О наилучшей практике повышения энергоэффективности многоквартирных домов Сенновский Д.В., Технологический институт энергетических обследований, диагностики и неразрушающего контроля «ВЕМО», заместитель генерального директора

Цель презентации - информирование об опыте и практических преимуществах применения универсальной имитационной модели энергоэффективности многоквартирного дома (МКД). Настоящая инновационная разработка предлагается вниманию руководителей и специалистов в области управления и эксплуатации жилищного фонда, инвестиционных и оценочных, энергосервисных и энергоаудиторских компаний Технология диагностирования энергоэффективности на основе универсальной имитационной модели МКД прошла успешную апробацию в г.г. и показала несомненные преимущества при выполнении: сравнительной оценки альтернативных проектных решений по капитальному ремонту и санации зданий, проверки экономической эффективности государственных капитальных вложений, энергетических обследований и энергопаспортизации (более 100 МКД), прогноза динамики потребления энергоресурсов и окупаемости инвестиций в энергосберегающие мероприятия, разработки комплексных программ повышения энергоэффективности эксплуатируемых многоквартирных домов.

Преимущества Применение универсальной имитационной модели энергоэффективности МКД позволяет: 1)обеспечить реальную экономию финансовых и материальных, трудовых и временных ресурсов на всех этапах повышения и поддержания уровня энергоэффективности МКД ; 2)с достаточной точностью восстанавливать утраченную и проверять имеющуюся информацию о характеристиках МКД и его систем; 3)оперативно и качественно выполнять энергетическую паспортизацию МКД; 4)объективно оценивать энергосберегающий потенциал и эксплуатационное состояние энергосистем непосредственно каждого МКД; 5)выявлять как наиболее проблемные дома с точки зрения их эксплуатации, так и наиболее выгодные с точки зрения инвестиций в энергосбережение; 6)получать оформленные комплексные предложения по повышению энергоэффективности МКД с технико-экономическим обоснованием, достаточным для принятия инвестиционных решений; 7)иметь надежные ориентиры и критерии в планировании и управлении энергопотреблением и оценке достигнутого уровня энергоэффективности.

Разъяснение терминов Лучшая практика это формализация уникального успешного практического опыта, оптимального способа достижения цели, который, оказавшись эффективным в одном месте, может оказаться столь же эффективным и в другом. Универсальная имитационная модель энергоэффективности МКД позволяет объективно оценивать и выявлять лучшие практики повышения энергоэффективности и надежно адаптировать, переносить их на исследуемые дома. (Девиз: «главное – чтобы костюмчик сидел!») Универсальная имитационная модель энергоэффективности многоквартирного дома (МКД) это экономико-физико-математическая модель, способная настраиваться на состав и характеристики конкретного МКД и в динамике подстраиваться под их изменения и воспроизводить с заданной степенью точности прогнозируемые параметры функционирования конструкций, инженерных систем и оборудования исследуемого дома. Обязательным этапом работы с такой моделью является оценка ее адекватности реальному дому. При искажении исходной информации о МКД модель сразу выявляет свою неадекватность и предотвращает таким образом получение неправильных результатов. Имитационное динамическое моделирование метод, позволяющий строить модели систем различной сложности, так описывающие процессы, как они проходили бы в действительности, и отражающие изменения состояния системы с течением времени.

Основные вопросы Постараемся подробнее остановиться на следующих вопросах применения технологий имитационного диагностирования энергоэффективности МКД на базе универсальной модели : 1)Какие недостатки существующих подходов вызывают необходимость применения предлагаемой практики? 2)В чем преимущества комплексного отчета о диагностике энергоэффективности МКД по сравнению с обычным энергопаспортом? 3)Какие практические задачи позволяет решать универсальная модель помимо оценки энергоэффективности? 4)Какими критериями достигается объективность диагностики энергоэффективности? 5)Как отбираются лучшие мероприятия для включения в программу повышения энергоэффективности МКД? 6)Сокращаются ли затраты на проведение обследования МКД при применении универсальной модели? 7)Как эта практика соотносится с зарубежным опытом?

