Научно-технический центр Технопрестиж XXI век






Лугин В.Г., Зигмантович А.В.

Принципы обоснования энергоэффективных организационно-технических решений в строительстве



Организация строительного производства (проблемы становления, эффективного функционирования и совершенствования производственных процессов, научно-организационные и практические методы и средства решения таких проблем) на этапах жизненного цикла строительных объектов характеризуется сложностью, неопределённостью, наличием огромного количества взаимосвязанных внутренних и внешних факторов, обусловленных, в первую очередь, техническими, организационными, информационными, экономическими, социальными обстоятельствами.
Разработка и совершенствование научных, методологических и системотехнических принципов организации производства, исследование и анализ организационных и технических решений на основе широкого использования новых технологий качественно повышает уровень организации производственной деятельности строительных предприятий.

С точки зрения современных требований анализ существующей практики строительного производства, во всём многообразии характеризующих его существенных связей, целесообразно осуществлять в рамках теории функциональных систем [1-6] и системотехники строительства [6-10], а также технического, организационного, информационного и т.п. подходов.

Системотехнический подход в строительстве основан на постулате об универсальности принципов и законов организации и развития сложных природных биологических, социально-экономических и технологических (в т. ч. строительных систем). Общими являются предъявляемые требования высокой организации, экономичности, гибкости, надёжности, приспособляемости. Практическое применение таких подходов во многих областях науки и техники подтвердило их универсальность.

Биологические системы являются наиболее высокоорганизованными системами. Они обладают такими качествами устойчивости функционирования, которые пока лишь частично достигаются при создании строительных объектов и их систем управления.

Теория функциональных систем имеет ярко выраженный объективный смысл опережающего отражения действительности, т.е. она не только объясняет те явления, которые уже произошли, но и способна достаточно точно предсказывать их развитие. Она позволяет выделить наиболее важные факторы, определяющие направления развития биологических и технологических (строительных) систем.

К ним, в первую очередь, следует отнести энергоэффективность. Об этом свидетельствует вся история эволюции живой природы и человечества. Так в процессе эволюции гораздо чаще выживают особи, обладающие различными средствами обеспечения приспособления к климатическим (температурным) изменениям, различные средства сохранения энергии. Аналогичная ситуация наблюдается и в человеческом обществе. Так история существования человечества не отделима от борьбы за существование и, следовательно, необходимости обеспечивать энергетическую приспосабливаемость.

Новейшая история развития человечества определяется энергетическими кризисами, развитие которых имеет тенденцию к обострению. Всё это свидетельствует о необходимости учета факторов энергоэффективности при разработке организационно-технических решений в строительстве, как наиболее значимых в ближайшей и отдалённой перспективе.

Выделенные аспекты энергоэффективности органически вписываются в концепцию гомеостата строительных объектов [9] – способности их самоорганизации, т.е., в известной степени, обучаемости и приспособляемости формами своего поведения к устойчивому равновесию с окружающей средой при некоторой случайности во внутреннем строении (например, при изменении параметров связей с окружающей средой, частичной поломке) [11].

Одним из главных приоритетов новой энергетической политики России, [10-14], является повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов и создание необходимых условий для перевода экономики страны на энергосберегающий путь развития.

Использование возобновляющихся источников энергии, таких как солнце, ветер и др. также осложнено нерешённостью ряда технологических проблем и отсутствуем широкомасштабных исследований по их применению в строительстве. Так, традиционно считается их использование неэффективным в РФ, что во многом основано на давно изменившихся стереотипах.

В последнее время энергосбережение рассматривается не только с чисто энергоэкономической точки зрения, а и как главное средство предотвращения выбросов парниковых газов и вредных веществ в атмосферу. Одна тонна сэкономленного топлива предотвращает выброс, как минимум, двух тонн СО2. Рассмотрение энергосберегающих проектов с учетом благоприятных экологических последствий в 2-2,5 раза повышает эффективность этих проектов, что имеет особое значение в свете нарастающей реальности экологических угроз (в первую очередь, глобального потепления) и требований Киотского протокола, который Россия недавно ратифицировала.

