Выбор качественных теплоизоляционных материалов - это половина успеха, затем их еще необходимо правильно смонтировать. Конечный результат во многом зависит от места размещения теплоизоляции - изнутри или снаружи дома. Последний вариант значительно эффективнее и гораздо надежнее. При наружном утеплении здания теплоизоляционный материал «берет» мороз на себя. В этом случае температура стен практически равна температуре в помещении. А при внутреннем - наружная стена продолжает мерзнуть, и ее жизненный ресурс уменьшается. Холод проходит через стену и остается в виде конденсата на поверхности утеплителя. Постоянная сырость чревата возникновением плесени в комнатах. Таким образом, наружное фасадное утепление улучшает энергосбережение и увеличивает срок службы здания . Кроме того, оно не «крадет» жилое пространство.

Чтобы утепление было эффективным, нужно соблюсти последовательность и плотность слоев. Если стены паропроницаемые, утеплитель также должен обладать этим качеством, иначе влага не сможет выходить наружу и будет накапливаться в конструкциях.

Способы монтажа

В настоящее время используют два основных способа утепления фасадов частных домов:

С помощью систем скрепленной теплоизоляции (ССТ) - «мокрый» метод;

С помощью навесных вентилируемых фасадов (НВФ) - «сухой» метод.

Первый способ - сравнительно недорогой и потому очень популярный. ССТ - это многослойная конструкция, в которой каждый слой работает в связке с остальными. Многие производители предлагают не отдельные материалы для теплоизоляции, а готовое решение, состоящее из теплоизоляционного материала, гидрозащиты, армирующих элементов, грунтовки и финишного декоративного покрытия. Выделяют две разновидности ССТ - легкие и тяжелые. В первом случае плиту утеплителя закрепляют на стене на клей и дюбели, во втором - при помощи арматурной сетки и анкеров. В том или ином случае очень важно тщательно очистить и выровнять основание. Также следует соблюдать требования производителей по качеству и количеству крепежных материалов, дополнительно армировать углы и стыки с оконными и дверными блоками, выдерживать технологические перерывы между этапами производства работ. Выполняют их только в сухую погоду при температуре воздуха от 5 до 25 °С.

Эффективный, но более дорогой НВФ состоит из тепло- и гидроизоляционного слоев на анкерных креплениях, подоблицовочной конструкции и облицовочного материала. Подоблицовочную конструкцию крепят к стене таким образом, чтобы между защитно-декоративным покрытием и теплоизоляцией оставался воздушный зазор. Наличие этого промежутка принципиально отличает вентилируемый фасад от других фасадных систем. Благодаря перепаду давлений, в зазоре образуется поток воздуха, который обеспечивает вентиляцию внутренних слоев и удаляет из ограждающей конструкции влагу. Кроме того, вентилируемый воздушный промежуток служит температурным буфером и снижает теплопотери.

Мостики холода

Слабыми и уязвимыми участками здания принято считать стыки стен с крышей и фундаментом, выступы, оконные и дверные проемы, любые места креплений тех или иных конструктивных деталей к коробке здания. Мостики холода - крайне нежелательное явление, так как вызывают точечное охлаждение поверхностей. В результате в таких местах может образовываться конденсат, появляться грибок и плесень. Чтобы их избежать, нужно решать вопросы герметизации еще на этапе проектирования и при обустройстве этих участков следить за целостностью теплоизоляционного слоя в конструкции. Точечные мостики возникают при монтаже дополнительных элементов (кондиционеров, антенн и др.) в результате прохождения крепежей (например шпилек, подвесок, анкеров) через слой утеплителя. Чтобы избежать точечных мостиков холода, нужно дополнительно защитить места креплений специальными термоизоляционными прокладками.

Теплозащита цоколя

Дополнительное утепление для подземной и надземной частей фундамента требуется как при наличии, так и при отсутствии подвала. Ведь через фундаментные конструкции происходят значительные теплопотери в доме. Кроме того, утепление позволяет снизить влияние на фундамент подвижек грунта в сильные морозы. Рекомендовать в данном случае можно экструдированный пенополистирол, который не боится воды. К фундаменту этот материал крепят при помощи клеящей битумно-полимерной мастики. Дополнительно пенополистрол ничем защищать не надо, и можно сразу выполнять

обратную засыпку грунта.

Теплозащита пола

Неизолированное перекрытие (как по земле, так и по подвалу) может стать причиной теплопотерь здания до 15 %. Черновой пол обязательно утепляют, гидроизолируют и закрывают дощатым настилом. Лишь после этого размещают напольное покрытие. Чтобы в утеплителе не осталось мостиков холода, нужно аккуратно уплотнить места, в которых через перекрытие проходят трубы. Лучше всего для этой цели подходит монтажная полиуретановая пена. Существуют и народные способы утепления, например основание засыпают керамзитом, заливают пенобетоном или пенополистиролбетоном.

УТЕПЛЕНИЕ КРЫШИ

Экономному хозяину следует защититься от теплопотерь не только через стены, но и через крышу. Если в доме устраивают мансарду, теплоизоляционный материал размещают в кровельном «пироге», а если делают холодный чердак, укладывают изоляцию по перекрытию последнего этажа.

К утеплителю для мансарды предъявляют высокие требования - он обязательно должен быть пожаробезопасным, паропроницаемым и не терять форму, располагаясь под углом на скате.

