Главная ->  Экология 

 

Энергоэффективные производственные здания. Переработка и вывоз строительного мусора

Наша жизнь стремительно меняется во всех сферах, предлагая нам новые возможности, в том числе трансформируя наши собственные представления о таких традиционных и устойчивых понятиях, как жилье - дом - квартира. Все больше семей предпочитают круглый год жить в загородных домах, а не в городских квартирах. Действительно, собственный дом - это и семейный очаг, и крепость , и возможность быть ближе к природе, и прекрасное место для работы. Чем больше функций выполняет дом, тем актуальнее становятся для хозяев вопросы его жизнеобеспечения, в особенности - энергообеспечения.

 

Для любого из нас образ дома всегда связан, прежде всего, с понятиями тепла и света. Но чем активнее развивается технический прогресс, тем больше требований мы предъявляем к нашим домам: современное жилище немыслимо без самой разнообразной бытовой техники, компьютеров, систем безопасности и отопления. Семья, живущая в собственном загородном доме, частном особняке или коттеджном поселке потребляет значительно больше электроэнергии, нежели обитатели городской квартиры. Помимо традиционных бытовых приборов энергия расходуется на ландшафтное освещение, системы отопления зимнего сада, обслуживание сауны и бассейна, хозяйственные работы на территории. Небольшие по объему, но важнейшие по значению потребители энергии - системы видеоконтроля и доступа.

 

Электричество настолько вошло в наше сознание, что мы воспринимаем это чудо техники как нечто само собой разумеющееся. Но в один прекрасный день, когда мы зависаем в темном лифте, оказываемся заблокированы автоматикой в подземном гараже или лишаемся всей информации, накопленной в компьютерах за месяцы работы, мы вспоминаем о том, что значит электроэнергия для всего современного общества и каждого отдельно взятого человека. Между тем, никто не застрахован от отключений и сбоев в сети. Это и называется качеством электроэнергии. Для высокотехнологичных производств качество энергии определяется совокупностью многих параметров, проанализировать которые могут только сложные сверхточные приборы. Мы с вами, обычные потребители, предъявляем поставщикам энергии одно главное требование - бесперебойность. Каким же образом можно ее обеспечить?

 

Традиционный источник энергии для большинства предприятий и обычных жителей - общая сеть, принадлежащая АО Энерго . К сожалению, оборудование, составляющее эту сеть, во многом устарело, износилось и не справляется с постоянно возрастающими нагрузками. Именно это зачастую и становится причиной отключений электроэнергии. Существуют еще и определенные лимиты энергопотребления, превышение которых провоцирует аварийные ситуации. Кроме того, линии электропередач нередко страдают и от стихии, и от вандализма некоторых граждан, особенно в зонах пригородной застройки. Следовательно, для того, чтобы гарантировать себя от проблем, связанных и неожиданными сбоями в подаче питания, нужно иметь некий запасной вариант , а точнее - резервный источник электроэнергии.

 

Как правило, в качестве таких источников используются автономные дизель- и газогенераторы электроэнергии, работающие, соответственно, на дизельном топливе или на природном газе. Количество вырабатываемой энергии, т.е. мощность, может варьироваться в зависимости от нужд потребителя. Например, для обеспечения электроэнергией загородного дома достаточно небольшого дизель- или газогенератора, который можно разместить на участке или даже в подвале. Генераторы большей мощности могут обеспечить электроэнергией коттеджные поселки и даже густонаселенные городские районы.

 

Эти агрегаты могут применяться в разных вариантах: как основные, так и резервные источники энергии. В качестве резервного источника генераторные установки используются как раз в том случае, когда нужна гарантия бесперебойного питания. Они устанавливаются в аэропортах, банках, на высокотехнологичных предприятиях, в больницах и т.д. - везде, где сбои в подаче энергии просто недопустимы.