В результате осознания государственной важности проблем энергосбережения в 2000г. Правительством российской Федерации были одобрены Основные приоритеты энергетической стратегии России на период до 2020 года, в частности к ним относится:

  1. полное и надёжное обеспечение населения и экономики страны энергоресурсами по доступным и вместе с тем стимулирующим энергосбережение ценам, снижение рисков и недопущение развития кризисных ситуаций в энергообеспечении страны;
  2. снижение удельных затрат на производство и использование энергоресурсов за счёт рационализации их потребления, применения энергосберегающих технологий и оборудования, сокращения потерь при добыче, переработке, транспортировке и реализации продукции топливно-энергетического комплекса (ТЭК);
  3. минимизация техногенного воздействия энергетики на окружающую среду на основе применения экономических стимулов, совершенствования структуры производства, внедрения новых технологий добычи, переработки, транспортировки, реализации и потребления продукции.

Все эти положения в полной мере относятся к строительному производству и эффективности функционирования строительных объектов.

С целью определения практических направлений реализации энергетической стратегии государства в 2002 г. вышла Федеральная целевая программа “Энергоэффективная экономика” на 2002-2005 г.г. и на период до 2010 г. Целевая направленность Программы определяется необходимостью решения задач, связанных с низкой энергоэффективностью экономики страны и, как следствие, - с высокими издержками общества на своё энергообеспечение, необходимостью устойчивого энергоснабжения населения и экономики страны, снижения техногенной нагрузки ТЭК на окружающую среду, сохранения энергетической безопасности России.

В комплексе с другими, важными направлениями программы являются:

  1. перевод экономики страны на энергосберегающий путь развития для обеспечения энергетических потребностей общества;
  2. снижение вредного воздействия на окружающую среду объектов ТЭК и оздоровление экологической обстановки в добывающих и энергопроизводящих областях.

Отдельный раздел программы посвящён энергоэффективности в сфере строительства и ЖКХ. В нём, в частности, указано на необходимость разработки мероприятий, направленных на повышение качества и надёжности энергообеспечения, снижения затрат на отопление, электро- и водоснабжение за счёт непроизводственных расходов и потерь энергоресурсов и воды.

Тем не менее, конкретные мероприятия, степень их важности и последовательность реализации, а также принципы оценки эффективности внедрения в руководящих документах не определены даже в общих чертах.

С практической точки зрения существенное значение имеет методология обоснования и оценки организационно-технических решений в строительстве, направленных на достижение конечного результата – ввода объектов в эксплуатацию с необходимым качеством и в указанные сроки с точки зрения их энергоэффективности.

В дальнейшем под организационно-техническими решениями (ОТР) будем понимать конкретное описание технических основ и технологической схемы реализации процессов строительного производства и используемые при этом технические, экономические, нормативно-правовые и прочие мероприятия организационного характера.

Существующие в настоящее время документы, регламентирующие ОТР в области строительства посвящены оптимизации расходования тепловой энергии, которая является одной их основных составляющих энергопотребления строительных объектов. Так, в [15] предложены методики определения основных расчётных и экономических параметров при оптимизации теплового режима зданий; определения экономической целесообразности применения энергосберегающих мероприятий при оптимизации теплового режима здания; определение величины капитальных вложений и эксплуатационных затрат на энергосберегающие мероприятия. Важным достоинством предлагаемой авторами экономико-математической модели является её способность определять (с учётом указанных условий) не только экономическую эффективность рассматриваемого энергосберегающего мероприятия в период его разработки или внедрения, но и дать приближённый прогноз о возможности сохранения этой эффективности в последующий период времени. Технологическая ограниченность выводов определяется, в первую очередь, выбором сугубо экономического критерия эффективности энергосбережения в виде окупаемости инвестиций. В то время как технико-экономическая эффективность имеет и самостоятельные объективные технологические характеристики (стоимость вырабатываемой энергии, тепла, ресурсов; гибкость в конструкции, исполнения и использования, широкий выбор технологических схем для получения энергии, тепла и ресурсов; приспособляемость к различным условиям, возможность использования в различных регионах; окупаемость; перспективность; экологическая эффективность), которые могут рассматриваться не только в связи с окупаемостью инвестиций.