Утепление стен мансарды

Потеря тепла в мансарде происходит не только через скаты, но и через торцевые стены (фронтоны). Их можно защитить, расположив теплоизоляционный слой снаружи, - разумеется, если это конструктивно возможно. Но когда наружный вариант утепления исключен, стены обязательно следует утеплить изнутри. В качестве каркаса лучше использовать не деревянные бруски, а металлические профили из оцинкованной стали, обеспечивающие большую надежность и высокую степень огнестойкости конструкции. Каркас высотой до 1,2 м от пола до низа стропила не

Требует крепления к стенам - только к полу и потолку (низу стропила). Утеплитель размещают между стойками, заправляя под металлический каркас. При этом важно не переусердствовать, чтобы не изогнуть металлические стойки. После укладки утеплитель закрывают пароизоляцией, следя за непрерывностью слоя на фронтоне и скатах. Затем тщательно уплотняют места примыкания к мансардным окнам и дверям, только после этого приступают к обшивке.

Толщина с запасом

Точное определение требуемой толщины теплоизолирующего материала должен производить специалист. При этом учитываются не только характеристики стенового и кровельного материалов, но и ветровая нагрузка, особенности расположения дома, назначение внутренних помещений и т. д. Результат округляют в большую сторону.

Технология обустройства стен и выбор системы утепления, пожалуй, самые дискуссионные вопросы в малоэтажном строительстве. СуперДом обратился за авторитетной рекомендацией по поводу повышения энергоэффективности стен к руководителю технического отдела «Тепловер» ООО НПП Укрвермикулит Владимиру Дуброву.

Владимир Дубров
руководитель технического отдела
Специалист «Тепловер» ООО НПП Укрвермикулит

Требования к теплоизоляции стен

В Украине теплотехнические характеристики ограждающих конструкций определяются строительными нормами ДБН В-2.7-31:2016. Норматив устанавливает минимальные требования к значению сопротивления теплопередаче стен, перекрытий, дверей, окон и т.д. В последнее время эти нормы все чаще пересматривают, и очевидно, что в будущем они приблизятся к европейскому уровню. Например, в Европе, где давно провозглашен курс на повышение энергоэффективности зданий, минимальное сопротивление теплопередаче (коэффициент R, м2К/Вт) стен составляет: в Латвии - 4, в Литве - 5, в Швейцарии - 5, в Норвегии - 5,5.

Выбирая толщину и устройство стен, нужно стараться снизить расходы на энергоресурсы в течение всего периода эксплуатации дома. Именно этот фактор для европейских потребителей зачастую становится решающим при выборе жилья или объекта инвестирования. Достичь минимального уровня энергопотребления можно, используя инновационные материалы и контроль качества работ на всех этапах строительства.

Теплый дом лучше строить из энергоэффективных блоков достаточной толщины так, чтобы основную роль в сохранении тепла играла несущая стена, а система утепления была дополнением. Не стоит возводить стены из тяжелых материалов, а потом утеплять их бесконечным слоем теплоизоляции. Для энергоэффективного строительства на рынке есть стеновые керамические и газобетонные блоки, которые соответствуют действующим строительным нормам.

Почему так важно утеплять стены дома

Людям, которые хотят инвестировать в будущее, стоит позаботиться о том, чтобы их дом получил более высокий класс энергоэффективности. Поэтому фасад все равно лучше дополнить системой утепления, которая увеличит теплосопротивление стен, уменьшит затраты на обогрев и защитит сами стены. Можно использовать:

• системы утепления мокрого типа на основе пенополистирола и базальтовой ваты;
• системы навесных вентилируемых фасадов;
• системы утепления теплоизоляционными смесями.

Для энергоэффективных блоков больше подойдут материалы с высокой паропроницаемостью. При их использовании стена сможет «дышать» и оставаться сухой в течение всего периода эксплуатации. В качестве утеплителя стоит выбирать безопасные, негорючие и экологичные материалы, такие как базальтовая вата и теплоизоляционные смеси. Другой важнейший фактор выбора системы утепления - срок эффективной эксплуатации и долговечность системы. К слову, на систему «Тепловер» производитель дает 25 лет гарантии.

Не менее важен и контроль правильности монтажа системы утепления, ведь даже самый лучший материал при безграмотном подходе не будет эффективен. Надежный результат может обеспечить сертифицированная бригада от завода-производителя и взвешенный подход при выборе других исполнителей.

Разумный подход при проектировании дома и хорошая теплоизоляция позволяют снизить уровень тепловых потерь и потребление электроэнергии, а тепловизионное обследование поможет выявить недочеты теплоизоляции конструкций.

Повысить энергоэффективность помогает тепловизионное обследование

Вопросы энергосбережения и сознательного отношения к экологии встают перед человечеством все острее. Постоянное повышение тарифов на топливо заставляет нас помнить о том, что ресурсы планеты не безграничны, а тепло, воду и электричество необходимо тратить с умом. От уровня энергоэффективности дома сегодня напрямую зависит сумма, которую приходиться ежемесячно отдавать за коммунальные услуги.

Разумный подход при проектировании дома и хорошая теплоизоляция позволяют снизить уровень тепловых потерь и потребление электроэнергии, а поможет выявить недочеты теплоизоляции конструкций и огрехи строительства. В западных странах уже давно при строительстве зданий принято заботиться не только о долговечности, пожаробезопасности и надежности строений, но и о том, чтобы уровень энергопотребления не превосходил установленных стандартов.

Улучшение энергосберегающих характеристик позволяет сократить потребление электроэнергии в среднем на 40% в сравнении со зданиями, построенными без учета этого важного в настоящее время фактора. Не за горами время, когда и мы начнем отдавать предпочтение домам, которые экономят природные ресурсы, а вместе с этим и наши деньги.