1. Недостатки существующих подходов к повышению энергоэффективности МКД Сегодня энергосбережение осуществляется, как правило: 1)формально и вопреки экономической целесообразности; 2)с необоснованным прогнозом экономии энергоресурсов: 3)с оценками, сделанными по недостоверной информации; 4)с критериями, имеющими слишком высокую погрешность; 5)без объективного контроля достигнутой экономии; 6)без регулярного управления энергопотреблением; 7)без надежного инструментария принятия энергосберегающих технических решений. Часто забывается, что главное – не энергопаспорт и не указатель с классом энергоэффективности, а практически достигнутый результат энергосбережения.

Величина экономии тепловой энергии после санации, % Количество МКД в выборке, (шт.) Доля в выборке (%) Увеличение потребления (экономия меньше 0%) 516% Экономия в пределах приборной погрешности (от 0% до 3%) 516% Низкая экономия (от 4% до 34%) 1752% Ожидаемая экономия (от 35% до 55%) 516% Энергоаудит в 2012г. Из выбранных 22 МКД, построенных в период г.г., т.е. после введения новых требований к теплозащите, только один дом «дотянул» до нормального класса энергоэффективности (С). Почти 50% МКД (10 шт.) имеют низший класс Е. Еще 8 домов в 2011 г. прошли санацию. Из них также 50% МКД (4шт.) не «добрались» до пониженного класса D, оставшись на «низшем» Е классе. Практически все МКД нуждаются в повышении энергоэффективности, даже после реализации энергосберегающих мероприятий Проверка результатов санации МКД, проведенной в 2009г. в Москве (32 МКД)

2. Преимущества комплексного отчета о диагностике энергоэффективности МКД Заказчик и его заинтересованная «контактная аудитория» получают подготовленный расчетом на универсальной модели комплексный отчет, содержащий: 1)Объективные оценки и предложения по решению практических проблем эксплуатации и управления энергопотреблением конкретных домов; 2)Весь комплекс показателей по каждому дому, необходимый и достаточный для принятия обоснованных организационных, технических и финансовых решений о повышении энергоэффективности и их приоритетов; 3)Энергетический паспорт не только фактический, но и перспективный (после реализации предлагаемых решений); 4)Детальную программу энергосбережения на основе объективно оцененных наилучших практик повышения энергоэффективности; 5)Подробный план финансовых вложений с прогнозом динамики дисконтированного дохода; 6)Доказательства адекватности сделанных оценок и прогнозов.

Группа проблем Решение проблем с отражением в комплексном отчете о диагностике энергоэффективности МКД проблемы управления затратами оценки уровня энергозатрат в сопоставлении с нормами, и/или аналогами- эталонами, потенциал энергосбережения, структура расходов энергоресурсов для среднего расчетного режима, обеспеченность системами учета и регулирования проблемы внешних отношений максимальные энергетические нагрузки и структура мощностей, необходимые для договоров энергоснабжения, а также характеристики здания, требующиеся для инспекции и инвесторов проблемы эксплуатации заключение о техническом и эксплуатационном состоянии МКД, в т.ч. количественные оценки индикаторов эксплуатационного состояния проблемы обновления последовательность шагов наиболее экономически эффективного пути к повышению эффективности здания с оценкой и детальным анализом необходимых капиталовложений и их окупаемости проблемы надежности оценок индикаторы адекватности (соответствия) модели, использованной в диагностике, натурным показателям функционирования объекта, для понимания степени надежности произведенных оценок Отчет ориентирован на собственников и жильцов, девелоперов и эксплуатационщиков, инспекторов и муниципалитет, инвесторов и энергосервис.

