями, так и предоставляемых потребителям воды, тепловой и электрической энергии.
В стране весьма значительны затраты топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) при эксплуатации жилого фонда и строительстве жилья. Сегодня на одного жителя страны в год на содержание жилища расходуется 1,3-1,4 т усл.топлива, на отопление 100 м2 общей площади жилых домов в год примерно 5,6-5,7 т усл.топлива.
В промышленно развитых странах стимулом к проведению энергосберегающих мероприятий в жилищном строительстве и при эксплуатации действующего жилого фонда явился энергетический кризис 70-х годов. В результате реализации энергосберегающих мероприятий потребление энергии в этих странах было снижено в два и более раза. Одно из основных направлений в этой работе - существенное повышение сопротивления теплопередаче наружных стен и окон.
Сегодня в расчете на 1 м2 общей площади в нашей стране на теплоснабжение жилища с учетом сопоставимости по климатическим условиям расходуется в 1,2-1,5 раза больше энергоресурсов, чем в США, и в 2-2,5 раза больше, чем в Швеции.
Расчеты свидетельствуют, что если бы в России удалось довести уровень теплозащиты жилых домов до среднего уровня промышленно развитых стран Европы, соответственно улучшить их теплозащитные характеристики примерно на 20-25%, то это позволило бы уменьшить ежегодное потребление ТЭР на отопление жилища на 25-30 млн. т усл.топлива.
Фактическое удельное потребление воды в расчете на 1 жителя превышает установленные в регионах и городах нормативы в 1,5-2 раза, а удельное теплопотребление - в 2-3 раза.
Договоры на поставку тепла и воды, фактически навязываемые поставщиком ресурсов потребителям на основе расчетов по нормативам, отражают объемы реализации, которые зачастую значительно отличаются от фактического потребления.
Действующий в отрасли хозяйственный механизм не стимулирует снижения затрат. Тарифы, как правило, формируются по фактической себестоимости. При этом все непроизводительные расходы, связанные с процессом производства услуг, а также потерями воды и тепла при их транспортировке, перекладываются на потребителя. В итоге завышаются тарифы и объемы реализации.
В то же время предприятия не имеют ни ощутимых стимулов, ни финансовых возможностей для замены в необходимых объемах устаревшего оборудования и изношенных основных фондов. Вместо ежегодгой замены 3-4% сетей перекладывается 0,3-0,8% их общей длины, что ведет к увеличению количества аварий и повреждений.
В существующем жилищном фонде Российской Федерации значительную долю (в некоторых регионах до 80%) составляют дома из сборного железобетона, являющиеся по проектным данным самыми энергорасточительными сооружениями. Фактические же теплопотери в таких домах на 20-30% выше проектных из-за низкого качества строительства и эксплуатации. Наиболее значительные теплопотери в зданиях происходят через наружные стеновые ограждения (42 и 49 % для пяти- и девятиэтажных зданий) и окна (32 и 35 % соответственно). Дополнительные теплопотери вызывает также промерзание наружных ограждающих конструкций зданий.
Существенные потери тепла и ресурсов происходят и при эксплуатации инженерных систем и оборудования. Мелкие котельные (мощностью менее 5 Гкал/ч) и индивидуальные отопительные установки (теплопроизводительностью до 25 тыс. ккал/ч) крайне неэкономичны по использованию топлива. Многие из них работают на твердом топливе, что требует также и больших затрат труда. Они характеризуются устаревшими конструкциями, отсутствием автоматического регулирования и средств контроля.
Во многих котельных водоподготовка не проводится либо проводится некачественно, что увеличивает расход топлива на 12,5% и более.
Суммарная протяженность тепловых сетей в Российской Федерации составляет примерно 125.000 км (в двухтрубном исчислении). В основном они имеют теплоизоляцию невысокого качества (как правило, минеральную вату), теплопотери через которую составляют около 15-20%.
Велики также потери воды в тепловых сетях через свищи, образующиеся из-за наружной и внутренней коррозии. Потери тепла, связанные с утечками, можно оценить в 10-15%.
Централизованное горячее водоснабжение осуществляется в значительной мере через центральные тепловые пункты (ЦТП), обустроенные устаревшими кожухотрубными водяными подогревателями.
Использование ЦТП для подогрева воды в системах горячего водоснабжения обусловливает значительную протяженность наружных трубопроводов от теплового пункта до жилого дома. Срок их службы из-за значительной внутренней коррозии в 2-4 раза ниже нормативного.
Несмотря на признание энергоресурсосбережения одним из главных приоритетов реформы ЖКХ России, практическая реализация этого процесса сдерживается рядом нерешенных проблем:
несовершенством нормативно-правовой базы, стимулирующей политику энергоресурсосбережения и привлекающей в эту сферу отечественные и иностранные инвестиции;
неразвитостью отечественного рынка услуг по инвестированию, установке и обслуживанию энергоресурсосберегающей техники, монополизацией этой деятельности энергоснабжающими организациями;
недостаточно развитыми маркетинговыми услугами в области производства энергоресурсосберегающего оборудования и, как следствие, - перекосами в производстве и предложении отдельных его видов;
чрезвычайно неравномерным уровнем удовлетворения спроса на энергоресурсосберегающее оборудование в различных регионах;
искажением ценовых соотношений между стоимостью энергоресурсосберегающего оборудования и ценами (тарифами) на энергоносители, приводящим к существенному снижению эффективности энергосберегающих мероприятий;
несовершенством механизма стимулирования и финансирования инновационных процессов в ЖКХ, в том числе возврата кредитов.
Для того, чтобы наметить пути снижения расхода тепла на отопление жилых и общественных зданий, рассмотрим структуру потерь тепла (в %) через отдельные виды ограждающих конструкций (здесь и ниже не рассматриваются потери тепла энергоносителями и потери, связанные с качеством строительства в пределах здания):
наружные стены 42
окна и балконные двери 22
покрытие или чердачные перекрытия 7
потери тепла за счет инфильтрации воздуха
через ограждающие конструкции 26
Приведенные данные получены на основе анализа потерь тепла по типовым проектам зданий, перечисленных в позиции 1 табл.2* главы 2 СНиП II-3-79**. По конкретным типовым проектам, в зависимости от функционального назначения здания, его этажности и остекленности, а также от расчетной разности температур внутреннего и наружного воздуха, показатели могут отличаться от приведенных в таблице. Так, при расчетной разности температур 600С удельный вес потерь тепла через окна и балконные двери может достигать 30% и более, а потери тепла за счет инфильтрации воздуха - более 35%.
Расход тепла на отопление жилых, общественных и других зданий в основном определяется потерями тепла через наружные ограждающие конструкции. Теплозащита этих конструкций определяется в настоящее время по главе 2 СНиП II-3-79** “Строительная теплотехника”. В ней регламентируются предельно допустимые потери тепла через 1 м2 ограждающей конструкции. Исходя из этого, устанавливается требуемое сопротивление теплопередаче, уточняемое затем экономическими соображениями с учетом конкретного района строительства; устанавливается экономически целесообразная величина сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции.
Требуемое сопротивление теплопередаче светопрозрачных ограждающих конструкций, в частности, окон и балконных дверей определяется в зависимости от разности расчетных температур внутреннего и наружного воздуха. По величине требуемого сопротивления теплопередаче выбирается одинарное, двойное или тройное остекление. Предельно допустимые удельные потери тепла при этом составляют в среднем 125 Вт/м2.
Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R0 следует принимать в соответствии с заданием на проектирование, но не менее требуемых значений, R0тр, определяемых исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий и условий энергосбережения по табл.3.1 (первый этап) и табл.3.2 (второй этап).
В табл.3.1 приведены минимальные значения сопротивления теплопередаче, которые должны приниматься в проектах с 1 сентября 1995 г. и обеспечиваться в строительстве, начиная с 1 июля 1996 г., кроме зданий высотой до 3-х этажей со стенами из мелкоштучных материалов. В заданиях на проектирование могут быть установлены более высокие показатели теплозащиты, в том числе соответствующие нормам табл.3.2.
В табл.3.2 приведены минимальные значения сопротивления теплопередаче для зданий, строительство которых начинается с 1 января 2000 г. При этом, для вновь строящихся зданий высотой до 3-х этажей со стенами из мелкоштучных материалов, а также реконструируемых и капитально ремонтируемых независимо от этажности сроки введения в действие требований табл.3.2 устанавливаются как для первого этапа.
Таблица 3.1


Приведенное сопротивление теплопередаче
ограждающих конструкций не менее R0 тр, м2(оС/Вт


Здания и сооружения
Градусо-сутки отопительного
периода

стен
покрытий и перекрытий над проездами
перекрытий чердачных, над холодными подпольями и подвалами
окон и балконных дверей
фонарей

Жилые, лечебно-профилак-тические и детские учрежде-ния, школы, интернаты
2000
4000
6000
8000
10000
12000
1,2
1,6
2,0
2,4
2,8
3,2
1,8
2,5
3,2
3,9
4,6
5,3
1,6
2,2
2,8
3,4
4,0
4,6
0,30
0,45
0,60
0,70
0,75
0,80
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55

Общественные, кроме ука-занных выше, администра-тивные и бытовые, за исключением помещений с влажным или мокрым режимом
2000
4000
6000
8000
10000
12000
1,0
1,4
1,8
2,2
2,6
3,0
1,6
2,3
3,0
3,7
4,4
5,1
1,4
2,0
2,6
3,2
3,8
4,4
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55

Производственные с сухим и нормальным режимами
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0,8
1,1
1,4
1,7
2,0
2,3
1,4
1,8
2,2
2,6
3,0
3,6
1,2
1,5
1,8
2,1
2,4
2,7
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45

Примечания:
1. Промежуточные значения R0тр следует определять интерполяцией.
2. Нормы сопротивления теплопередаче светопрозрачных ограждающих конструкций для помещений общественных, административных и бытовых зданий с влажным или мокрым режимом следует принимать как для помещений с сухим и нормальным режимами производственных зданий.
3. Приведенное сопротивление теплопередаче глухой части балконных дверей должно быть не менее, чем в 1,5 раза выше сопротивления теплопередаче светопрозрачной части этих изделий.
4. В отдельных обоснованных случаях, связанных с конкретными конструктивными решениями заполнения оконных и других проемов, допускается применять конструкции окон, балконных дверей и фонарей с приведенным сопротивлением теплопередаче на 5% ниже устанавливаемого в таблице.




Таблица 3.2


Приведенное сопротивление теплопередаче
ограждающих конструкций не менее R0 тр, м2(оС/Вт


Здания и сооружения
Градусо-сутки отопительного
периода

стен
покрытий и перекрытий над проездами
перекрытий чердачных, над холодными подпольями и подвалами
окон и балконных дверей

фонарей

Жилые, лечебно-профилак-тические и детские учрежде-ния, школы, интернаты
2000
4000
6000
8000
10000
12000
2,1
2,8
3,5
4,2
4,9
5,6
3,2
4,2
5,2
6,2
7,2
8,2
2,8
3,7
4,6
5,5
6,4
7,3
0,30
0,45
0,60
0,70
0,75
0,80
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55

Общественные, кроме ука-занных выше, администра-тивные и бытовые, за исключением помещений с влажным или мокрым режимом
2000
4000
6000
8000
10000
12000
1,6
2,4
3,0
3,6
4,2
4,8
2,4
3,2
4,0
4,8
5,6
6,4
2,0
2,7
3,4
4,1
4,8
5,5
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55


Производственные с сухим и нормальным режимами
2000
4000
6000
8000
10000
12000
1,4
1,8
2,2
2,6
3,0
3,4
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
1,4
1,8
2,2
2,6
3,0
3,4
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45

Примечания:
1. Промежуточные значения R0тр следует определять интерполяцией.
2. Нормы сопротивления теплопередаче светопрозрачных ограждающих конструкций для помещений общественных, административных и бытовых зданий с влажным или мокрым режимом следует принимать как для помещений с сухим и нормальным режимами производственных зданий.
3. Приведенное сопротивление теплопередаче глухой части балконных дверей должно быть не менее, чем в 1,5 раза выше сопротивления теплопередаче светопрозрачной части этих изделий.
4. В отдельных обоснованных случаях, связанных с конкретными конструктивными решениями заполнения оконных и других проемов, допускается применять конструкции окон, балконных дверей и фонарей с приведенным сопротивлением теплопередаче на 5% ниже устанавливаемого в таблице.


Таблица 3.3



Толщина материала, м

Материал
Плот-
ность,
кг/м3
Коэффици-ент тепло-проводно-сти, (,
Вт/(м(0С)


СНиП
II-3-79


СНиП II-3-79*




R0тр =1,0
R0тр =2,0
R0тр =3,5

1. Основные стеновые материалы

Бетон на гравии или щебне
2500
1,74
1,74
3,48
6,09

Керамзитобетон на керамзитовом песке
1800
0,80
0,80
1,6
2,8

То же
1400
0,56
0,56
1,12
1,96

-”-
1000
0,33
0,33
0,66
1,16

Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией
1200
0,52
0,52
1,04
1,82

То же
1000
0,41
0,41
0,84
1,44

-”-
800
0,29
0,29
0,58
1,02

Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат
1000
0,41
0,41
0,84
1,44

То же
800
0,33
0,33
0,66
1,16

-”-
600
0,22
0,22
0,44
0,77

Кирпичная кладка из глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе
1800
0,81
0,81
1,62
2,84

То же, из силикатного кирпича
1800
0,76
0,76
1,52
2,66

То же, из керамиче-ского пустотного кир-пича
1400
0,52
0,52
1,04
1,82

То же, из силикатного пустотного кирпича
1400
0,70
0,20
1,4
2,45

Сосна и ель поперек волокон
500
0,14
0,14
0,28
0,49


2. Теплоизоляционные материалы

Арболит на портландцементе
800
0,24
0,24
0,48
0,84

То же
600
0,18
0,18
0,36
0,63

-”-
300
0,11
0,11
0,22
0,38

Плиты торфяные теплоизоляционные
300
0,07
0,07
0,14
0,24

Маты минераловат-ные прошивные и на синтетическом свя-зующем
125
0,064
0,064
0,13
0,22

То же
75
0,06
0,06
0,12
0,21

-”-
50
0,052
0,052
0,10
0,18

Плиты минераловатные повышенной жесткости
200
0,07
0,07
0,14
0,24

Пенополистирол
150
0,052
0,052
0,10
0,18

То же
100
0,041
0,041
0,08
0,14

Пенопласт ПХВ-1
125
0,06
0,06
0,12
0,21

То же
100
0,05
0,05
0,10
0,18

Пенополиуретан
80
0,05
0,05
0,10
0,18

То же
60
0,041
0,041
0,08
0,14

-”-
40
0,04
0,04
0,08
0,14

Пеностекло или газостекло
400
0,12
0,12
0,24
0,42

То же
300
0,11
0,11
0,22
0,38

-”-
200
0,08
0,08
0,16
0,28


Основные направления энергоресурсосбережения
в жилищно-коммунальном хозяйстве

1. Экономия расходования ресурсов и снижение теплопотерь.
1.1. Тепловая изоляция, увеличение термического сопротивления ограждающих конструкций зданий.
1.2. Модернизания систем тепло-, водоснабжения.
1.3. Использование нетрадиционных источников энергии.
2. Учет и регулирование потребления энергоресурсов и воды.
2.1. Выбор оптимальной тактики оснащения приборами учета по категориям пользователей энергоресурсов и воды.
2.2. Обоснованный выбор номенклатуры приборов.
2.3. Выбор оптимальных схем организации учета энергоресурсов и эксплуатации приборов.
3. Создание экономического механизма энергоресурсосбережения в ЖКХ.
3.1. Определение источников финансирования программ энергоресурсосбережения.
3.2. Стимулирование энергоресурсосбережения.

3.1.2. Увеличение термического сопротивления
ограждающих конструкций зданий

Несмотря на 40-летний период развития отечественного крупнопанельного домостроения до настоящего времени не удалось в полном объеме решить вопрос обеспечения требуемого качества теплоизоляции панелей и герметизации стыков между ними. Статистика исследований, проведенных АКХ им. К.Д.Памфилова, МНИИТЭП, ЦНИИЭП жилища, ЦНИИЭП инженерного оборудования и другими организациями, показывает, что не менее 20% квартир в домах, построенных с конца 50-х годов, нуждаются в дополнительной теплозащите вследствие промерзания наружных ограждений.
Причинами недостаточной теплозащиты эксплуатируемых полносборных домов являются заниженные требования прежних нормативных документов к проектированию зданий первоначального периода строительства, нарушение толщины и плотности однослойных панелей, недостаточная герметизация стыков и швов между панелями, а также сопряжений наружных стен с перекрытиями, покрытиями, блоками окон и дверей, неплотность заполнений оконных и дверных проемов и ряд других.
Налицо проблема огромной социальной значимости: в таких квартирах зимой существенно нарушается воздушно-тепловой режим. Это неизбежно ведет к возникновению простудных заболеваний проживающих. Положение усугубляется значительным перерасходом тепла в системах теплоснабжения при попытках обеспечить приемлемый для проживания микроклимат в промерзающих квартирах. Вот почему сейчас важное значение приобрела инженерно-техническая задача устройства дополнительной теплозащиты наружных ограждений ранее построенных зданий. Ее решение потребовало разработки нормативных документов по методам инструментального контроля состояния ограждающих конструкций, в том числе с использованием высокоэффективных приборов инфракрасного действия.
Проблема повышения теплозащитных свойств зданий является комплексной, и в ее решении можно выделить несколько основных направлений.
А. Архитектурно-компоновочное - предполагает оптимизацию объемно-планировочных решений зданий и сооружений на предмет уменьшения площади наружных ограждений на 1 м2 развернутой площади зданий, установление рациональных соотношений между площадями глухих и светопрозрачных ограждений, разработку новых типов зданий (например, атриумного типа), отличающихся существенным уменьшением теплопотерь по сравнению с традиционными типами зданий, и т.п.
Следует отметить, что мероприятия данного направления реализуются в основном при новом строительстве, поэтому для существующего жилого фонда они могут применяться в ограниченном масштабе.
Б. Конструктивно-технологическое - предполагает разработку новых конструктивных решений по теплозащите наружных стен, оконных и дверных проемов, перекрытий и покрытий, а также новых технологий по устройству теплозащиты.
Для решения проблем повышения теплозащитных свойств существующего жилого фонда мероприятия данного направления будут носить преобладающий характер.
В. Инженерно-эксплуатационное - предполагает разработку и внедрение эффективного инженерного оборудования по использованию тепловой энергии, утилизации отходящего тепла, контрольно-измерительных приборов и оборудования по учету и регулированию потоков тепловой энергии и т.п.
При реконструкции существующего жилого фонда на предмет повышения его теплозащитных свойств реализация мероприятий данного направления должна быть тесно увязана с другими и проводиться в комплексе, поскольку их невыполнение на одном из направлений способно свести на нет весь эффект, полученный в результате работы по другим направлениям.
Г. Использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии - наиболее перспективное направление энергосбережения, способное обеспечить значительную экономию ТЭР. Предполагает проектирование и строительство домов с использованием солнечной, ветровой и др. видов энергии для теплоснабжения (“солнечные” дома), разработку конструктивных элементов зданий, обеспечивающих накопление и использование тепловой энергии (пассивные и активные системы солнечного теплоснабжения и т.п.), а также соответствующего инженерного оборудования (тепловые насосы, солнечные коллекторы, тепловые аккумуляторы и т.п.).
В связи с тем, что подавляющее большинство эксплуатируемых в нашей стране зданий было построено по старым строительным нормам без учета экономии энергоресурсов, существуют резервы снижения расхода энергии за счет улучшения теплозащитных свойств ограждающих конструкций на основе применения системы дополнительной теплоизоляции. Системы дополнительной теплоизоляции должны найти самое широкое применение при капитальном ремонте и реконструкции существующего жилого фонда.
За последние 15 лет активного поиска конструктивных решений систем дополнительной теплоизоляции кирпичных и каменных стен наибольшее признание и распространение за рубежом получили системы наружной теплоизоляции.
Конструкции наружной теплоизоляции, ставшие традиционными, можно объединить в четыре группы:
1) с оштукатуриванием плитного утеплителя;
2) с облицовкой на относе;
3) плитные теплоизоляционные облицовки;
4) штукатурные теплоизоляционные покрытия.
В странах Западной Европы ежегодно устраивается около 30 млн. м2 наружной теплоизоляции стен существующих и строящихся зданий, из них 65% - способом оштукатуривания плитного утеплителя, 25% - с облицовкой на относе и 10% - с применением облицовок теплоизоляционными плитами и теплоизоляционных штукатурных покрытий.
Ведущее место в Западной Европе по применению дополнительной наружной теплоизоляции занимают ФРГ и Австрия. В ФРГ за последние 20 лет наружная теплоизоляция стен выполнена на площади 140 млн. м2. В настоящее время темпы внедрения наружной теплоизоляции составляют в среднем 10-12 млн. м2 в год, из них 80-90% способом оштукатуривания плитного утеплителя с применением плит из пенополистирола или стекловолокна и полимерных покрытий.
Второе место по применению наружной теплоизоляции занимает Франция: 7 млн. м2 в год. В Нидерландах за последние 13 лет теплоизолировано снаружи 50% (около 2,5 млн. домов) государственного жилого фонда. В Скандинавских странах теплоизолировано снаружи 200 млн. м2 стен; годовые темпы в среднем составляют 8 млн. м2. Отмечается расширение применения наружной теплоизоляции и в других странах Западной Европы.
В нашей стране дополнительная теплоизоляция стен применяется только в тех случаях, когда теплозащитные свойства стен не соответствуют нормативным требованиям, и в процессе эксплуатации наружные стены промерзают.
Дополнительное утепление стен снаружи или изнутри с целью устранения промерзаний проводится в соответствии с “Рекомендациями по повышению теплозащитных свойств полносборных жилых зданий” (М., Стройиздат, 1987 г.) и “Рекомендациями по повышению тепловой эффективности эксплуатируемых кирпичных и каменных жилых зданий” (М., ЦНИИЭП жилища, 1987 г.). Толщина слоя утеплителя при этом назначается в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями норм и не ставит своей первоочередной задачей экономию энергии.

Наружная теплоизоляция стен с оштукатуриванием плитного утеплителя
Наибольшее распространение за рубежом получил способ наружной теплоизоляции стен с оштукатуриванием плитного утеплителя. Его преимуществами являются: традиционность внешнего вида, простота устройства, относительно невысокая стоимость.
Способ состоит в приклеивании или механическом креплении к стенам теплоизоляционных плит, обычно из пенополистирола, и нанесения по ним полимерцементного покрытия или цементной штукатурки, армированных сетками из стекловолокна или стали. Для усиления и выравнивания краев плиткой облицовки (внизу, наверху, в углах здания, вокруг оконных и дверных проемов) используют профили из коррозионно-стойких материалов: поливинилхлорида, алюминиевых сплавов, нержавеющей стали.
Из теплоизоляционных материалов наиболее подходящим для данного способа и часто применяемым является плитный пенополистирол, отличающийся стабильностью формы и размеров, высокой гидрофобностью, легкой обрабатываемостью, хорошим сцеплением со строительными материалами. Средняя плотность его составляет 16-20 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,04 Вт/м(0С), сопротивление сжатию при деформации менее 2% - 0,020-0,035 МПа (0,2-0.35 кг/см2). По огнестойкости пенополистирол относится к самозатухающим материалам, что ограничивает область его применения. Например, в высотных зданиях проемы рекомендуется обрамлять плитами из несгораемых материалов (минераловатных, пеностеклянных и т.д.). Толщина пенополистирольных плит 2-12 см.
Пенополистирольные плиты крепятся к стенам при помощи клея. Этот вид крепления является более простым по сравнению с механическим, но менее надежным при плохом качестве склеивания. Для повышения надежности крепления иногда используют дюбели из нержавеющей стали, устанавливаемые с шагом 0,5-1,0 м, способные полностью воспринять нагрузки от системы теплоизоляции.
Из наружных покрытий наибольшее применение получили полимерцементные, обладающие высокой трещиностойкостью по сравнению с цементными штукатурками. Однако их применение из-за малой толщины слоя (3-6 мм) требует высокого качества выполнения отделочных работ. Полимерцементные покрытия армируют сетками из стекловолокна.

Наружная теплоизоляция стен с облицовкой на относе

Способ наружной теплоизоляции стен с облицовкой на относе состоит в креплении к стенам теплоизоляционного материала и устройстве защитно-декоративной облицовки на относе по заанкеренному в стене каркасу из деревянных реек или металлических профилей, реже - бескаркасным способом.
Основным преимуществом конструкции является наличие естественно вентилируемого воздушного промежутка между слоем утеплителя и облицовкой, обеспечивающего вывод из конструкции конденсационной и построечной влаги и защиту теплоизоляционного материала от атмосферных осадков, что особенно важно в районе с влажным климатом. Воздушная прослойка улучшает теплоизоляционные качества стеновой конструкции.
Поддержание утеплителя в сухом состоянии, а также его независимость от материала облицовки позволяют расширить ассортимент теплоизоляционных материалов, применять удобные в работе полужесткие минераловатные и стекловолокнистые плиты. Создаются широкие возможности выбора облицовочных материалов, к которым не предъявляются требования паропроницаемости и совместимости с материалом утеплителя. Не возникает проблем и при неровной или рельефной поверхности стен благодаря возможности регулирования вылета элементов крепления каркаса. Воздушный промежуток позволяет также существенно улучшить звукоизолирующую способность стен.
Недостатком конструкции, ограничивающим ее применение, являетя относительно высокая стоимость, обусловленная трудоемкостью возведения каркаса и зависящая от стоимости облицовки.
Материалом утеплителя могут служить пенополистирольные плиты, коэффициент теплопроводности ( = 0,025-0,040 Вт/(м(0С), пенополиуретановые (( = 0,020-0,035), пенопласты на основе мочевиноформальдегида
(( = 0,041), пенофенопласты (( = 0,045-0,060), жесткие и полужесткие минераловатные, стекловолокнистые и др. материалы (( = 0,035-0,050), а также комбинированные плиты с применением данных материалов. Утеплитель крепится к стенам на клее или механически.
Защитно-декоративная облицовка может быть разнообразной: от листовых и плиточных материалов (гонта, керамической черепицы, асбестоцементной плитки или листа, поливинилхлоридных изделий, полимербетонных плит и т.д.); в виде штукатурного покрытия по натянутой стальной сетке; в виде слоя кирпичной кладки.
Каркас выполняется из деревянных реек, стальных, алюминиевых, асбоцементных профилей или бывает комбинированным. Он состоит из ряда заанкеренных в стене вертикальных или горизонтальных главных элементов и крепящихся к ним в перпендикулярном направлении второстепенных элементов, служащих для навешивания облицовки. Каркас к стенам крепится при помощи стальных уголковых элементов, которые могут иметь регулируемый вылет консоли.