Об энергоэффективности здания нужно позаботиться еще на стадии проектирования . Когда конструктивно-планировочные изменения осуществить уже невозможно, останется лишь один способ - усовершенствовать систему теплоизоляции.

Пока же дом не построен, можно найти оптимальную ориентацию по сторонам света, рассчитать не приводящую к излишним потерям тепла площадь остекления, предусмотреть тамбурные помещения на входах в дом и другие детали проекта, благодаря которым уже будет достигнута немалая экономия тепловой энергии.

Большую часть окон и дверей лучше располагать на южной и восточной сторонах, серьезное внимание следует уделить теплоизоляционным решениям, всегда в помощь берите инфракрасную камеру, сегодня стоит недорого, цена колеблется от 59000 рублей, это мелочи по сравнению с тем, какие затраты вы можете понести если не проверить теплоизоляцию дома. Строительство хорошо утепленного дома особенно актуально для тех регионов, где холодное время года длится очень долго.

Грамотно спроектированная и реализованная система утепления дома позволит зимой экономить на отоплении, а летом меньше тратить на кондиционирование помещений. Необходимо провести утепление кровли, стен и фундамента, выбирая при этом качественные материалы и выполняя монтаж правильно, без образования мостиков холода. Для теплоизоляции кровли следует выбирать долговечный утеплитель, устойчивый к перепадам температур и повышенной влажности. При монтаже необходимо позаботится о надежной гидроизоляции материала.

Утепление стен можно выполнять различными способами, отличающимися расположением тепловой изоляции относительно стены. Наиболее простым является метод утепления изнутри помещения, но у него больше недостатков, чем при создании теплоизоляции внутри стены или снаружи. В данном случае сокращается полезная площадь помещения, и имеется риск образования конденсата между стеной и теплоизоляционным слоем. Поместить утеплитель внутри несущей стены возможно только при возведении здания, поэтому данный способ не всегда приемлем. Наружное утепление можно проводить и во время строительства, и в процессе выполнения ремонтных работ. Этот метод является значительно более эффективным, чем утепление изнутри помещения. Наружное утепление всегда сопровождается внешней отделкой стен, придающей дому эстетичный внешний вид.

Энергоэффективность ЦОДа принято описывать показателем PUE (Power Usage Effectiveness – эффективность использования энергии). Высчитать его не сложно: надо лишь разделить энергопотребности ИТ-инфраструктуры ко всей энергии, поступающей в ЦОД. В идеальном случае показатель будет равен единице.

Однако эксперты в последние годы указывают на несовершенство этого показателя. Непонятно, какой PUE имеется в виду - пиковое значение или среднегодовое, каковы методы его измерения, как учесть постепенное заполнение объекта, качество управления эксплуатацией, вопросы взаимоотношения с поставщиком ресурсов (выбор мощности в соответствии с проектными значениями, эффективное использование питающих сетей, опора на сетевые ресурсы или локальную генерацию), какова ситуация с управлением парком ИТ-оборудования, нет ли в его составе устаревшей, простаивающей или работающей вхолостую аппаратуры? На все эти вопросы одна цифра ответить не в состоянии.

Поэтому эксперты предлагают смотреть на проблему широко и рассматривать целый комплекс вопросов, исходя из которых можно судить об энергоэффективности. Важно эксплуатировать только нужное здесь и сейчас оборудование, оперативно отключая или даже выводя из эксплуатации все лишнее - как в ИТ, так и в инженерной части ЦОДа.

Кроме того, необходимо эффективное управление инженерной инфраструктурой ЦОДа, со своевременным переходом на оптимальные режимы эксплуатации систем электро- и холодоснабжения в соответствии с изменением как внутренних условий дата-центра (загрузка), так и внешних (климат, изменение тарифов и условий конкурирующих поставщиков ресурсов).

Другой вопрос - поддержание в машинных залах ЦОДа порядка и оптимальных условий для воздушных потоков, отсутствие утечек, потерь холода. Конечно, важны учет и контроль использования места в машинном зале, а также энергоресурсов.

Как обеспечить высокую надежность электропитания на этапе проектирования и строительства дата-центра

Еще на этапе планирования важно не промахнуться с выбором площадки с хорошей доступностью электроэнергии. Место с хроническим энергодефицитом и систематическими отключениями питания будет ошибкой.

«Для важных и крупных ЦОДов лучше найти возможность подключения по одному лучу питания непосредственно к распределительной подстанции крупного объекта генерации, по крайней мере к разным подстанциям, - советует Илья Царев. - Где это оправдано масштабом и экономикой объекта, следует искать возможности подключения к сетям высокого напряжения (110/220 кВ), минуя местные сети среднего и низкого напряжения. Для дата-центров высокого уровня ответственности должна быть спланирована и построена собственная генерация (дизельная или газовая электростанция)».

При проектировании важно помнить о вопросах стоимости и доступности энергоресурсов, климате района строительства (в том числе - микроклимате непосредственно на площадке), конструкции и материалах здания ЦОДа, энергоэффективности отдельных компонентов его систем, и, в особенности, о верном подборе количества и мощности его очередей (модулей).

Эксперты отмечают, что современные флагманские продукты ведущих вендоров источников бесперебойного питания (ИБП) для ЦОД кроме высоких показателей надежности, как правило, имеют очень хорошие показатели энергоэффективности. Плюс - возможность гибкого выбора режимов в диапазоне «максимальная надежность - максимальная энергоэффективность».