Для группы домов помимо отчетов по каждому дому выдается сводный отчет, содержащий статистический анализ всего массива сведений и сводную программу энергосбережения. Наименование раздела энергоаудиторского заключения 1) Указатель класса энергоэффективности, структура энергопотребления (энергетический профиль) и отклонения от эталона МКД по фактическому состоянию 2) Указатель класса энергоэффективности, структура энергопотребления (энергетический профиль) и отклонения от эталона МКД после применения лучшей практики повышения энергоэффективности 3) Показатели энергоэффективности МКД до и после применения лучшей практики 4) Показатели энергопаспорта МКД до и после применения лучшей практики 5) Рекомендуемый порядок реализации энергосберегающих мероприятий лучшей практики с оценкой объемов инвестиций для каждого мероприятия 6) Экономическое обоснование и показатели окупаемости инвестиций без участия государственных субсидий 7) Экономическое обоснование и показатели окупаемости инвестиций с установленной долей государственных субсидий 8) Динамика энергопотребления и изменение тепловых нагрузок здания при реализации лучшей практики. Потенциал энергосбережения 9) Показатели адекватности физико-математической модели энергопотребления МКД 10) Исходные данные, принятые для моделирования энергопотребления 11) Результаты контрольных измерений и наблюдений, выполненных на объекте 12) Сведения о проведенном обследовании и испытательной лаборатории, выдавшей отчет (заключение) 13) Расширенные рекомендации к программе энергосбережения и повышения энергоэффективности

По фактическому состоянию зданияПосле реализации лучшей практики энергосбережения

Окупаемость и чистый дисконтированный доход для 100% частных инвестиций Окупаемость и чистый дисконтированный доход для 50% частных инвестиций

3. Практические задачи, решаемые на универсальной модели МКД Универсальная динамическая модель МКД, реализованная на базе программы имитационного моделирования МОДЭН (разработчик - ОДО «Энерговент», Минск), способна в динамике исследовать поведение всех конструкций, инженерных устройств и автоматики МКД. Путем комплексного динамического моделирования протекающих в них физических процессов могут быть проведены полномасштабные вычислительные эксперименты, получены достоверные оценки и прогнозы для различных вариантов эксплуатационных режимов и изменений, устранены грубые ошибки в исходных данных и многое другое.

Наименование задачи 1) оценка уровня комфортности микроклимата в помещениях квартир (температура воздуха, ее изменение в эксплуатационных климатических условиях и достаточность воздухообмена) 2) оценка фактической суммарной мощности установленных отопительных приборов 3) оценка показателей использования энергетической мощности инженерных систем 4) оценка тепловых нагрузок здания по фактическому состоянию и после реализации потенциала энергосбережения 5) оценка эксплуатационного состояния наружных ограждающих конструкций 6) оценка правильности учетных данных об энергопотреблении 7) оценка достоверности сведений о технических характеристиках здания, его конструкций и оборудования 8) оценка вероятной фактической заселенности квартир 9) оценка фактической мощности бытовых теплопоступлений 10) оценка энергетической эффективности здания и его отдельных систем по фактическому состоянию и после реализации потенциала энергосбережения 11) выбор наиболее эффективных мероприятий энергосбережения и вариантов их комбинаций с оценкой необходимого объема капитальных вложений 12) оценка инвестиционного потенциала энергосбережения

Наименование задачи 13) определение наивыгоднейшей последовательности реализации мероприятий 14) точный прогноз изменения энергопотребления и динамики получаемого эффекта при реализации программ мероприятий 15) оценка окупаемости инвестиций с учетом их дисконтирования 16) определение степени участия частных инвестиций, обеспечивающей энергосберегающему проекту достаточный уровень привлекательности для вложений 17) составление инвестиционного отчета об энергосберегающем проекте 18) расчет показателей энергетического паспорта здания по фактическому состоянию и после реализации потенциала энергосбережения 19) выдача заключения об энергетической эффективности здания, энергетического паспорта здания, предложений по санации здания и технико-экономического обоснования программы санации 20) мониторинг энергосберегающего проекта и адаптация к изменениям 21) планирование энергозатрат и объемов энергопотребления 22) достоверность, физическая обоснованность, непротиворечивость и достаточная точность всех полученных оценок 23) сокращение временных затрат на всех стадиях энергоаудита