 

Принцип работы резервных установок внешне довольно прост: существует умный прибор под названием шкаф автоматического ввода резерва , который подключается одновременно к основной сети и резервной установке. Он анализирует качество энергии, которая поступает пользователю, и при возникновении сбоя мгновенно подключает объект к резервному источнику. Генератор включается автоматически, то есть вам вовсе не придется залезать в подвал со свечкой для того, чтобы включить рубильник. Это означает, что и в ваше отсутствие система сама позаботится о вашем комфорте и безопасности: зимой дом не промерзнет, а холодильники не потекут, вся автоматика, сигнализация и видеоконтроль будут работать в нормальном режиме.

 

В качестве основного источника питания генераторы устанавливают в тех районах, где нет линий электропередач и, соответственно, проводить электричество от основной сети либо очень дорого, либо технически невозможно. Самый экономически выгодный вариант использования автономных энергоустановок - создание собственной сети, состоящей из нескольких пользователей, например, жителей коттеджного поселка или таун-хауза. В этом случае потребители ни от кого не зависят и имеют постоянный источник не только энергии, но и тепла.

 

Наиболее успешно вопрос выработки электрической и тепловой энергии решается в когенераторных установках (КГУ). Когенерация - это процесс одновременного производства тепловой и электрической энергии с помощью единого устройства (когенератора).

 

Когенераторные газопоршневые установки (ГПУ) являются альтернативой привычным теплоэлектростанциям, но преимущество когенератора состоит в том, что преобразование энергии здесь происходит с наибольшей эффективностью. Универсальными и удобными являются когенераторные газопоршневые установки (ГПУ, часто называемые газогенераторами ) на базе газовых двигателей внутреннего сгорания, которые оснащены теплообменными аппаратами для утилизации тепловой энергии.

 

Диапазон единичных мощностей газопоршневых установок составляет от 20 кВт до 6000 кВт. Принцип их работы прост и надежен: газопоршневые установки выполняют как основную свою функцию - вырабатывают электроэнергию, так и позволяют использовать тепло, образующееся в процессе преобразования энергии. КПД газопоршневой установки за счет использования тепловой энергии поднимается с 35 - 39 % до 84 - 90%.

 

Наглядно соотношения полезной выработки электрической и тепловой энергии, а также потери тепла, представлены на диаграмме. Из диаграммы видно, что на 100% энергии сожженного топлива (в данном случае - природного газа или дизельного топлива) на долю выработки электроэнергии в ГПУ приходится 35 - 39%. Кроме того, имеется возможность полезного использования тепловой энергии (около 50%), причем около половины из них снимается в малогабаритных теплообменных аппаратах с жидкостными теплоносителями вода/вода . Около 30% тепла можно снять с выхлопных газов в теплообменниках газ/вода . Температура выхлопных газов на входе в теплообменник составляет 450-550°С, и это позволяет нагревать воду до 95 -115°С (в зависимости от нужд потребителя).

 

Потери тепла в такого рода установках составляют всего лишь около 10%. На каждый кВт выработанной электроэнергии в когенераторных газопоршневых установках производится 1,2 - 1,3 кВт тепловой энергии.

 

Когенераторные газопоршневые установки имеют автоматическое управление, которое обеспечивает поддержание заданных температурных режимов теплофикационной воды и системы охлаждения теплоэлектростанции. Система автоматического управления включает электроприводы, микропроцессорные регуляторы, термодатчики, манометры, пульт управления.

 

Когенераторные газопоршневые установки могут быть смонтированы как в отдельном помещении, так и в мобильном (контейнерном) варианте. Стоимость такой мобильной установки ниже, чем стационарной электростанции, и она значительно удобнее при работе в труднодоступной местности. Ее легко можно перевезти на новые участки строительства коттеджных поселков, либо к новому жилому дому, не имеющему централизованного теплоэнергоснабжения. Мобильные установки выполняются в 20 и 40-футовых контейнерах.

 

Себестоимость производства электроэнергии в когенераторных газопоршневых установках составляет 0,15 - 0,25 руб. за кВтoч, при этом производится 1,2 - 1,3 кВт тепловой энергии на каждый кВтoч выработанной электрической энергии по себестоимости, составляющей 150 - 250 руб. за 1 Гкал, что в несколько раз ниже, чем получаемая электроэнергия и тепло при централизованном электро- и теплоснабжении.