На этапе строительства не следует забывать о качестве материалов и монтажных работ. Негерметичный объем машзала, кроме очевидных проблем в части пожарной безопасности, будет терять свой дорогой холод. Ошибки в прокладке коммуникаций или монтаже запорно-регулирующей аппаратуры приведет к неоптимальной работе насосов и компрессоров систем холодоснабжения. Небрежный монтаж систем распределения питания обеспечит лишние проценты потерь в них.

Какие есть способы повышения энергоэффективности уже эксплуатируемых ЦОДов

Начать стоит с проведения комплексного аудита, который лучше поручить сторонней организации. Подобными вопросами занимаются как экспертные организации, так и ведущие вендоры, например, Schneider Electric. Аудит подразумевает сбор информации о состоянии ЦОДа в целом, его отдельных систем, внедренных практиках и процедурах эксплуатации. По его итогам компания получает детальный отчет о выявленных проблемах и «узких местах».

«Из нашей практики могу вспомнить такие повсеместные проблемы дата-центров заказчиков, ведущие к непроизводительным потерям ресурсов в ЦОДах, как неоптимальные уставки температур в системах холодоснабжения, ошибки при монтаже трубопроводов систем холодоснабжения, небрежный монтаж фальшпола и замусоривание пространства под ним, ошибки в подборе и расстановке вентиляционных панелей фальшпола, бездумное использование пароувлажнителей, использование фильтров на постоянной основе в «чистых» чиллерных системах, частое пренебрежение использованием заглушек и комплектов изоляции воздушных потоков внутри серверных шкафов», - перечисляет Илья Царев.

Основные принципы управления воздушными потоками в дата-центре

Существует несколько базовых параметров, которые необходимо соблюдать для сохранения наибольшей продуктивности и эффективности ЦОДа.

В.И. Ливчак, вице-президент НП «АВОК»

В ближайшее время в соответствии с Федеральным законом от 23 ноября 2009 года № 261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности...» должны быть установлены приборы учета потребляемой тепловой энергии на каждом здании. Кто и как в системе коммунальной теплоэнергетики и жилищного хозяйства будет учитывать это теплопотребление, начислять платежи? Четкий и аргументированный ответ дан в - контролировать потребление теплоты и расчеты за него должен независимый оператор коммерческого учета. На наш взгляд, помимо этого он должен анализировать эффективность потребления энергоресурса. Как это осуществить?

Полностью поддерживаю мнение автора , что только при независимом операторе будут исключены возможные злоупотребления как со стороны теплоснабжающей организации, пытающейся перекладывать свои издержки на потребителей, так и со стороны теплопотребителя, в лице управляющих компаний и ТСЖ, которые склонны оплачивать поставленные коммунальные ресурсы по их показаниям только в том случае, если их платежи становятся меньше. А несвоевременное или неправильное решение этих вопросов чревато, помимо прочего, социальными последствиями и политической нестабильностью.

Несомненно, должна быть некая третья сторона, подконтрольная как государственным органам, так и сторонам расчетов, и гарантирующая достоверность учета энергоресурсов и справедливость начисления платежей по их показаниям. Тем более, что, как правильно замечает автор статьи , «существует техническая возможность манипуляции данными приборов учета, как на уровне самих приборов учета, так и на уровне АСКУЭ, т. е. программной обработки их данных, а многочисленные нормативные акты разных законодательных систем позволяют допускать произвол как при начислении платежей, так и при их оплате».

История отношений между поставщиками ресурсов и потребителями в России не способствовала возникновению доверия у сторон. Это пошло еще из советских времен, когда и в помине не было приборов учета. Помню в тепловых пунктах зданий и в ЦТП на стене висели таблицы с температурными графиками отпуска теплоты от источника и требуемыми у потребителя: слева колонка с температурой наружного воздуха, следующая - температура теплоносителя в подающем трубопроводе тепловых сетей, далее - температура после элеватора системы отопления и температура воды в обратном трубопроводе системы отопления, она же, если не было водонагревателей горячего водоснабжения, и температура теплоносителя, возвращаемого в тепловую сеть.

И нередко эта таблица была яблоком раздора - работники дома управления жаловались, что в теплосети не соблюдается температурный график: при низких температурах наружного воздуха температура теплоносителя, поступающего в тепловой пункт из тепловых сетей, была ниже графика, а в теплый период, наоборот, выше (перетапливали, чтобы в целом за год уложиться в лимит). Представители теплоснабжающей организации справедливо ругали потребителя за превышение температуры воды в обратном трубопроводе системы отопления по сравнению с требуемой по графику в соответствии с текущей наружной температурой. Закончилось тем, что представители Теплосети отрезали колонку с температурой наружного воздуха и стали требовать от потребителя, чтобы температура возвращаемого теплоносителя соответствовала по строчке таблицы температуре подаваемого ими теплоносителя, независимо от текущей температуры наружного воздуха.

Конечно, это полная бесконтрольность за действиями поставщика ресурса и вопиющая несправедливость по отношению к потребителю и населению, поскольку все нарушения в теплоснабжении ложатся на их плечи, и они не могут привлечь к ответственности за эти нарушения поставщика тепловой энергии. Такое продолжалось несколько лет и после развала плановой экономики, и даже разрабатывали приборы автоматики, реализующие зависимость обратной температуры из системы отопления от температуры в подающем трубопроводе без связи с наружной температурой. Конечно, такое не способствовало доверию потребителя к поставщику тепла.