Наружная теплоизоляция стен с применением плитной облицовки
Способ наружной теплоизоляции стен с применением плитной облицовки существует всего несколько лет, поэтому пока не получил достаточного распространения, но зарекомендовал себя как перспективный.
Способ заключается в креплении к стенам облицовки из комбинированных плит заводского изготовления, включающих слой эффективного утеплителя и защитно-декоративную наружную оболочку.
Возможно разное крепление элементов облицовки к каменным стенам: механическое с помощью профильных элементов или смешанное с предварительным приклеиванием и окончательным закреплением потайными анкерами, пронизывающими слой утеплителя.
Преимущества данного способа по сравнению с нанесением штукатурки по утеплителю заключаются в том, что облицовочные элементы имеют высокое качество, обусловленное их промышленным производством, они не растрескиваются, хорошо противостоят ударным воздействиям; облицовочные работы и текущий ремонт можно проводить в любое время года. По сравнению с креплением на относе непосредственное бескаркасное крепление облицовки к стенам приводит к существенной экономии времени и средств.
В нашей стране облицовочные элементы, подобные зарубежным, не выпускаются. В НИИСФ разработана конструкция облицовки крупноразмерными двухслойными металлопенопластовыми монопанелями, крепящимися к стенам с воздушным зазором с регулируемой естественной вентиляцией. Облицовка, примененная в одном из производственных зданий, эксплуатируемых в суровых климатических условиях, дала значительный энергосберегающий эффект.

Наружные теплоизоляционные штукатурные покрытия
Перспективным способом наружной теплоизоляции стен, освоенным в нашей стране и за рубежом, является нанесение на наружную поверхность теплоизоляционного штукатурного покрытия. Достоинства способа заключаются в простоте и высокой скорости производства работ при использовании современных средств механизации.
Теплоизоляционные растворы приготавливают сразу перед началом штукатурных работ путем затворения водой и перемешивания сухих теплоизоляционных смесей заводского изготовления. В состав смесей входит теплоизоляционный заполнитель, связующее, минеральные наполнители и добавки. Среди теплоизоляционных заполнителей наиболее эффективен заполнитель из гранул пенополистирола, хотя могут применяться и другие материалы: гранулы пеностекла, вспученного перлита и т.д. Связующее - цемент, гипс и др.
Слой теплоизоляционной штукатурки на пенополистирольном заполнителе толщиной 1 см средней плотностью 200 кг/м3 повышает сопротивление теплопередаче стены на 0,125 м2(0С/Вт. При толщине слоя 4-6 см сопротивление теплопередаче кирпичных или каменных стен можно увеличить в 1,5-2 раза.
В нашей стране разработано несколько вариантов теплоизоляционных штукатурных покрытий для наружного применения с использованием смесей на цементном вяжущем с заполнителем из перлитовых, пенополиуретановых гранул, а также перлитовых гранул и асбестового волокна.
Поверхность, предназначенную для оштукатуривания, по низу, верху, в углах и по контуру проемов обрамляют стальными уголковыми элементами. Перед нанесением штукатурки стены очищают щетками от пыли и грязи, смачивают водой и по вбитым в стену дюбелям натягивают армирующую стальную плетеную сетку с ячейками 20х20 или 40х40 мм. Штукатурное покрытие выполняют путем последовательного нанесения на стену грунтовочного набрызга, нескольких слоев теплоизоляционной штукатурки и защитно-декоративного покрытия. Толщина теплоизоляционного слоя достигает 5 см и выполняется за два и более проходов. Средняя плотность затвердевшего раствора составляет 200-260 кг/м3 и ниже. Сверху часто наносят защитный слой обычной штукатурки толщиной 1,2-1,5 см, покрывают кремнийорганическим составом или фасадными красками накремнийорганической основе.
Есть примеры применения теплоизоляционных штукатурных покрытий в экспериментальных зданиях. Для более широкого применения теплоизоляционных штукатурных покрытий необходимо налаживание массового производства сухих теплоизоляционных смесей заводского изготовления.

Внутренняя теплоизоляция стен

При невозможности или нецелесообразности устройства наружной теплоизоляции для повышения теплозащитной способности кирпичных и каменных стен нередко прибегают к устройству внутренней теплоизоляции. Устройство внутренней теплоизоляции, как правило, требует более низких единовременных затрат, чем наружной. В то же время внутреняя теплоизоляция уменьшает полезную площадь и объем зданий, зачастую требует устройства пароизоляционного слоя, а также обладает меньшим теплотехническим эффектом при одинаковой толщине, чем наружная.
В зарубежной практике наиболее распространенными способами внутренней теплоизоляции являются следующие:
приклеивание или механическое крепление к стенам двухслойных плит заводского изготовления, включающих теплоизоляционный слой и гипсокартонную облицовку;
нанесение слоя штукатурки по приклеенному к стенам плитному утеплителю;
устройство дублирующей стену теплоизоляционной перегородки с применением различных крупноформатных плит заводского изготовления; устройство дублирующей теплоизолированной перегородки с применением кирпичной или каменной кладки.
В помещениях с влажным режимом эксплуатации со стороны помещения устраивают пароизоляционный слой. В помещениях с обычным влажностным режимом дублирующую перегородку часто выполняют из пазогребневых гипсовых плит толщиной 5-6 см, которые одновременно служат утеплителем.
В нашей стране разработано несколько вариантов внутренней теплоизоляции стен:
древесно-волокнистые плиты толщиной 25 мм по асбоминераловатному напылению толщиной 25 мм;
штукатурный слой 20 мм по асбоминераловатному напылению 25 мм;
фенольно-резольный пенопласт 25 мм с наружным слоем из гипсокартонного листа 10 мм;
один-два слоя древесно-волокнистых плит.
Системы теплоизоляции крепят к стенам на клее или механически по антисептированным деревянным рейкам сечением 50х25 мм.


Отечественные разработки в области
повышения теплозащитных свойств зданий

1. Теплоизоляционный состав “Шуба”.
Организация-разработчик - ТОО “Эверест” (г.Ярославль).
Назначение - тепло- и гидроизоляция строительных конструкций и ремонт межпанельных стыков.
Нанесение теплоизоляционного состава “Шуба” позволяет:
поднять температуру внутренней поверхности наружной стены выше точки росы, что исключает появление конденсата на поверхности;
избежать промерзания строительных конструкций;
повысить среднюю температуру внутри стены, что положительно сказывается на дальнейшей эксплуатации ограждающей конструкции;
защитить конструкцию от коррозии.
Герметизация межпанельных стыков составом “Шуба” дает возможность надежно изолировать устье стыка, защитить панели от промерзания, ликвидировать “мостик холода”, избежать образования трещин при вертикальных деформациях.
ТОО “Эверест” выполняет комплексную теплоизоляцию наружных стен, используя в качестве основного утеплителя плиты на основе минеральных базальтовых волокон фирм “ROCKWOOL” (Дания) и “PAROC” (Финляндия) с теплопроводностью 0,035 Вт/(м(К) и толщиной 30-150 мм.
Теплоизоляционные плиты монтируют на стену снизу вверх, соблюдая правила перевязки на углах зданий и оформления оконных проемов. На кромке утеплителя для жесткости устанавливают специальные профили, оконные и дверные проемы усиливают угловыми профилями и сеткой. Для крепления утеплителя на стене используют специальные дюбели и клеящий состав, разработанный ТОО “Эверест” на основе теплогидроизоляционного состава “Шуба”.
Техническая характеристика клеящего состава
Плотность, кг/м3 600
Прочность сцепления с основанием, МПа 0,62
Теплопроводность по классу Б (ГОСТ 1631-77),
Вт/(м(К) 0,1
Морозостойкость, циклов, не менее 25
Температурный интервал применения, 0С -40...+150
Время высыхания состава при температуре
200С и относительной влажности воздуха 65% 6-12 ч
Защитой теплоизоляционных плит от атмосферных осадков служит покровный слой, состоящий из теплогидроизоляционного состава “Шуба” (патент № 2032636; ТУ 66-30-060-97; гигиенический сертификат
№ 76/7 Е 248) и армирующей сетки из стекловолокна с ячейками 4х5 мм.
Техническая характеристика состава “Шуба”
Теплопроводность, Вт/(м(К) 0,07
Плотность, кг/м3 400
Адгезия к основанию, МПа 0,47
Долговечность, лет, не менее 20
Толщина покровного слоя, мм 2-3
Достоинство состава “Шуба” - возможность ведения работ по устройству теплоизоляции наружных стен при температуре до -400С.
Покровный материал состава “Шуба” имеет светло-серую шероховатую поверхность. Используя различные виды декоративной отделки, например пасты и штукатурки на основе акриловых сополимеров, обладающих гидрофобными свойствами, можно получить высококачественную отделку разных цветов.
Варьирование толщины теплоизоляционной системы “Шуба плюс” позволяет в любое время года увеличить сопротивление теплопередаче наружных стен в 3-3,5 раза и получить требуемое значение.

2. Система теплоизоляции ограждающих конструкций “Теплый дом”.
Организация-разработчик - АООТ “Опытный завод сухих смесей” (г.Москва).
Система теплоизоляции ограждающих конструкций включает в себя:
утепляемое основание, грунтовочный слой, клеящий состав для приклеивания плит утеплителя и армирующей сетки, утеплитель, дюбельное крепление утеплителя, клеящий и выравнивающий слой, армирующую сетку, декоративный штукатурный слой.
В качестве утеплителя предлагается использовать минераловатные плиты в соответствии с рекомендациями разработчика.

Физико-механические свойства элементов системы
“Теплый дом”
Таблица 3.4
Наименование
параметров
Клеящий
состав
Выравнивающий штукатурный слой
Декоративный штукатурный слой

Адгезия к основанию, МПа
1,5
1,0
0,9

Линейная усадка, %
0,55
0,4
0,4

Морозостойкость, циклы
100
75
75

Горючесть
Не горючий
Не горючий
Не горючий


Нормы расходов материалов системы
Таблица 3.5
Наименование материалов
Единица
измерения
Расход
на 1 м2

Утеплитель толщиной 80 или 100 мм
м2
1

Дюбель 140-150 мм
шт
8

Армирующая сетка
т
1,1

Профили металлические
т
0,5

Грунтовочный состав
кг
0,3

Клеящий состав
кг
6

Выравнивающий состав
кг
6

Декоративный состав
кг
4,2


3. Технология теплоизоляции зданий “Термошуба”.
Организация-разработчик - СКТБ “САРМАТ” (г.Минск, Беларусь).
Технология обеспечивает выполнение работ по теплоизоляции наружных стен любых зданий и сооружений. В качестве теплоизоляции используются пенополистирольные плиты STYROPEX или жесткие минераловатные плиты FASROCK, наклеиваемые на ограждающую конструкцию. Теплоизоляционный слой защищается тонкослойной полимерцементной или акриловой штукатуркой по сетке. С помщью данной технологии утеплено свыше 80 объектов в республике Беларусь площадью более
70 тыс. м2.
Данная технология:
позволяет забыть о ремонте на 30-40 лет;
дает широкие возможности для архитектурного решения фасадов;
создает комфортный микроклимат помещений;
защищает наружные стены;
снижает расходы на отопление в 3-4 раза;
сокращает при новом строительстве расход материалов и сроки строительства в 2-3 раза;
позволяет производить утепление с минимальными неудобствами для жильцов.
Усредненные цены 1 м2 теплоизоляции зданий “Термошуба”, выполняемой СКТБ САРМАТ “под ключ” (толщина утеплителя 5 см) от 28 до 48 долларов США.

4. Система реконструкции жилого фонда с утеплением и фасадной отделкой “Мосрекон”.
Организация-разработчик - ВНИИЖелезобетон, г.Москва.
Новая система реконструкции жилого фонда “Мосрекон” включает: теплоизоляционный плитный утеплитель, примыкающий снаружи к стене реконструируемого здания, слой декоративных цементно-песчаных фасадных плиток, отделенных от теплоизоляции вентилируемым воздушным зазором, и крепежную оснастку, фиксирующую теплоизоляцию и плитку. Крепежная оснастка состоит из оцинкованных крепежной рейки, пластин с анкерами, несущих болтов, шайб и гаек.
Реконструкция домов по системе “Мосрекон” исключает мокрые процессы и может проводиться круглогодично.
Для усиления зданий используются жесткие теплоизоляционные плиты из полистиролбетона - дешевый, долговечный и эффективный материал для утепления крыш, стен, перекрытий, мансард, полов в зданиях различного назначения. Со временем плиты не теряют форму (не просаживаются, не образуют пустот), обладают высокой прочностью, за счет чего при строительстве крыш зданий с мягкой кровлей не требуется укладка бетонной стяжки.
Полистиролбетонные теплоизоляционные плиты имеют высокое значение коэффициента теплопроводности, но значительно дешевле традиционных минераловатных плит или перлитопластобетона.
При одинаковом расходе материала, стоимость утепления 1 м2 крыши полистиролбетонными плитами, как минимум, в два раза дешевле утепления минераловатными.
Теплоизоляционные плиты из полистиролбетона, изготовленные по технологии ВНИИЖелезобетона:
экологически безопасны (гигиенический сертификат РОСРИАЦ Госсанэпиднадзора РФ от 23.05.96 г., заключение Мосгорсанэпиднадзора от 28.09.94 г.);
трудногорючи (заключения ВНИИПО от 5.05.94 г., ЦНИИСК от 31.07.96 г.);
биостойки, не повреждаются грызунами.
Технические характеристики
Марка плит Д150 Д200
Плотность, кг/м3 150 200
Прочность, МПа (кг/см2) 0,2 0,25
Коэф-т теплопроводности, Вт/м2 0С 0,065 0,075
Габаритные размеры, см:
длина 60,0...120,0
ширина 60,0...90,0
толщина 8,0...10,0
Система “Мосрекон” обеспечивает:
утепление зданий с повышением сопротивления теплопередаче наружных стен до 3-х раз согласно требованиям новых энергосберегающих норм;
архитектурно-выразительную и долговечную отделку фасадов;
снижение затрат на содержание реконструированных домов в 2 раза при увеличении в 5 раз цикла между капитальными ремонтами.
Стоимость реконструкции, долларов США:
1 м2 стены 45,5
в т.ч. материалы 28,2
монтаж 8,1
Межремонтный цикл, лет:
до реконструкции 10
после реконструкции 50
Расходы на отопление 1 м3 дома (на примере 80-квартирного жилого дома в Москве) Гкал:
до реконструкции 0,0875
после реконструкции 0,0525.

5. Технология фасадного утепления “Фассолит”.
Организация-разработчик - торгово-строительная компания “Фасад-технология”.
Новейшая технология фасадного утепления представляет собой негорючую систему наружного утепления зданий, сооружений с помощью минерального волокна и чистой минеральной штукатурки.
Система состоит из черырех технологических элементов: утеплительных плит, сцепляющего (выравнивающего) раствора, армирующего слоя (текстильной сетки) и силикатной структурной штукатурки (отделочного слоя).
Утеплительные плиты изготавливаются на основе стеклянного штапельного волокна концерна “Флайдерер-Чудово”. Они соответствуют всем санитарно-гигиеническим требованиям, принятым в России, отнесены к группе негорючих материалов (НГ) и рекомендованы для использования в жилищном и гражданском строительстве. И, конечно же, соответствуют СНиП II-3-79* “Строительная теплотехника”, поскольку расчетный коэффициент теплопроводности составляет до 0,037 Вт(м(К).
Сцепляющий раствор служит для приклеивания утеплительных плит к поверхности любого фасада. Он представляет собой смесь из цемента, песка и различных добавок.
Завершающий этап работы - нанесение отделочного слоя. Он состоит из минеральной штукатурки на силикатной основе, поэтому обладает высокими водоотталкивающими и паропроводными свойствами.
Система “Фассолит” прошла успешные испытания на многих ремонтных и строительных объектах России. Утеплительные плиты (толщина 60 мм), смонтированные на кирпичных стенах (толщина 510 мм), позволяют не только надежно сохранять тепло, но и снижать затраты на отопление здания в 3,2 раза.
Преимущества “Фассолита” не только в экономии энергоресурсов, но еще и в долговечности фасадов зданий. Фирма дает гарантию их прочности. Кроме того, обеспечивается высокая степень защиты звукоизоляции и экологической чистоты зданий и сооружений, оборудованных плитами фирмы.

6. Способ утепления фасадных поверхностей с облицовкой бетонными плитами.
Организация-разработчик - Московский государственный строительный университет (МГСУ).
Данное конструктивное решение предусматривает технологию утепления стенового ограждения с устройством вентилируемого пространства, а также без него. Вентилируемое пространство ограничивается по вертикали направляющими, что обеспечивает интенсивную вентиляцию поверхностных слоев утеплителя при условии попадания на его поверхность части атмосферных осадков. В данном решении используются только вертикально расположенные направляющие в виде металлических полос толщиной 2-3 мм и шириной 30-40 мм, устанавливаемые с помощью болтовых соединений на кронштейны.
Использование облицовочных панелей позволяет применять более дешевый заливочный материал утеплителя, что существенно повышает долговечность и технологическую эффективность. В данном случае после установки 1-2 рядов плит пространство между стеной и внутренней поверхностью облицовочных плит заполняют утепляющим слоем из пенополиуретана, пенобетона или других смесей с высокими теплотехническими характеристиками.
При этом облицовочные плиты могут выполнять функции защиты и повышать огнестойкость утепляемого слоя. Подобный эффект может быть достигнут при заполнении пространства между плитами и утеплителем различными теплыми растворами, что целесообразно, если работы ведутся при положительных температурах наружной среды.
Общий технологический цикл работ по утеплению и облицовке панелями включает разметку, высверливание отверстий, установку анкеров, кронштейнов и направляющих. Затем осуществляется установка и крепление плитного утеплителя с последующим монтажом облицовочных плит.
Отличительная особенность разработанной технологии - всесезонность производства работ и более низкая себестоимость. Возможность использования облицовочных плит с рельефной поверхностью, вскрытой фактурой и широкой цветовой гаммой позволяет расширить архитектурный облик типовых и часто безликих фасадов зданий, придав им новое архитектурное звучание.

Объем выпуска теплоизоляционных материалов
на 1000 жителей
Таблица 3.6

Страна
Объем выпуска теплоизоляционных материалов на 1000 жителей, м3


Всего
В том числе
волокнистых

США
496
238

Швеция
600
240

Финляндия
416
200

Япония
350
200

Россия
87
62



Минераловатные и стекловолокнистые материалы
Таблица 3.7

Виды
ГОСТ, СНиП
или ТУ
Средняя
плотность,
кг/м3
Теплопровод-ность, Вт(м(К), при 25(50С
Сжимаемость под нагрузкой p=0,002 МПа, %
Предельная
температура применения, 0С

Рыхлые






Вата:






минеральная
4640-76
75-125
0,042-0,046
-
600

гранулированная минеральная
ТУ 42-47
80-125
0,047
-
600

стеклянная из непрерывного волокна
10499-78
75-125
0,038
-
450

из супертонкого стеклянного волокна
-
25
0,033
-
450

каолиновая (штапельное керамическое волокно каолинового состава)
МРТУ 6-11-102-69
60-70
0,044
-
1100

супертонкая базальтовая
-
17-25
0,041
-
700

Штучные






Плиты:






мягкие на битумном связующем
12334-66
60-100
0,047
55
60-200

полужесткие на битумном связующем
12334-66
150-200
0,052
27
60-200

жесткие на битумном связующем (минеральная пробка)
10140-71
200-350
0,058
5
70

мягкие на синтетическом связующем
9573-72
35-75
0,049
30
400

полужесткие на синтетическом связующем
9573-72
100-125
0,049
20
400

жесткие на синтетическом связующем
9573-72
150-200
0,051
6
400

повышенной жесткости на синтетическом связующем
22950-78
200-400
0,064
0,8-0,2
60

на крахмальном связующем
17918-72
108-200
0,058
15
400

акмигран, акминит
17918-72
360-450
От 0,08
-
400

полужесткие ПС-75 из стеклянного штапельного волокна
10499-78
51-75
0,047
10
180

Рулонные






Маты:






прошивные
21880-76
100-175
0,047
-
60

вертикально-слоистые на синтетическом связующем
23307-78
150-200
0,052
1,94
400

из стекловолокна
10499-78
80-200
0,041
-
450

армированные сеткой
-
100
0,037
-
600

МРС-50 из штапельного волокна
10499-78
35-70
0,047
40
180

Теплоизоляционные материалы зарубежных фирм

Таблица 3.8

Вид, марка
Средняя
плотность,
кг/м3
Теплопро-водность,
(10, Вт(м(К)
Сжимаемость под нагрузкой, %
Толщина плит,
мм


Фирма “PAROC” (Финляндия)

Мягкие строительные плиты IL
30
0,0365
-
50-150

Плиты для плоских крыш AKL
110
0,0350
( 5
при Р=25 кПа
70-180

То же PDP
150
0,0380
( 10
при Р=65 кПа
50-120

То же KKL
230
0,0375
( 10
при Р=50 кПа



Фирма “ROCRWOOL” (Дания)

Мягкие плиты “Роллбаттс”
30
0,036
-
25-200

Полужесткие плиты “Флекси-бассс”
34
0,035
-
50-200

Жесткие плиты “Роквул Баттс 32”
32
0,035
-
25-200

- “ - 40
40
0,034
-
25-200

- “ - 48
48
0,033
-
25-200

“Венти Баттс”
90
0,036
-
75-200

Фасадная плита “Роквул”
145
0,035
-
45-100

Жесткие плиты “Роквул 80”
80
0,033
-
25

“Роквул 100”
100
0,034
-
25

“Роквул 160”
160
0,035
-
25

Жесткие плиты “Хардрок 50”
7,1*
0,036
-
50

“Хардрок 85”
11,0*
0,036
-
85

“Хардрок 180”
19,0*
0,036
-
180

Кровельная плита с покрытием “Ламелла”
100
0,037
-
35,5-350,5


АО “ISOVER OY” (Финляндия)

Мягкие маты из стекловолокна “ISOVER KT-II”
11-13
0,041
-
50, 100

“ISOVER KL”
15-17
0,036
-
50, 100


ОАО “Флайдерер-Чудово” (Финляндия - Россия)

Мягкие маты из стеклянного штапельного волокна
URSA M-11
URSA M-15
URSA M-17
URSA M-25



11-12
14-16
16-21
21-25



0,048
0,046
0,044
0,040



-
-
-
-



100-140
50-140
50-140
50-140

Полужесткие плиты из стеклянного штапельного волокна URSA П-15
URSA П-17
URSA П-20
URSA П-30
URSA П-35
URSA П-45
URSA П-60
URSA П-75



13-16
16-18
18-26
26-32
32-38
38-50
50-66
66-75



0,046
0,044
0,040
0,038
0,038
0,037
0,037
0,037



-
-
-
-
-
-
-
-



20-100
20-100
20-100
20-100
20-100
20-100
20-100
20-100


АО “ИЗОМАТ” (г. Нова Баня, Словакия)

Маты и плиты из базальтового волокна “НОБАСИЛ”
35-400
От 0,039
( 10
при Р=40-70 кПа
50-150

_______________
* Плотность выражена в кг на 1 м2 .
Примечание: Все материалы полностью сертифицированы для применения в России. Цена от 4 до 14 дол. США за 1 м2 .


Теплотехнические характеристики полимерных теплоизоляционных материалов
Таблица 3.9

Материал

ГОСТ, СНиП
или ТУ
Средняя
плот-
ность,
кг/м3
Расчетная влажность материала,
W, %
Расчетные коэффициенты теплопроводности, Вт/м(0С)




А
Б
А
Б

Пенополистирол
ТУ 6-05-11-78-78
150
1
5
0,052
0,06

То же
То же
100
2
10
0,041
0,052

Пенополистирол
ГОСТ 15588-70*
40
2
10
0,041
0,05

Пенопласт ПХВ-1
ТУ 6-05-1179-75
125
2
10
0,06
0,064

Пенопласт ПВ-1
ТУ 6-05-1158-78
125
2
10
0,06
0,064

То же
То же
100 и менее
2
10
0,05
0,052

Пенополиуретан
ТУ В-56-70
ТУ 67-98-75
ТУ 67-87-75
80
2
5
0,05
0,05

То же
То же
60
2
5
0,041
0,041

-”-
-”-
40
2
5
0,04
0,04

Плиты из резольно-фенолформ-альдегидного
пенопласта
ГОСТ 20916-75
100
5
20
0,05
0,076

То же
То же
75
5
20
0,05
0,07

-”-
-”-
50
5
20
0,05
0,064

-”-
-”-
40
5
20
0,041
0,06

Перлитопласто-бетон
ТУ 480-1-145-74
200
2
3
0,052
0,06

То же
То же
100
2
3
0,041
0,05

Перлитофосфо-гелевые изделия
ГОСТ 21500-76
300
3
12
0,08
0,12

То же
То же
200
3
12
0,07
0,09

Пороизол
ТУ 5768-001-
-45031207-97
15-20
-
-
0,03
0,035

Пенополистирол-цементные плиты
ТУ 5711-005-
-3128011-844-96
330
-
12
0,07
-

Пенопласт карба-мидный теплоизо-ляционный ПКТ
ЖЦИП
741121.001.ТУ
40-175
-
20
0,04
-

Плиты полистиролбетонные теплоизоляционные Д150
Д200







150
200



-
-



-
-



0,065
0,075



-
-

Экструдирован-ный пенополистирол ЭППС

50-60
0,25
0,5
0,04
-

Примечание: А, Б - условия эксплуатации, принимаются по приложению 2
СНиП II-3-79**.