 

В таблице представлено сопоставление затрат на электро- и теплоснабжение при централизованном и автономном вариантах в предположении, что требуемая величина электроэнергии для поселка составляет 120 кВт, а тепловой энергии - 150 кВт. Из примера видно, что годовая экономия при переходе от централизованного энерго- и теплоснабжения на автономное составляет более 1 млн. руб/год. При этом необходимо учитывать, что при большем потреблении электрической и тепловой энергии экономия возрастает.

 

Пример - Сопоставление годовых затрат при централизованном электро- и теплоснабжении от АО Энерго с затратами при автономном электро- и теплоснабжении коттеджного поселка

 

Наименование параметра Централизованное электро- и теплоснабжение от АО Энерго Автономное электро- и теплоснабжение от КГУ 1 Вырабатываемая электрическая мощность, кВт 120 120 2 Вырабатываемая тепловая мощность, кВт 150 150 3 Годовая выработка электроэнергии, млн.кВтч/год 1,051 1,051 4 Годовая выработка тепловой энергии, тыс.Гкал/год 0,658 0,658 5 Стоимость электроэнергии, руб/кВтч 1,05 0,2 6 Стоимость тепловой энергии, руб/Гкал 600 200 7 Годовые затраты на получение электроэнергии, млн.руб/год 1,104 0,210 8 Годовые затраты на теплоснабжение, млн.руб/год 0,395 0,132 9 Суммарные годовые затраты на электро- и теплоснабжение, млн. руб/год 1,50 0,342 10 Ежегодная экономия при переходе на автономное электро- и теплоснабжение, млн.руб/год

 

1,16

 

Широкий диапазон мощностей, отсутствие каких-либо особых требований к установке и эксплуатации, экономические преимущества делают использование ГПУ привлекательным в подавляющем большинстве случаев при решении задачи электро- и теплоснабжения загородных домов и коттеджных поселков. Кроме того, современные приборы учета электроэнергии, которые подключаются к сети, абсолютно точно показывают объем расхода энергии разными потребителями, и на основании их показаний производится расчет оплаты. В Европе и Америке практика использования автономных источников питания существует в течение нескольких десятилетий, причем их пользователями являются как хозяева особняков, так и жители таун-хаузов и районов с многоэтажной городской застройкой.

 

Благодаря мобильности, легкости транспортировки и подключения автономные энергетические установки можно брать в аренду.

 

Итак, подводя итоги всему вышесказанному, мы можем перечислить преимущества автономных энергетических установок:

 

1. Гарантированная бесперебойная электроэнергия и тепло в ваших домах;
2. Независимость от централизованных источников энерго- и теплоснабжения;
3. Значительно меньшая себестоимость выработки тепла и электроэнергии по сравнению со стоимостью энергии, покупаемой у производителей-монополистов;
4. Высокий КПД (до 94%);
5. Относительно невысокий объём капиталовложений, в том числе и для объектов находящихся на значительном расстоянии от централизованных источников доставки природного газа (газопроводов);
6. Короткий срок планирования и строительства;
7. Возможность работы на самом доступном, дешевом и экологически чистом топливе - природном газе;
8. Минимальные затраты на передачу и распределение тепла и электроэнергии потребителям;
9. Низкий уровень вредных выбросов в атмосферу;
10. Простота эксплуатации;
11. Невысокие эксплуатационные затраты.

 

Автономные энергоустановки очень широко применяются в нефтегазовой отрасли. Новое месторождение, как правило, находится далеко от основных линий электропередач, поэтому автономные источники энергии просто незаменимы. А в дальнейшем они способны обеспечить энергией и оборудование, и жилые комплексы. Это - лучший показатель надежности. Еще один красноречивый пример - автономные установки, обеспечивающие теплом и энергией полярные станции. Здесь малейший сбой может привести к катастрофическим последствиям; фактически, люди полностью доверяют свою жизнь и безопасность умной и мощной технике.