Для возможности анализа энергоэффективности используемого ресурса типовые ведомости посуточного, в течение каждого месяца, учета отпуска тепловой энергии, измеренной в индивидуальном тепловом пункте (ИТП) и центральном (ЦТП) (табл. 1), необходимо дополнить информацией о температуре наружного воздуха, исключенной, как было сказано, еще в советское время. Это позволит, сопоставляя фактический (измеренный теплосчетчиком) расход теплоты на отопление с требуемым (для текущей температуры наружного воздуха), судить о правильности отопления каждого дома, а по завышению температуры в обратном трубопроводе против графика - о перегреве здания.

Требуемый в зависимости от наружной температуры график подачи теплоты на отопление, рассчитанный на обеспечение комфортных условий пребывания в отапливаемых помещениях, определяется по энергетическому паспорту проекта, обязательному в соответствии с требованиями для всех строящихся и капитально ремонтируемых жилых и общественных зданий. Для зданий, построенных до 2003 г., энергетический паспорт рассчитывается по результатам энергетического обследования. Но сопоставляя фактическое и требуемое теплопотребление, мы выявляем возможные несоответствия, воздействовать на устранение которых возможно только применением автоматического регулирования подачи теплоты на отопление в ИТП здания или в автоматизированном узле управления системой отопления (АУУ) при подключении группы зданий через ЦТП.

Поэтому, целесообразно установку домовых узлов учета совмещать с реализацией системы автоматического регулирования подачи теплоты на отопление на вводе системы в дом через оптимальный температурный график, реализуя режим подачи в зависимости от изменения температуры наружного воздуха с учетом выявленного запаса системы отопления и увеличения доли бытовых тепловыделений в тепловом балансе квартир с повышением наружной температуры. Только за счет учета постоянства бытовых тепловыделений в течение отопительного периода можно сократить теплопотребление системы отопления за этот период на 10-15%, обеспечивая при этом температуру воздуха в помещениях на комфортном уровне 20-22 О С и нагрев наружного воздуха для вентиляции в объеме нормативного воздухообмена .

Теплоснабжение зданий с АУУ от ЦТП

В связи с индивидуальными для каждого дома значениями этого запаса и доли, зависящей от степени заселенности дома и качества его утепления, казалось бы наиболее простое решение - автоматизация регулирования подачи теплоты на отопление в ЦТП, где за счет установки одной системы автоматизации можно осуществить погодное регулирование группы зданий, не приводит к должному энергетическому эффекту. Поэтому при наличии ЦТП в системах отопления домов, подключенных к нему, устанавливаются автоматизированные узлы управления. На рисунках 1 и 2 приводятся схемы АУУ и ИТП, оборудованные приборами учета и автоматического регулирования подачи тепловой энергии.

Совмещение организации узла учета в многоквартирных домах с системой авторегулирования подачи теплоты на отопление не вызовет значительных инвестиций. Вложенные средства окупятся в первый год эксплуатации, если ставить цель не «осваивать» их, а разумно использовать. Разумность заключается в том, что в ИТП или АУУ размещение водопроводных и пожарных насосов не предусматривается, исходя из разделения сферы деятельности и повышенного шума от этих насосов (бесфундаментные циркуляционные насосы отопления и горячего водоснабжения не требуют выполнения противошумных мероприятий). При подключении к водопроводу для подачи воды, направляемой на горячее водоснабжение, необходимо обеспечить такое же давление в сети ГВС, как и в системе холодного водоснабжения дома, поэтому на рис. 2 показана установка циркуляционного насоса системы горячего водоснабжения по циркуляционно-повысительной схеме - на подающем трубопроводе, после узла смешения для компенсации потерь давления в водонагревателях.

АУУ или ИТП, как правило, должны быть встроенными в обслуживаемые ими здания и размещаться в техническом подполье или подвале, они не требуют устройства отдельных входов и выходов. Не требуется также отдельной вентиляции, сооружения специального ограждения в виде стен или глухих перегородок. Помещение теплового пункта рекомендуется огораживать сеткой или решеткой с дверью для исключения доступа посторонних лиц. По периметру ограждения целесообразно выполнять гидроизоляцию высотой 20 см от пола. При недостаточной высоте технических подполий, помещение ИТП углубляют с устройством дренажного приямка. Для откачки воды из дренажного приямка достаточно автоматического откачивающего насоса типа «Гном» (стоимостью около 2 000 руб.) без резерва, и не нужно двух высокотемпературных дренажных насосов импортного производства (стоимостью более 50 тыс. руб. каждый), как было предложено в типовом проекте капитального ремонта московских жилых домов.

В целях сокращения затрат в соответствии с п. 4.15 бесфундаментные циркуляционные насосы систем отопления и ГВС допускается устанавливать без резерва (второй насос хранится на складе). Это не только экономит средства на обвязку насосов, но и затраты на электрооборудование и кабели для осуществления автоматического переключения их работы. Насосы потребляют энергии меньше, чем бытовая печь СВЧ, и подключение их должно быть таким же простым.

В случае неисправности насоса при установке его без резерва или отключения электроэнергии, во избежание поступления перегретого теплоносителя из тепловой сети в систему отопления без подмешивания, регулирующий клапан (рис. 1) механически закрывается под воздействием пружины. Частотный преобразователь электродвигателя насоса поддерживает заданную циркуляцию теплоносителя в системе отопления. Регулятор перепада давлений между подающим и обратным трубопроводами на вводе в дом устанавливать не требуется, т.к. располагаемый напор на вводе всегда не превышает 200 кПа, поскольку ограничивается автоматикой ЦТП. По этой же причине нет необходимости в переносе корректирующего подмешивающего насоса с перемычки на подающий или обратный трубопроводы.