Теплоизоляционные материалы из местного сырья и отходов
Таблица 3.10

Средняя плот-
ность,
кг/м3
Теплопро-
водность,
(,
т/(м(К)
Предел
проч-ности,
МПа/см2

Примеча-ние
Организа-ция-разра-ботчик или поставщик

Вата из антисептированной целлюлозы “Эковата”
35-65
0,041
-

АОЗТ “Терком” (г.Москва)

Гравий-экозит
110-350
-
0,13-0,2
Аналог керамзита, производится из эковаты
Фирма “ИНТЭКО”
(г.Москва)

Теплоизоляци-онные плиты из гравия-экозита
250-5--
0,047
0,4-3,0

То же

Пневмоэко-крошка
75-100
0,75
-
Модификация эковаты в гранулированный утеплитель
-”-

Пеносиликат
125-250
0,05-0,06
0,15-0,25
На основе гранулированного утеплите-ля из
эковаты
-”-

Теплоизоляци-онные блоки “Геокар”
250-430
0,06-0,08
0,8-1,2
На основе торфа
ПИ “Тверь-гражданпро-ект” и АО “Сократ” (г.Тверь)

Арболит:
теплоизоляци-онный
В 0,35
В 0,75
В 1,0
конструкцион-ный
В 1,5
В 2,0
В 2,5
В 3,5



400-500
400-500
500


500-650
500-700
600-750
700-815



0,08
0,09
0,095


0,105
0,12
0,13
0,15



0,5
1,0
1,5


2,0
2,5
3,5
5,0
Произво-дится из древесно-го сырья (стружки) и/или с/х отходов (стеблей, костры, соломы и т.п.) и портланд-цемента


Пеностекло
180
0,087
0,7

Концерн “БелТИСМ” (г.Белгород)


3.1.3. Повышение теплозащитных свойств светопрозрачных ограждений

В жилых и общественных зданиях основные потери тепла (более 80%) происходят через окна и остекленные балконные двери, площадь которых составляет 40-45% от общей площади стены в комнате. В таких зданиях широко распространены однотипные стандартные окна с двойным остеклением в деревянных раздельных переплетах с наплавами, нормативное сопротивление теплопередаче которых должно составлять не менее 0,38 м2(0С/Вт. Фактические же значения сопротивления теплопередаче окон намного отличаются от нормативных. Главной причиной отклонений является их воздухопроницаемость. Сообщение оконной межстекольной полости с холодным наружным воздухом вызывает в ней усиленную конвекцию воздуха и влечет снижение теплозащитной способности нередко в два раза и больше (составляет 0,19-0,14 м2(0С/Вт). Холодный воздух проникает в межстекольную полость окон (соответственно и внутрь помещений) через неплотности и щели в притворах переплетов и фальцев (четвертей) со стеклами.
По СНиП II-3-79**, для средней полосы России сопротивление теплопередаче стен должно быть в 2 раза выше, чем окон. Нормативная воздухопроницаемость остекленных проемов в 20 раз превышает допустимую воздухопроницаемость для стен. Повышенная инфильтрация через уплотнения окон и балковых дверей наблюдается в домах большинства серий, особенно в полносборных первого и второго поколений. Так, по расчетам ВНИПИэнергопрома 32% расходуемого на отопление тепла идет на подогрев воздуха, поступающего через неплотности светопрозрачных ограждений.
Очевидно, что повысить теплозащитные качества зданий можно путем устройства дополнительной теплоизоляции изнутри и снаружи. В обоих случаях общим является вопрос снижения теплопотерь через оконные и дверные проемы. По данным ЦНИИЭП жилища, в 90% квартир существующего жилого фонда окна не имеют уплотнения. Фактические расходы топлива жилых и общественных зданий превышают проектные в среднем на 25%.
Проблема повышения теплозащитных свойств светопрозрачных ограждений для России имеет огромное значение. Можно констатировать, что с начала века конструктивные решения оконных заполнений остались на одном уровне при значительном ухудшении качества применяемых материалов, технологии изготовления и установки, эксплуатационных характеристик, поэтому в домах новой постройки теплопотери через окна значительно превышают теплопотери в старых домах. Исключительно отрицательную роль в этом отношении сыграла архитектурная мода 60-70 годов на избыточное остекление жилых, общественных и промышленных зданий (“стекломания”). При этом зачастую не соблюдается нормативность проемов (по СНиП II-Л.1-71 отношение площади световых проемов к площади пола должно быть не более 1:5,5). Фактическая освещенность жилых помещений, как правило, превышает требуемую в 1,5-2 раза, а в кухнях и комнатах малой глубины - в 2,5-3 раза. Большая площадь светопрозрачных ограждений нередко ухудшает санитарно-гигиенические условия в помещениях, способствуя их перегреву в летний период и значительному охлаждению из-за больших теплопотерь в зимний. Нельзя не отметить, что стоимость стардартного окна превышает стоимость глухой стены такой же площади в 1,5 раза.
В области конструирования оконных заполнений наше отставание от уровня развитых стран Запада измеряется десятилетиями. Это можно оценить по объему применения новых материалов (алюминиевых сплавов и пластмасс) для изготовления оконных переплетов, использованию специальных теплопоглощающих и теплоотражающих стекол, применению современных герметизирующих материалов и т.п., не говоря уже об уровне технологии изготовления оконных заполнений. Единственным нашим “достижением” в этой области в последние годы является массовое внедрение окон и дверей со спаренными переплетами вместо раздельных, что еще более ухудшило их теплотехнические характеристики.
Следствием такого положения являются ежегодные массовые кампании по уплотнению оконных и дверных ограждений, проводимые жильцами домов с огромными затратами текстильных материалов, поролона, клея, бумаги и т.п.
Решение проблемы повышения теплозащитных свойств светопрозрачных ограждений в существующих и строящихся зданиях является исключительно актуальным и может осуществляться по нескольким направлениям.
Наиболее радикальным решением проблемы может стать освоение производства оконных и дверных блоков нового поколения на основе западных технологий с применением новых материалов (пластиков и алюминиевых сплавов), эффективных герметиков, с тройным остеклением или установкой стеклопакетов.
Выпуск современных оконных конструкций на основе поливинилхлоридных (ПВХ) профилей, соответствующих европейским стандартам, по цене 100-220 дол. за 1 м2 и стеклопакетов по цене 28-43 дол. за 1 м2 освоен ОАО “Интерстройгазкомплект” (г.Смоленск). Такие же оконные конструкции выпускает в сотрудничестве с фирмой “Brugmann” (Германия) фрма “Континент-Сервис” (г.Москва) по цене от 160 до 340 дол. за 1 м2. Выпуск окон из клееной древесины с тройным остеклением и с двухкамерными стеклопакетами освоен деревообрабатывающим комбинатом № 3 (г.Москва). Стоимость 1 м2 таких окон от 160 до 250 дол.США в зависимости от применяемой форнитуры. Термическое сопротивление такого окна составляет 0,51 м2(0С/Вт, сопротивление воздухопроницанию - 5 м2(Па/кг, что соответствует нормам для условий Москвы и Московской области.
Более реальным путем повышения теплозащитных свойств является применение заполнений световых проемов с более высоким сопротивлением теплопередаче при реконструкции жилого фонда. Основные характеристики заполнений световых проемов приведены в таблице 3.11.

Приведенное сопротивление теплопередаче
окон, балконных дверей и фонарей
Таблица 3.11

Заполнение светового проема
Приведенное сопротивление тепло-
передаче, R0 , м2(оС/Вт


в деревянных или ПХВ переплетах
в алюминиевых
переплетах

Двойное остекление в спаренных переплетах
0,4
-

Двойное остекление в раздельных переплетах
0,44
0,34*

Блоки стеклянные пустотные (с шириной швов 6 мм) размером, мм:
194х194х98
244х244х98


0,31 (без переплета)
0,33 (без переплета)

Профильное стекло коробчатого сечения
0,31 (без переплета)

Двойное из органического стекла для зенитных фонарей
0,36
-

Тройное из органического стекла для зенитных фонарей
0,52
-

Тройное остекление в раздельно-спаренных переплетах
0,55
0,46

Однокамерный стеклопакет из стекла:
обычного
с твердым селективным покрытием
с мягким селективным покрытием

0,38
0,51
0,56

0,34
0,43
0,47

Двухкамерный стеклопакет из стекла:
обычного (с межстекольным расстоянием 6 мм)
обычного (с межстекольным расстоянием 12 мм)
с твердым селективным покрытием
с мягким селективным покрытием
с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном

0,51

0,54

0,58
0,68
0,65

0,43

0,45

0,48
0,52
0,53

Обычное стекло и однокамерный стеклопакет в раздельных переплетах из стекла:
обычного
с твердым селективным покрытием
с мягким селективным покрытием
с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном



0,56
0,65
0,72
0,69



-
-
-
-

Обычное стекло и двухкамерный стеклопакет в раздельных переплетах из стекла:
обычного
с твердым селективным покрытием
с мягким селективным покрытием
с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном



0,68
0,74
0,81
0,82



-
-
-
-

Два однокамерных стеклопакета в спаренных переплетах
0,70
-

Два однокамерных стеклопакета в раздельных переплетах
0,74
-

Четырехслойное остекление в двух спаренных переплетах
0,80
-

__________
* В стальных переплетах.
Примечания:
1. К мягким селективным покрытиям стекла относят покрытия с тепловой эмиссией менее 0,15, к тверым - более 0,15.
Значения приведенных сопротивлений теплопередаче заполнений световых проемов даны для случаев, когда отношение площади остекления к площади заполнения светового проема равно 0,75.
2. Значения приведенных сопротивлений теплопередаче, указанные в таблице, допускается применять в качестве расчетных при отсутствии этих значений в стандартах или технических условиях на конструкции или не подтвержденных результатами испытаний.
3. Температура внутренней поверхности конструктивных элементов окон зданий (кроме производственных) должна быть не ниже 30С при расчетной температуре наружного воздуха.


Нормативная воздухопроницаемость
ограждающих конструкций зданий и сооружений
Таблица 3.12

Ограждающие конструкции
Воздухопроницае-мость, Gн, кг/(м2(ч),
не более

Наружные стены, перекрытия и покрытия жилых, общественных, административных и бытовых зданий и помещений
0,5

Наружные стены, перекрытия и покрытия производственных зданий и помещений
1,0

Стыки между панелями наружных стен:
а) жилых зданий
б) производственных зданий


0,5
1,0

Входные двери в квартиры
1,5

Окна и балконные двери жилых, общественных и бытовых зданий и помещений в переплетах:
пластмассовых или алюминиевых
деревянных



5,0
6,0

Окна, двери и ворота производственных зданий
8,0

Окна производственных зданий с кондиционированием воздуха
6,0

Зенитные фонари производственных зданий
10,0

Примечание: Воздухопроницаемость стыков между панелями наружных стен жилых зданий должна быть не более 0,5 кг/(м(ч).


Данные таблицы 3.11 свидетельствуют, что дополнительное остекление существенно повышает теплозащитные характеристики световых проемов. Тройное остекление в раздельно-спаренных переплетах (ГОСТ 16289-80) и в раздельных переплетах (ГОСТ 24699-81) способствует снижению воздухопроницаемости в 1,8-2 раза, в 1,5-1,8 раза увеличивает среднюю звукоизолирующую способность при повышении сопротивления теплопередаче в 1,4-1,5 раза по сравнению с двойным остеклением. Согласно исследованиям, выполненным в Швеции, тройное остекление позволяет экономить 100 кВт(ч электроэнергии в расчете на 1 м2 остекления.
Стеклопакеты представляют собой изделия, состоящие из двух или более листов светопропускающего стекла с заключенными между ними герметичными воздушными прослойками, заполненными сухим воздухом или газом, скрепленных в единую конструкцию распорной рамкой. Для заполнения внутренней полости распорной рамки стеклопакета должны применяться технический селикагель или синтетический гранулированный цеолит. Соединение по контуру листов и распорной рамки осуществляется с помощью незастывающего клея, а по наружному периметру наносится резиноподобный (вулканизированный) герметик. В зависимости от вида стекла или конструктивных решений, стеклопакеты могут обладать специальными свойствами: солнцезащитными, светорассеивающими, а также огнезащитными, звукоизоляционными, противоударными (пуленепроби-ваемое стекло).
Благодаря вышеперечисленнм свойствам стеклопакеты применяются при остеклении окон, балконных дверей, витрин, зенитных фонарей, фасадов жилья, общественных и промышленных зданий и сооружений.

Основные виды и характеристики стеклопакетов
Таблица 3.13


Для стеклопакетов
с дистанционной рамкой 16 мм

Стеклопакет
на базе
флоат стекла = 4 мм
Цена
за 1 м2
(у.е.)
Сопротивле-ние теплопередаче
(м2(0С/Вт)
Шумо-понижение (Дб)
Свето-пропускание (%)



Воз-дух
Аргон
Воз-дух
Аргон
Воз-дух
Аргон

С прозрачным стеклом
30
0,345
0,385
31
36
78
78

С одним тонированным стеклом
42
0,364
0,406
31
36
5-58
5-58

С одним цветным стеклом
48
0,364
0,406
31
36
10-50
10-50

С одним приватным стеклом (“шпион”)
60
0,369
0,411
31
36
10-20
10-20

С одним низкоэмиссионным стеклом “iplus”
70
0,351
0,392
31
36
76
76

Примечание: Цены указаны для стеклопакетов, заполненных воздухом и имеющих площадь от 0,8 до 2,5 м2. Для стеклопакетов площадью до 0,8 м2 и от 2,5 м2 вводится наценка.


Стеклопакеты, указанные в таблице 3.13, поставляются ИК НТЦ “Инкомстекло” ЗАО НПО “Плазмакон”. Кроме них стеклопакеты изготавливаются и поставляются фирмой “ИнПрус” (г.Дубна Московской обл.), ЗАО “Донской” (г.Москва), фирмой “КЛИМ стекло” (г.Москва), а также рядом зарубежных фирм.
Стоимость стеклопакетов, поставляемых отечественными фирмами, в среднем составляет ок. 40 дол./м2 для однокамерных и ок. 55-60 дол./м2 для двухкамерных стеклопакетов.
Фирма “Global Shield” предлагает новый тип стеклопакета из теплозащитного К-стекла фирмы “Pikington” (Англия). Стеклопакеты из К-стекла соответствуют строительным нормам по теплосбережению для Москвы (Rо = 0,55 м2(0С/Вт) и СНиП II-1-79* (0,53 м2(0С/Вт). Данный стеклопакет сокращает потери тепла на 40%. Покрытие К-стекла пропускает внутрь дома солнечное излучение, но отражает тепловое излучение. Сравнительные характеристики стеклопакета приведены в таблице 3.14.

Таблица 3.14
Вид остекления
Сопротивление теплопередаче, R0, м2(0С/Вт

Обычное прозрачное стекло
0,185

Стеклопакет:
однокамерный
двухкамерный

0,370
0,450

К-стеклопакет (теплосберегающий):
однокамерный
двухкамерный


0,666
0,710


Расчеты показывают, что на величину сопротивления теплопередаче остекления существенное влияние оказывает расстояние между рядами стекол (воздушная прослойка). Оптимальным является расстояние 20 мм и менее, в этом случае исключается перенос тепла через воздушную прослойку конвекцией; тепло переносится только посредством теплопроводности и излучения.
Наиболее перспективный путь - это использование в конструкциях остекления специальных видов строительного стекла и пленочных материалов, отличающихся низкой относительной излучательной способностью (степенью черноты поверхности).
Теоретические и экспериментальные исследования, выполненные ЦНИИЭП учебных зданий, показали, что сопротивление теплопередаче двухрядного остекления в спаренных деревянных переплетах с использованием укзанной пленки в виде шторы, располагаемой в межстекольном пространстве, составляет в зависимости от степени черноты поверхности 0,55-0,64 Вт/м2, т.е. не уступает по своим теплозащитным свойствам тройному остеклению в деревянных раздельно-спаренных переплетах. В настоящее время такое решение остекления уже широко используется как солнцезащитное светорегулирующее устройство. Такие шторы могут широко использоваться в эксплуатируемых зданиях, что значительно повысит сопротивление теплопередаче остекления световых проемов.
Расчеты показывают, что применение штор из пленки в межстекольном пространстве двойного остекления в деревянных переплетах позволит сэкономить 0,0147 Гкал/м2 на 1 м2 общей площади здания за один зимний период. Это весьма существенно, если иметь в виду большие объемы строительства жилых и общественных зданий и эксплуатируемый фонд. Кроме того, отпадает необходимость применения тройного остекления.
Оконная конструкция должна обеспечивать теплоизоляцию, звукоизоляцию и герметичную защиту от ветра и дождя, отведение дождевой воды и возможность интенсивного высыхания проникающей внутрь влаги, создавая естественную освещенность и инсоляцию жилья. Надежными уплотнителями являются полимерные профильные изделия (вспененный полиэтилен и пенополиуретан) и мастики - герметики, вулканизирующиеся в естественных условиях (тиоколовые типа АМ-0,5: силиконовые типа “Эластосила-11-0,6”).

Герметизирующие материалы для строительства
(Научно-производственная фирма “ГЕРМИКА”
Таблица 3.15
Марка
Характеристика
Назначение

Герметик ТИКСОПРОЛ-АМ
Марка 01
Марка 05

ТУ 5712-004-
-18009705-95
ТИКСОПРОЛ-АМ представляет собой двухкомпонентный отверждающийся герметик на основе жидкого тиокола (марка 05) или тиоколосодержащего ТЛМ-2 полимера, модифицированного тиоколом (марка 01)

Гигиенический сертификат МОЦСЭН
№ 246-16 от 27.02.95 г.
Герметик ТИКСОПРОЛ-АМ предназначен для герметизации и ремонта открытых стыков элементов наружных стен строящихся и эксплуатируемых зданий с величиной максимальной деформации в стыке от 25 до 75 %, для ремонта всех видов кровли, для защиты сооружений от атмосферной коррозии, для создания газо- и гидроизоляционных покрытий бетонных поверхностей и металлоконструкций. Температура нанесения мастики от минус 20 до 5 град. С (марка 01) или от плюс 5 до 35 град. С (марка 05), температура работоспособности от минус 600С до плюс 700С

Герметик ТИКСОПРОЛ-КС

ТУ 5712-006-
-18009705-95
Двухкомпонентный отверждающийся пастообразный герметик серого цвета на основе жидкого тиокола
Гигиенический сертификат МОЦСЭН
№ 1853-16 от 17.07.95 г.
Сборка (склеивание), уплотнение и герметизация клееных оконных и дверных стеклопакетов

Эпокси-тиоколовое покрытие “ТИКСОФЛЕКС”
Марка 06
Марка 07

ТУ 5712-001-
-05832716-97
Двухкомпонентный (марка 06) или трехкомпонентный (марка 07) легко-текучий материал черного цвета на основе жидкого тиокола и эпоксидных смол
Для устройства наливных кровель, для ремонта всех видов старых кровель, для создания газо- и гидроизоляционных, антикоррозийных, химически стойких покрытий железобетонных изделий, металлоконструкций и пр., эксплуатируемых на воздухе, под землей, в воде, в морской воде, в топливе, маслах, нефти, в растворителях, в слабокислых и слабощелочных средах, в условиях повышенного ультрафиолетового облучения при температурах от минус 60 до 130 град. С

Мастика герметизирующая нетвердеющая “ГЕРКУС”

ТУ 5770-102-
-00284718-95
Однокомпонентная мастика черного цвета на основе бутилкаучука

Гигиенический сертификат МОЦСЭН 19.МЦ.30.231.8.00659,
№ 5 от 21.06.95 г.
Для создания первой зоны герметизации клееных стеклопакетов, изготовляемых механизированным способом и применяемых в строительстве. Температура работоспособности от минус 400С до плюс 700С

Макстика герметизирующая нетвердеющая строительная МГНС
ГОСТ 14791-79

Мастика герметизирующая нетвердеющая строительная НГН-У
ТУ 2-29-125-89 (улучшенного качества, срок службы не менее 15 лет)
Невысыхающая густая пастообразная масса коричневого цвета на основе бутилкаучука

Гигиенический сертификат МОЦСЭН
№ 1497-16
Для герметизации закрытых и дренированных стыков наружных стен в крупнопанельном домостроении и для уплотнения мест примыкания оконных и дверных блоков к элементам стен при сохранении свойств в интервале температур от минус 50 до плюс 70 град. С. Выпускается в виде брикета диаметром 30-50 мм, длиной не более 150 см (брикет упакован в полиэтиленовую пленку)

Мастика резино-битумная холодная РБМ-Х
Черная вязко-текучая масса на основе комбинации резины и битума

Гигиенический сертификат № 01-02-1431 от 17.05.96 г.
Для покрытия и ремонта кровли, гидроизоляции стен, швов, фундаментов строительных сооружений, защиты от коррозии металлических трубопроводов, конструкций. Имеет отличную адгезию к бетону, металлу, дереву, резине. Высокая эластичность исключает возможность растрескивания от колебаний температуры. В температурном интервале от -50С до +300С не требует разогрева, как при использовании для приклеивания самой мастики в качестве влагозащитного слоя

Тиоколовая замазка
ТУ 38 105247-85

Для герметизации разъемных соединений

Гермабутил
марки: 1; 2; 2М; УМ

Наружная герметизация стыков бетонных, железобетонных и металлических сборных конструкций. Герметизация бетонных и ж/б сооружений

Герметик КЛТ-30
ТУ 38.103691-89

Защита влаги и поверхностная герметизация различной аппаратуры, работающей в среде воздуха, в условиях вибрации; склеивание стекла, оргстекла, керамики и пр. материалов на силикатной основе


Кроме указанных выше, на российском рынке представлено большое разнообразие герметиков зарубежного производства, в числе которых можно отметить:
аэрозольные пенополиуретановые герметики (монтажные пены) “Makroflex” производства “Urepol OY” (Финляндия), “Chemlux” производства “FLM-Firmengruppe” (Швейцария), “Soudal” и “Soudafoam” производства “S.A.Soudal N.V.” (Бельгия) и др.;
силиконовые и акриловые герметики “DC” фирмы “Dow Corning” (США), “SILICEX” фирмы “Rhone-Poulenk” (Франция-Испания), “Дах-Дикт”, “Санитэр-Силикон”, “Бау-Силикон” и др. фирмы ТИГИ Knauf (Германия) и др.;
герметизирующие мастики на основе вискозы “Синто-Мерик” фирмы “ТРЕМКО” (Швеция);
самоклеющиеся уплотнители для окон и дверей фирм “Varnamo” и “Horda profil” (Швеция).
Заслуживает внимания целесообразность использования теплозащитного стекла - теплопоглощающего и теплоотражающего.
Теплопоглощающие стекла содержат в своем составе компоненты, обеспечивающие поглощение тепловой солнечной радиации. Теплопоглощающий эффект этих стекол обусловлен особенностями их химического состава: стекла содержат окислы железа, кобальта, никеля и т.п. Теплопоглощающие стекла наряду с инфракрасной частью поглощают то или иное количество видимого света. Такое стекло ослабляет яркость просматриваемых через него предметов, уменьшает слепящее действие солнечного света.
Стекла с покрытиями различного назначения, в том числе теплозащитными (теплопоглощающими и теплоотражающими) в России производятся и поставляются фирмой “КЛИМ стекло”, ЗАО “Донской” и др.
Теплоотражающие стекла отражают большую часть солнечной тепловой энергии как в инфракрасной области спектра, так и по всему спектру. Теплоотражающие стекла получают нанесением различных покрытий на поверхность стекла. Чаще всего наносят металлические покрытия из золота, алюминия, никеля, хрома, меди, некоторых других металлов и их соединений в один или несколько слоев. Для предохранения от механических повреждений и химических воздействий поверх металлического слоя наносят защитный слой.
Выпуск теплоотржающих стекол различного назначения освоен многими зарубежными фирмами и осваивается в России и странах СНГ.
Поскольку значительная часть тепла жилых помещений теряется в виде длинноволнового излучения через светопрозрачное ограждение, то применение теплопоглощающих и особенно теплоотражающих стекол способно существенно повысить сопротивление теплопередаче. Так, двойное остекление теплозащитным стеклом равносильно двухкратному увеличению термического сопротивления окон. Существенным недостатком теплозащитных стекол является их более высокая стоимость по сравнению с обычным, при этом теплоотражающие стекла дороже теплопоглощающих, однако зарубежный опыт свидетельствует о выгодности их применения, т.к. дополнительные первоначальные затраты сравнительно быстро окупаются за счет снижения эксплуатационных расходов, в первую очередь на отопление.
Для существующего жилого фонда значительный энергосберегающий эффект может дать применение специальной пленки, наклеиваемой на стекло. Это интересное конструктивное решение было разработано в Бельгии. Липкая полиэтиленовая пленка, покрытая в вакууме тонким слоем металла, имеет вид эластичной фольги, она “возвращает” инфракрасные лучи в помещение и этим на 30-40% уменьшает теплопотери. Одновременно она практически беспрепятственно пропускает видимый свет. Стеклянный лист с таким покрытием соответствует двойному остеклению. Фольга защищает и от солнца, так как пропускает только 5% ультрафиолетового излучения. С наружной стороны днем она выглядит как зеркало, будучи совершенно прозрачной изнутри.
Пленки - прозрачные, тонированные или зеркальные изготовлены на основе полиэлестра и представляют собой многослойную структуру со специальными металлизированными добавками, обеспечивающими их основные потребительские качества. Толщина пленок в зависимости от типа варьирует от 0,05 до 0,4 мм. Пленки наносятся на внутреннюю поверхность стекол. Со временем, в зависимости от температуры окружающей сре ды (но не более 4-х недель), пленки становятся частью стекла, образуя прочные молекулярные связи. На внешнюю часть пленки нанесено специальное соединение, устойчивое к царапинам. Сама полиэстровая основа пленки обладает следующими свойствами:
не деформируется;
не меняет окраску;
выдерживает как высокую, так и низкую температуру (+3000С; -600С);
при желании ее можно удалить (используя специальную технологию).
Специальные пленки значительно увеличивают предел прочности стекла, повышая его сопротивляемость разбиванию и придавая новые свойства стеклу.
Значительная доля потерь тепловой энергии может быть блокирована с помощью специальных солнцезащитных и всесезонных пленок. Зимой пленки служили прекрасной теплоизоляцией, уменьшая потери тепла на 40%. Летом затраты на кондиционирование могут быть сведены к минимуму, так как защитные пленки задерживают до 70% тепловой энергии.
В России поставку защитных и декоративных пленок различного назначения обеспечивает ЗАО “Донской”, при этом их стоимость, включая нанесение и установку, составляет от 35 до 80 дол. за 1 м2. Защитные и декоративные пленки фирмы “Conrtaulds Performance Films” (США) поставляет фирма “Экорос” (г.Москва).
В последние годы на россифском рынке появилась защитная фольга для оконных стекол “Сан-Град” и “Solarmax” производства США. Полный ассортимент фольги “Сан-Град” включает более 100 видов. Продажа и установка фольги осуществляются фирмами “График Лтд” и “Антарекс” (г.Москва). Стоимость фольги - от 18 до 36 долларов США за м2 .
Еще одним перспективным направлением повышения теплозащитных свойств оконных проемов является применение внешних теплозащитных устройств. В традиционной народной архитектуре России были широко распространены окна с закрываемыми ставнями. Деревянные ставни у окон закрывались на ночь и тем самым обеспечивали существенное снижение теплопотерь через окна, которые, что тоже было характерно для русской народной архитектуры жилища, имели небольшие размеры.
В современных условиях может оказаться эффективным применение мобильной защиты оконных проемов, разработанных ЛенЭНИИЭП. Мобильная защита в виде внутренних или внешних рулонных или складчатых штор позволяет существенно уменьшить теплопотери через оконные проемы. Расчеты показывают, что применение штор из пленки в межстекольном пространстве двойного остекления позволяет повысить сопротивление теплопередаче окна до 0,55-0,64 м2(0С/Вт, что не уступает по своим теплозащитным свойствам тройному остеклению в раздельно-спаренных переплетах.
Реализация рассмотренных выше мероприятий способна обеспечить большой энергосберегающий эффект. Так, по расчетам специалистов, применение штор из пленки в межстекольном пространстве двойного остекления в деревянных переплетах позволяет экономить 0,0147 Гкал/м2 на 1 м2 общей площади зданий за один зимний период. Повышение степени герметизации окон и балконных дверей дает 0,022 Гкал/м2 экономии тепла на 1 м2 общей площади здания.
Суммарная экономия тепла только за счет этих мероприятий составит около 0,036 Гкал/м2 общей площади здания в год.
В целом вполне реально сокращение теплопотерь через светопрозрачные ограждения на 50-70% в зависимости от климатических условий и места строительства.