 

Широкий диапазон мощностей автономных энергоустановок позволяет подобрать оптимальный вариант для любого потребителя. Заранее можно просчитать стоимость проекта и экономическую эффективность работы установки и для небольшого загородного дома, и для огромного особняка, и для целого коттеджного поселка. Самое главное - вы выбираете не просто оборудование, а тепло, свет и комфорт для своего дома и своих близких!

 

 

В. В. Гранев, профессор, доктор техн. наук, ОАО «ЦНИИпромзданий»

 

Анализ отечественного и зарубежного опыта проектирования и строительства производственных зданий показывает, что наряду с энергоэффективностью такие здания обеспечивают требования по современным конкурентоспособным технологическим решениям, по санитарно-техническому обеспечению, обеспечению современных социальных условий для работы и отдыха людей, в том числе для инвалидов.

 

Важным требованием является обеспечение экологической безопасности при эксплуатации зданий. Энергосберегающие конструкции зданий вместе с эффективным сохранением заданного микроклимата в помещениях и снижении ресурсоемкости при их изготовлении также должны быть экологически безопасными за счет использования новых технологий. Обеспечению экологически чистой среды должны способствовать системы инженерного обеспечения.
Объемно-планировочные и конструктивные решения производственных зданий в целях энергосбережения разрабатываются с учетом:
- оптимальной ориентации зданий по странам света, функционального зонирования помещений, в том числе по температурно-влажностным параметрам микроклимата;
- удельного уменьшения объемов и площадей зданий на основе новых унифицированных решений;
- формирования зданий из модулей с учетом последующего блокирования, позволяющего сократить площади ограждающих конструкций;
- оптимизации соотношений площадей светопрозрачных и глухих ограждений с учетом ориентации таких ограждений по странам света;
- разработки новых многослойных ограждающих конструкций (вентилируемых, гелиоактивных, регулируемых и др.) и полимерных светопрозрачных ограждений;
- разработки несущих конструкций на основе современной энергосберегающей машинной технологии.
Внесенные изменения в теплотехнические нормы значительно повысили требования к теплотехническим характеристикам наружных ограждений, ограничили площади светопрозрачных конструкций. С учетом этого существенно расширилась номенклатура эффективных теплоизоляционных материалов и энергосберегающих светопропускающих изделий. В их числе окна из поливинилхлорида, стеклопластика, алюминия с термовставками, специальные виды утеплителя с отражающим эффектом, стеклопакеты с селективными свойствами и др.
Инженерные системы являются основными потребителями энергии в процессе эксплуатации производственных зданий. Основными направлениями совершенствования инженерных систем является применение технических решений и оборудования, позволяющих устранить или сократить избыточные затраты на нагрев, охлаждение и вентиляцию помещений, устранить или сократить избыточное водопотребление и освещение.
В производственных зданиях наряду с мероприятиями и техническими решениями, принятыми в гражданском строительстве (сокращение трансмиссионных и инфильтрационных потерь, сокращение расходов тепла на отопление и вентиляцию, сокращение расхода воды и тепла на горячее водоснабжение), используются ряд иных технических решений. Так, избыточные тепловыделения могут быть использованы для обогрева холодных зон, участков (прямое использование, установка утилизаторов, устройство оазисов с помощью теплонасосов). В производственных зданиях с теплонедостатками в холодный период года сокращение расходов тепла осуществляется точечно с помощью инфракрасного газового отопления, локального отопления при помощи завес и т. д. Сокращение воздухообмена осуществляется с помощью местных отсосов и рециркуляции, а также компенсационных укрытий. Рис. 1a. Многоэтажное здание нового типа с ядром жесткости многофункционального назначения и непрерывным перекрытием по вертикальной спирали Рис. 1б. Многоэтажное здание нового типа для интегрированного размещения нескольких предприятий – индустриальный отель

 

Одной из задач формирования новых типов зданий является поиск оптимального стоимостного соотношения между стоимостью теплозащиты ограждающих конструкций и энергозатратами, необходимыми для функционирования инженерных систем.
К новым типам зданий следует отнести производственные здания, в которых полностью или частично используются возобновляемые источники энергии: тепло земли и водоемов, энергия ветра и солнца. Рис. 2. Энергоэффективное производственное здание