Для предотвращения гидравлической разрегулировки внутриквартальных сетей отопления при занижении температурного графика отпуска тепла от ЦТП, когда в ближайших к ЦТП АУУ автоматика регулирования отопления будет стремиться компенсировать занижение температуры теплоносителя увеличением его расхода сверх расчетного значения и тогда его не хватит для более удаленных АУУ, вводится автоматическое ограничение расхода теплоносителя на АУУ (обозначено на рисунке G огр). По сигналу от датчика расхода воды, входящего в состав теплосчетчика, и соединенного также с контроллером регулятора отопления, при достижении расчетного расхода прекращается открытие регулирующего клапана, на закрытие клапана команда проходит в штатном режиме.

В ИТП сигнал «ограничение расхода теплоносителя» выполняет роль предотвращения влияния неравномерности потребления теплоты горячим водоснабжением на увеличение расчетного расхода теплоносителя из тепловой сети при включении водонагревателя 2-ой ступени ГВС параллельно системе отопления (смешанная схема включения ГВС) . При превышении расхода теплоносителя выше расчетной величины, определяемой расчетной нагрузкой отопления и среднечасовой нагрузкой горячего водоснабжения, сигнал блокирует команды регулятора отопления на открытие клапана, и расход сохраняется в пределах заданного, но при этом график регулирования не будет выдерживаться, и система отопления недополучит некоторого количества теплоты.

При прекращении интенсивного водоразбора расход теплоносителя сокращается и сигнал ограничения снимается, контроллер продолжает поддерживать заданный температурный график. Небольшой «недотоп» за время несоблюдения графика регулирования отопления компенсируется некоторым повышением на 2-3 градуса температурного графика задаваемого контроллеру (2 О С при расчетных параметрах теплоносителя 95-70 О С и 3 О С при параметрах 105-70 О С). Тогда, в периоды водоразбора ниже среднего полученный при остановке клапана недогрев за счет превышения температурного графика регулирования будет компенсирован, и в целом за сутки система отопления получит необходимое количество теплоты. Практика показывает, что за счет тепловой инерции дома и повышения интенсивности бытовых тепловыделений при увеличенном водоразборе колебания температуры внутреннего воздуха не превысят 0,5 О С, что не заметно для жителей.

Сторонники системы теплоснабжения от ЦТП преувеличивают величину экономии от ликвидации осенне-весенних «перетопов». Теоретически, используя график стояния наружных температур от 2 до 8 О С, экономия тепловой энергии за отопительный период, например в Москве, составит около 4% годового теплопотребления на отопление. А система автоматического регулирования на ИТП или в АУУ дополнительно к погодному регулированию позволяет при пофасадном разделении системы отопления учесть тепло, поступающее от солнечной радиации, что дает еще 5-10% экономии тепловой энергии на каждом здании. Опыт осуществления такой системы в 1980-х годах на ряде зданий в Москве показал, что при наружной температуре минус 5 - 7 О С система отопления освещенного солнцем фасада выключается полностью не только на период освещения этого фасада солнцем, но, как минимум, на такое же время и после - за счет отдачи теплоты, аккумулированной мебелью и внутренними ограждениями .

Поэтому при реконструкции зданий можно ограничиться только пофасадным авторегулированием системы отопления, не устанавливая термостаты на отопительных приборах. В секционных системах с нижним и верхним розливом теплоносителя пофасадное разделение реализуется путем устройства перемычек в подвале и на чердаке, главный стояк одной секции питает одну пофасадную систему, а стояк другой секции используется для системы противоположного фасада.

Организовать пофасадное авторегулирование в бесчердачных зданиях еще легче, т.к. вертикально-однотрубные системы отопления выполняются с нижней разводкой подающей и обратной магистралей и П-образными стояками. Все переключения, необходимые для объединения пофасадных веток секционных систем, делаются только в подвале (рис. 3). Также при пофасадном авторегулировании необязательна установка термостатов на отопительных приборах, и поэтому исключаются сварочные и другие монтажные работы в квартирах. Необходимо только в нескольких комнатах установить датчики температуры внутреннего воздуха для управления регулятором отопления.

В домах с теплым чердаком, выполняющим функцию сборной камеры вытяжного воздуха, который удаляется потом на улицу через единую на секцию шахту (именно такие дома стали сооружаться в России по типовым проектам после бесчердачных зданий), облегчается установка датчиков температуры внутреннего воздуха. Аналогом этой температуры может быть температура воздуха в сборных каналах вытяжной вентиляции из кухонь квартир, ориентированных на данный фасад. Учитывая дополнительные тепловыделения в кухнях при приготовлении пищи, экспериментально установлено, что задаваемая для поддержания в регуляторе температура увеличивается примерно на 1 О С против требуемой температуры воздуха в рабочей зоне. В этом случае для зданий выше 12 этажей достаточно двух датчиков температуры на каждом фасаде, и при наличии теплого чердака эти датчики устанавливаются без особых затруднений, не беспокоя жильцов (при установке датчиков температуры внутреннего воздуха в квартирах, для получения достоверных данных на каждом фасаде их следует устанавливать не менее четырех).

Принципиальная схема подключения автоматизированной пофасадной системы отопления к тепловым сетям от ЦТП показана на рис. 4. Здесь показано подключение пофасадной системы отопления через смесительные циркуляционные насосы. Возможно подключение через элеваторы с регулируемым соплом (показано на рис. 3), а возможно через водонагреватели отопления по независимой схеме присоединения, но при этом следует иметь в виду, что необходимо устанавливать на каждую пофасадную ветку самостоятельный водонагреватель.