4. Критерии диагностики энергоэффективности МКД В качестве ведущих критериев практического энергосбережения, определяющих его экономическую целесообразность, используются общепринятые экономические показатели рентабельности капитальных вложений (инвестиций), к которым относятся: 1)Срок окупаемости с учетом эксплуатационных затрат, лет 2)Индекс рентабельности На основе этих критериев МКД могут быть ранжированы по степени их инвестиционной привлекательности для энергосервиса и государственного финансирования. Помимо чисто экономических показателей в диагностике энергоэффективности применяются критерии, опирающиеся на: 1)Выявленный потенциал энергосбережения, 2)Законодательно установленные нормативы расхода энергоресурсов, 3)Расчетный уровень энергетических нагрузок.

Коэффициент энергоэффективности системы = 1–(относит.потенциал энергосбережения) =(энергопотребление системы после достижения эталонного состояния) (фактическое энергопотребление системы, приведенное к нормируемым условиям) Под системой понимается любая инженерная система здания, ее часть или здание в целом. Чем выше КЭЭС, тем ближе состояние системы к состоянию эталона энергоэффективности. КЭЭС применяется для ранжирования МКД и определения наибольших разрывов с лучшей практикой Отклонение от нормируемого удельного расхода тепловой энергии на отопление здания = (фактический удельный расход тепловой энергии на отопление здания) – 1 (нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление здания) На основании данного показателя устанавливается класс энергетической эффективности здания. Нормируемый удельный расход, единый для всей территории страны, устанавливается уполномоченным органом государственной власти. ОНУР > +0,05 – пониженная энергоэффективность ОНУР < -0,10 – повышенная энергоэффективность (Согласно Приказу Минрегионразвития РФ от 8 апреля 2011 г. N 161)

Индикатор наладки отопления = 1 – (расчетная тепловая нагрузка) (фактическая тепловая нагрузка) ИНО определяет, на какую часть фактическая нагрузка должна быть скорректирована, чтобы соответствовать расчетной. Расчетная нагрузка определяется исходя из характеристик здания согласно нормам проектирования. ИНО> +0,1 – завышенный расход тепла (на 10% и более) – «перетоп» и/или нерационально высокий объем воздухообмена Как правило, это болезнь утепленных зданий без термостатического регулирования. Среди таких МКД завышенный расход тепла имеет более 40% зданий. Причем наличие термостатов само по себе без АИТП на тепловом вводе не гарантирует от перерасхода тепла. Даже наоборот. Все обследованные дома с термостатическим регулированием без регулирования на вводе оказались энергетическими расточителями. ИНО< -0,3 – ухудшенный комфорт – «недотоп» (на 30% и более) и/или недостаток воздухообмена Ухудшенный комфорт более характерен для неутепленных зданий. Установленные в них жильцами новые герметичные окна снижают потребности в тепле, однако сильно сокращают воздухообмен. Таких проблемных домов среди неутепленных зданий около 45%. Среди утепленных зданий таких домов гораздо меньше - около 15%. Наличие термостатов в некоторой степени помогает избежать этой проблемы, открытием расхода компенсируя падение температуры воздуха при проветривании. Однако кардинальным решением является установка систем принудительной вентиляции. Коэффициент воздухообмена = (фактический объем воздухообмена) (нормативный объем воздухообмена) Показывает степень избыточности (больше 1,2) и недостаточности (меньше 0,6) воздухообмена. 40%МКД имеют КВ меньше 0,6.

5. Отбор лучших практик повышения энергоэффективности МКД Отбор лучшей практики энергосбережения и повышения энергоэффективности МКД производится в отношении: 1)Отдельных мероприятий, способных приносить положительный эффект при их автономном внедрении 2)Комбинации взаимообусловленных мероприятий, в которой какое-либо мероприятие способно принести положительный эффект только при условии реализации других мероприятий 3)Оптимальной очередности реализации мероприятий и их комбинаций, способной в кратчайшие сроки принести ожидаемую экономическую выгоду Выбор осуществляется по критериям диагностики энергоэффективности путем проведения вычислительных экспериментов на универсальной динамической модели МКД. При этом должна учитываться применимость оцениваемых вариантов практики для конкретного объекта с точки зрения безопасности и надежности.