 

Таким образом, концепция формирования новых типов энергоэффективных производственных зданий заключается в обеспечении архитектурно-строительными и инженерными решениями современных конкурентоспособных технологий при строжайшем соблюдении комплекса экологических требований: экономии земельных территорий при строительстве и реконструкции зданий, эффективной нейтрализации вредных выделений и шумов от технологического и инженерного оборудования, обеспечении комфортных условий работы и отдыха.
Одним из современных принципов формирования новых типов зданий является их многофункциональность. По такому принципу в ЦНИИпромзданий разработаны многоэтажные здания с ядрами жесткости, в которых размещены инженерные коммуникации и лифты. Разновидностью таких зданий являются многоэтажные здания с непрерывным перекрытием по вертикальной спирали и многоэтажные здания для интегрированного размещения нескольких предприятий (рис. 1а, б).
Эти решения были использованы в проектах Московского электромеханического ремонтного завода, корпуса сборки телевизоров в г. Александрове и ряде других объектов приборостроения.
При проектировании производственных зданий его объемно-планировочные и конструктивные решения принимаются на основе технологических решений. Так, производство лекарственных препаратов в п. Изварино Московской обл. осуществляется в одноэтажных корпусах большой протяженности с горизонтальным размещением технологических процессов (рис. 3). Менее энергоемким является выполняемый ЦНИИпромзданий проект завода по производству инфузионных растворов в Москве, в котором технологические процессы осуществляются в многоэтажном здании по вертикали (рис. 4). Благодаря резкому снижению соотношения площади ограждающих конструкций к объему здания энергозатраты на 1 м3 снизятся на 10–15% по сравнению с аналогом. Рис. 3. Завод готовых лекарственных препаратов, п.Изварино Московской обл.

 

При проектировании производственных зданий благодаря оптимизации инженерных систем можно существенно (на 30–40%) снизить энергозатраты по сравнению с аналогами. Так, в качестве энергоэффективных систем отопления можно использовать лучистые системы, предназначенные для обогрева отдельных зон и участков. Системы газового лучистого отопления с темными излучателями отечественного производства по проекту ЦНИИпромзданий применена в ремонтно-экипировочном депо «Москва – Киевская».
Основным резервом сокращения энергопотребления системами вентиляции является уменьшение воздухообмена, в том числе с помощью системы локализующей вентиляции и воздушных и воздушно-тепловых завес. Так, применение комбинированных воздушно-тепловых завес у ворот уменьшает расход энергии в 2 раза. Рис. 4. Завод по производству инфузионных растворов, Москва, ул. Ижорская, д. 13/19

 

Проект системы воздушного отопления с направляющими соплами был разработан институтом для стеллажного склада комплекса «Шерленд» площадью более 25 тыс. м2. Планируемое годовое сокращение расхода тепла на отопление по сравнению с аналогом составит около 25%.
Для реализации энергосберегающих решений при проектировании и строительстве зданий в ЦНИИпромзданий разработаны следующие документы:
1. Рекомендации по расчету отопительно-вентиляционных систем лучистого отопления / ОАО «ЦНИИпромзданий». М., 2002.
2. Рекомендации по применению систем обогрева с газовыми инфракрасными излучателями / ОАО «ЦНИИпромзданий». М., 1996.
3. Рекомендации по расчету отопительно-вентиляционных систем с направляющими соплами / ОАО «ЦНИИпромзданий». М., 1984.
4. Программа расчета парозащиты наружных стен по методике СНиП II-3-79*, раздел 6 / ОАО «ЦНИИпромзданий». М., 1999.

 

Вывоз металлолома круглосуточно, металлолом. Вывоз металлолома услуги.

 

Лирическое отступление. Как создать систему аскуэ. Журнал. Gussing 100% без викопного палива. Особенности применения энергоэ.

 

Главная ->  Экология