Теплоснабжение от ИТП

Переход существующих зданий на теплоснабжение от ИТП вместо ЦТП, несмотря на большую стоимость оборудования ИТП нескольких зданий по сравнению с оборудованием одного ЦТП, снижает общую стоимость системы теплоснабжения, поскольку не нужно оплачивать перекладку внутриквартальных сетей ГВС - они не нужны при переносе водонагревателей в ИТП. Более того, это сокращает эксплуатационные расходы, связанные с потерей тепловой энергии от этих трубопроводов и с затратами электрической энергии на перекачку горячей воды по ним, а также в связи с резким сокращением циркуляционного расхода в системах горячего водоснабжения, вызванного трудностями в распределении циркуляции от ЦТП . Приближение центра приготовления горячей воды к потребителю не только устраняет перечисленные выше недостатки, но и повышает качество снабжения горячей водой.

(п.п. 14.3 и 14.4) подтверждает обязательность сооружения автоматизированного индивидуального теплового пункта при новом строительстве, при реконструкции или вместо капитального ремонта ЦТП, внутриквартальных сетей от него, а также при капитальном ремонте отдельных зданий, подключенных к эксплуатируемому ЦТП.

Ошибочно также мнение, что нецелесообразно вкладывать средства в автоматизацию системы отопления существующих зданий, пока не выполнено их утепление и не заменены окна на более герметичные. Наоборот, в этом случае осуществление автоматического регулирования подачи теплоты на отопление таких домов еще более эффективно, потому что:

во-первых , если дом продувается, никакой жилец не будет мириться с низкими температурами воздуха в жилых помещениях и примет меры к увеличению отопительных приборов в расчете на экстремальные погодные условия. Но при снижении силы ветра или с повышением наружной температуры снижаются ветровой и тепловой напоры, воздействующие на проницание наружного воздуха через ограждения, и объем инфильтрации сокращается, в результате здание в эти периоды начинает перегреваться. Устранить этот перегрев можно только автоматизацией системы отопления.

во-вторых , основная экономия теплоты на отопление достигается за счет несоответствия требуемого для жилых домов графика подачи теплоты с учетом увеличивающейся доли бытовых тепловыделений в тепловом балансе дома центральному графику регулирования, рассчитанному на потребителей, у которых бытовые тепловыделения отсутствуют или не учитываются. За счет возможности снижения температурного графика подачи теплоты на отопление из- за растущей доли бытовых тепловыделений при повышении наружной температуры достигается экономия тепловой энергии на отопление. А поскольку бытовые тепловыделения в домах с одинаковой степенью заселенности одинаковы и не зависят ни от наружной температуры, ни от утепленности дома, то экономия теплоты от автоматизации системы отопления по абсолютной величине будет также одинакова, только в утепленном доме ее относительная составляющая к общему теплопотреблению будет выше.

Добавление в ведомость учета отпуска тепловой энергии параметров контроля за режимом теплопотребления

Методика расчета температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах системы отопления, которые надо задавать контроллеру для поддержания в зависимости от изменения температуры наружного воздуха и с учетом выявленного запаса системы отопления и увеличения доли бытовых тепловыделений в тепловом балансе квартир с повышением наружной температуры, приводится в .

Эти два параметра целесообразно ввести в ведомость учета отпуска тепловой энергии для возможности контролирования правильности работы автоматики регулирования отопления. Соответственно температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах системы отопления вместе с температурой наружного воздуха, которая также заводится в контроллер регулятора отопления, должны регистрироваться прибором учета тепловой энергии и выводиться на печать, что не представляет никаких сложностей.

Ведомость учета отпуска тепловой энергии в АУУ составляется раздельно на отопление и ГВС, поскольку от ЦТП теплоноситель на эти системы поступает по отдельным трубопроводам и на вводе в здание устанавливаются отдельные приборы учета теплоты на отопление и на горячее водоснабжение.

Отметим, что вместо колонок 5 и 6 (табл. 1) приводится отклонение показаний по отношению к максимальному значению (табл. 2, колонка 8), что позволяет сразу сравнивать реальное отклонение с допускаемой погрешностью измерения приборами. Правда, дублирование измерения расхода теплоносителя на обратном трубопроводе в АУУ и ИТП выполняется в исключительных случаях. Это актуально для ЦТП, когда от него трубопроводы к домам прокладываются в подземных каналах, а возможно и бесканально. В АУУ и ИТП после узла учета трубопроводы прокладываются в помещениях открыто с возможностью визуального осмотра, и для учета теплопотребления достаточно измерение расхода теплоносителя только по одному подающему трубопроводу. Тогда колонки 7 и 8 (табл. 2) и 4 и 5 (табл. 4) будут свободны.

Колонка «Трубопровод подпитки» (табл. 1) исключается, поскольку после ЦТП в домах, как правило, не применяется независимого присоединения. В графу «Температура теплоносителя» добавляются расчетные значения в подающем t 1р, и обратном трубопроводе t 2р, (табл. 2, колонки 10 и 14), принимаемые из расчетного температурного графика в зависимости от средней за данные сутки температуры наружного воздуха.

Если ранее система отопления подключалась к внутриквартальным сетям через элеватор, то в графу «Температура теплоносителя» добавляются значения температуры в подающем трубопроводе после узла смешения t 1 ои, т.е. температура теплоносителя, поступающего в систему отопления, и расчетные значения после узла смешения t 1 ор (табл. 2, колонки 11 и 12).