3.2. Экономия тепловых ресурсов
при эксплуатации жилого фонда

3.2.1. Сокращение потерь тепловой энергии
при транспортировке

До середины 80-х годов в нашей стране преимущественно развивались крупные системы теплофикации и централизованного теплоснабжения. Строительство мощных теплофикационных систем позволяло наиболее эффективным способом решать проблему обеспечения электроэнергией и теплом быстро растущие города и промышленные комплексы.
Бесспорное преимущество централизованных систем - возможность экологически чистого сжигания низкосортного местного топлива, а также бытовых отходов. В связи с большой сложностью и дороговизной систем сортировки, подачи и сжигания такого рода топлива, а также очистки дымовых газов с подавлением вредных выбросов их сооружение технически возможно и экономически оправданно только для крупных теплоисточников.
Концентрация производства тепловой энергии в централизованных системах позволяет улучшить состояние воздушной среды городов и при сжигании высококачественных топлив.
В крупных установках возможна реализация наиболее эффективных термодинамических циклов для совместного производства электрической и тепловой энергии. Централизация теплоснабжения является необходимой предпосылкой теплофикации городов и промышленных комплексов и открывает широкие возможности также для решения задачи использования вторичных энергетических ресурсов промышленных прелприятий.

Данные о централизованном теплоснабжении
в некоторых европейских странах в 1989 г.
Таблица 3.16


Страна
Макси-
мальный отпуск тепла,
МВт
Относительная доля централизованного теплоснабжения
в общем тепло-потреблении, %
Доля теплофикации в централизованном теплснабжении, %
Общая
протяжен-ность
тепловых
сетей,
км

Германия (без ГДР)
39 354
9/6
79
9 746

Бывшая ГДР
15 812
23
65
1 777

Франция
18 785
4
10
2 620

Италия
1 136
1
82
596

Нидерланды
3 383
-
94
1 604

Бельгия
-
44
82
-

Дания
15 000
40
60
16 900

Финляндия
15 220
43
62
6 205

Чехо-Словакия
68 871
60
58
15 168

СССР
2 160 000
55
60
280 000


Из таблицы следует, что по основным количественным показателям (максимальный отпуск тепловой энергии, общая протяженность тепловых сетей) наша страна намного превосходит Германию, а также другие европейские страны. Так, например, максимальный отпуск тепловой энергии в СССР больше, чем в Германии, в 55 раз и больше, чем во Франции, в 125 раз. По объемам централизованного теплоснабжения (доля в общем теплопотреблении) СССР также лидирует. Вместе с тем доля комбинированного производства, т.е. теплофикации в централизованном теплоснабжении, характеризующая его энергетическую эффективность, в СССР меньше, чем в Германии (соответственно 60 и 79 %).
В то же время ни одна из развитых стран Запада не пошла по пути преимущественного развития систем централизованного теплоснабжения. Более 90% квартир в ФРГ отапливаются от децентрализованных источников. При этом 76% квартир получают тепло от автономных теплогенераторов, работающих на газовом и жидком топливе. В значительно меньшем количестве квартир применяют для отопления электроэнергию (9%) и уголь (7%). К системам централизованного теплоснабжения подключено в западных областях Германии по различным данным 6 и 9 % квартир.
Однако системы централизованного теплоснабжения, эксплуатирующиеся в России в настоящее время, имеют ряд недостатков. К числу наиболее существенных можно отнести следующие.
1) большие капитальные затраты на прокладку и обустройство систем теплоснабжения, особенно при подземной прокладке теплопроводов;
2) высокая аварийность и малый срок службы трубопроводов систем теплоснабжения - при нормативном сроке службы в 20 лет фактически он не превышает 5 лет;
3) значительные потери тепла при транспортировке и распределении, в основном из-за плохой теплоизоляции трубопроводов.
Ежегодные потери тепловой энергии через поверхность теплопроводов составляют до 62 млн. т условного топлива в год. С учетом низкого качества строительства и изоляционных материалов фактические потери в 1,5-2 раза превышают нормативные. Несмотря на ужесточение норм теплопотерь в 1,5 раза потери в теплосетях по мере их старения увеличиваются, так как нет средств на ремонт теплосетей и нет высокоэффективных теплоизоляционных материалов. Возрастает дефицит тепла от централизованных теплоисточников;
4) серьезное отставание от развитых стран мира в разработке и внедрении систем учета, контроля и регулирования расхода теплоты.
Изменениями СНиП “Отопление и вентиляция” предусматривается внедрение индивидуального регулирования теплоотдачи нагревательных приборов, дополняющее центральное и местное регулирование. Оно позволяет учитывать специфические условия различных помещений, дает возможность потребителю самому устанавливать необходимую температуру в помещении в соответствии с индивидуальными запросами. Индивидуальное регулирование может осуществляться как с помощью ручных кранов двойной регулировки, так и с помощью автоматических регуляторов, что предпочтительнее. Многочисленные исследования в стране и за рубежом показали, что экономия теплоты за счет автоматического регулирования сставляет порядка 10-15%.
С вопросами регулирования тесно смыкаются вопросы учета теплоты и энергоносителей у потребителей. Последними техническими нормами предусматривается индивидуальный учет теплоты на отопление, горячей и холодной воды, а также поквартирный учет расхода газа. Однако технические проблемы (установка счетчиков различного рода) должны решаться совместно с определением порядка этого учета и стоимости энергии. При отсутствии у потребителя заметного экономического стимула в экономии энергии индивидуальный учет может не дать ожидаемого результата. При этом не надо забывать о существующем фонде зданий, в которых необходимо планомерно вводить приборный учет, что потребует производства значительного числа соответствующих приборов, а во многих случаях - также реконструкции систем отопления и горячего водоснабжения.
Модернизация систем тепло-, водоснабжения.
К основным мероприятиям этого направления можно отнести:
постепенную замену ЦТП на ИТП в блок-модульном исполнении;
внедрение там, где это экономически целесообразно, децентрализованных источников теплоснабжения;
снижение теплопотерь в инженерных сетях путем постепенного перехода на современные трубопроводы, в т.ч. на тепловые сети с пенополиуретановой изоляцией;
оптимизацию режимов работы сетей тепло- и водоснабжения через внедрение систем автоматизированного управления и регулируемого привода насосных агрегатов, замену насосов с завышенной установленной мощностью;
реконструкцию тепловых пунктов с применением эффективного тепломеханического оборудования (например, пластинчатых водонагревателей);
применение в системах тепло-, водоснабжения вместо поверхностных теплообменников (бойлеров) трансзвуковых струйно-форсуночных аппаратов, совмещающих в себе одновременно функции теплообменника и насоса и не содержащих вращающихся и трущихся частей;
широкое использование аппаратуры контроля и диагностики состояния внутренней поверхности оборудования и систем тепло- и водоснабжения;
применение новейших методов и технологий для очистки от отложений теплообменного оборудования, котлов, систем водоснабжения и скважин (например, использование энергосберегающего семейства электрогидроимпульсных установок типа “ЗЕВС”);
замену изношенной запорной арматуры и санитарно-технических устройств в квартирах и индивидуальных домах;
перевод котельных там, где это возможно, на газовое топливо;
оптимизацию процессов горения в топках котлов и внедрение оптимальных графиков регулирования с использованием средств автоматики и контроля, перераспределение тепловых нагрузок путем кольцевания тепловых сетей;
применение на котельных противодавленческих турбин, устанавливаемых параллельно дроссельному устройству, для выработки дополнительной электроэнергии;
обеспечение режимов водоподготовки, запрет пуска в эксплуатацию котельных (как законченных новым строительством, так и после капитального ремонта оборудования), не оснащенных установками водоподготовки, не прошедших режимно-наладочные испытания в установленные сроки;
замену и прочистку сетей с применением новых методов прочистки бестраншейным способом;
проведение режимно-наладочных работ в тепловых сетях и системах отопления и горячего водоснабжения зданий.
Тепловые сети в большинстве городов изношены, тепловые потери в них в несколько раз превышают нормативные; высока повреждаемость сетей, что приводит к аварийным ситуациям, а следовательно к перерывам в теплоснабжении. Значительны потери при распределении тепловой энергии по многочисленным потребителям из-за гидравлической разрегулировки систем, а также из-за несоответствия требуемых режимов потребления отдельных зданий режиму централизованного регулирования отпуска тепла. Велики также затраты электроэнергии на транспортировку теплоносителя по тепловым сетям.
При оценке эффективности работы систем теплоснабжения наряду с требованиями надежности все большее значение приобретают требования энергосбережения. Это обусловлено тем, что фактический расход топлива на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий существенно выше научно обоснованной потребности в топливе на указанные цели. В значительной мере это связано с наличием сверхнормативных потерь теплоты через изоляцию тепловых сетей и отсутствием автоматического регулирования отпуска теплоты в центральных тепловых пунктах (ЦТП).
По оценке специалистов, фактические теплопотери через изоляцию превышают нормативные в 1,5-2 раза в магистральных и распределительных сетях и более чем вдвое в сетях к отдельным зданиям. По расчетам, на возмещение сверхнормативных теплопотерь при транспортировке тепловой энергии к жилым и общественным зданиям отопительные котельные расходуют дополнительно 18-25 млн. т у.т.
Основная причина повышенных теплопотерь через изоляцию заключается в увеличении теплопроводности изолирующих конструкций из-за их увлажнения. В первую очередь это относится к изделиям из минеральной ваты - наиболее распространенному теплоизоляционному материалу, применяемому при канальных прокладках теплосетей (доля таких прокладок в общей протяженности теплотрасс составляет 83-85%). Как показывает опыт эксплуатации, теплопроводность минераловатных изделий в реальных условиях увеличивается в 3-5 раз по сравнению с паспортной величиной.
Увлажнение и последующее разрушения теплоизоляционного слоя приводят к преждевременному выходу из строя трубопроводов под воздействием коррозии. Причина этого в том, что большинство применяемых в настоящее время покровных материалов обеспечивает надежную гидрозащиту конструкция в течение лишь 2-3 лет. В результате средний срок службы канальных теплопроводов составляет около 12 лет, а бесканальных - 6-8 лет.
Такое положение типично не только для сетей коммунально-бытовых потребителей (общеизвестно, что уровень эксплуатации этих сетей невысок), но и для магистральных сетей Минэнерго. Существующая система определения эксплуатационных показателей работы предприятий тепловых сетей позволяет им отчитываться за выполнение “плана по тепловым потерям” без учета их фактической величины. Поэтому осуществляемая в плановом порядке реконструкция сетей направлена, как правило, исключительно на замену поврежденных коррозией участков трубопроводов, но не на целевое усиление их теплозащиты. Учитывая исключительную важность мероприятия по ликвидации теплопотерь через изоляцию трубопроводов, следует в первую очередь изменить систему оценки работы теплоснабжающих организаций с тем, чтобы объем восстановления качества тепловой изоляции стал одним из важнейших показателей их работы.
Мероприятие приобретает особую значимость при внедрении теплоизолирующих конструкций с гарантией непревышения нормативов теплопотерь в течение всего срока службы тепловых сетей даже при существующем уровне их эксплуатации (это особенно важно для сетей коммунально-бытовых потребителей). Такая изолирующая конструкция должна отвечать следующим основным требованиям: быть гидрофобной, т.е. не нуждаться в специальной гидрозащите, и термостойкой при температурах теплоносителя не менее 1500С, иметь теплопроводность не выше 0,06 Вт/(м(К), плотность 150-400 кг/м3, достаточную механическую прочность и адгезию с поверхностью трубы. При соблюдении этих требований реальный срок службы может быть доведен до 25 лет.

3.2.2. Приборы учета, контроля и регулирования
тепловой энергии

Обязательное применение приборов для учета и регулирования потребления энергоресурсов предусмотрено Законом Российской Федерации “Об энергосбережении”, Гражданским кодексом Российской Федерации, а также постановлениями Правительства Российской Федерации “О неотложных мерах по энергосбережению” от 2 ноября 1995 г. № 1087 и “О повышении эффективности использования энергетических ресурсов и воды предприятиями и организациями бюджетной сферы” от 8 июня 1997 г. № 832.
Общая потребность субъектов Российской Федерации в приборах учета тепла и воды для оснащения всего жилищного фонда, объектов здравоохранения, образования и т.д. составляет более 130 млн. штук. Из них для учета тепловой энергии необходимо около 24 млн. теплосчетчиков, для учета горячей и холодной воды - свыше 66 млн. водосчетчиков, для учета газа - более 40 млн. счетчиков.
Суммарные затраты на приобретение и монтаж этих приборов (в новых ценах) превысят 690 млрд. руб., что при равномерном распределении затрат по годам с 1998 по 2003 г. потребует около 140 млрд. руб. ежегодно.
В этих условиях первостепенное значение имеет выбор приоритетных объектов и мероприятий по энергоресурсосбережению, дающих наибольший эффект.
Первоочередной является задача оснащения приборами узлов учета на границах раздела сфер ответственности между системами АО-энерго, источниками тепло-, водоснабжения других министерств и ведомств и муниципальными теплоснабжающими организациями. Анализ показывает, что в большинстве случаев фактическое потребление тепла составляет 30-60% от расчетных нагрузок по отношению к ГВС. Как следствие, сократятся приписки в объемах поставляемых ресурсов со стороны тепло-, водоснабжающих организаций.
К числу первоочередных задач относится также оснащение приборами учета вводов в здания и помещения, занимаемые организациями бюджетной сферы. Осуществление таких мероприятий дает для бюджетных организаций и муниципальных предприятий экономию платежей за тепло и воду от 15 до 60 %.
На вводы в общественные здания следует также устанавливать регуляторы давления, сокращающие до минимума избыточные напоры, являющиеся причиной нерациональных расходов воды из кранов и утечек из санитарно-технической арматуры.
Одновременно уже с 1997 г. обеспечивается установка узлов учета на вводах во вновь построенные и реконструируемые жилые здания. Началась их установка на домовых вводах в эксплуатируемые жилые помещения. Срок окупаемости счетчиков тепла и воды при действующем уровне тарифов составит от 2 до15 месяцев. К 2000 г. эта работа должна быть в основном завершена.
С 1997 г. осуществляется установка индивидуальных приборов учета и регулирования потребления воды, газа и других энергоресурсов в жилых домах-новостройках, реконструируемом или капитально ремонтируемом жилье.
К 2003 г. предстоит создать систему, обеспечивающую повсеместную установку и обслуживание поквартирных водосчетчиков, а также приборов регулирования потребления тепла, воды и других энергоресурсов.
В настоящее время общее количество средств измерений, включенных в государственный реестр РФ, которые могут быть использованы для учета, превосходит 150, из них более 60 прошли экспертизу Главгосэнергонадзора РФ и разрешены для применения в составе узлов учета энергоресурсов и воды. Двадцать девять предприятий России выпускают счетчики-расходомеры, водосчетчики, теплосчетчики и другие приборы, составляющие отечественную базу приборного обеспечения учета тепла, холодной и горячей воды. Наряду с этим, все большее число зарубежных фирм предлагает услуги при решении вопросов приборного обеспечения учета энергоресурсов.
В этих условиях важно ориентироваться на фирмы-производители, предоставляющие заказчикам широкий круг услуг (консультации, проектирование, монтаж, наладка, гарантийное и постгарантийное обслуживание).
При выборе конкретных приборов необходимо учитывать, что существенной составляющей затрат на эксплуатацию приборов являются затраты на их периодическую поверку. Объем этих затрат определяется продолжительностью межповерочных интервалов, установленных для каждого прибора, и доступностью средств поверки.
Выбор оптимальных схем организации учета энергоресурсов и эксплуатации приборов является существенным фактором.
Решению этой задачи должны предшествовать мероприятия по анализу схем тепло- и водоснабжения, определению причин и источников наибольших потерь, а также обоснованных норм энергоресурсопотребления для рассматриваемого объекта.
Схемы организации учета должны разрабатываться для всех уровней потребления - тепловой район, жилой микрорайон, товарищество собственникой жилья, жилой дом, квартира. Во всех случаях следует стремиться к минимизации парка приборов учета и сокращению (унификации) их номенкратуры.
Целесообразно использовать все технические и экономические возможности для создания автоматизированных систем оперативно-диспетчерского управления учета и потребления энергоресурсов и воды с использованием современных средств коммуникации, телеметрии и компьютеризации.
Выбор схем учета энергоресурсов и воды, а также средств измерений для использования на узлах учета должен осуществляться их владельцем по согласованию с тепло-, водоснабжающими организациями.
Работы по оборудованию узлов учета необходимо выполнять соответствующим персоналом организации, имеющей их на баланке, или предприятием (фирмой), получившей в установленном порядке лицензию на право выполнения таких работ.
Обслуживание узлов учета следует осуществлять силами специализированной организации, получившей соответствующее разрешение (лицензию).
Важно привлекать к этой работе фирмы, которые кроме установки и обслуживания узлов учета обеспечивают и внебюджетное финансирование. Одной из перспективных фирм инвестиционных и обслуживающих организаций являются биллинговые компании, берущие на себя монтаж, наладку и эксплуатацию приборов учета, сбор данных для объективных расчетов с потребителем и (в некоторых случаях) сами расчеты.
Постепенно следует вести дело к тому, чтобы все указанные функции брали на себя тепло-, водоснабжающие организации.
Учет тепловой энергии и теплоносителей у потребителей в нашей стране в условиях плановой экономики практически отсутствовал вопреки известной мысли: социализм - это учет. В Москве только 3% абонентов теплосети Мосэнерго в 1991 г. имели соответствующие узлы учета. Такое положение было следствием объективного отсутствия необходимости для потребителей в постановке учета тепловой энергии и теплоносителя.
Отсутствие приборного учета вместе со стремлением к удешевлению технических решений в области теплоснабжения породили колоссальные потери тепловой энергии и теплоносителя в протяженных и сильно разветвленных городских тепловых сетях, а также низкую надежность централизованных теплоснабжающих систем. По экспертным оценкам, в настоящее время утечки теплоносителя из сетей достигают 20% транспортируемого расхода, а тепловые потери в сетях доходят до 30% отпущенной энергии.
Кроме того, следует отметить, что конструкции отопительных установой жилых зданий существующей застройки не позволяют регулировать теплоотдачу отопительных приборов. Как правило, отсутствует регулирование отопительной нагрузки на тепловых пунктах, что приводит к перерасходу тепловой энергии в домах. Значительные перерасходы воды на горячее и холодное водоснабжение также можно связать с отсутствием приборов учета. Этому способствуют и существующие до настоящего времени способы расчета с потребителями за холодную и горячую воды - на основе нормативов.
Необходимость использования приборов (средств измерений) для целей учета тепловой энергии и теплоносителей (воды и пара) определяется Законом РФ “Об энергосбережении”, в котором (статья 11) сказано: “Учет потребляемых энергетических ресурсов осуществляется в соответствии с установленными государственными стандартами и нормами точности измерений”. Регламентируя взаимоотношения между производителями, поставщиками и потребителями энергоресурсов, Гражданский Кодекс РФ (часть вторая, статья 541) предусматривает, что “количество ... энергии определяется в соответствии с данными учета о ее фактическом потреблении”, а такие данные могут быть получены лишь в результате измерения с определенной точностью.
Средствами измерений, необходимыми для учета количества воды, пара и тепла с требуемой точностью, являются счетчики воды и пара, а также теплосчетчики. Метрологические характеристики этих приборов (погрешность, диапазон измерения, межповерочный и нтервал и др.) должны быть удостоверены сертификатом Госстандарта РФ.
Счетчиком воды (водосчетчиком) или пара называется средство измерений, предназначенное для измерения (определения) количества воды или пара, прошедшего по трубопроводу, на котором установлен счетчик.
Определение количества теплоносителя может осуществляться либо непосредственно - тахометрическими водосчетчиками, либо интегрированием результатов измерения мгновенного расхода теплоносителя. Во втором случае счетчик представляет собой средство измерения, состоящее из расходомера и интегратора. Основной функцией счетчика является определение количества теплоносителя, протекшего по трубопроводу за время учета, и представление этого количества в цифровой форме. В ряде случаев нормативными документами предусматривается необходимость формирования, хранения и регистрации информации о количестве теплоносителя за определенный промежуток времени, а также в привязке к определенным датам в пределах расчетного периода. Для выполнения этих функций используются средства памяти, регистраторы, таймеры. Иногда современные счетчики имеют в своем составе устройства, обеспечивающие возможность выполнения этих и некоторых других функций (защита от несанкционированного доступа, самодиагностика, представление результата измерения в различной форме, сигнализация о превышении предельных значений параметра и т.п.), которые можно назвать дополнительными.
Теплосчетчиком называется средство измерений, предназначенное для измерения (определения, тепловой энергии.
Известно, что определение значения тепловой энергии, передаваемой теплоносителем, может быть осуществлено лишь путем косвенного измерения. Для его осуществления в общем случае необходимы результаты измерения количества теплоносителя, его температуры и давления до и после отдачи тепла. Когда в системе теплоснабжения теплоносителем является вода, то измерение давления не требуется. Эти результаты используются для обработки в тепловычислителе в соответствии с формулой, рекомендованной нормативными документами.
Для осуществления обработки результатов измерение количества теплоносителя и его параметров в составе теплосчетчика имеется вычислительное устройство, как правило, программируемое (тепловычислитель), использование которого возможно также и для выполнения целого ряда дополнительных функций.
Тепловычислителем называется средство измерений, предназначенное для определения тепловой энергии по поступающим на его вход сигналам от средств измерений параметров теплоносителя.
Таким образом, приборы, обеспечивающие все измерительные операции, необходимые для учета теплоносителей и тепловой энергии в составе узлов учета, - это счетчики воды или пара, теплосчетчики и тепловычислители.
Наряду с измерениями и обработкой результатов измерений приборами узла учета должны выполняться также и дополнительные функции, связанные с хранением и регистрацией информации о потребленных количествах теплоносителя и тепловой энергии, а также о режимах теплоснабжения. Ряд современных теплосчетчиков могут обеспечить выполнение практически всех функций по измерению, обработке, хранению и регистрации информации, которые необходимо использовать в узле учета.
В настоящее время выпускаются разнообразные счетчики воды и пара, тепловычислители и теплосчетчики. Они различаются по методу измерения, метрологическим характеристикам, цене и т.п. В этих условиях выбор средств приборного обеспечения для учета тепла и теплоносителя представляет собой непростую задачу, которая состоит в том, чтобы, во-первых, правильно выбрать метод измерения расхода (количества) теплоносителя, во-вторых, выбрать тип прибора, наиболее соответствующий условиям и возможностям заказчика.
Выбор приборов учета, контроля и регулирования следует производить на основании Каталога “Российские и зарубежные приборы коммерческого учета тепловой энергии, холодной и горячей воды, газа, электроэнергии” Госстроя России. М., 1997 г.

Счетчики тепловой энергии (теплосчетчики)
Таблица 3.17


Метод
измерения





Срок
службы


Марка
прибора
рас-хода теп-лоно-си-теля
тем-пера-туры

Метод
по-
верки
Макси-мальная темпе-ратура
тепло-
носите-
ля,

Мини-мальное давление теплоно-сителя, МПа
Диапазон измере-
ния раз-ности
темпера-
тур теп-
лоноси-теля, 0С

Пита-ние

Гарантий-
ный,
мес.

Об-щий лет

Комплект
поставки

СТ-33
ДФ
ТПС
ПР,
ИМ
180

30-150
ЭС
18
10
Преобразователь измерительный функционально-счетный ФС-35; измерительный преобразователь разности давлений “Сапфир022” или “Метран-43ДД”, комплект платиновых или медных термопреобразователей сопротивления ТС-100, стандартное сужающее устройство (диафрагма) по РД 50-213-80













СТ
ТМ
ТПС
ИМ, НТ
150
1,6
5-145
АВ
12
12
Вычислитель типа SUPERCAL-430 - 1 шт, счетчик горячей воды (крыльчатый, Ду 15---40 мм или турбинный, Ду 50---250 мм) - 1 шт; комплект платиновых термометров сопротивления типа РТ-100 или РТ-500

СТ-1
ТМ
ТПС
ИМ, НТ
180

3-145
АВ
10
12
Счетчики горячей воды типа ВСТ (основной - 1 шт и по требованию заказчика - дополнительные - 2 шт); комплект платиновых термопреобразователей сопротивления типа Pt-500 - 1 компл.; вычислитель типа SUPERCAL-431 - 1 шт

СТ-3
ТМ
ТПС
ИМ, НТ
180

3-145
АВ
10
12
Счетчики горячей воды типа ВСТ (основной - 1 шт и по требованию заказчика - дополнительные - 2 шт); комплект платиновых термопреобразователей сопротивления типа Pt-500 - 1 компл.; вычислитель типа MULTICAL-III - 1 шт

TU ЧЕТ-М
ТМ
ТПС
ИМ
150
2,5
До 150
ЭС
18
10
Тепловычислитель - 1 шт, турбинные преобразователи количества воды типа ПТФ или ПНФ, или ДТI - 2 шт; термопреобразователи сопротивления КТСПР-001 - 2 шт; термопреобразователь платиновый ТСП1088 - 1 шт

“Енха-М”
ТМ
ТПС
ПР
150

5-100
ЭС
12
10
Один или два турбинные преобразователя расхода типа ПТФ или ПНФ; один или два индуктивных преобразователя сигналов ПСИ-90; один многофункциональный вторичный прибор (тепловычис-литель) модели ИМ 2300; комплект термопреобразователей сопротивления КТСПР-001; один или два измерительных преобразователя избыточного давления в теплопроводах типа “Сапфир-22М”

СТ SUPER-CAL
ТМ
ТПС
ИМ, НТ
180
1,6
3-150
АВ
10
9
Тепловычислитель “SUPERCAL-ZZ” - 1 шт; термопреобразователи сопротивления типа Pt500 - 2 шт; счетчик горячей воды с импульсным выходом типа ETW или MТW, или WPW, или WS - 1 шт

CALMEX
ТМ
ТПС
НТ
165

3-150
АВ
18

Тепловычислитель типа CALMEX VKP - 1 ШТ; термопреобразователь сопротивления ОТS - 2 шт; счетчик горячей воды винтовой типа COSMOS WP или COSMOS WS - 1 шт; датчик импульсов REED 0,02

UEEC 001
УЗ
КПП
ИМ
150
2,5
5-150
ЭС
18
10
Ультразвуковой преобразователь расхода УПР -1 шт или пьезоэлектрические преобразователи ПЭП - 2 шт (Ду от 200 до 1000 мм); кварцевые термопреобразователи ТЧК - 2 шт; вторичный электронный блок ЭБ - 1 шт

SONOCAL
УЗ
ТПС
ПР, ИМ
160
До 40 бар
2-110
ЭС
12

Расходомер SONOFLO - до 3 шт; тепловычислитель MULTICAL II - 1 шт; первичный преобразователь температуры Рt500 - 2 шт; может входить терминальное устройство съема данных MULTITERM II - 1 шт в комплекте с программным обеспечением для персонального компьютера, модем связи, обеспечивающий работу с 30 абонентами, и сервисный блок

SONOCAL 1
УЗ
ТПС
ПР, ИМ
165
1,6
1-160
ЭС
12

Расходомер SONOFLO - до 3 шт; тепловычислитель ЕЕМ-С - 1 шт; первичный преобразователь температуры Pt500 - 2 шт; устройство сбора и передачи данных USPO - 1 шт в соответствии с заказом; устройство сбора данных MULTITERM III - 1 шт в соответствии с заказом

MULTICAL III UF
УЗ
ТПС
ИМ, ПР
150
1,6
(2,5)
3-80
АВ
12
12
Ультразвуковой преобразователь количества (расхода) воды ULTRAFLOW II, комплект из двух термопреобразователем Рt500, тепловычислитель MULTICAL III