Особенно важен опыт НИИСФ РААСН [16-18], который совместно с Центром по энергетической эффективности и Комитетом по защите природных ресурсов разработал, апробировал и внедрил новые подходы к нормированию и организации производства зданий с эффективным использованием тепловой энергии с учётом региональных особенностей.

Эта работа проводилась во исполнении решений Правительства России в области энергосбережения, которое поставило в 1994 г. цель - достичь снижения расходов на отопление в новых и реконструируемых зданиях по сравнению с 1995г. на 20% в период до 1999г. и на 40% с 2000 года.

Первоначально была разработана новая идеология нормирования зданий с энергетической точки зрения, затем были разработаны и утверждены в 1994 году новые территориальные нормы для Москвы. А с 1998г. по 2003 г. с привлечением региональных специалистов разработаны и внедрены в 46 регионах РФ территориальные нормы. И, наконец, на основе полученного опыта в 2003г. был разработан и внедрён новый СНиП по тепловой защите зданий и соответствующий ему свод правил.

В отличие от существовавших ранее предписывающих СНиП, в новом документе изложены только основные нормы. Методы проектирования, в т.ч. альтернативные, вынесены в свод правил “Проектирование тепловой защиты зданий” и могут быть по разному использованы в зависимости от творческого потенциала, квалификации проектировщиков и имеющихся технических возможностей. Такая свобода распространяется на выбор технических решений и способов их реализации при проектировании зданий, когда конечный результат достигается за счёт повышения качества проектирования. Установленные критерии могут также использоваться для определения необходимости улучшения энергетической эффективности существующих зданий.

Соответственно, такой подход к проектированию вносит серьёзные изменения в весь процесс выработки ОТР и организации строительного производства.

Результативность этой работы стала итогом, комплекса мероприятий, начало которым положил организационно-технический анализ территориальных решений в области эффективности теплоизоляции перспективных и существующих зданий.

Однако эти результаты относятся только к одной, пусть и практически важной энергосберегающей технологии тепловой защиты зданий, и существенно не затрагивают таких технологий, как применение возобновляемых источников энергии, автономных дизельных установок, переведённых на газ с применением тепловых труб, диспетчеризация энерго-, ресурсопотребления, использование современных осветительных приборов и технологий и т.п. В большинстве случаев эти технологии также должны оказывать существенное влиянии на энергоэффективность зданий в целом и, соответственно, на ОТР и организацию строительного производства. Кроме того, в настоящее время следует рассматривать так же экологические аспекты, использования энергосберегающих технологий, которые с учётом Федеральной целевой программой “Энергоэффективная экономика” на 2002-2005 г.г. и на период до 2010 г. и присоединением России к Киотскому протоколу становятся приоритетными.

В соответствии с научными подходами (системотехника строительства) и руководящими документами в области энергосбережения, рассмотренными выше можно выделить следующие основные принципы обоснования энергоэффективных организационно-технических решений в строительстве.

Принцип энергетической системности. Все виды энергопотребляющих объектов имеют тенденцию к объединению во взаимосвязанные системы, служащие для обеспечения хозяйства всеми видами энергии, топлива и способные выступать как единое и сложное целое, результат функционирования которого не равен сумме результатов функционирования отдельных объектов системы.

Принцип многостадийности. Все виды энергосберегающих процессов базируются на создании и эксплуатации строительных объектов, являющихся результатом организованной, последовательности регулируемых действий. Принцип предполагает регламентирование по стадиям жизненного цикла объектов (от маркетинга до утилизации) гибких, информативных, достоверных, качественных и количественных требований и показателей энергосбережения.

Принцип рациональности. Принцип предполагает рациональный охват организационно-техническими решениями обязательных для реализации групп требований: ресурсных, технологических, экологических, энерготранспортных, финансово-экономических, нормативно-метрологических, социальных, управленческих, информационных.