Мероприятие 1 Вентилируемый фасад с керамогранитом Мокрый фасад Напыление пенополиуретана Термопанель пенополистирол с клинкером Термопанели фасадные ППУ с металло- полимерным покрытием Мероприятие 2 Термостат со встроенным датчиком Простой срок окупаемости без учета затрат, лет 65,4617,9713,256,7717,9510,12 Простой срок окупаемости с учетом затрат, лет -33,6493,7832,819,7324,1312,69 Дисконтированн ый срок окупаемости, лет >51 16,0>5145,5 Чистый дисконтированн ый доход (NPV) на 50-й год, тыс.руб , , ,63871, ,2834,43 Индекс рентабельности -0,210,140,310,940,370,70 в таблице отобраны результаты моделирования по 6 вариантам.

Было установлено: 1)любое утепление фасада без соответствующей модернизации и наладки систем отопления, в буквальном смысле «швыряет деньги в форточку» - эффект по всем показателям получается отрицательный. 2)наилучший эффект достигается за счет одновременного с утеплением применения термостатического регулирования системы отопления и АИТП. 3)Саму систему отопления при этом можно не менять, если ее техническое состояние нормальное, однако в этом случае обязательно на тепловом вводе в здание устанавливать АИТП для ограничения расхода тепла. С помощью имитационной модели МКД были также выбраны и наиболее выгодные схемы утепления.

Наименование мероприятия, включаемого в единый тест энергоэффективности Система Установка автоматизированного ИТП на вводах в здание АИТП, балансировочные, запорные и термостатические вентили, воздуховыпускные клапаны Замена окон в местах общего пользования на стеклопакеты Окна ПВХ с однокамерными стеклопакетами Утепление стен Термопанели пенополиуретановые с облицовкой металлополимером Утепление покрытия Плиты минераловатные с гидро- и паро- изоляцией изнутри чердачного помещения Установка утилизаторов теплоты вытяжного воздухаЦентрализованная утилизация теплоты вентвыбросов Установка термостатов на приборах отопления Термостаты со встроенным датчиком на отопительных приборах Установка датчиков движения и присутствияЛампы накаливания Регулирование напоров воды во внутренней системе здания путем установки регуляторов давления Система горячего водоснабжения Установка датчиков движения и присутствияЛюминисцентные лампы

6. Применение имитационной модели МКД - лучшая практика энергоаудита Технология имитационного диагностирования энергоэффективности при проведении энергетических обследований МКД обеспечивает: 1)Оптимизацию объема исходной информации и измерений 2)Преодоление трудностей, связанных со спецификой жилищного сектора 3)Сокращение затрат времени на каждом этапе энергоаудита 4)Стандартизацию технологий обработки и анализа энергоаудиторской информации 5)Надежный контроль достоверности, точности и обоснованности промежуточных и окончательных выводов 6)Практическую ценность результатов обследования для Заказчика 7)Высокую вероятность принятия решения о реализации рекомендованных мероприятий

этапа Наименование и содержание этапа Проблемы традиционной методологии реализации этапа Решение проблем с применением технологий имитационного диагностирования 1 Подготовительный (планирование энергетического обследования) Избыточность (недостаточность) плана обследования Формализованные задания с необходимым и достаточным объемами требований 2 Сбор и описание исходных данных Информационная избыточность (недостаточность - часть необходимых данных не получена) Противоречивость собранных данных и результатов инструментального обследования., Необходимый и достаточный объем с удобным механизмом ввода исходных данных 3Анализ исходных данных Отсутствие единого механизма представления и анализа полученных, а именно: *описания энергетической системы здания, *проверки на адекватность, *анализа, *расчетов и выводов, *технических предложений по трансформациям системы, *коэффициента энергетической эффективности Наличие единого механизма представления и анализа полученных, а именно: *типовая модель жилого дома, *проверки на адекватность, *анализа, *расчетов и выводов, *технических предложений по трансформациям системы *коэффициента энергетической эффективности 4 Документирование результатов энергоаудита Высокие риски человеческого фактора. Высокая трудоемкость выполнения описательной части. Формализация выходных документов. Формирование отчетов не требует дополнительного времени (формируются в процессе счета на модели) 5 Экспертиза и согласование отчетных материалов Невоспроизводимость результатов при проверке в других программах. Полная воспроизводимость во всех программах, как по вводным данным, так и по результатам Врямя на проведение и достоверность Неопределенность, как по времени проведения, так и по результатам Быстрота и проверяемость результатов за счет формализованности и открытости на всех этапах.