СКU-01
УЗ
ТПС
ПР, ИМ
150
1,6
5-150
ЭС
12
8
Первичный преобразователь расхода воды - 1 шт; термпреобразователи - 2 шт; микропроцессорный блок МРВ - 1 шт

ТСЧ-2
ВХ
КПП
ПР


5-145

24



ТСЧ-1
ВХ, УЗ
ТПС
ИМ-ПР
150

5-145
ЭС
18
12
Два преобразователя расхода ДОРВ-Т, комплект из двух термопреобразователей сопротивления типа КТСПР-001, один тепловычислитель ВТ1, четыре специальных переходника для установки преобразователей расхода на теплопроводах, один пульт вывода информации ИВ1 (по заявле потребителя)

MAKLO
ВХ
ТПС
ИМ
150
1,6
5-150
ЭС
18
8
Преобразователь расхода ультразвуковой вихревой MAKLO-ПР - до 6 по заказу; комплект термометров платиновых технических разностных КТПРТ - до 5 комплектов по заказу; микропроцессорное устройство вычисления, индикации и регистрации MAKLO-УВ - 1 шт

ТАРАН-Т
ВХ
ТПС
ПР, ИМ
200
2,5
3-100
ЭС
24
10
Первичный преобразователь расхода ТАРАН-Т/ДD - от 1 до 4 шт по требованию заказчика; первичный преобразователь температуры ТАРАН-Т/Дr - 2 или 3 шт по требованию заказчика; измерительный преобразователь (контроллер) ТАРАН-Т/И - 1 шт

ТСТ-1
ЭМ
ТПС
ИМ-ПР
180

5-140
ЭС
12
12
Два электромагнитных измерительных преобразователя расхода ПИР-1, два измерительных преобразователя температуры ПИТ-180, одно вычислительное устройство ВУ-ТСТ

ТС-03(М)
ЭМ
ТПС
ИМ-ПР
150

5-149
ЭС
18
8
Один или два первичных преобразователя расхода электромагнитного типа; один тепловычислитель; два подобранных платиновых термопреобразователя сопротивления типа КТСПР-001

СТС
ЭМ
ТПС
ПР, ИМ
140
1,6
5-140
ЭС
12
12
Первичный преобразователь расхода ЭРИС-ВТ или ДРЖИ - 2 шт, термопреобразователь - 2 шт, блок контроля теплоты БКТ - 1 шт

“ТЕПЛО-1”
ЭМ
ТПС
ПР
150
1,6
5-120
ЭС
18
10
Первичные преобразователи расхода, используемые в составе расходомеров, - РОСТ-1 или ПРН - 2 шт; комплект из двух термопреобразователей сопротивления - 1 шт; датчики давления - 2 шт (по заказу); вторичный блок ТИП - 1 шт

SA-94/1
ЭМ
ТПС
ИМ-ПР
150
2,5
3-140
ЭС
18
12
Первичный измерительный преобразователь расхода теплоносителя ПРН - 1 шт; измерительно-вычислительный блок ИВБ - 1 шт; подобранная пара термопреобразователей сопротивления, защитные гильзы для установки термопреобразователей - 2 шт

SA-94/2М
ЭМ
ТПС
ИМ-ПР
150
2,5
3-140
ЭС
18
12
Два первичных преобразователя расхода ПРН, один измерительно-вычислительный блок ИВБ, два подобранных термопреобразователя сопротивления с номинальной статической характеристикой 100П или 100М, или Рt100

МТ 200 DS
ЭМ
ТПС
ПР, ИМ
180
2,5
3-160
ЭС
12
12
Электромагнитный расходомер МР или (и) МР400 - 2 шт; подобранная пара термопреобразователей Рt500/Рt100; тепловычислитель МТ 200 DS

РОСТ-5
ЭМ
ТПС
НТ, ИМ
180
5
10-150
ЭС
18
12
Микропроцессорное измерительное устройство (МИУ) - 1 шт; первичный преобразователь расхода - 1 шт; промежуточный микропроцессорный преобразователь расхода с источником питания индуктора первичного преобразователя - 1 шт; термопреобразоватери сопротивления платиновые КТСПР - 2 шт, блок управления и диалога (подключается при необходимости выполнения сервисных и тестовых операций к МИУ) - 1 шт

СТЭМ
ЭМ
ТПС
НТ, ИМ
150
2,5
10-150
ЭС
18
12
Измерительно-вычисли-тельный комплекс (тепло-вычислитель) ИВК - Молния с микропроцессорным блоком обработки результатов измерений и 16-разрядным жидкокристаллическим дисплеем - 1 шт; преобразователи расхода электромагнитные микропроцессорные РОСТ-13 - 2 шт; термометры сопротивления типа КТСПР-001 - 2 шт; измерительные преобразователи давления “Сапфир” или “Метран” (по заказу)

СПТ960К
ЭМ, УЗ, ВХ ДФ
ТПС
ПЭ
До 250
2,5

ЭС

8
От 1 до 4 преобразователей расхода; два попарно подобранных термопреобразователя сопротивления типа КТПТР-01, КТПТР-02, КТСПР-001, КТСПР 9514, ТСП-0193-012.822-012, КТСМР9514, ТСМ-0193-012.822-012

КСТ
ТМ
ТПС
ПР, НТ, ИМ
150
1,6
0,1-145
АВ
24
12
Счетчик горячей воды ВСТ - от 1 до 4 шт; первичный преобразователь температуры РТ-500 - 2 или 3 шт; вычислитель КС-96; преобразователь давления - 2 шт; блок оптоэлектронной связи; устройство вывода данных на принтер КСПРН

ДФ - диафрагма (сужающее устройство);
ТМ - тахометрический;
УЗ - ультразвуковой;
ВХ - вихревой;
ЭМ - электромагнитный;
ДФ - сужающие устройства
ТПС - термопреобразователь сопротивления;
КПП - кварцевый пъезорезонансный преобразователь;
ПР - проливной;
ИМ - имитационный;
НТ - натурный;
ПЭ - поэлементный
ЭС - от электросети;
АВ - автономное от батареек


3.2.3. Децентрализованные системы теплоснабжения
зданий и сооружений

На основании опыта развитых стран мира и ввиду серьезных недостатков, присущих централизованному теплоснабжению, в последнее время в инженерных кругах наметилась тенденция отрицания перспективности дальнейшего развития и даже сохранения в городах России мощных систем централизованного теплоснабжения. При этом многие специалисты и особенно лица, занимающие ответственные посты в структурах административного управления на федеральном и местном уровнях, основную причину низкой экономичности и надежности существующих городских систем теплоснабжения видят в их чрезмерной централизации и как путь выхода из создавшегося положения - в постепенном переходе на децентрализованные системы, в том числе с использованием прямого электрообогрева на отопление и горячее водоснабжение.
В связи с появлением на рынке большого разнообразия отопительного оборудования, в том числе малых автоматизированных котлов отечественного и зарубежного производства, а также в связи с перечисленными выше недостатками систем централизованного теплоснабжения набирает темпы строительство автономных систем. Этому способствуют их очевидные технико-экономические преимущества.

Сопоставительные данные о расходе
топливно-энергетических ресурсов
при различных видах систем теплоснабжения
Таблица 3.18

Система теплоснабжения


централизованная
автономная

Наименование показателя, отнесенного к конечному потребителю, %
районная котель-
ная
кварталь
ная котельная
домовая
котель-
ная
индивидуальный (квартирный) теплогенератор

Расход топлива, полезно используемого для отопления помещения
100
100
100
100

Расход топлива с учетом сверхнормативных потерь тепла (через ограждающие конструкции, избыточное остекление, из-за повышенной инфильтрации)
100-125
100-125
100-125
100-125

То же, с учетом потерь при распределении по системе отопления (из-за горизонтальной и вертикальной разрегулировки, отсутствия индивидуальных терморегуляторов)
105-140
105-140
105-140
100-125

То же, за счет несовершенства регулирования в центральных и мест-ных тепловых пунктах
120-160
110-150
105-140
100-125

То же, с учетом потерь тепла и утечек при транспортировке по тепловым сетям
135-180
115-160
105
100

То же, с учетом потерь на теплоисточнике с уходящими газами, расходом тепла на собственные нужды
150-230
150-190
115
115


Приведенные в таблице ориентировочные данные о расходе первичных топливно-энергетических ресурсов при централизованном и автономном теплоснабжении показывают, что автономные системы (оснащенные современными котлами, коэффициент полезного действия которых 92-95%) экономичнее централизованных систем.
Кроме того, современные автономные автоматизированные котельные не требуют при эксплуатации постоянного обслуживающего персонала (работают “на замке”), что также улучшает их экономические показатели. Высокая заводская готовность таких котельных позволяет осуществлять монтаж и пуск в эксплуатацию в течение одного месяца.
И наконец, для размещения этих котельных не требуется отвода специальных территорий. Они могут монтироваться в контейнерах на крыше, в чердачных либо подвальных помещениях, а также устанавливаться в непосредственной близости от отапливаемого здания.
Перечисленные достоинства автономных систем, появившаяся свобода выбора заказчиком источника тепловой энергии и возможности решения этой задачи с меньшими капитальными затратами в сжатые сроки при одновременном повышении надежности, экономичности и качества теплоснабжения предопределили широкое применение рассматриваемых систем, главным образом с использованием автоматизированных газовых модулей с единичной тепловой мощностью до 1,5 МВт.
Однако из изложенного не следует, что для городов и больших производственных комплексов автономные котельные будут конкурентами крупных ТЭЦ и районных котельных. Они служат их разумным дополнением. По мнению специалистов, целесообразная доля автономных котельных в городах должна составить 10-15% потенциального рынка тепловой энергии.
Область применения автономных котельных включает:
отдельные вновь строящиеся или модернизируемые здания в районах плотной застройки, охваченных централизованным теплоснабжением, где из-за ограниченной пропускной способности тепловой сети невозможно подключение к ней дополнительных потребителей, а перекладка либо прокладка новых тепловых сетей затруднена;
здания, удаленные от районов централизованного теплоснабжения;
дома малоэтажной усадебной застройки;
здания с временным подключением к передвижному автономному источнику, в том числе при аварийных ситуациях;
объекты с повышенными требованиями к режиму теплопотребления, который не может быть гарантированно обеспечен подачей тепла из тепловой сети;
вновь строящиеся объекты в районах, где наблюдается дефицит тепла основного источника.
Для теплоснабжения небольших городов и промышленных комплексов с круглогодичной технологической тепловой нагрузкой при реконструкции существующих и строительстве новых систем следует значительно раздвинуть границы совместной выработки тепловой и электрической энергии, вплоть до сооружения мини-ТЭЦ, оснащенных газовыми турбинами, турбинами с противодавлением, дизельными установками с котлами-утилизаторами. Широкое применение небольших теплофикационных установок взамен раздельной выработки тепла в котельных, а электроэнергии на конденсационных электростанциях позволит получить годовую экономию топлива, исчисляемую миллионами тонн. Необходимо отказаться от не оправдавшей себя практики строительства крупных районных котельных с единичной мощностью 200-700 МВт и более, за исключением котельных, работающих совместно с ТЭЦ в пиковом режиме.
Для целей раздельного производства тепловой и электрической энергии значительно более широкое применение должны получить системы децентрализованного теплоснабжения от местных (домовых) котельных, главным образом с использованием газовых модулей с единичной тепловой мощностью от 0,1 до 5 МВт. Эффективное решение задачи отопления и горячего водоснабжения малоквартирных зданий усадебной застройки может быть достигнуто применением двухфункциональных теплогенераторов мощностью до 30-40 кВт на газовом, жидком и твердом топливе. Благодаря отсутствию потерь при транспортировке и распределении тепловой энергии расход топлива в системах с местными теплогенераторами на 10-20% ниже, чем в системах централизованного теплоснабжения.
Значительная экономия топлива (в России и других странах СНГ не менее 40-50 млн. т у.т. в год), а также повышение качества и надежности снабжения потребителей теплом могут быть достигнуты при повсеместном внедрении интегрированных автоматизированных систем управления теплоснабжением (ИАСУТ). Основные задачи, решаемые ИАСУТ, следующие: обеспечение требуемого режима теплопотребления с минимальными затратами тепловой и электрической энергии; обеспечение устойчивой работы тепловых сетей при переменных тепловых и гидравлических режимах; доведение до минимума ущерба от нарушения снабжения теплом потребителей при авариях; автоматизация планирования текущей хозяйственной деятельности, профилактических ремонтов и учета технико-экономических показателей работы систем теплоснабжения.

3.2.3.1. Оборудование автономных систем теплоснабжения
на газовом топливе

На перспективу главным видом топлива для всех систем теплоснабжения большинства регионов России должен быть природный газ. Объясняется это тем, что, во-первых, газовая промышленность является единственной отраслью топливо-энергетического комплекса, где можно рассчитывать на рост добычи топлива в обозримой перспективе, и, во-вторых, тем, что газ - наиболее экологически чистое топливо. Поэтому основная масса отопительных приборов и установок на рынке автономных систем теплоснабжения представлена системами, использующими в качестве топлива природный газ. В таблице 3.19 приводятся данные об оборудовании, выпускаемом зарубежными фирмами, поскольку выпуск подобного оборудования отечественными предприятиями только осваивается.
Для оценки мощности отопительного оборудования следует иметь в виду, что котел мощностью 45 кВт способен отапливать большой дом площадью до 500 м2.

1. Газовые водогрейные котлы “Мини-Терм JV” компании “Теледайн Лаарс”
Таблица 3.19

Тепловая
мощность, кВт
Размеры, мм


Модель
Природ-ный газ
Пропан
Ширина
Длина
Высота
Масса,
кг

JVT/JVS-050
12,3
12,6
340
600
552
55

JVT/JVS-075
18,5
18,7
340
613
552
57

JVT/JVS-100
24,3
24,9
429
613
578
61

JVT/JVS-125
30,5
31,1
429
600
578
63

JVT/JVS-160
39,0
39,4
518
600
578
75

JVT/JVS-225
54,5
55,7
651
591
629
82


2. Чугунные отопительные котлы на газе “Dietrigaz 250 NEZ” фирмы “Де Дитрих” (Германия)

Отопительные котлы DTG 250 NEZ являются высокопроизводительными специальными чугунными отопительными котлами для сжигания газа, оборудованными двухступенчатой атмосферной горелкой со сниженным выбросом окисей азота.
Коэффициент полезного действия котла составляет 90-91% в зависимости от модели.
Таблица 3.20


Размеры, мм




Модель
Тепловая мощность, кВт

Ширина

Длина

Высота
Масса котла,
кг
Расход газа при полной нагрузке, м3/ч

250-7
70
903
1015
997
240
7,92

250-8
80,5
986
1015
997
265
9,08

250-9
92
1068
1015
997
290
10,36

250-10
103,5
1151
1015
997
315
11,63

250-11
115
1233
1065
997
360
12,94

250-12
126,5
1316
1065
997
385
14,19

250-13
138
1398
1065
997
410
15,45

250-14
149,5
1481
1065
997
435
16,7

250-15
161
1563
1065
997
460
17,95


3. Установка автономного отопления и горячего водоснабжения “MODUSAT” фирмы “ВОSСН”
(Германия)
Таблица 3.21


Размеры, мм





Модель
Тепловая мощность, кВт

Шири-на

Длина

Высо-та
Масса котла (без
воды), кг
Объем аккумулято-ра горячего водоснабжения

MODUSAT 50
15
440
440
780
47
50

MODUSAT 75
15
440
440
970
55
75

MODUSAT 150
15
440
440
1530
73
150


Газовые водонагреватели
Таблица 3.22


Размеры, мм




Модель
Тепловая мощность, кВт

Шири-на

Длина

Высо-та

Масса,
кг
Количество горячей воды, л/мин, (при температуре, 0С)

W 125 K
8,7
270
190
645
8,0
5 (35)

WR 275-1K*
7,0-19,2
360
220
680
13,0
4-11 (35)
2-5,5 (60)

WR 350-1K*
7,0-24,4
400
220
755
14,0
4-14 (35)
2-7,0 (60)

WR 400-1K*
7,0-27,9
460
220
755
16,0
4-16 (35)
2-8 (60)

WR 250-1A
7,0-17,4
400
220
755
15,5
4-10 (35)
2-5 (60)

WR 325-1A
7,0-22,4
400
220
755
16,0
4-13 (35)
2-6,5 (60)


4. Малогабаритные настенные и напольные газовые котлы
фирмы “FRISQET” (Франция)
Таблица 3.23


Размеры, мм




Модель
Тепловая мощность, кВт
Шири-на
Длина
Высота
Расход газа, м3/час
Масса,
кг

GAZ LINER
23
495
405
790
2,756
83

HYDROMOTRIX
32
550
435
810
3,810
99

То же
45
713
480
860
5,370
135

TGP (настенный)
23
495
425
940
2,650
97

То же
30
550
450
940
3,460
118

TCP (напольный)
23
550
430
1045
2,650
97

То же
30
550
430
1045
3Б460
114

HYDROCONFORT
23
825
470
1050
2,800
180

То же
30
825
470
1385
2,800
236


5. Газовые отопительные котлы с электронным зажиганием фирмы “Vaillant” (Германия)
Таблица 3.24


Размеры, мм




Модель
Тепловая мощность, кВт

Ширина

Длина

Высота
Расход газа, м3/час
Масса,
кг

Котлы VKS, VK

VKS 6-1 E
3,8-5,2
510
774
850
0,55
83

VKS 11-1 E
7,6-10,6
510
774
850
1,10
95

VKS 16-1 XE
1
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
Котлы VK-2

60-2 E
59,5
830
980
960
6,2
310

72-2 E
71,0
930
980
960
7,4
350

84-2 E
83,0
1030
980
960
8,7
390

96-2 E
95,0
1130
980
960
10,0
430

108-2 E
106,5
1230
980
960
11,1
470

120-2 E
118,5
1330
980
960
12,4
510

132-2 E
130,5
1430
980
960
13,6
555

144-2 E
142,0
1530
1040
960
14,9
605

156-2 E
154,0
1630
1040
960
16,1
655


3.2.3.2. Комбинированные системы автономного
теплоснабжения на различных видах топлива

1. Стальные водогрейные котлы на жидком и газовом
топливе фирмы “RIELLO” (Германия)
Таблица 3.25


Размеры, мм



Модель
Тепловая
мощность,
кВт

Ширина

Длина

Высота

Масса, кг

Котлы “ENNEGI”

100
75-104
1040
1065
500
222

150
118-164
1160
1135
550
265

200
171-233
1330
1200
600
336

300
203,3-300,6
1535
1300
665
512

400
239,8-363,5
1705
1415
715
693

500
340,8-482,3
1860
1510
780
827

600
415Б3-593,5
2040
1580
83-
1021

Примечание: КПД котлов - 90,8-91,3 %.

Малогабаритные котлы “Luziver”

UNIT 18
18
75
90
60
190

UNIT 24
24
75
90
69
190

UNIT 31
31
85
90
60
220

UNIT 36
36
95
90
60
250

UNIT 49
49
105
90
60
280

Примечание: КПД котлов - 94,5-95,6 %.


2. Комбинированные котлы на газе и жидком
топливе фирмы “ACV” (Бельгия)
Таблица 3.26


Размеры, мм



Модель
Тепловая
мощность,
кВт

Ширина

Длина

Высота

Масса, кг

Установки отопления и горячего водоснабжения
“HEAT MASTER”

HM 30GA 1002
36,6
542
657
1691
190

HM 45N 1240
55,4
542
625
1697
172

HM 60N 1241
63,9
542
625
1697
220

HM 100N 1242
90,1
680
767
2092
320


Комбинированные котлы “Дельта”

FB 21 HRN
21,6
540
890
1697
135

FB 26 HRN
20/30
540
881
1697
151

FB 46 HRN
35/54
540
881
1697
162

Примечание: КПД = 96,3 %.

Комбинированные котлы “СОМРАСТ”

СА 100
74-100
796
1023
1000
360

СА 150
115-140
796
1223
1023
425

СА 200
185-235
796
1523
1000
515

СА 250
291-314
890
1250
1160
710

СА 300
349-384
890
1400
1160
770

СА 350
4070442
890
1500
1160
830

СА 400
465-512
1100
1660
1365
1075

СА 500
582-640
1100
1740
1365
1185

СА 600
698-756
1200
1760
1520
1465

СА 700
814-884
1200
1840
1520
1570

СА 800
930-1012
1300
1840
1620
1570

СА 900
1047-1140
1300
2090
1620
1945

СА 1000
1163-1279
1300
2350
1620
2100

Примечания: КПД котлов - от 90,6 до 91,6 %.


3. Котлы на комбинированных видах топлива
различной мощности фирмы “BOSCH” (Германия)
Таблица 3.27


Размеры, мм




Модель
Тепловая мощ-ность, кВт
Ши-рина
Дли-на
Вы-сота
Масса, кг
Примечание

Котлы малой мощности

POLYFLAM T 35
29/40/17
866
630
1465
315
Жидк.топл./
/газ/дрова

POLYFLAM TC 35
29/40/17
866
630
1465
340
То же

TL 35 S
18/35
643
661
1386
1800


TL 35 C
18/35
643
661
1021
156


Megalithe 20 C
15/22
640
785
1020
141
Только для отопления

Megalithe 25 C
18/25
640
785
1020
147
То же

Megalithe 30 C
25/35
640
785
1020
153
-”-

Megalithe 45 C
32/45
640
1015
1020
212
-”-

Megalithe 65 C
45/65
640
1015
1120
249
-”-

Megalithe 20 S
15/22
640
785
1400
180
Для отопления и горячего водоснабжения

Megalithe 25 S
18/25
640
785
1400
193
То же

Megalithe 30 S
25/35
640
785
1400
200
-”-

Megalithe 45 S
32/45
640
1015
1400
257
-”-

Megalithe 65 S
45/65
640
1015
1500
297
-”-

Котлы средней мощности

GXM 55
64,0
740
1008
1280
310


GXM 65
75,6
740
1006
1280
312


GXM 80
93,0
740
1006
1280
315


GXM 90
104,7
740
1006
1280
375


GXM 100
116,3
740
1006
1280
378


GXM 120
139,6
740
1006
1280
380


GXM 140
162,8
740
1006
1280
462


GXM 170
197,7
740
1006
1280
466


GXM 200
232,6
740
1006
1280
470


Котлы большой мощности

GXP 250/270
291/314
890
1095
1760
710


GXP 300/330
349/384
890
1095
1910
770


GXP 350/380
407/442
890
1095
2010
830


GXP 400/440
465/512
1100
1300
2020
1075


GXP 50
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
· Низкотемпературные отопительные котлы на газе и
жидком топливе фирмы “Viessmann” (Германия)
Таблица 3.28


Размеры, мм




Модель
Тепловая мощ-ность, кВт
Ши-рина
Дли-на
Вы-сота
Масса, кг
Примечание

VitoCell
15
639
1048
1732
227


То же
18
672
1127
1750
246/256
С аккумулятором воды 130л/
/с аккумулятором воды 165 л

-”-
22
672
1768
1193
280/290
То же

-”-
27
701
1786
1291
310/320
-”-

Vitla-biferral
15
639
993
936
143
КПД котлов - 94%

То же
18
639
1072
936
159


-”-
22
667
1138
956
199


-”-
27
701
1236
973
228


-”-
33
701
1300
973
249


-”-
40
776
1315
1017
301


-”-
50
776
2454
1084
393


-”-
63
776
1568
1084
424



5. Отопительные котлы на газе и жидком топливе
фирмы “Vaillant” (Германия)
Таблица 3.29


Размеры, мм




Модель
Тепловая мощ-ность, кВт
Ши-рина
Дли-на
Вы-сота
Масса, кг
Примечание

VKO 22
16-22
600
520
965
178
Могут оснащаться аккумуляторами горячей воды

VKO 27
22-27
600
520
965
183
То же

VKO 35
27-35
600
680
965
233
-”-

VKO 42
35-42
600
680
965
240
-”-

VKO 55
42-55
600
840
965
290
-”-

VKO 70
55-70
600
1000
965
353
-”-


6. Котлы на комбинированных видах топлива, производимые
российскими фирмами на основе собственных разработок
и зарубежных аналогов

А. Модернизированные котлы фирмы “Dunkirk Radiator Corporation”(СЩА).
Организация-разработчик - 46 СантехНИИпроект, г. Москва.
1) “Молния” - водогрейные и паровые котлы на природном или сжиженном газе.
8 типоразмеров мощностью от 7,5 до 59 кВт. КПД - до 81%.
2) “Тайфун” - водогрейные котлы на жидком топливе.
8 типоразмеров мощностью от 18,5 до 58 кВт. КПД - до 86%.
3) “Прометей” - водогрейные и паровые котлы на природном газе для общественных зданий. Модульная конструкция. Обеспечивает возможность теплоснабжения крупных зданий без сооружения котельной.
28 типоразмеров мощностью от 58 до 580 кВт.

Б. Комбинированный универсальный котел малой мощности “СТАВАН-45”.
Организация-разработчик - АО “СТАВАН-М”, г.Москва.
Котел способен работать на твердом топливе (антрацит, кокс, дрова), на жидком топливе (керосин, соляр), на газообразном топливе (природный газ) и на электричестве.

Технические характеристики
Номинальная тепловая мощность. кВт:
на твердом топливе 30
на жидком (газообразном) топливе 45
при электропитании до 18
Температура воды, 0С:
контура отопления вход/выход 60/90
горячего водоснабжения вход/выход 10/45
КПД, %:
на твердом топливе 75
на жидком (газообразном) топливе 90
Масса, кг 400
Мощность котла позволяет отапливать дом до 500 м2.