Принцип функциональной взаимосвязанности. Организационно-технические решения в области энергосбережения неотделимы от общих проблем обеспечения ресурсопотребления и технологических процессов и технических средств энергообеспечения и энергосбережения, обеспечения совместимости технических средств.

Принцип неразрывности деятельности. Прогнозирование, планирование, реализация, регулирование и оценка (надзор, контроль) результатов нормативно-методического обеспечения требований энергопотребления и энергосбережения должны осуществляться постоянно на стадиях жизненного цикла строительных объектов.

Принцип повышения требований. Принцип устанавливает тенденцию развития строительного производства в сторону энергосбережения с учетом того, что статус энергосберегающих мероприятий будет неуклонно повышаться.

Принцип территориальной ранжировки. Организационно-технические решения в строительстве должны вырабатываться с учетом территориальных особенностей с использованием критерия эффективности, обобщающего технико-экономические и экологические оценки полезности и затрат на внедрение технологии.

Таким образом, назревшие потребности строительного производства в области энергоэффективности требуют разработки организационно-технических решений по широкому спектру энергосберегаюших технологий. Их обоснование может быть реализовано на основе предложенных принципов: энергетической системности; многостадийности; рациональности; функциональной взаимосвязанности; неразрывности деятельности; повышения требований; территориальной ранжировки.

Список литературы
1. .Павлов И.П. Избранные труды. М., 1951.
2. Павлов И.П. Исследование высшей нервной деятельности // Двадцатилетний опыт объективного изучения высшей нервной деятельности (поведения) животных. M.; Л., 1925. С. 253.
3. Анохин П.К. Избранные труды. Философские аспекты теории функциональных систем. – М.: – Наука. – 1978. – С. 70.
4. Анохин П.К. Принципы системной организации функций. – М. – 1973.
5. Судаков К.В., Агаян Г.Ц., Вагин Ю.Е., Толпыго С.М., Умрюхин Е.А. “Системокванты” физиологических процессов. – М. – 1997. – 152 с.
6. Судаков К.В., Умрюхин Е.А. Информационная модель системной организации психической деятельности человека (“детектор интеллекта”). В кн. “Моделирование функциональных систем”. – М. – 2000. – С. 94-152.
7. Гусаков А.А. (под ред.), Системотехника строительства. Энциклопедический словарь. – М.: Фонд “Новое тысячелетие”, 1999.
8. Гусаков А.А. (под ред.), Системотехника строительства. М.: Фонд “Новое тысячелетие”, 2002.
9. Волков А.А. Гомеостат строительных объектов // Материалы междунар. науч.-практ. конференции "Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах". – Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), – 2001. – Ч. 5. – с. 8–10.
10. Волков А.А. Системный анализ информационного обеспечения процессов строительного проектирования и управления // Материалы междунар. науч.-практ. конференции "Информационные технологии в обследовании эксплуатируемых зданий и сооружений". – Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), – 2001. – Ч. 2. – с. 31–34.
11. БСЭ, т. 7, стр. 51, Изд. “Советская энциклопедия”, М., 1972.
12. Постановление Правительства РФ от 17.10.2001. №296. Федеральная целевая программа “Энергоэффективная экономика” на 2002-2005 г.г. и на период до 2010г.
13. Распоряжение Правительства РФ от 28. 08. 2003. №1234р. Энергетическая стратегия России на период до 2020 г.
14. ГОСТ Р 51387-99. Энергосбережение.
15. Королёва. Т.И. Экономическое обоснование оптимизации теплового режима здания. М. “Издательство Ассоциации строительных вузов”. 2001.
16. Матросов Ю. Регионы России переходят на энергетический принцип проектирования и строительства зданий, "Энергосбережение", № 2, 2002.
17. Матросов Ю. Повышение энергоэффективности жилых зданий,
Бюллетень ЦЭНЭФ: "Энергетическая эффективность", №35, М.,2002.
18. Матросов Ю. Сравнительный анализ новых территориальных норм России по энергетической эффективности жилых зданий и нового постановления Германии, "Энергосбережение", №3 и №4, М.,2002.

 


 

Valid HTML 4.01 Transitional
Copyright © 2005-2017 Лугин Владимир Григорьевич