Кстати, при установке узлов учета на вводе тепловых сетей в дом из расчета потребленной тепловой энергии в ведомости учета необходимо исключить тепловые потери трубопроводами Qтп от стены дома (границы эксплуатационной ответственности) до узла учета, составляющие ничтожную долю процента от измеряемого теплосчетчиком расхода, собственные измерения которого осуществляются с погрешностью ±4%, и соответственно покрываются этой погрешностью. Это, как раз, один из способов перекладывания издержек теплоснабжающей организации на потребителя.

В табл. 3 приводится ведомость учета отпуска тепловой энергии в АУУ с пофасадным авторегулированием, где исключены колонки 7 - массы теплоносителя по 2-му трубопроводу и 8 - отклонение в измерении масс по обоим трубопроводам, и добавлены колонки с измеренной температурой теплоносителя, подаваемого в систему отопления другого фасада, и температуры воздуха в помещениях обоих фасадов, измерения которых поступают в контроллер.

Ведомость учета отпуска тепловой энергии в автоматизированном ИТП (табл. 4) по сравнению с типовой ведомостью (табл. 1) меняется в связи с тем, что теплосчетчик на ИТП измеряет суммарный расход тепловой энергии на отопление и ГВС. Поэтому для сопоставления фактически потребленной на отопление тепловой энергии с расчетной за данные сутки в зависимости от t M , необходимо из общего измеренного расхода вычленить расход на отопление. Эти измерения и расчеты следует привести на отдельной ведомости (табл. 5), прилагаемой к ведомости на табл.4.

Для реализации разделения расходов тепловой энергии в теплосчетчик заводятся дополнительные сигналы от водосчетчика, измеряющего расход холодной воды на ГВС G гвс) перед водонагревателем ГВС, и температуры холодной t хв на входе и горячей воды t гвс на выходе из водонагревателя ГВС (средние за сутки). Это составит три дополнительные колонки в приложении к ведомости учета (табл. 5). Четвертая дополнительная колонка «Тепловая энергия на горячее водоснабжение, Q гвс, Гкал», рассчитывается по формуле:

Q гвс =G гвс *(t гвс - t хв) * (1+к тп),

где G гвс - измеренный за сутки расход холодной воды, идущей на ГВС, т; к тп - коэффициент, учитывающий потери теплоты трубопроводами системы горячего водоснабжения. Принимается в зависимости от изоляции стояков ГВС: с изолированными стояками 0,2, с неизолированными - 0,3.

Тогда, измеренный расход тепловой энергии на отопление Q ои находится по разнице суммарного измеренного теплосчетчиком расхода тепловой энергии Q и, за сутки и рассчитанного расхода - на ГВС Q гвс, и заносится в качестве 3-ей колонки табл. 5 «Измеренно-вычисленный расход тепловой энергии на отопление, Q ои Гкал». Предыдущие 1, 2 и последующие 4 и 5 колонки такие же, как и в ведомости учета (табл. 2, колонки 1, 2 и 4, 5).

Дополнительно вводятся для осуществления анализа работы регулятора отопления и режима работы системы отопления колонки, в которых приводятся результаты среднесуточного измерения температур воды в подающем и обратном трубопроводах системы отопления t 1о и t 2 о „ а также по аналогии с ведомостью учета по табл. 2

- «Расчетная в подающем трубопроводе, t 1ор » и «Расчетная в обратном трубопроводе, t 2ор », принимаемые из расчетного температурного графика в зависимости от средней за данные сутки температуры наружного воздуха.

Основная ведомость (табл. 4) повторяет табл. 1, за исключением изменений, связанных с введением контроля за соответствием температуры теплоносителя, поступающего из тепловой сети, графику центрального регулирования в зависимости от среднесуточной температуры наружного воздуха - значения этих температур из графика в графе «Температура теплоносителя», в колонке рядом с «Подающий трубопровод, t 1 » - «Расчетная в подающем трубопроводе, t 1р,». Вместо колонок +ΔМ, - ΔМ приводится одна колонка - Отклонение показаний по отношению к максимальному значению, (М 1 - М 2)x100/(24xG мах), %; колонка «Трубопровод подпитки» сохраняется.

Надеюсь, создание специализированной организации - независимого оператора коммерческого учета, осуществляющего расчеты за потребленную тепловую энергию между ее поставщиком и пользователем, и наделение этого оператора функциями анализа энергоэффективности использования передаваемого ресурса, позволит реально повысить энергоэффективность в сфере ЖКХ. Для этого следует:

■ совместить действия по установке приборов учета в зданиях с реализацией автоматического регулирования подачи теплоты на отопление;

■ включать в ведомости учета тепловой энергии показатели, с помощью которых можно на уровне оператора проверить соответствие режима подачи теплоты на отопление оптимальным решениям;

■ обязать участников передачи и использования энергоносителя выполнять предписания оператора коммерческого учета.

Литература

2. Ливчак В.И. Фактическое теплопотребление зданий как показатель качества и надежности проектирования // АВОК. 2009. № 2.

3. Ливчак В.И. Автоматическое ограничение максимального расхода сетевой воды на тепловой пункт//Водоснабжение и сантехника. № 7. 1987 г.

4. Ливчак В.И., Чугункин А.А., Оленев В.А. Энергоэффективность пофасадного автоматического регулирования систем отопления. // Водоснабжение и сантехника. № 5, 1986 г.

5. Ливчак В.И. Последовательность в исполнении требований повышения энергоэффективности многоквартирных домов. // Энергосбережение. 2010. № 6.

6. Ливчак В.И. Обеспечение энергоэффективности многоквартирных домов. Повышение теплозащиты зданий и автоматизация отопления. //АВОК. 2012. № 8.