В. Комбинированный бытовой аппарат АКТГВ на различных видах топлива для автономных систем теплоснабжения.
Организация-разработчик - АО “Аркон Технология”, г.Москва.
Таблица 3.30
Модель
АКТГВ-17,5
АКТГВ-29

Номинальная тепловая мощность, кВт
17,5
29,0

КПД аппарата, не менее, %:
при сжигании каменных углей
при сжигании газа
при сжигании дизтоплива

71
82
-

68
84
65

Расход топлива при номинальной мощности:
уголь, кг/ч
дрова, кг/ч
газ, м3/ч
дизтопливо, кг/ч


2,3
4,4
1,9
-


3,5
6,0
2,9
2,5

Размеры, мм:
высота
диаметр

1775
455

1730
650

Масса, не более, кг
195
260


Г. Тепловые генераторы “ЮСМАР” для отопления и горячего водоснабжения жилых домов и производственных зданий.
Организация-разработчик - фирма “НОТЕКА”, г.Жуковский Московской обл.
Основным элементом системы является генератор тепла “ЮСМАР” - новейшее запатентованное в России, Молдавии и еще в 42 странах устройство, не имеющее аналогов в мире. Это изобретение, в первую очередь, экологически чистое, экономичное, простое в исполнении и эксплуатации.
Теплогенератор “ЮСМАР” по результатам сравнительных исследований, проведенных НПО “Энергия”, имеет коэффициент преобразования энергии в 1,5-2 раза выше, чем “тэновые котлы”, вследствие чего они гораздо экономичнее.
Принцип действия приборов “ЮСМАР”, основанный на использовании внутренней энергии воды для получения тепла, позволяет отопительной системе мощностью менее 3 кВт отапливать помещение объемом до 250 м3 (ЮСМАР-1). Расход электроэнергии, потребной для поддержания комфортной температуры в помещении, теплоизоляция которого удовлетворяет требованиям СНиП, составляет 1,8 кВт-час (при температуре наружного воздуха -240С).
Установки марки “ЮСМАР” работают без сжигания топлива и являются экологически чистыми. Эффективность установок не менее 100%.
Технические характеристики
отопительных систем марки “ЮСМАР”
Таблица 3.31
“ЮСМАР”
1(ОС-1)
2(ОС-2)
3(ОС-3)
4(ОС-4)
5(ОС-5)

Мощность эл.дигателя (кВт)
2,8
5,5
11,0
45,0
65,0

Частота вращения (об/мин.)
2900
2900
2900
2900
2900

Напряжение в сети (В)
380
380
380
380
380

Обогреваемые объемы (м3)
200
450
1000
3000
5000

Температура теплоносителя (0С)
70
70
70
70
70

Теплопроизводитель-ность (ккал/час.)
3,488
6,959
11,918
57,848
77,540

Потребляемая мощность (кВт)
1,8
2,8
5,5
20
32

Масса установки с бойлером (кг)
130
150
200
450
550

Режим работы
Автомат
Автомат
Автомат
Автомат
Автомат

Цена ($)
2500
3760
5900
7800
9950


Д. Котлы отопительные бытовые стальные
Организация-поставщик - ООО “Завод КОНОРД” (г.Ростов-на-Дону)
Таблица 3.32



Габариты, мм





Ширина



Модель
Теплопро-изводи-тельность
Масса
кг

Длина
на
твердом топливе
на
газе
на
жидком топливе
Вы-сота

КС-ТГ-16
16
150
700
470
560
-
1030

КС-ГВм-16
16
178
700
-
560
-
1180

КС-ТГВм-16
16
190
700
470
560
-
1180

КС-ТГВм-20
16/20
190
700
470
560
-
1180

КС-ТГВ-31,5
31,5
281
970
650
740
-
1430

КС-ТГВ-40
31,5/40
284
970
650
740
-
1430

КС-ГВм-50
50
262
970
-
740
-
1430

КС-Г-100
100
380
1280
-
900
-
1090

КОЖВ-10-01
10
145
700
-
-
550
1180

КОЖВ-10-02
10/16
145
700
470
-
550
1180

КОЖВ-10-03
10/16
145
700
-
560
550
1180

КОЖВ-10(У)
10/16
145
700
470
560
550
1180


3.2.3.3. Системы электроотопления. Электрокотлы.
Электроводонагреватели

Использование электроэнергии для отопления и горячего водоснабжения зданий, приготовления пищи и т.п. является наиболее экологичным направлением, не создающим загрязнений как внутренней, так и наружной воздушной среды. В России использование электроэнергии для пищеприготовления - не редкость для многих населенных пунктов (электроплиты), но для горячего водоснабжения и особенно для отопления электроэнергия используется крайне резко. В промышленно развитых странах применение электроэнергии для отопления и горячего водоснабжения распространено более широко: в Германии (без восточных земель) электроэнергия используется для отопления 9% квартир, в Дании - 5% квартир и т.д. Значительно чаще электроэнергия применяется для горячего водоснабжения зданий (электроводонагреватели), а также в комбинированных системах отопления, например, с использованием тепловых насосов.
По опыту развитых стран, наиболее выгодно использование электроэнергии для отопления при 2-тарифной системе цен, с более низкими ценами на электроэнергию в ночное время. В этом случае электроэнергия используется для нагрева теплоносителя в ночное время по сниженному тарифу, а оборгев помещений в дневное время осуществляется за счет накоплений тепловой энергии.

1. Котлы отопительные электрические

Организация-поставщик - АО “МОВЭКС”, г.Москва.

А. Котлы “ELEKO” фирмы “ELBEVA” (Словакия)
Таблица 3.33

Модель
Мощность,
кВт
Обогреваемый объем, м3
Объем воды, л
Масса,
кг
Цена,
$

2.1.1.
ELEKO 8
8
200
9
23
800

2.1.2.
ELEKO 12
12
300
9
23
855

2.1.3.
ELEKO 16
16
400
9
23
914

2.1.4
ELEKO 18
18
450
9
23
975

2.1.5.
ELEKO 24
24
600
9
23
1020

2.1.6.
ELEKO 30
30
750
14
30
1120

2.1.7
ELEKO 36
36
900
14
30
1220

Примечание: Котлы мощностью до 36 кВт выпускаются только в настенном
варианте.


Б. Котлы “MORA”
Таблица 3.34

Модель
Мощность,
кВт
Обогреваемый объем, м3
Объем воды, л
Масса,
кг
Цена,
$

2.2.1.
5300,001
6
150
Прот.
47
790

2.2.2.
5300,002
9
220
Прот.
47
800

2.2.3
5300,003
12
300
Прот.
47
810

2.2.4.
5300,004
15
370
Прот.
47
840


В. Водонагреватели электрические фирмы “TATRAMAT” (Словакия)
Таблица 3.35



Модель
Объем
котла,
л
Напря-жение питания, В
Потреб-ляемая мощ-ность,
кВт
Время нагрева полного объема от 12 до 80 0С,
час
Масса
без
воды,
кг

Цена,
$

Вертикальные

4.1
ЕО 944
10
220
2
0,5
10
156

4.2.
ЕО 30J
30
220
2
1,4
25
260

4.3.
EO 30/220
30
220
1
2,8
25
290

4.4.
EO 30/380
30
3x380
2
1,4
25


4.5.
EO 50J
50
220
2
2,1
32
275

4.6.
EO 50/220
50
220
1
4,2
32
315

4.7.
EO 50/380
50
3x380
2
2,1
32


4.8.
EO 80J
80
220
2
3,5
40
300

4.9.
EO 80/220
80
220
1
7
40
335

4.10.
ЕО 80/380
80
3х380
2
3,5
40
360

4.11
ЕО 120J
120
220
2
5,4
52
325

4.12.
ЕО 120/220
120
220
1,5
7
52
360

4.13.
ЕО 120/380
120
3х380
2
5,4
52
390

4.14.
ЕО 150J
150
220
2
6,3
62
335

4.15.
ЕО 150/220
150
220
2
6,3
62
385

4.16.
ЕО 150/380
150
3х380
2
6,3
62
400

Горизонтальные

5.1.
ELOV 80
80
220
2
3,5
45
330

5.2.
ELOV 120
120
220
2
5,3
56
385

5.3.
ELOV 150
150
220
2
6,5
66
405

Комбинированные

6.1.
OVK 120
120
220
1,35
8
62
335

6.2.
OVK 150
150
220
1,75
8
74
420

Примечание: При наличии режима быстрого нагрева потребляемая мощность в этом режиме увеличивается в 1,5-3 раза по сравнению с нормальным режимом.


2. Котлы электрические “MONITRON” (США)
Таблица 3.36


Размеры, мм


Модель
Мощность, кВт
Ширина
Длина
Высота
Цена, $

ЕН-16
16
650
260
425
2513

ЕН-20
20
650
260
425
2575

ЕН-24
24
650
260
425
2630

ЕН-28
28
650
260
425
2705

ЕН-32
32
650
260
425
2867

ЕН-40
40
650
260
425
2986


3. Котлы электрические GWR фирмы “BOSCH” (Германия)
Таблица 3.37



Размеры, мм


Модель
Тепловая мощность, кВт
Объем воды в котле, л
Ширина
Длина (глубина)
Высота
Масса,
кг

GWR 5/15
5-15
8
480
325
620
34

GWR 16/30
16-30
10
480
325
620
41


4. Электрический котел CML-15 фирмы “Roca Radiadores”
(Испания)

Основные характеристики
Тепловая мощность, кВт 5-15
Максимальная рабочая температура, 0С 100
Максимальное рабочее давление, бар 3
Напряжение сети, В 220/380
Габаритные размеры, мм 420х740х220
Вес, кг 38
Стоимость комплекта 1951 дол.США.

5. Электрокотлы типа ЭВП и ЭВН

Организация-поставщик - фирма “МиМ”, г. Москва.
Таблица 3.38
Мощность котла, кВт
1,25
3
6
9
12
15
24
40
80

Площадь обогрева, м2
30
70
120
150
170
190
250
500
1000

Цена котла с пультом,
дол. США
340
942
942
942
1400
1650
3980
4700
8100


6. Накопительные водонагреватели закрытого типа
фирмы “STIEBEL ELTRON” (Германия)
Таблица 3.39



Размеры, мм


Модель
Мощность, кВт
Номин.
емкость, л
Ширина
Длина
Высота
Масса
с водой,
кг

Емкость 5-15 л настенного типа

SHU-5S
2
5
263
230
422
10,2

SHU-10S
2
10
295
275
503
18,0

SH 10S
2
10
295
275
503
18,0

SH 15S
2
15
316
295
600
26,1

Емкость 30-150 л

SH 30S
1-6
30
410
420
770
53,5

SH 50S
1-6
50
510
510
740
80,0

SH 80S
1-6
80


1050
124,0

SH 100S
1-6
100



145,0

SH 120S
1-6
120


1210
170,0

SH 150S
1-6
150


1445
212,5

SH 50A
2-3
50


740
80,0

SH 80A
2-3
80


975
124,0

SH 100A
2-3
100



145,0

SH 120A
2-3
120


1100
170,0

SH 150A
2-3
150


1280
212,0


3.2.3.4. Автоматизированные блок-модульные
крышные котельные

Крышные котельные (блочные полностью автоматизированные) могут быть использованы для отопления и горячего водоснабжения жилых, общественных и производственных зданий.
Использование крышных котельных дает возможность отказаться от строительства наружных тепловых сетей, тепловых пунктов, при этом значительно уменьшаются потери тепла, нагрузка на систему подпитки котельной, затраты, связанные с эксплуатацией и ремонтом. Монтаж котельной и ее пуск в эксплуатацию производятся в короткий срок, одновременно с завершением строительства здания.
По сравнению со строительством отдельно стоящих котельных применение крышных котельных не требует дополнительных площадей земельных участков, уменьшает опасность загрязнения окружающей среды, значительно сокращает сроки строительства и дает в целом значительный экономический эффект.
Крышная котельная может быть контейнерного типа, при этом она устанавливается на кровле здания или устанавливается на раме с последующим размещением в помещении, выполненном на кровле.
В настоящее время разработана Инструкция по проектированию крышных котельных, утвержденная Министерством строительства РФ.

Техническая характеристика крышной котельной
контейнерного типа для 120-квартирного жилого дома

Тепловая мощность котельной, кВт 1000
Количество котлов, шт 2
Тепловая мощность котла 500
Вид топлива природный газ
Расход природного газа при теплоте
сгорания 8500 ккал/н м3 , н м3/ч 110
Давление природного газа на входе в
котельную, кгс/м2 300/500
Коэффициент полезного действия котла, % 92
Температура уходящих газов, 0С 170
Содержание в уходящих газах, ppm:
NOх 37
СО 15
Установленная мощность электродвига-
телей, кВт 10
Количество контейнеров, шт 2
Габаритные размеры контейнеров, м 6х2,4х2,5
Масса контейнеров, кг:
первого без воды 4500
с водой 6500
второго без воды 4500
с водой 7500
Температура воды в отопительной системе
(максимально допустимая температура), 0С 95-70
Температура водя на горячее водоснабже-
ние, 0С 65

Работа котельной полностью автоматизирована и не требует постоянного присутствия эксплуатационного персонала. Сигналы, характеризующие работу котельной, можно вывести в ближайшую диспетчерскую.
Система авторегулирования включает в себя регулятор температуры воды на отопление, ограничитель максимальной температуры воды, экономичную схему работы котла в летнее время, логическую систему работы насосов, регулятор нагрузки для дневных и ночных условий.
Система безопасности отключает котел при погасании факела горелки, превышении максимума температуры воды и при снижении уровня воды в котле.
Система авторегулирования дает возможность экономить топливо (до 25%) и электроэнергию (до 30%).

1. Стальные водогрейные котлы для блок-модульных котельных

Организация-разработчик - НПФ “Экология-Энергетика” (г.Москва).

Технические характеристики стальных водогрейных котлов,
разработанных НПФ “Экология-Энергетика”
Таблица 3.40
Наименование
показателя
ЭЭ-0,25
ЭЭ-0,5
ЭЭ-0,63
ЭЭ-1,0
ЭЭ-1,6
ЭЭ2,5
ЭЭ-4,0

Номинальная теплопроизводительность, МВт
0,25
0,5
0,63
1,0
1,6
2,5
4,0

КПД, не менее, %
91,3
91,0
91,0
92,0
91,5
92,0
92,0

Максимальная температура воды, 0С, не более
115
115
115
115
115
115
115

Расход газа при Qн.р. = 8000 ккал/м3
30
60
70
120
210
290
470

Габаритные размеры котла без горелки, мм:
длина
ширина
высота


2700
900
1100


2700
900
1100


3200
1100
1800


3350
1300
1850


3350
2200
2600


3850
2200
2600


4000
2600
3000

Масса котла, кг
1100
1200
1600
1800
2200
5200
12100

Отапливаемый объем, тыс. м3
7,0
14,0
17,5
28,0
45,0
70,0
112,0

Комплект поставки
В комплект поставки котлов включается: металлоконструкция котла, горелка с автоматикой. Возможна поставка котлов без горелок и средств автоматики.

Цена комплекта в долларах США
5100
6400
8600
10100
13700
1660
26500



2. Блок-модульные котельные на основе котлов “КВА-0,25” и “КВА-0,5-ЭЭ”

Организация-разработчик - НПФ “Экология-Энергетика”.
Таблица 3.41
Наименование
показателей
БМК-0,5-
-ЭЭ-2
БМК-0,75-
-ЭЭ-3
БМК-1,0-
-ЭЭ-4
БМК-1,0-
-ЭЭ-2
БМК-1,5-
-ЭЭ-3
БМК-2,0-
-ЭЭ-4

Номинальная теплопроизводительность, МВт (Гкал/час)
0,5 (0,43)
0,75 (0,645)
1 (0,86
1 (0,86)
1,5 (1,29)
2 (1,72)

Тип котла и количество, шт
КВа-0,25-ЭЭ
2
КВа-0,25-ЭЭ
3
КВа-0,25-ЭЭ
4
КВа-0,5-ЭЭ
2
КВа-0,5-ЭЭ
3
КВа-0,5-ЭЭ
4

Максимальная температура воды, 0С
До 115
До 115
До 115
До 115
До 115
До 115

Вид топлива
Газ природный ГОСТ 5542-87 Печное бытовое ТУ 38 101656-76

Расход природного газа при теплоте сгорания 36 МДж/с, м3/ч
60
90
120
120
180
240

Расход печного топлива, л/ч
50
75
100
100
150
210

Присоединительное давление газа, не более, МПа
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6

Отапливаемая площадь, м2
4000
6000
8000
8000
12000
16000

КПД, не менее, %
90
90
90
90
90
90

Габаритные размеры, мм:
длина, не более
ширина, не более
высота. не более
ширина с бытовым блоком, не более

6800
6400
3500
9600

6800
6400
3500
9600

6800
6400
3500
9600

6800
6400
3500
9600

6800
6400
3500
9600

6800
6400
3500
9600

Масса, кг (без бытового блока)
17000
18500
20000
18000
19500
21000


3. Автоматизированные контейнерные котельные
на базе котлов фирмы “Фултон” (США)

Организация-поставщик - ЗАО “Гранд-Отэкс” г.Москва).
Таблица 3.42
Мощность, Мвт, (паро-производитель-ность, т/час)
Количество
и тип
котлов

Топливо
Размер
контей-
нера
(футы)
Ориентировочная стоимость с НДС (без дымовой трубы), $ США

0,25 (0,4)
2 PHW 500
Газ
20
48

0,5 (0,8)
2 PHW 1000
Газ
20
59

0,75 (1,15)
3 PHW 1000
Газ
20
89

2 (1,56)
4 PHW 1000
либо
2 беструбных
Газ/солярк
20
120

1,5 (2,3)
3 беструбных
Газ/солярка
40
170

2 (3,1)
4 беструбных
Газ/солярка
40
230


4. Котельная водогрейная автоматизированная
модульная (КВАМ)

Организация-разработчик - ООО “Фирма ЭНЕРГОПРОГРЕСС” г.Москва
КВАМ предназначена:
для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий, поселков, производственных предприятий;
как источник временного теплоснабжения объектов строительства;
в качестве крышных котельных (до 1,5 МВт).
КВАМ поставляется на объект в виде транспортабельных модулей размером 7х3,2х3,5 м высокой заводской готовности, а для котельных до 1 МВт - 100% готовности.
КВАМ изготавливается на основе котлов серии КВа-ЭЭ (НПФ “Экология и энергетика”) с автоматизированными горелочными устройствами импортного производства и самого современного отечественного и импортного оборудования и арматуры.
КВАМ работает на газообразном или жидком топливе.
Таблица 3.43
Тип
котельной
Количество
и марка
котлов
Производи-
тельность
котельной, МВт/Гкал/ч
Кол-во
модулей
Стоимость, млн.руб.,
(с НДС на 1.01.97г.)

КВАМ-0,5
2 КВа-0,25
0,5 / 0,43
1
450

КВАМ-1,0
2 КВа-0,5
1,0 / 0,86
1
600

КВАМ-2,0
2 КВа-1,0
2,0 / 1,72
2
800

КВАМ-3,2
2 КВа-1,6
3,2 / 2,75
3
1100

КВАМ-5,0
2 КВа-2,5
5,0 / 4,3
3
1400


5. Автономные системы отопления на базе газовых модульных котельных

Организация-поставщик - АО “МОВЭКС” г.Москва.

Газовая котельная установка, состоящая из модульных элементов, предназначена для центрального отопления и горячего водоснабжения многоквартирных домов, школ, коммунальных и промышленных сооружений.
Вариацией сборки модулей достигаются разные тепловые мощности.

Модульные котельные “FEGTHERM”
Таблица 3.44

Модель

Модули
Мощность/
/суммарная мощность, кВ
Мак./мин. рабочее давление, атм
Расход
газа,
м3/ч
Вес,
кг
Габариты,
мм
Горячее
водоснабже-ние, л/мин

Фег-
Вестал
AF 105 - отопительный модуль
120/1200
6/1
14,3
128
2160х710х500
-

То же
МК - модуль для горячего водоснабжения
-
6/1
-
340
1950х1005х355
120/240

-”-
AR/АРТ - модуль регулятор
-
16/1
-
250
1950х1005х355
-

-”-
АТС/АТСТ - модуль контроля постоянства температуры отопит.воды
-
16/1
-
170
1950х1005х355
-

Мини-
Вестал
AF-70 - отопительный модуль
72/288
6/1
~9+10
116
1800х710х500
-

То же
ММК - модуль для горячего водоснабжения
-
10/1
-
188
1800х710х500
60

-”-
МР - модуль регулировки отопления
-
-
-

1800х355х500
-

-”-
МТС - модуль постоянной температуры
-
-
-

1800х355х500
-

-”-
MS - модуль обслуживания
-
Давление продувки аварийного клапана
2,5 атм
-
75
1800х355х500
-


3.3. Экономия воды в системах водоснабжения

Счетчики холодной и горячей воды
Таблица 3.45





Диапазон измерения
расхода жидкости
Срок службы


Наиме-нование прибора
Метод измере-ния
расхода жидкости
Метод повер-ки
Макси-мальное давление воды, МПа
Макси-мальная темпера-тура
воды, 0С
Услов. диа-метр,
мм
Min
м3/час
Max
м3/час
Гаран-тий-
ный,
мес.
Об-щий, лет

Комплект поставки

МТК
ТМ
НТ
1,6
40
20
25
32
40
0,05
0,07
0,12
0,20
5
7
12
20
18
12
Счетчик холодной воды МТК крыльчатый многоструйный с диаметром условного прохода Ду 20, 25, 32, 40 мм

МТW (МТН)
ТМ
НТ
1,6
90 (150)
20
25
32
40
0,05
0,07
0,12
0,2
5
7
12
20
18
12
Счетчик горячей воды MTW (МТН) крыльчатый многоструйный с диаметром условного прохода Ду 20, 24, 32, 40 мм

EEM-VS


EEM-VM
ТМ


-”-
НТ


-”-
1,6


2,5
120


-”-
15
15
20
15/20
15/20
20
25
25
40
0,012
0,03
0,05
0,025
0,03
0,05
0,065
0,09
0,16
1,2
3,0
5,0
2,0
3,0
5,0
7,0
12
20
12


-”-
12


-”-
Счетчик холодной воды ЕЕМ-VS крыльчатый одноструйный и ЕЕМ-VM крыльчатый многоструйный

ETW (ETH)
ТМ
НТ
1,6
90
(150)
15
20
0,03
0,05
3,00
5,00
18
12
Счетчик горячей воды ETW (ЕТН) крыльчатый с диаметром условного прохода Ду 15, 20 мм

ЕТК
ТМ
НТ
1,6
40
15
20
0,03
0,05
3,00
5,00
18
12
Счетчик холодной воды ЕТК крыльчатый с диаметром условного прохода Ду 15, 20 мм

ВСХ
(ВСХг)
ТМ
НТ
1,6
50
15
20
25
32
40
50
65
80
100
125
150
200
250
0,03
0,05
0,14
0,24
0,3
1,5
1,5
1,9
2,5
5,5
5,5
12
20
3
5
7
12
20
40
70
110
180
250
350
650
1200
12

12
счетчик холодной воды ВСХ крыльчатый с диаметром условного прохода Ду 15...40 мм или ВСХг турбинный с Ду 50...250 мм

ВСГ
ТМ
НТ
1,6
150 для счетчи-ков с Ду 25...250 и 90 - для прибо-ров с Ду 15 и 20
15
20
25
32
40
50
65
80
100
125
150
200
250
0,03
0,05
0,14
0,24
0,3
1,5
1,5
1,9
2,5
5,5
5,5
12
20
3
5
7
12
20
40
70
110
180
250
350
650
1200
12
12
Счетчик горячей воды ВСГ крыльчатый с диаметром условного прохода Ду 15...40 мм или турбинный с Ду 50...250 мм

Примечание: ТМ - тахометрический, НТ - натурный.


Расходомеры - счетчики воды
Таблица 3.46







Срок службы


Наиме-нование прибора
Метод измере-ния
расхода жидкости
Метод повер-ки
Макси-мальное давление воды, МПа
Макси-мальная темпера-тура
воды, 0С
Условный диаметр первичных преобразователей расхода Ду, мм
Пита-ние
Гаран-тий-
ный,
мес.
Об-щий, лет

Комплект поставки

ТМР
ТМ
НТ
34,5
400
От 75 до 2000
АВ
2
12
Первичный преобразователь расхода - 1 шт. и вторичный электронный блок - 1 шт. (по заказу), преобразователь давления типа РП - 1 шт. (по заказу), преобразователь температуры типа ТЕМ - 1 шт (по заказу)

UFM 001
УЗ
ИМ
2,5
150
От 50 до 1000
ЭС
18
10
Ультразвуковой преобразователь расхода УПР - 1 шт. или пьезоэлектрические преобразователи ПЭП - 2 шт.; вторичный электронный блок ЭБ - 1 шт.

УЗРС “Минск”
УЗ
ПР, ИМ
2,5
150
От 50 до 1400
ЭС
12
8
Один электронный блок (вычислитель), два первичных преобразователя, два кабеля связи, один счетчик времени СИ 206-1

Днепр-7
УЗ
ПР, ИМ

150
От 20 до 1000
ЭС
12
8
Два ультразвуковых преобразователя, прикрепляемых снаружи к действующему трубопроводу, с соединенным кабелем длиной до 5 м, процессорный блок, блок питания с отсчетным устройством

УЗС-1
УЗ
ПР, ИМ
!:
150
От 15 до 2400
ЭС
12
8
Измерительный участок ИУ - 1 шт. или преобразователь пьезоэлектрический - 2 шт. (в зависимости от варианта комплектации); блок электронного преобразования ЭП

ДРК-С
УЗ
ИМ
2,5
150
От 25 до 4200
ЭС
18
8
Первичный преобразователь расхода ПП (исполнение: беструбные ПП для трубопроводов с Ду от 80 до 200 и более и трубные ПП для трубопроводов с Ду от 32 до 400) - 1 шт.; электронный преобразователь ЭП - 1 шт

СВА
ВХ
БП
1,6
150
От 25 до 1000
ЭС
18
8
Первичный преобразователь расхода и электронный блок

V-Bar
ВХ
НТ
15,2
260
От 75 до 2000
АВ
24
12
Первичный преобразователь расхода - 1 шт. и вторичный электронный блок - 1 шт., вычислитель типа FP-93 - 1 шт. (по заказу), преобразователь давления типа РТ - 1 шт. (по заказу), преобразователь температуры типа ТЭМ - 1 шт. (по заказу)

PhD
ВХ
НТ
10,2
400
От 25 до 300
АВ
24
12
Первичный преобразователь расхода - 1 шт.; вторичный электронный блок - 1 шт.; вычислитель типа FP-93 - 1 шт. (по заказу); преобразователь давления тира РТ - 1 шт. (по заказу); преобразователь температуры типа ТЕМ - 1 шт. (по заказу)

Примечание: ТМ - тахометрический; УЗ - ультразвуковой; НТ - натурный; ИМ - имитационный; ПР - проливной;
ВХ - вихревой; БП - беспроливной.