Наименование проблемыРешение проблемы очень большое количество объектовпреодолевается с помощью бэнчмаркинга на основе рейтинговых индикаторов энергоэффективности, принятых в имитационной модели плохое состояние и отсутствие проектной и исполнительной документации, приводящее к существенной нехватке надежной непротиворечивой информации о характеристиках и режимах эксплуатации здания и систем преодолевается натурными обследованиями и имитационным моделированием низкое качество и даже отсутствие учетных данных о потреблении энергоресурсов преодолевается продолжительными натурными обследованиями и/или имитационным моделированием затрудненность натурных проверок из-за отсутствия доступа в квартиры и к другим помещениям и частям единого комплекса, отделенным границами эксплуатационной ответственности преодолевается проведением вычислительных экспериментов на имитационной модели

Наименование проблемыРешение проблемы несанкционированные и несогласованные изменения в инженерном оборудовании квартир выявляются и оцениваются на имитационной модели низкая культура пользования и эксплуатации оборудования и конструкций здания учитывается общей оценкой на имитационной модели приблизительность сведений о численности жильцов оценивается на имитационной модели

Шаг 1. Открытие калькулятораОткрытие калькулятора Шаг 2. Загрузка модели здания в калькулятор. Загрузка модели здания в калькулятор Шаг 3. Ввод исходных данныхВвод исходных данных Шаг 4. Проверка модели на адекватностьПроверка модели на адекватность Шаг 5. Настройка трансформаций моделиНастройка трансформаций модели Шаг 6. Ввод данных для расчета экономикиВвод данных для расчета экономики Шаг 7. Запуск на счет и результаты счетаЗапуск на счет и результаты счета

6. Соответствие практики имитационного диагностирования энергоэффективности МКД зарубежному опыту В технологии имитационного диагностирования энергоэффективности МКД учтен наиболее передовой опыт и лучшие практики России, Белоруссии, Европы, Америки, Австралии.

Данные для энергоаудитаРасчет Натурные измерения (документац ия) Примечание Исходные данные Размещение здания Геометрия здания Характеристики фасадов Приоритет измерениям Ограждающие конструкции Приоритет измерениям Ежечасное потребление Системой освещения Системой горячего водоснабжения Системой отопления Технологиями Системой вентиляции Требуемые данные для анализа Характеристики ИТП Характеристика систем вентиляции Не полная Характеристика систем отопления Не полная Характеристика систем освещения Не полная Энергопотребление по системам освещения Приоритет измерениям Энергопотребление по системам горячего водоснабжения Приоритет измерениям Энергопотребление по системам отопления и вентиляции Приоритет измерениям Энергопотребление по прочим системам Приоритет измерениям Результаты и выводы Сравнение энергопотребления полученных в натуре и по результатам расчета Анализ потребления системами Выработка предложения, позволяющих снизить энергопотребление по системам Технико-экономическое обоснование предложений

ООО «Технологический институт энергетических обследований диагностики и неразрушающего контроля «ВЕМО» , г. Москва, ул. Люсиновская, д. 62 Россия Тел. (499) , , факс: (499) wemo.ru ООО «Технологический институт энергетических обследований диагностики и неразрушающего контроля «ВЕМО» , г. Москва, ул. Люсиновская, д. 62 Россия Тел. (499) , , факс: (499) wemo.ru