3.4. Использование нетрадиционных и возобновляемых
источников энергии (НВИЭ)
в жилищно-коммунальном хозяйстве

3.4.1. Основные направления использования НВИЭ

В последние годы в нашей стране и за рубежом идет активный поиск технологий использования нетрадиционных источников энергии. Это связано с ростом электропотребления, ограниченностью запасов и удорожанием органического и ядерного топлива, ужесточением экологических требований. Особый интерес проявляется к возобновляемым энергоресурсам - энергии солнца, ветра, низкопотенциальных водных источников, океана, тепла Земли, биомассы, к созданию эффективных преобразователей этой энергии в электрическую, тепловую и механическую и оптимальных схем ее использования.
Вовлечение нетрадиционных возобновляемых источников энергии (ВНИЭ) в системы энергоснабжения существенно осложняется их непостоянством, ограниченным периодом действия в течение года, сильной зависимостью от места расположения, времени года и суток, климатических условий.
Вместе с тем потенциальные возможности использования НВИЭ практически неограниченны, хотя для ощутимой утилизации нетрадиционных энергоресурсов нужны принципиально новые (на первых порах наверняка весьма сложные) технологии и дорогостоящее оборудование, материалы с неизвестными ранее свойствами и т.д.
Наибольшим энергетическим потенциалом обладает солнечная энергия.
В перспективных для использования солнечной энергии регионах нашей страны суммарная годовая солнечная радиация составляет 1000-2500 кВт(ч/м3 при продолжительности солнечного сияния 2000-3000 ч в год. К указанным регионам следует отнести южные районы РСФСР, Молдову. Мощность солнечных электростанций, которые в ближайшие 15-20 лет реально могут быть там возведены, оценивается в 3-5 тыс. МВт.
Годовой ветроэнергетический потенциал над территорией России чуть ли не в 2000 раз превышает сегодняшний объем производства электрэнергии. При этом около 80 % его сосредоточено на 60 % территории страны в зонах, где скорость ветра превышает 5-7 м/с. К таким зонам можно причислить прежде всего открытые побережья морей Тихого и Северного Ледовитого океанов, внутренних морей, отдельных озер и водохранилищ, а также высокогорные перевалы, отдельные возвышенности и горы (отметим, что это все - районы, где, как правило трудно решаются вопросы энергоснабжения.
По оценкам зарубежных экспертов, доля НВИЭ в производстве энергоресурсов в 2000 г. составит в ФРГ, Италии, Франции 5-10 %, в США и Японии - 10 %, в Австралии - 15 %.
В нашей стране процесс развития нетрадиционной энергетики находится на начальном этапе, и вклад НВИЭ в энергобаланс пока незначителен.
Удельная мощность НВИЭ (средние значения)
Таблица 3.47
Источник энергии
Мощность, Вт/м2
Примечание

Солнце
250
1350
(До 1000) на поверхности Земли
На границе с атмосферой

Ветер
1500-5000
При скорости 8-12 м/с, времени действия 4000 ч/год. Может быть больше в зависимости от скорости ветра

Геотермальное тепло
0,06


Ветровые океанические волны
3000 Вт/пог.м
Может быть 10 000 Вт/пог.м и больше в зависимости от высоты волны


Классификация принципов, способов
преобразования ВИЭ
Таблица 3.48
Принцип
Способ
Конструктивное решение

Солнечная энергетика

Солнечные теплоэнергетиче-ские установки
СЭС башенного типа (для работы в энергосистемах




СЭС модульного типа (для автономного энергоснабжения)
Автономные СЭС
СЭС при совместной работе с ГЭС, ГАЭС, ВАЭС или ГеоТЭС
Комбинированные солнечно-топливные электростанции (СТЭС)

СТЭС с внутрицикловой термохимической переработкой топлива
С параболическим концентратором и высокой температурой рабочего тела (до 5000С)
С параболическим концентратором и средней температурой рабочего тела
С плоскими солнечными коллекторами и низкокипящими рабочими телами

Системы солнечного теплоснабжения
Система пассивного солнечного обогрева

Активные с простейшими солнечными коллекторами


С усовершенствованными солнечными коллекторами









Для хладоснабжения и кондиционирования воздуха



С солнечными воздухоподогревателя-ми



Для сезонного горячего водоснабжения
Для обогрева плавательных бассейнов

Для отопления и круглогодичного водоснабжения (комбинированные солнечно-топливные)
С суточным аккумулированием и электрообогревом в ночные часы
С суточным или недельным аккумулированием и теплонасосными установками
С сезонным аккумулированием
В сочетании с солнечными прудами

Адсорбционные холодильные установки
Комбинированные установки для производства тепла в зимнее время и холода в летнее

Для отопления зданий и сооружений в сочетании с пассивным обогревом
Для сушки сельскохозяйственных продуктов и технологического сырья

Наземные солнечные электростанции с фотоэлектрическими преобразователями
Для электроснабжения автономных потребителей
Источники энергопитания для микроэлектронной аппаратуры
Низковольтные энергоисточники для питания радионавигационной аппаратуры
Стационарное автономное энергоснабжение

Рациональное использование солнечной энергии без ее преобразования
Эффективные архитектурно-планиро-вочные решения
Переход на летнее время
Внедрение щелевых световодов
Внедрение волокно-оптических световодов


Ветроэнергетика


Ветроагрегаты (ВА) для снабжения автономных потребителей
Малые ВА с горизонтальной осью



С вертикальной осью
Горизонтальная ось параллельна направлению ветрового потока
Горизонтальная ось перпендикулярна направлению ветрового потока

Крупные ветроагрегаты для ВЭС, работаю-щих в энергосистемах
С горизонтальной осью
С вертикальной осью и горизонтальными лопастями
С вертикальной осью и вертикальными лопастями


Геотермальная энергия

Геотермальные электростанции (ГеоТЭС)
Парогидротермаль-ные ГеоТЭС
Годротермальные ГеоТЭС
Петрогеотермальные ТЭС
ГеоТЭС с низкокипящими рабочими телами
Комбинированные ГеоТЭС с ПЦС
Комбинированные солнечно-геотер-мальные ТЭС с ПЦС


Энергия биомассы

Энергетическое сырье для ТЭС на основе сухой биомассы
Сжигание в специальных топливных установках
Газификация и создание газогенераторов
Гидролиз и дистилляция
Пиролиз


Энергетическое сырье на основе влажной биомассы
Брикетирование прессованием коры, щепы и отходов древесины
Анаэробное сбраживание
Сбраживание и дистилляция


Энергетическое сырье на основе органических отходов
Сжигание городского мусора
Анаэробное сбраживание отходов животноводства


Энергетика малых водотоков

Мини-ГЭС, создаваемые на основе традиционных схем использования водной энергии
Русловые
Деривационные


Микро-ГЭС
Гирляндные
Рукавные
Подвесные



3.4.2. Использование солнечной энергии
в системах теплоснабжения

Для обогрева жилых зданий солнечная энергия использовалась еще в Древней Греции и Риме. Древние строители хорошо использовали прекрасные аккумулирующие свойства массивных наружных стен и оснований зданий: в Средней Азии и странах Ближнего Востока - мощных глинобитных стен, в Закавказье - массивов каменной кладки. Эти массивы прекрасно аккумулировали избыточное тепло в дневное время и постепенно отдавали его в помещение ночью.
Необходимость решения проблем энергосбережения в жилищно-коммунальном хозяйстве способствовала многочисленным научным и инженерным разработкам по использованию солнечной энергии в системах теплоснабжения зданий.
В соответствии с наиболее распространенной классификацией системы солнечного энергообеспечения можно разделить на две основные группы:
1) пассивные (биоклиматические), в которых накопление энергии осуществляется с помощью элементов самого здания, спроектированных особым образом;
2) активные, в которых преобразование солнечной энергии в тепло происходит с помощью специального гелиотехнического и инженерного оборудования (солнечные коллекторы, теплообменники, насосы и т.д.).
Возможно также использование комбинированных схем, в которых пассивные системы используются совместно с активными, а также иными методами получения тепловой энергии.

3.4.2.1. Системы пассивного отопления
жилых зданий

Одно из основных направлений использования солнечной энергии - применение систем “пассивного отопления” жилых зданий. В отличие от активных солнечных отопительных систем, в которых теплоноситель перекачивается насосом, “пассивные отопительные солнечные системы” рассчитаны на аккумулирование солнечного тепла в массивных конструкциях зданий естественным образом - через окна, обращенные на юг. Метод этот довольно прост и, как показывает практика, весьма эффективен. Даже в условиях такой страны, как Канада, экономия энергии, идущей на отопление жилых зданий, составляет 25-30 %, а более совершенные системы пассивного солнечного отопления позволят, как считают специалисты, добиться экономии до 50 %.
На сегодняшний день в системах пассивного солнечного отопления используют три основных метода.
Первый самый простой и дешевый метод - “прямого солнечного нагревания”. В этом случае через большие оконные проемы с двойным или тройным остеклением солнечные лучи нагревают стены и пол помещения (цвет их не имеет большого значения). Здесь требуется только большая по площади и хорошо загерметизированная стеклянная поверхность окна. Во избежание “солнечного дискомфорта” лучи солнца с помощью специальных жалюзи могут быть направлены в потолок. Однако этот метод имеет недостатки: дневной перегрев помещений, порча солнечными лучами мебели и других предметов домашнего обихода.
Второй метод - “метод остекленной массивной стены”. Наиболее часто применяются так называемые коллекторно-аккумулирующие стенки, представляющие собой южную стену сооружения, зачерненную и остекленную в 1-3 слоя. Функция коллекторно-аккумулирующей стенки - накопить солнечное тепло в дневное время, сдвинуть и растянуть во времени максимальное его поступление в помещение на наиболее холодное время суток. Для дома с коллекторно-аккумулирующей стенкой площадью 30 м2 и с отапливаемой площадью 72 м2 производительность пассивной системы за отопительный период для средней полосы России составляет около 20 ГДж, что обеспечивает экономию 1,36 т условного топлива (при КПД замещаемого индивидуального отопительного устройства 0,5). Однако количество получаемой при этом энергии меньше, чем при первом методе. К тому же небольшие оконные проемы несколько затемняют интерьеры помещений.
Третий метод - “метод присоединенного солнечного пространства”. В этом случае с южной стороны дома устраивается пристройка-солярий или пристройка-оранжерея со сплошным остеклением. Она выполняет роль аккумулятора солнечного тепла, передачу которого в жилые помещения можно регулировать, открывая в нее двери. С точки зрения проектирования этот способ наиболее привлекателем: дом может иметь произвольную ориентацию, интерьер обогащается зимним садом. Весьма эффективен этот способ и в тепловом отношении. Хотя при этом и увеличиваются расходы на возведение пристройки и остекление, они довольно быстро окупаются за счет экономии топлива.
Результаты исследований, проведенных специалистами, позволяют сделать следующие выводы.
“Метод прямого солнечного нагревания” не всегда применим для жилых и административных зданий, здесь нельзя допускать перегрев помещений. “Метод остекленной массивной стены” более предпочтителен - особенно в тех случаях, когда с южной стороны здания проходит оживленная городская магистраль. В этом случае массивная наружная стена одновременно выполняет и шумозащитную функцию.
Наиболее перспективным представляется “метод присоединенного солнечного пространства”. В городских жилых зданиях такой метод особенно ценен, так как горожане получают помещение для зимнего сада, выращивания комнатных растений, цветов и ранних овощей. Центральное отопление, оборудованное регулирующими устройствами, в солнечные зимние дни может полностью отключаться. Уже в начале марта в таких помещениях можно принимать солнечные ванны.
В зарубежных странах, южных и северных, системы солнечного теплоснабжения получили значительное распространение. Экономические возможности таких стран, как Швеция или Дания, позволяют использовать сложные комбинированные системы (в основном в сочетании с плоскими коллекторами, вмонтированными в кровлю здания). Такая система конкурентоспособна по сравнению с традиционным отоплением, использующим жидкое топливо. Эти системы обеспечивают 40-50 % отопительной нагрузки. В США широко применяются как чисто пассивные, так и комбинированные системы по всей территории страны, включая Аляску.
В условиях средней полосы России целесообразно повсеместно использовать утепление и остекление лоджий в многоэтажных зданиях на южном фасаде, что в сочетании с системами поквартирного терморегулирования способно обеспечить значительную экономию тепла.

3.4.2.2. Системы активного солнечного отопления
и горячего водоснабжения

Активными системами называются системы солнечного энергоснабжения зданий, характерной чертой которых является организованное движение жидкого или газообразного теплоносителя между гелиоприемником (коллектором), аккумулятором и потребителем.
Солнечные термические системы представляют собой нагревательные системы, состоящие из эффективных коллекторов, насосного блока, контроллера и накопителя. При этом для работы коллектора совсем не требуется яркое солнце, он может нагреть теплоноситель и зимой, и в облачную погоду. Приготовленная горячая вода может быть использована для отопления душа, для подогрева воды в бассейнах. Площадь современного коллектора составляет 2,5 м2, вес от 30 до 60 кг. Однако при необходимости возможно соединение нескольких модулей-коллекторов.
Обычно коллектор устанавливают на крышу дома под углом 40-500. Наилучшее место для установки - южные скаты крыши, при этом коллектор не должен загораживаться деревьями и соседними домами. Материал и конструкция кровли не имеют никакого значения. Современные наборы крепежной и установочной арматуры позволяют быстро и просто установить аппаратуру и не нарушить внешний вид здания.
В непосредственной близости от коллектора, на чердаке, целесообразно установить накопители, необходимые для того, чтобы компенсировать дисбаланс между солнечной активностью и расходом горячей воды. Конкретный объем накопителя зависит от площади коллектора и от объема потребляемой воды. Тепловая солнечная нагревательная система для небольшого дома может состоять из 3-4 коллекторов и накопителя емкостью от 300 до 700 л. Минимальная площадь для установки накопителя 60х60 см, причем конфигурация накопителя может быть различной, изготовленной специально для узких помещений. Коллекторы соединяются с накопителями через теплообменники, коллекторный контур выполняется из меди и заполняется специальной незамерзающей жидкостью, которую не надо сливать при отрицательных температурах и которая всегда находится в постоянной готовности к работе, как летом, так и зимой.
Работа насосного блока регулируется контроллером, измеряющим температуру в коллекторе и накопителе. Как только возникает возможность снимать тепло из коллектора, контроллер включает насосный блок, установленный в непосредственной близости от накопителя.
Хорошо рассчитанная солнечная термическая система обеспечивает половину потребности в отоплении зимой, а в летнее время дает столько теплой воды, сколько необходимо для бытовых нужд. Следует отметить, что солнечные нагревательные системы легко совмещаются с любыми другими системами отопления и позволяют существенным образом экономить энергоресурсы.
В настоящее время и в ближайшей перспективе использование солнечной энергии наиболее предпочтительно для следующих целей:
горячее водоснабжение и отопление одно- и многоэтажных жилых домов, а также зданий общественно-бытового назначения (столовые, гостиницы, детские сады, больницы и др.);
непосредственный подогрев воды в бассейных (плавательных, бальнеологических);
подогрев воды для смесительных батарей кемпингов, туристических баз и т.д.;
подогрев и опреснение воды для нужд сельского хозяйства и промышленности;
обогрев теплиц и поддержание соответствующего микроклимата на животноводческих фермах, птицефабриках и др.;
сушка зерна, кормов, других сельскохозяйственных продуктов, керамических изделий, изделий деревообрабатывающей промышленности и т.д.;
кондиционирование воздуха, охлаждение сельскохозяйственных продуктов, выработка льда для искусственных катков и т.п. с использованием специальных холодильных модулей.
Развитие гелиоэнергетики в странах - членах СНГ осуществляется преимущественно путем создания различного типа коллекторов - концентраторов солнечной энергии. Гелиоустановки используются либо автономно, либо в комбинации с другими источниками энергии и оснащаются, как правило, системами автоматического регулирования, а в ряде случаев и аккумулирования тепла. Применяемые в настоящее время коллекторы позволяют ежегодно экономить в среднем 50-150 кг топлива на 1 м2 площади коллектора.
В области применения солнечной энергии Россия существенно отстает от развитых стран. Так, в 1990 году общая площадь используемых солнечных коллекторов в СССР составляла всего около 100 тыс. м2 , в то время как в США - около 10 миллионов м2 (в 100 раз больше).
С распадом СССР положение дел в этой отрасли еще более ухудшиось, т.к. значительные мощности по выпуску солнечных коллекторов остались за рубежом (в Азербайджане, Узбекистане, Грузии). В России осталось всего одно специализированное предприятие по выпуску солнечных коллекторов - Братский завод отопительного оборудования (ПО “Сибтепломаш”). Однако качество выпускаемой этим предприятием продукции далеко не соответствовало уровню аналогичной продукции развитых стран.
Солнечные коллекторы Братского завода отличались значительной массой (до 50 кг/м2), высокой металлоемкостью, низкими эксплуатационными качествами, плохой коррозионной стойкостью.
Однако в последние годы в России разработаны конструкции солнечных коллекторов нового поколения, не уступающие лучшим мировым образцам. К таким коллекторам, в частности, относится коллектор “БЭТ-1”, разработанный научно-технической фирмой “Бион-Энерготерм” (НТФ “БЭТ”) и ОКБ-1 ЭНИН им. Г.М.Кржижановского.

Техническая характеристика
Материал теплоприемной Алюминиевый Нержав. Титан
камеры сплав сталь
Коэффициент 0,92 0,94 0,94
поглощения, А
Производительность на 100 100 100
1 м2 площади коллектора,
л/лень
Температура нагрева 60 60 60
воды, 0С
Рабочее давление, МПа 0,6 0,8 0,8
Масса, кг 21-23 22 18
Габаритные размеры, мм 1900 х 960 х 90

Коллекторы аналогичного типа выпускаются рядом предприятий ВПК России.

3.4.3. Возможности использования ветроэнергетических установок

Зарубежный и отечественный опыт использования ветроэнергетических установок (ВЭУ) выявил несколько перспективных способов их использования:
1. Параллельная работа с дизельгенераторами в автономных системах электроснабжения с целью экономии моторесурсов дизелей и топлива.
2. Параллельная работа с энергосистемой с целью теплоснабжения объекта с аккумуляцией тепла на период безветрия.
3. Параллельная работа с энергосистемой с целью ликвидации дефицита электроэнергии.
Для решения проблемы энергообеспечения военных объектов и городков в отдаленных районах России наибольший интерес для нас представляет создание комбинированных энергоустановок с использованием ВЭУ.
Развитие ветроэнергетики в России существенно отстает от уровня промышленно развитых стран мира. Отставание характеризуется как мощностью серийно выпускаемых ВЭУ (до 4 кВт), так и технико-экономическими параметрами установок, далеко уступающими зарубежным аналогам. Тем не менее в последние годы наблюдается определенный сдвиг в создании ВЭУ для снабжения потребителей в отдаленных и труднодоступных местах.
Наибольший прогресс в создании автономных ВЭУ достигнут в области агрегатов малой мощности (до 10 кВт), которые могут использоваться для обеспечения отдельных зданий, ферм, станций и других подобных объектов.
Для электроснабжения и отопления жилого дома площадью до 80 м2 разработан автономный ветроэнергетический агрегат с двухлопастным быстроходным ветроколесом диаметром 8 м. Агрегат разработан в 4 вариантах с номинальной мощностью 3,0; 4,0; 5,5 и 8,0 кВт при расчетных скоростях ветра от 7 до 10 м/сек. Асинхронный генератор вырабатывает переменный ток 220 В, 50 Гц. В качестве резерва на случай безветрия используется аккумуляторная батарея емкостью до 220 А(ч и специальные теплоаккумулирующие модули. Установка обеспечивает при эксплуатации экономию до 8 т органического топлива в год. Изготавливается ПО “Моторостроитель”, серийное производство намечалось с 1993 года.
В НПО “Южное” совместно с НПО “Ветроэн” разрабатывается ветродизельная энергоустановка ВДУ-16/30. Эта установка состоит из ветроэлектрического агрегата с асинхронным генератором мощностью 30 кВт и дизель-электрической станцией мощностью 25 кВт с синхронным генератором. Установка предназначена для электроснабжения фермерских хозяйств. По предварительным расчетам, применение ВДУ-16/30 позволяет экономить до 30 т топлива в год по сравнению с чисто дизельным электроснабжением.
Там же разработан и выпущен опытной партией автономный ветроэлектрический агрегат АВЭ-100-А, работающий в последовательном режиме с дизельгенератором ДГМ-100. При том, что дизельгенератор мощностью 100 кВт расходует в год до 300 т топлива, применение комбинированной ветродизельной установки на базе АВЭ-100А позволяет экономить от 70 до 150 т дизельного топлива ежегодно в зависимости от места расположения.
Для обеспечения электрической энергией и теплом отдаленных населенных пунктов в районах с достаточным ветровым потенциалом НПП “Бриз” совместно с Уфимским авиационным институтом разработана ветродизельная станция ВДЭС-100.
В состав станции входят: ветроагрегат горизонтально-осевого типа с синхронным генератором, полноповоротными лопастями с приводом от гидросистемы, электромеханической системой ориентации по ветру;
система генерирования электроэнергии, регулирования и автоматического управления для обеспечения энергией необходимого качества различных групп потребителей;
дизельэлектростанция для работы совместно с ветроагрегатом;
коммутационное силовое оборудование.
Основные технические характеристики
Минимальная скорость ветра, м/с 4
Расчетная скорость ветра, м/с 10
Предельная рабочая скорость ветра, м/с 25
Расчетная мощность ветроагрегата, кВт 100
Коэффициент использования энергии ветра 0,48
Мощность дизель-электростанции, кВт 2х26
Напряжение, В 230/400
Частота, Гц 50
Экономия дизельного топлива, % до 70
Год выпуска установочной партии - 1994.
Акционерным обществом “Экоэн” разработан и подготовлен к серийному выпуску автономный мобильный ветроэнергетический комплекс “Жаворонок”. Он предназначен для энергоснабжения народнохозяйственных объектов временного и сезонного назначения, малых перерабатывающих, в том числе удаленных и выездных сельскохозяйственных предприятий, районов стихийных бедствий и т.д.
Отличительными особенностями комплекса являются: возможность транспортировки его любым видом транспорта, высокая степень автоматизации, минимальное время на подготовку комплекса к работе, отсутствие капитального строительства при подготовке места установки комплекса.
Основные технические характеристики
Максимальная мощность, кВт:
ветроэнергетической установки (ВЭУ) 30
автоматического дизель-агрегата (АДА) 30
при параллельной работе ВЭУ и АДА 60
Род тока:
переменный напряжением, В 380/220
постоянный мощностью 3 кВт напряжением, В 28,5
Масса ВЭК, кг:
снаряженного 15020
без топлива 13120
Габариты ВЭК в транспортном положении, м 19,192х2,438х
(контейнер типа 1А по ГОСТ 20527-82 (ИСО-1160-79) х2,438
Диаметр ветроколеса, м 15
Число лопастей, шт 3
Частота вращения ветроколеса, об/мин 80
Автономность по запасу топлива, сут. 10
Ресурс, час 30000
Время развертывания из транспортного
положения в рабочее, мин. 90
Начало серийного производства ВЭК планируется в 1995 г.
Общим недостатком рассмотренных выше автономных ВЭУ является их небольшая мощность, не превышающая 100 кВт. Поэтому, если для электроснабжения потребителя требуется большая мощность, то необходимо использовать несколько ВЭУ параллельно с ДЭС либо ориентироваться на более мощные ВЭУ, характеристики которых приведени в таблице 3.49.

Отечественные ВЭУ средней и большой мощности
Таблица 3.49

Т и п ы В Э У

Показатели
АВЭ-250
Р-250
ГП-250
Ю-500
“Радуга-1”
ВТО-1250Б

Мощность, кВт
250
250
250
500
1000
1250

Диаметр ветрового колеса, м
25
24
24
34
48
27

Расчетная скорость ветра, м/с
14,0
13,6
13,7
13,6
13,6
20

Рабочий диапазон скоростей, м/с
5-30
5-25
7-30
4-25
5-25
6-30

Буревая скорость, м/с
60
60
50
60
60
65

Число лопастей
3
3
3
3
3
3

Частота вращения ветрового колеса, об/мин
47,7
42-84
50-60
37,5
21-42
18-30

Высота по оси вращения, м
25
27,2
24
31,5
38
40

Диапазон температур, 0С
-50 ( +40
-50 ( +40
-40 ( +40
-50 ( +40
-50 ( +40
-50 ( +40

Сейсмичность, баллы
8
8
8
8
8
8

Выработка электроэнернии, млн. кВт(ч
0,5-1,0
0,6-1,2
0,6-1,2
1,0-2,0
2,6-4,9
1,4-4,8

Срок службы, лет
25
25
25
25
25
25

Масса, т
30
38
25
41
115
136

Система генерирования
ГСС-104-Э
Синхронный генератор с постоянным магнитом
Асинхронный генератор
с фазным
ротором
Асинхронная,
вариант
2х250
АСГТПЧ
Асинхронная, синхронный генератор


Характеристики трехфазного тока
400 В,
50 Гц
380 В,
50 Гц
380 В,
50 Гц
380 В,
50 Гц
6,3 кВ,
50 Гц
6,3 кВ,
50 Гц

Разработчик
НПО “Ветроэн”, “Южное”
МКБ “Радуга”
АС
“Совэна”
НПО
“Южное”
МКБ “Радуга”
НПО “Южное”,
АС “Совена”

Головной исполнитель
Павлоград-ский машиностроитель-ный завод
Смоленский авиастрои-тельный
завод
ПО
Ленподъем-трансмаш
Павлоград-ский машиностроитель-ный завод
Тушинский машино-
стротельный
завод
НПО
“Южное”

Срок изготовления головного образца
1991
1993
1992
1993
1993
1994



Технико-экономические показатели ветроэнергетических установок малой мощности
Таблица 3.50

Тип ветроагрегатов

Показатель
АВЭУ6-
-4М
“Радуга-008”
АВЭУ12-
-16
АВЭ-30
АВЭ-100

Номинальная мощность, кВт
4
8
16
18
36

Диаметр ветроколеса, м
6,6
10
12
18
31

Высота опоры, м
9
10
12
15
25

Диапазон рабочих скоростей, м/с
5-40
5-25
5-25
5-25
5-25

Рабочая скорость ветра, м/с
9
7,5
10
11
8

Масса, т
1,2
1,7
3,3
5
40

Экономия условного топлива, т/год
5,2
*
18,8
36,5
109,8

Срок начала серийного производства, год
1987

1988
1992
1992

* Годовая выработка электроэнергии:
Vср = 4 м/с не менее 26,2 тыс. кВт(ч
Vср = 6 м/с не менее 36 тыс. кВт(ч


Технико-экономические показатели ветроэнергетических водоподъемных установок
Таблица 3.51

Тип водоподъемника

Показатель
УВМ-1
УВМ-2
УВМ-3
УВМВ-4
УВЗВ-6

Высота водо-
подъемника, м
10
10-20
20
30
10-60

Номинальная производительность, м3/ч
0,8
0,25-0,5
1,0
2,0
4-8

Диаметр ветроколеса, м
2,4
2
3
4
6

Диапазон рабочих скоростей, м/с
3-40
3-40
2,5-40
4-10
5-10

Рабочая скорость ветра, м/с
8
6
6
6
7

Масса установки, кг
130
215
250
750
1300

Срок начала серийного выпуска, год
1988
1987
1988
1987
1987


В целом по странам - членам СНГ современный уровень использования ветроэнергопотенциала представляется недостаточным. Экономически и экологически приемлемыми и целесообразными уже в настоящее время и особенно в перспективе являются следующие направления использования ветровой энергии:
подъем из скважин и подача воды на сельскохозяйственные объекты и для бытовых нужд индивидуальных (или групп) потребителей, расположенных в труднодоступных местах, а также для наполнения емкостей - накопителей воды (требуемая мощность ветроустановки - 0,5-10 кВт);
отопление и горячее водоснабжение автономных объектов путем совместной работы с полупроводниковыми тепловыми насосами (5-10 кВт);
электроснабжение автономных потребителей при параллельной работе ветроустановок с аккумулятором либо резервным топливным агрегатом (5-10 кВт);
электро- или теплоснабжение автономных потребителей на основе применения ветроагрегатов в комбинации с установками, использующими другие возобновляемые источники (5-20 кВт);
катодная защита трубопроводов (нефте-, газо-, водопроводов), морских нефтепромысловых и прочих подобных сооружений (с использованием резервной мощности - аккумуляторной батареи либо топливного агрегата); мощность ветроустановки - до 5 кВт;
электрообеспечение объектов радиорелейной связи, автоматических метеостанций, навигационного оборудования и т.п. (с использованием аккумуляторной батареи); мощность ветроустановки - 1-4 кВт;
аэрация (обогащение кислородом) воды в рыбоводческих хозяйствах (10-60 кВт);
питание опреснительных установок для деминерализации соленых вод (40-100 кВт и выше);
оазисное орошение сельскохозяйственных угодий (60-100 кВт и выше);
совместная работа мощной ветроустановки с гидроаккумулирующей электростанцией в режиме аккумулирования;
выработка электроэнергии в промышленных масштабах при включении ветроустановки в энергосистему (от 500 кВт и выше);
получение водорода для энергетических нужд из воды с помощью электролизеров и установок плазмодинамического и термохимического разложения (пиролиза) природного газа (что особенно эффективно вблизи газовых месторождений); мощность ветроустановки - 3-5 тыс. кВт и выше.
Следует подчеркнуть, что использование энергии ветра особенно целесообразно в отдаленных и труднодоступных районах, где автономные потребители испытывают постоянный дефицит в органическом топливе в связи с трудностями его доставки.

3.4.4. Биоэнергетика. Утилизация отходов
жизнедеятельности

Под биоэнергетикой в современных условиях понимают использование энергии биомассы (древесного топлива, отходов сельскохозяйственного производства и т.п.) для получения электроэнергии и тепла.
В области использования энергии биомассы для решения проблемы экономии энергии в жилищно-коммунальном хозяйстве необходимо прежде всего создание, освоение производства и широкое использование биоэнергетических ресурсов для утилизации твердых и жидких отходов сельского хозяйства, лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, коммунального хозяйства городов.
При этом одновременно решаются вопросы:
уменьшения загрязнения окружающей среды (благодаря сокращению и ликвидации свалок в городах и на животноводческих фермах);
улучшения условий труда на очистных сооружениях;
использования биогаза и твердых органических отходов в качестве топлива;
получения (одновременно с биогазом) высокоэффективных минеральных удобрений.
Наиболее перспективными направлениями в биоэнергетике являются следующие:
1. Развитие сети мусоросжигательных установок (СМУ) для сжигания твердых бытовых отходов (БТО) с рекуперацией тепловой энергии вместо захоронения на полигонах.
Наиболее рациональным способом переработки ТБО является их сжигание. В мировой практике способ сжигания ТБО получил широкое распространение. Так, в ФРГ в настоящее время сжигается более 35% всех отходов, а к 2000 году планируется довести этот процент до 60-70. В США и Западной Европе действуют крупные мусоросжигательные заводы, ТЭЦ и электростанции, использующие в качестве топлива мусор. В то же время в Москве перерабатывается на предприятиях лишь 3%, остальное вывозится на свалки.
Сжигание мусора имеет существенные преимущества перед другими способами переработки. Теплотворная способность ТБО в среднем составляет 2000-2500 ккал/кг (8000-10000 кДж/кг), т.е. 4-5 т мусора эквивалентны 1 т нефти. Поэтому утилизация тепла при эксплуатации мусоросжигательных установок обеспечит значительную экономию топливно-энергетических ресурсов. Продукты сгорания мусора - шлак и зола - составляют лишь около 15% от первоначального объема мусора, значительно меньше загрязняют окружающую среду и могут быть использованы для различных целей. Серьезной проблемой при эксплуатации МСУ является загрязнение воздушного бассейна продуктами сгорания мусора, из-за чего в ряде стран запрещена эксплуатация мусоросжигательных печей без очистных устройств. Однако современные методы очистки дымовых газов (электрофильтры, скруббера Вентури, мокрые пылеуловители и т.д.) способны решить эту проблему.
По производительности все мусоросжигательные установки могут быть разделены на:
крупные - более 500 т/сутки;
средние - 100-500 т/сутки;
малые - до 100 т/сутки.
По технологии сжигания мусора МСУ могут быть:
непрерывного действия, т.е. подача мусора и удаление шлака и золы осуществляются в ходе работы;
периодического действия, когда цикл работы включает загрузку мусора, сжигание, уборку шлака и т.д.
По использованию тепловой энергии различают:
установки с рекуперацией тепла, т.е. использование тепловой энергии для получения электроэнергии, пара, горячей воды;
установки без рекуперации тепла.
Рекуперация тепла существенно снижает эксплуатационные расходы, но увеличивает капитальные затраты на строительство установки на 10-30%. Считается, что рекуперация тепла на мусоросжигательных установках обязательна при производительности установки свыше 50 тыс. т в год. Мелкие МСУ нередко выполняются без рекуперации тепла. При решении вопроса об использовании тепла МСУ необходимо иметь в виду, что максимальное поступление ТБО на установку приходится на летний период, когда потребности в тепле минимальны.
2. Использование для теплоснабжения и выработки электроэнерги биогаза (метана) коммунальных очистных сооружений.
Анаэробное метановое сбраживание детально отработано для систем очистки городских сточных вод, где оно применяется для обработки осадка сточных вод. При анаэробной ферментации осадков в метантенках очистных сооружений 1 м3 осадка выделяет 10-12 м3 биогаза.
Строительство метантенков в составе очистных сооружений производится на основе типовых проектов с железобетонными или стальными резервуарами - реакторами. Существенным недостатком типовых проектов метантенков является то, что в них, как правило, не предусматривается использование биогаза, кроме как на поддержание температурного режима самих метантенков.
В конце 80-х годов на очистных сооружениях канализации в СССР работало свыше 700 метантенков, которые вырабатывали 310 млн. м3 биогаза в год, или около 220 тыс. т у.т. Однако биогаз использовался лишь на 20-30 митантенках и в большинстве случаев либо выбрасывался в атмосферу, либо сжигался в факелах.
Анализ энергопотребления очистных сооружений канализации с метантенками показывает, что на 1000 м3 очищаемой воды расходуется около 52 кг условного топлива, и при этом бесцельно сжигается или выбрасывается в атмосферу около 53 кг условного топлива в виде метановой смеси. Таким образом, использование метана во многих случаях позволяет полностью удовлетворить потребности очистных сооружений в тепле и энергии.
Типовые биогазовые установки (БГУ), используемые в городских очистных сооружениях, включают: метантенки на основе железобетонных или стальных резервуаров, насосные станции, газгольдеры, газосборные пункты, газопроводы и т.п. Экономические показатели типовых БГУ с железобетонными и стальными резервуарами приведены в табл. 3.52.
Таблица 3.52



Выход товарного
биогаза (50%)

Метантенки
Объем
реактора, м3
Производительность по газу, м3/сут
м3/сут.
т у.т.
в год

С железобетонными резервуарами
4000
(1000х4)
6400
(1600х4)
10000
(2500х4)
16000
(4000х4)
6000

9600

15000

24000
3000

4800

7500

12000
783

1250

1960

3130

Со стальными резервуарами
4400
(1100х4)
10000
(2500х4)
20000
(5000х4)
36000
(9000х4)
6600

15000

30000

54000
3300

7500

15000

27000
1200

2740

5475

9855

Примечание: 1 - Метантенки железобетонные, типовой проект 903-2.
2 - Метантенки металлические, типовой проект 902-5-15-18.86.


Существенным недостатком действующих типовых проектов БГУ коммунального типа с метантенками является то, что они разработаны лишь для крупных очистных станций производительностью свыше 15000 м3/сут. В то же время опыт развитых стран свидетельствует, что БГУ могут эффективно использоваться и на небольших очистных станциях, обслуживающих около 1000 жителей.
Биогаз метантенков может быть использован для обеспечения собственных нужд очистных сооружений в тепловой энергии (при сжигании его в котельных), для выработки электроэнергии в газовых дизель-генераторах, для получения баллонного газа для коммунальных и бытовых потребителей при создании станций баллонного газоснабжения.
Расчеты показывают, что для типовых проектов метантенков (табл. 3.52) суточная производительность станции в 50-литровых баллонах будет составлять:

при объеме метантенков 4400 м3 - 230 баллонов,
-”- -”- -”- 10000 м3 - 525 баллонов,
-”- -”- -”- 20000 м3 - 1050 баллонов,
-”- -”- -”- 36000 м3 - 1900 баллонов.
Газовые баллоны могут быть использованы в качестве топлива для бытовых целей или для специализированного коммунального транспорта и строительно-дорожных машин.
3. Оборудование организованных свалок (полигонов) для хранения ТБО системами сбора и утилизации газа для выработки тепловой и электрической энергии.
Проблема утилизации ТБО в стране является исключительно актуальной. В городах и поселках городского типа на территории бывшего Союза ежегодно образуется 50 млн. т ТБЛ. Около 96% этих отходов вывозится на свалки и полигоны, занимающие в стране свыше 20 тыс. га земли. Чтобы очистить города от такого количества мусора ежегодно тратилось свыше 350 млн. руб. (в ценах 1990 года).
При решении проблемы утилизации ТБО следует иметь в виду, что свалки и полигоны ТБО представляют собой гигантские биореакторы, загруженные энергетическим сырьем. По расчетам специалистов, при обезвреживании ТБО на свалках и полигонах 1 т отходов образуется от 200 до 500 м3 биогаза. Количество биогаза тем больше, чем большую часть отходов составляют органические фракции (пищевые отходы, бумага, древесина и т.п.). Теплота сгорания биогаза со свалок 14655-20900 кДж/м3, усредненный состав биогаза: метан - 50-65%, углекислый газ - 30-45%, сероводород - 1-2%, азот, водород - 1-2%, а также небольшое количество кислорода и различных соединений. Крупная свалка ТБО может служить источником биогаза 10-20 лет.
В США проведен эксперимент по обеспечению стабильного получения на городской свалке и подаче в общую газовую сеть 60 тыс. м3/сут. биогаза. На этой свалке сбор биогаза производится через 18 скважин, и в дальнейшем он подвергается сушке и чистке в абсорберах.
Особенно большое значение для нас имеет опыт ФРГ, где почти 350 свалок оснащены установками по сбору и утилизации биогаза. Полученный на свалках биогаз используется как топливо в различных отопительных системах, ТЭЦ и двигателях внутреннего сгорания.
По опыту ФРГ, оборудование для сбора биогаза на организованных свалках включает систему горизонтальных труб дренажа газа и систему вертикальных труб удаления газа. Полученный газ для дальнейшего применения должен быть очищен и высушен.
В качестве примера использования данной технологии можно привести оборудование свалки г. Кельн (ФРГ). Капитальные вложения для создания системы на 3500 м3/ч биогаза (или 17500 кВт энергии) составляют 8,7 млн. марок ФРГ. Для получения 17500 кВт энергии в течение года требуется затратить 15 млн. л жидкого топлива, стоимость которого 11 млн. марок ФРГ. Таким образом капитальные затраты окупаются менее чем за год эксплуатации.
Для образующегося на организованной свалке газа в объеме 3500 м3/ч предусмотрено использование стандартных блоков для ТЭЦ, в которые входят 5 газовых 18-цилиндровых двигателей и 5 генераторов 400 В / 50 Гц.
Другим примером свалки с системой сбора и сжигания биогаза может служить центр захоронения технологических отходов вблизи г. Лион (Франция). На этой свалке объемом 60 тыс. м3 бытового мусора и технологических отходов на площади 4 га организован сбор образующегося в толще отходов биогаза с помощью зондов из перфорированных труб, вставленных в скважины. Глубина скважин 12 м. Зонды соединяются коллектором, подающим газ к горелкам. Производительность системы сбора и сжигания биогаза - 1300 м3/ч. Стоимость системы - 3 млн. франков. Недостатком системы является отсутствие системы утилизации тепла от сжигания биогаза.
Таким образом, оборудование организованных свалок и полигонов ТБО системами сбора и утилизации биогаза не только предотвращает загрязнение воздушного бассейна газами от разложения ТБО, но и позволяет получить значительное количество электрической и тепловой энергии при утилизации биогаза. При этом наряду со сжиганием биогаза в котельных установках и газовых двигателях возможна подача очищенного биогаза в общие газовые сети или развертывание газонаполнительных пунктов баллонного газоснабжения для снабжения потребителей бытовым топливом в баллонах.
В настоящее время отработка технологии сбора и утилизации биогаза с организованных свалок и полигонов ТБО является актуальной проблемой, решение которой может дать большой экономический и экологический эффект.
4. Применение газогенераторных установок на основе местных видов топлива, древесных и сельскохозяйственных отходов для производства тепловой и электрической энергии.
Существенным недостатком дизель-электрических станций как автономных источников энергосбережения является высокая стоимость электроэнергии, обусловленная в первую очередь значительными затратами на доставку высококачественного жидкого топлива. Снижение затрат по этой статье возможно либо за счет использования местных топливных ресурсов (там, где они имеются), либо путем внедрения установок, не требующих для своей работы органического топлива.
Наиболее перспективным направлением использования местных топливных ресурсов представляется получение на их основе искусственного газообразного топлива, получаемого в простых технических устройствах (газогенераторах) в результате переработки местного топлива и различных древесных и других горючих отходов (кора, опилки, стружка, навоз и т.п.).
Преимуществами газообразного топлива являются: возможность его передачи на большие расстояния (по трубопроводам) с меньшими затратами и без потерь; более высокая тепловая эффективность, чем у твердого топлива, а также возможность его использования как для энергетических, так и для технологических и бытовых целей.
Оценивая перспективы применения для энергообеспечения малых населенных пунктов энергоустановок с использованием генераторного газа, получаемого в результате пиролиза биомассы, можно констатировать, что в России в принципе создан достаточный научно-технический задел, на базе которого возможна организация серийного производства таких установок. При этом можно выделить три основных направления в создании газогенераторных энергоустановок:
1) энергоустановки малой мощности (4-25 кВт) - для обеспечения отдельных фермерских хозяйств, лесничеств, станций, малых поселков;
2) энергоустановки средней мощности (50-1000 кВт) - для обеспечения вахтовых поселков, воинских частей, малых населенных пунктов численностью до 500 чел.;
3) энергоустановки повышенной мощности (1(30 МВт) - для обеспечения малых городков с населением до 10 тыс.чел.
Газогенераторная установка на дровах для выработки низкокалорийного газа производительностью 12 м3/ч разработана обществом с ограниченной ответственностью (ООО) “Экозащита” совместно с фирмой “ПАЛ”.
Газогенераторная установки предназначена для производства низкокалорийного газа, используемого для работы двигателя внутреннего сгорания, в том числе для привода электрических генераторов мощностью до 16 кВт. Стоимость установки - 800 дол. США. Той же фирмой выпускается передвижная электростанция в блочно-комплектном исполнении мощностью 4 кВт, работающая на древесных отходах или биогазе, стоимостью 500 дол. США.
В Южно-Африканской республике фирмой “Рино Энеджи” для широкой продажи предлагается теплоэлектрогенерирующая установки на основе пиролиза биомассы. Разработка газогенератора и подготовка к производству проводились совместно с Великобританией.
Серийная установка имеет два газогенератора диаметром около 800 мм и высотой 1500 мм. При загрузке генератора топливом (дрова, солома, подсушенный навоз) включается вентилятор поддува и запальным устройством зажигается нижний слой топлива. Через 10-15 минут генератор начинает выдавать пиролизный газ с теплотой сгорания 5500 кДж/м3.
Базовая модель установки включает мотор-генератор мощностью 25 кВт с утилизацией тепла выхлопных газов и охлаждения двигателя для приготовления горячей воды. Разовая загрузка реактора обеспечивает работу установки в течение 4-6 часов, дозагрузка возможна в процессе работы.
Установка смонтирована на колесном прицепе, имеет пульт управления и полностью готова к выдаче мощности после доставки ее к месту назначения и загрузки топливом. Транспортабельный вариант весит около 3,5 т. Получаемый газ может использоваться не только на собственной установке, но также для подачи в качестве топлива другим потребителям, в том числе для двигателей внутреннего сгорания как с искровым зажиганием, так и дизельным.
Установка оценивается как эффективная: 3,5 кг древесины позволяют экономить 1 л дизельного топлива или 2,5 кг древесины - 1 л бензина.
Опытно-промышленная установка для получения искусственного генераторного газа из древесных и полифракционных отходов повышенной влажности тепловой мощностью 1 МВт (по сжиганию газа) разработана в Лесотехнической академии (г. Санкт-Петербург).
Основными элементами газогенератора мощностью 1 МВт являются: бункер топлива, фурмы для подапчи воздуха, воздухоподогреватель, тракты - воздушный, генераторного газа, дренажа водяных паров.
Расчетная производительность установки по древесному топливу с относительной влажностью 30% составляет 550 кг/ч, а по генераторному газу - 1000 м3/ч.
Финская фирма “Парусюхюма” выпускает газогенераторы “Бионер” мощностью 1-15 МВт. Газогенератор имеет простую цилиндрическую вертикальную теплоизолированную камеру, в нижней части которой имеется вращающаяся коническая воздухораспределительная решетка. Подаваемый вентилятором воздух предварительно подогревается в водяном калорифере до 50-600С.
Первая газогенераторная теплоцентраль “Бионер” мощностью 5,2 МВт была построена в Финляндии в 1981 году. Газ, получаемый в газогенераторе, используется в качестве топлива в водогрейном котле. Теплоцентраль полностью автоматизирована. При применении предварительно подсушенного топлива имеется возможность повышать мощность на 40%. В дымовых газах после котла нет серы, а содержание золовых частиц составляет 250 кг/м3, т.е. ниже нормативных значений. Теплоцентраль с газогенератором “Бионер” имеет КПД 85% и высокие технико-экономические показатели, обеспечивая экономию 3 тыс. т жидкого топлива в год.

3.4.5. Использование низкопотенциальных энергоисточников с помощью теплонасосных установок (ТНУ)

Важным средством оздоровления окружающей среды и крупным резервом экономии органического топлива является использование для целей теплоснабжения низкопотенциальных энергоисточников. Такие технологии осуществимы в случаях применения тепловых насосов (ТН) и теплонасосных станций (ТНС). Особенно они эффективны в районах, где имеется избыточная относительно дешевая электроэнергия (ТНС работают в периоды провалов графика нагрузки при обязательном аккумулировании теплоты).
Вторичные энергоресурсы (ВЭР) можно разделить на три группы: высоко-, средне- и низкотемпературные. Первые две достаточно полно утилизируются с помощью котлов-утилизаторов и теплообменников-экономайзеров контактного и поверхностного типа. Низкотемпературные используются крайне слабо либо совсем не находят применения. Между тем именно они образуются практически во всех отраслях промышленности, на всех предприятиях, включая и те, что производят электрическую и тепловую энергию.
Так, с циркуляционной водой тепловых и атомных электростанций сбрасывается столько же тепла, сколько его производится для нужд теплофикации всеми ТЭЦ. Только использование тепла охлаждающей воды предприятий позволит экономить в масштабах страны до 50 млн. т условного топлива ежегодно.
Кроме вторичных энергоресурсов огромное количество низкопотенциального тепла сосредоточено в грунтовых массивах, водоемах, окружающей воздушной среде. Использование источников низкопотенциальной тепловой энергии осуществляется с помощью так называемых тепловых насосов (ТН).
Например, мы имеем тепло Земли с температурой порядка 5-100С практически в неограниченном количестве, остается только придумать, как поднять температуру этого тепла до уровня, способного обогреть наше жилище.
Такой способ известен давно и он очень похож на принцип работы электрического повышающего трансформатора, с той лишь разницей, что электротрансформатор сколько получил энергии на первичную обмотку, столько и выдаст на вторичной, а термотрансформатор на 1 кВт затраченной электроэнергии выдает в теплосеть 3 кВт тепловой энергии за счет тепла, которое получает грунтовый контур от Земли или воды.
В термотрансформаторе, который чаще называют тепловым насосом, имеются все элементы электротрансформатора:
грунтовый контур (аналогично первичной обмотке);
отопительный контур (аналогично вторичной обмотке);
компрессор или абсорбер (аналогично магнитному сердечнику).
В грунтовый контур входят:
погружной теплообменник типа “труба в трубе”;
испаритель, в котором испаряется хладон-22;
циркуляционный насос, обесипечивающий передачу тепла Земли в испаритель посредством циркуляции воды между теплообменником и испарителем.
В отопительный контур входят:
конденсатор, в котором пары хладона снижаются, отдавая тепло сетевой воде для отопления помещений и горячего водоснабжения;
дроссель, находящийся между конденсатором и испарителем и отделяющий низкую сторону трансформатора от высокой.
Процесс повышения температуры происходит в компрессоре, который сжимает пары хладона до давления, достаточного для их конденсации при заданной температуре.
Непрерывный приток тепла Земли необходим для обеспечения непрерывности процесса испарения хладона, в противном случае компрессору нечего будет сжимать, в испарителе образуется глубокий вакуум, и процесс передачи тепла Земли в помещение прекратится.
По внешнему виду тепловой насос с тепловой мощностью 10 кВт и потребляемой электрической мощностью 3 кВт (для привода компрессора) представляет собой агрегат размерами с холодильник ЗИЛ.
Существуют тепловые насосы компрессионного типа с тепловой мощностью до 1 МВт и абсорбционного типа до 10 МВт.
Отставание России от развитых стран в области применения тепловых насосов измеряется десятилетиями. Если за рубежом ежегодный выпуск тепловых насосов измеряется миллионами, то в нашей стране освоение их производства и внедрения в практику находятся на начальной стадии.
Зарубежный опыт показывает следующие сферы эффективного применения ТНУ.
В жилых зданиях - для отопления и горячего водоснабжения, включая возможность утилизации тепла от отработанной горячей воды от ванн, раковин и стиральных машин.
В промышленных объектах - использование отработанного тепла от холодильных процессов для целей горячего водоснабжения, технологического тепла и предварительного подогрева; для процессов сушки, кипения и испарения; возможны также особые случаи, когда по какой-либо причине целесообразно перекачивать тепло от данного технологического процесса к другому.
Основным типом используемых за рубежом установок являются ТНК для тепло- и хладоснабжения односемейных коттеджей теплопроизводительностью 2-15 кВт (при стандартных условиях: температуре наружного воздуха 80С и внутри помещения 210С), обычно включающие пиковый подогреватель обычного типа. В качестве низкопотенциального источника теплоты (НПИТ) в основном используется воздух, что связано с достаточно теплым климатом, вода, а также грунт и грунтовые воды.
Высокий уровень развития теплонасосной техники в США в значительной степени объясняется широким распространением электрических кондиционеров (около 80% новых жилых зданий оснащаются кондиционерами), а также электрического отопления (45% зданий отапливаются электричеством, 53% - газом). Замещение последних теплонасосными установками не требует ввода дополнительных электрогенерирующих мощностей, осуществляется с помощью минимальных схемных и конструктивных доработок и в конечном итоге дает наибольший энергетический и экономический эффект. Немаловажной является и возможность повсеместного использования в качестве НПИТ наиболее доступного и дешевого источника - воздуха. Существенными недостатками ТН с воздушными энергоносителями являются: сравнительно низкий коэффициент преобразования, наличие неблагоприятной зависимости теплопроизводительности и коэффициента преобразования ТН от температуры окружающей среды (при ее понижении они снижаются), а также трудности создания эффективных ТН большой мощности. Эти недостатки компенсируются использованием в схемах ТН пиковых подогревателей обычного типа (электрических или на органическом топливе) и отработкой конструкций для повышения коэффициента преобразования.
В странах с более суровыми климатическими условиями (Швеция, Норвегия, Канада и др.) в качестве источника низкопотенциальной теплоты чаще используются грунт и вода. В Швеции в середине 80-х годов действовало более 130 тыс. ТН, из которых 39 крупнейших ТН имеют теплопроизводительности от 10 до 80 тыс. кВт. В качестве НПИТ для этих ТН используются: городские сточные воды (51%), промышленные водяные отходы (15%), вода озера и моря (28%) и грунтовая вода (6%). Срок окупаемости крупных ТН минимальный и составляет 2-4 года.
Наиболее массовое использование находят небольшие ТН для теплоснабжения (получения горячей воды для отопления и горячего водоснабжения) односемейных коттеджей. Расчеты показывают, что они успешно замещают традиционные нефтяные нагреватели, если суммарный годовой расход нефти превышает 4 м3. В качестве НПИТ примерно в половине этих установок используется воздух, а в другой половине грунт, вода и отработанный воздух.
В качестве удачных примеров использования ТН в России можно привести широкое внедрение в начале 90-х годов ТНУ типа ТХУ-14, предназначенных для охлаждения молока и организации горячего водоснабжения ферм. Всего их было изготовлено свыше 6000 шт. к 1991 году. В последние годы на рынке появилось значительное число ТНУ зарубежного производства. Наибольшую часть из них представляют кондиционеры, работающие также в режиме ТН. Ряд ТНУ предложен также отечественными разработчиками.
1. Теплонасосная установка горячего водоснабжения ТУГВ-200.
Организация-разработчик - Научно-производственное объединение “ИНСОЛАР”, г.Москва.
Предназначена для автономного горячего водоснабжения односемейных коттеджей за счет утилизации тепла воздуха, уходящего из здания. В районах с теплым климатом возможно непосредственное использование наружного воздуха в качестве источника тепла.
Установка предусматривает также возможность:
горячего водоснабжения с одновременным охлаждением помещения (в жаркое время года);
отопления здания (весенний и летний сезоны).
Основные элементы:
Герметичный холодильный компрессор.
Теплообменные агрегаты (испаритель и конденсатор).
Бак-аккумулятор для горячей воды.
Вентилятор.
Блок автоматического управления установкой.
Техническая характеристика
Теплопроизводительность, кВт 2,0
Холодопроизводительность, кВт 1,6
Потребляемая мощность, Вт 420
Напряжение, В 220
Температура воды в месте забора из бака, 0С 55
Уровень шума, дБА 40
Габаритные размеры
(ширина х глубина х высота), мм 615х550х1720
Масса установки при пустом баке, кг 105
2. Автоматизированная теплонасосная установка АТНУ-10
Организация-разработчик - Научно-производственное объединение НПО “ИНСОЛАР” и общество с ограниченной ответственностью ООО “ЭКОМАШ”.
Предназначена для отопления и горячего водоснабжения коттеджей за счет использования тепла поверхностных слоев грунта.
АТНУ-10 обеспечивает автоматическое поддержание заданной жильцами температуры в доме.
Дополнительные возможности АТНУ:
круглогодичное горячее водоснабжение;
сезонное (весна, осень) отопление теплицы;
охлаждение в летний период подсобных помещений (кладовые, овощехранилища).
Основные элементы АТНУ-10:
герметичный холодильный компрессор фирмы “COREMA” на R 22;
теплообменные агрегары (испаритель и конденсатор);
блок автоматического управления установкой;
пиковый электродоводчик.
АТНУ-10 комплектуется двумя циркуляционными насосами и баком-аккумулятором для горячей воды емкостью 250 л.
Для сбора низкопотенциального тепла может использоваться горизонтальная система трубопроводов, размещенных в грунте на глубине ниже глубины промерзания грунта, или вертикальная система размещения трубопроводов в скважинах.
Техническая характеристика АТНУ-10
Питание от сети переменного трехфазного тока напряжением, В 380/220
Потребляемая мощность, кВт 3,5
Теплопроизводительность, кВт 10,3
Температура теплоносителя на входе в
систему отопления, 0С 45
Расход теплоносителя в испарителе и
конденсаторе, м3/ч 1,34
Габаритные размеры, мм 510х940х1520
Масса установки, кг 130
Установка АТНУ-10 - это комфорт, экологическая чистота и экономия энергии на 50-70%.

13PAGE 15


13PAGE 1467315




Заголовок 1 Заголовок 2 Заголовок 315Нижний колонтитулНомер страницы

Приложенные файлы

  • doc 7948601
    Размер файла: 721 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий