Комплексна термомодернізація ДНЗ №573

02.11.2015

Пілотний проект з комплексної термосанації дошкільного навчального закладу №573 в м. Києві (вул. Маршала Малиновського, 27-Г)

Протягом 2011-2013 років Київською міською державною адміністрацією за технічної підтримки Проекту «Реформа міського теплозабезпечення» (далі – Проект «РМТ), що реалізовувався за підтримки USAID, за участю приватної компанії ТОВ «ДТЕК»,  було реалізовано пілотний проект з комплексної термосанації будівлі дошкільного навчального закладу №573 (далі – ДНЗ №573) за адресою: вул. Маршала Малиновського, 27Г, Оболонського району м. Києва.

Метою даного проекту була демонстрація можливостей значної економії паливно-енергетичних ресурсів на об’єкті (більше 50%) для подальшої підготовки до системної модернізації міської інфраструктури. Адже тільки реалізація проектів із комплексним підходом до енергоефективності: покращення термічного опору огороджувальних конструкцій, реалізація заходів із енергоефективної модернізації інженерних систем будівлі (опалення, вентиляції, гарячого водопостачання, тощо) може призвести до істотних позитивних змін у наданні якісних комунальних послуг та до значної економії бюджетних коштів на енергоносії.

Наразі існуючий стан будівель бюджетної сфери міста, що характерно для більшості будівель комунальної власності в Україні, є незадовільний. У багатьох з них не дотримуються необхідні внутрішні температури повітря, огороджувальні конструкції будівель значно зношені (або пошкоджені), внутрішня система опалення засмічена та розбалансована, відсутнє регулювання температури по приміщенням будівлі, не працює механічна вентиляція, тощо.

На даний час, виходячи зі структури енергоспоживання бюджетних закладів, комплексна термосанація будівель є найбільш дієвим заходом щодо зниження їх енергоспоживання, особливо зважаючи на постійне зростання вартості енергоносіїв.

Даний захід дозволяє окрім зниження витрат на енергоносії вирішувати проблеми, пов’язані з необхідністю проведення ремонтів вікон, стін та крівель, будівель, що експлуатуються значний час, покращити санітарні умови перебування людей в приміщенні.

Окрім того комплексна термосанація є необхідним кроком для впровадження на об’єктах бюджетної сфери альтернативних джерел теплової енергії таких як теплові насоси, системи електрообігріву з акумулюванням теплової енергії та використанням багатозонних тарифів на електричну енергію, тощо. Суттєве зменшення теплових втрат дозволяє використовувати альтернативні джерела теплової енергії значно меншої встановленої потужності, що знижує вартість впровадження зазначених заходів.

 

Передумови реалізації проекту

Зважаючи на те, що в м. Києві більша частина бюджетних будівель обладнана автоматикою регулювання теплового потоку, а також вузлами обліку теплової енергії, створились хороші передумови подальшого зниження енергоспоживання за рахунок реалізації проектів з комплексної термосанації будівель.

Даний пілотний об’єкт був відібраний за результатами аналізу наявних типових будівель м. Києва (масових серій забудови) та результатів проведених енергетичних аудитів, які були виконані спеціалістами комунального підприємства «Група впровадження проекту з енергозбереження в адміністративних та громадських будівлях м. Києва».

Критерієм відбору були:

  • наявність високих питомих показників теплоспоживання об’єкту;
  • належність до найбільш масової серії забудови міста, для можливості подальшого розповсюдження позитивного досвіду на аналогічних об’єктах.

Відібраний ДНЗ №573 повністю задовольняв вищезазначеним вимогам. Його питоме базове теплоспоживання знаходилось на рівні 400 кВтг/м2 в рік, що майже в 3,5 рази перевищувало максимально допустимі показники українських будівельних норм, а тим більше норму ЄС.

 Опис проекту

Проектом передбачалося виконання комплексу заходів, спрямованих на покращення теплотехнічних показників огороджувальних конструкцій будівель та  підвищення ефективності роботи систем теплопостачання та вентиляції, шляхом проведення наступних робіт:

  • утеплення зовнішніх стін;
  • заміна вікон та вхідних дверей;
  • утеплення цоколю;
  • утеплення покрівлі;
  • реконструкція системи освітлення із застосуванням світлодіодних світильників;
  • балансування внутрішньої системи опалення для забезпечення оптимального розподілу теплоносія та зменшення понаднормових витрат теплової енергії;
  • реконструкція системи вентиляції з рекуперацією;
  • організація циркуляції та фільтрації води в басейні дошкільного навчального закладу;
  • встановлення сонячних колекторів для потреб гарячого водопостачання та підігріву води в басейні, в т.ч. удосконалення системи автоматизованого управління подачею теплоносія в системі ГВП;
  • заміна старих електричних плит на нові;
  • впровадження системи дистанційного моніторингу енергоспоживання та внутрішніх температур.

 

Геометричні та теплотехнічні показники основних елементів будівлі

таблица1

Огороджувальні конструкції будівлі ДНЗ №573

Зовнішні стіни будівлі ДНЗ №573до реалізації проекту з комплексної термосанації складались з керамзитобетонних панелей товщиною 300 мм, які ззовні вкриті шаром декоративної штукатурки товщиною 20 мм. Аналіз термографічних знімків зовнішніх стін виявив підвищені тепловтрати через них, особливо в місцях між стиками панелей (див. Рис. 1).

1ul-t

 

Рисунок 1Фото  та термографія зовнішніх стін ДНЗ №573 «до» термосанації 

Для досягнення нормативних значень опору теплопередачі зовнішні стіни ДНЗ №573 було  утеплено мінераловатними (негорючим) утеплювачем товщиною 100 мм із зовнішнім нанесенням декоративної штукатурки та фарбуванням. Додаткова теплова ізоляція дозволила зменшити понаднормові втрати тепла через стіни та покращити зовнішній вигляд будівлі.

 

2

Рисунок 2Фото зовнішніх стін ДНЗ №573 «після» термосанації

 

Існуючі вікна в будівлі ДНЗ №573 було виконано переважно з подвійними склінням у дерев’яних спарених рамах. Спостерігались значні нещільності між рамою та склом, що призводили до значних тепловтрат через підвищену природну інфільтрацію холодного повітря в середину приміщень. Існуючі дерев’яні конструкції вхідних дверей також не забезпечували щільного прилягання одна до одної, в результаті чого спостерігалися значні протяги холодного повітря в будівлю. Велика кількість вікон знаходилася в незадовільному стані та не підлягала ремонту.

Лише незначна частина вікон до 7-10% замінена на нові металопластикові з одинарним склопакетом власними силами (силами батьківських комітетів), проте термічний опір таких вікон не задовольняє нормативним значенням.

 

 

3u

Рисунок 3 – Фото існуючих дерев’яних вікон та вхідних дверей будівлі ДНЗ №573 «до» термосанації

 

Аналіз термографічних знімків вікон виявив підвищені тепловтрати в місцях, де знаходиться одне скло у дерев’яній віконній шибці замість двох, а друге – або розбите, або пошкоджено (див. Рис. 4). Приведений опір теплопередачі дерев’яних вікон з одним склом в шибці складає R=0,25 (м2´К)/Вт.

4у

 

Рисунок 4 – Термографічні знімки дерев’яних вікон ДНЗ №573

 

Під час проведення термосанації, для досягнення нормативних значень опору теплопередачі, старі дерев’яні вікна було замінено на нові металопластикові з подвійним склопакетом, який заповнений повітрям, та 3-х камерним ПВХ профілем, який забезпечує нормативні значення опору теплопередачі (не менше Rтр=0,6 Вт/(м2*К)). Встановлення таких вікон призвело до зменшення теплових втрат через світлопрозорі конструкції, а також зменшило понаднормову неконтрольовану інфільтрацію в середину приміщень.

Також час проведення робіт з заміни вікон було передбачено утеплення внутрішніх віконних відкосів для усунення містків холоду.

5u

 

Рисунок 5 – Фото вікон та вхідних дверей будівлі ДНЗ №573 «після» термосанації

 

Покрівля ДНЗ №573 суміщена, знаходиться безпосередньо над опалювальними приміщеннями,  що характерно для будівель типових серій забудови 70-80-х років Перекриття виконано з залізобетонних багатопустотних панелей товщиною 0,22 м, ззовні вкрито шаром керамзиту (100-150 мм) та подвійним шаром гідроізоляції – руберойдом.

 

6

Рисунок 6  Фото пласкої покрівлі будівлі ДНЗ №573 «до» термосанації

Характерною проблемою даного типу покрівель є порушення гідроізоляційного руберойдового шару покрівлі та місцеві підтікання в приміщення будівлі, що призводить до утворення грибків на внутрішній поверхні стін та покрівлі. Такі місця є також містками холоду та підвищених теплових втрат.

Під час проведення термосанації пласку покрівлю було вкрито шаром утеплювача – спіненим пінополіуретаном товщиною 180 мм, який забезпечив нормативні значення опору теплопередачі (не менше Rтр=4,95 Вт/(м2*К), а також вирішив питання щодо недосконалостей гідроізоляційного шару покрівлі. Особливістю даної технології утеплення покрівлі є її відносна технологічна складність, що вимагає високої кваліфікації персоналу, а також відносно висока вартість.

 

7u 

Рисунок 7 – Фото пласкої покрівлі будівлі ДНЗ №573 «після» термосанації

 

Підвали (або технічні підпілля) в будівлі ДНЗ №573 неопалювальні розміщені під всією площею будівлі, напівцокольні, слабовентильовані. Середня температура, що тримається в середині підвалів (технічних підпіллях) складає +8…+10˚С.

 

 8у

Рисунок 8 – Фото утеплення цокольної частини будівлі

Утеплення цокольної частини зовнішніх стін будівлі (в т.ч. на глибину промерзання ґрунту) пінополістирольними плитами товщиною 100 мм, з подальшим нанесенням гідроізоляції та їх оздобленням декоративною штукатуркою, дозволило досягнути необхідних нормативних значень термічного опору.

 

Інженерні системи будівлі ДНЗ №573

Система теплопостачання будівлі ДНЗ №573 була виконана із залежною схемою підключення системи опалення до теплових мереж та обладнана автоматичною системою регулювання теплового потоку з циркуляційним насосом. Система гарячого водопостачання обладнана індивідуальним бойлером (пластинчастим теплообмінником) з автоматичним регулюванням подачі теплоносія в залежності від температури гарячої води. Система гарячого водопостачання оснащена циркуляційною лінією з рециркуляційним насосом.

 

9

Рисунок 9 – Фото блочного модульного індивідуального теплового пункту ДНЗ №573

 

Внутрішня система опалення будівлі була запроектована однотрубна з нижньою розводкою, була розбалансована. Нерівномірність розподілення теплоносія у внутрішній мережі призводило до коливань внутрішньої температури приміщень залежно від блоку будівлі/стояку системи опалення.

Більшість опалювальних приладів, що встановлені в будівлі – чавунні секційні радіатори марки М-140 АО. Опалювальні прилади та трубопроводи були зашлаковані, хімічна чистка тривалий час не проводилась. Зменшення ефективності теплопередачі існуючої системи опалення було на рівні 10% через відкладення на внутрішній поверхні трубопроводів та радіаторів.

9у

Рисунок 9 – Фото опалювальних приладів та трубопроводів внутрішньої системи опалення будівлі ДНЗ №573 «до» термосанації

 

Під час реалізації проекту з термосанації будівелі ДНЗ №573 при реконструкції системи опалення були проведені наступні види робіт:

  • заміна трубопроводів на поліпропіленові;
  • заміна радіаторів;
  • встановлення термостатичного регулювання опалювальними приладами;
  • встановлення автоматичних балансувальних клапанів на стояках системи;
  • утеплення магістральних трубопроводів, що проходять підвалом

 

10 

Рисунок 10 – Фото обладнання, що використовувалося під час реконструкції внутрішньої системи опалення

 

Гідравлічне балансування в сукупності з термостатичним регулюванням внутрішньої системи опалення дозволяє нормалізувати температури по приміщенням будівлі, а також дозволяє зменшити перевитрати теплової енергії. Зменшення споживання теплової енергії за рахунок реалізації заходів  може бути на рівні 10-15% від загального теплоспоживання на опалення будівлі.

Характеристика класу енергетичної ефективності будівлі на базі питомих характеристик теплоспоживання приведена нижче:

tablitsa22

 

*Максимально допустиме значення тепловтрат будівлі дошкільного навчального закладу згідно з ДБН В.2.6.-31:2006 «Теплова ізоляція будівель» становить 43 кВт´год/м3.

 

Підвищення теплозахисних характеристик зовнішньої оболонки будівлі після проведення термосанації, встановлення більш щільних вікон, призводить до зменшення природного повітрообміну в будівлі, що потребує додаткових заходів для покращення вентиляції в будівлі.

Недостатня вентиляція в будівлі може призвести до недотримання санітарних норм якості повітря, що призводить до погіршення самопочуття та впливає на стан здоров’я дітей та персоналу.

В будівлі садочку передбачена витяжна вентиляція з природним спонуканням. Приплив свіжого повітря неконтрольований через відкриті кватирки та вікна, витяжка через вентиляційні отвори в приміщеннях та санвузлах. Існуючі механічні системи вентиляції садочку (кухня, спортзал, тощо), які були передбачені проектом, вже багато років не працюють та не використовуються, окрім витяжки на кухні.

Крім того приміщення басейну не було обладнано належною системою механічної вентиляції, в результаті чого не відбувався необхідний воздухообмін, спостерігалися підвищена вологість повітря, поява конденсату на поверхні будівельних конструкцій, що сприяло утворенню грибків та плісняви, створювало умови не припустимі санітарними нормами для перебування людей.

11

Рисунок 11 – Фото стану механічної системи вентиляції «до» термосанації

В рамках проекту термосанації будівлі було передбачено відновлення (або організацію) механічної припливно-витяжної вентиляції з рекуперацією в приміщеннях актового залу, спортзалу, басейну, кухні.

Досягнення належного рівня енергозбереження в системі вентиляції досягається за рахунок встановлення в припливно-витяжних установках рекуператора, що дозволить відбирати тепло від витяжного (нагрітого) повітря, що видаляється з приміщень, та передавати його припливному (свіжому) повітрю, що надходить в приміщення. За рахунок утилізації тепла витяжного повітря можна зменшити експлуатаційні витрати на підігрів припливного повітря. Економія теплової енергії в системі вентиляції за рахунок використання рекуператора досягає 70%.

Даний захід є реноваційним та потребує капітальних витрат на відновлення роботи системи, а також призводить до збільшення споживання теплової енергії закладом.

Також під час енергоаудиту закладу був рекомендований цікавий енергоефективний захід, що спрямований на економію гарячої води басейну та теплової енергії для її приготування, та який згодом був реалізований.

Було виявлено, що обслуговування та поповнення гарячою водою ванни басейну (7м´3м´1,5м) відбувалося в ручному режимі персоналом дошкільного навчального закладу за температурою води в басейні. Циркуляція води в басейні була відсутня. Кожний день відбувалося нове наповнення ванни та повний злив води об’ємом 31,5 м3. Все це призводило до підвищених втрат води та теплової енергії закладом.

12

 

Рисунок 12Фото ванни басейну «до» реалізації проекту з термосанації

 

В рамках проекту було встановлено модульну установку приготування води басейну з автоматичним регулюванням роботи насосів та хімічною обробкою води. Установка автоматично відслідковує якість та кількість води в басейні, підтримуючи необхідний рівень місткості хімічних речовин, а також поповнюючи необхідні втрати води без втручання обслуговуючого персоналу. Це дозволило зменшити кількість повних спускань басейну, покращило якість води. Обладнання басейну розміщуються в спеціально облаштованому для цього підвальному приміщенні.

12.1 

Рисунок 12 – Фото ванни басейну «після» реалізації проекту з термосанації

Для підігріву води в басейні була встановлена геліосистема із сонячними колекторами загальною площею 34 м2, робота якої передбачена разом із встановленим індивідуальним теплопунктом в будівлі. Встановлена геліосистема повністю забезпечує потребу в гарячій воді садочок в весняно-літній період, та покриває певну частину в інші пероди року.

Для акумуляції теплової отриманої від сонячного випромінення також встановлено додаткове обладнання в підвальному приміщенні будівлі: бойлери, циркуляційні насоси, теплообмінник, регулятори та інш.

 

Для зменшення споживання електричної енергії ДНЗ №573 під час реалізації проекту з термосанації були виконані наступні енергоефективні заходи:

  • замінені старі кухонні плити на нові з енергоефективними конфорками;
  • замінена існуюча система освітлена на нову із використанням світлодіодних (LED) світильників.

 

Старі кухонні електричні плити, які були встановлені в закладі, витрачали багато часу для виходу на робочий та приготування їжі, що призводило до перевитрат електричної енергії. В закладі було встановлено 3 електроплити, які всі оснащені духовими шафами.

З метою більш ефективного використання робочого часу та електричної енергії  і були встановлені нові електричні плити, які є більш сучасними та обладнанні більш енергозберігаючими конфорками.

Порівняльні характеристики електроплит

 

tablitsa3

13

Рисунок 13 – Фото старих та нових електричних плит

 

Система освітлення закладу більше ніж 50% складалась з ламп розжарювання (170 шт.), іншу частину системи освітлення складали люмінесцентні лампи. В приміщеннях дошкільного закладу не дотримувались норми освітленості (більш ніж в 2 рази). Зовнішнє освітлення не працювало (загалом 5 світильників).

Після модернізації системи освітлення із встановленням світлодіодних світильників було відновлено нормативний рівень освітленості в приміщеннях будівлі, а також було відновлено зовнішнє освітлення території навколо будівлі ДНЗ №573.

14 

Рисунок 14 Фото нових світлодіодних світильників ДНЗ №573

 

Важливим елементом для ефективної експлуатації даної будівлі після термосанації та досягнення очікуваних показників економії теплової та електричної енергії стало впровадження системи оперативного моніторингу, що є чудовим інструментом для енергоменеджерів міста.

До реалізації проекту з термосанації на об’єкті оперативному моніторингу енергоспоживання ставав на заваді тривалий час передачі інформації для аналізу відповідним структурам міської влади. В результаті прийняття керівних рішень (по усуненню аварій, неналежного налаштування обладнання та інш.) також розтягувався у часі, що призводило до підвищених втрат енергетичних ресурсів. Принципова схема системи дистанційного моніторингу наведена на Рисунку 15.

Використання в рамках системи моніторингу енергоспоживання системи дистанційного збору дозволяє вчасно виявляти та усувати понаднормові перевитрати енергоносіїв, збої в роботі обладнання.

Також проводиться моніторинг температур (теплоносія, повітря по окремим приміщенням та інш.) в будівлі дошкільного навчального закладу , що дозволяє контролювати та аналізувати їх через будь-який комп’ютер, що має доступ до інтернету.

15

Рисунок 15 – Принципова схема системи дистанційного моніторингу енергоспоживання

Висновки та результати

 

Проект з термосанації дошкільного навчального закладу №573 був першим пілотним проект із комплексним підходом до підвищення рівня енергоефективності будівель бюджетної сфери м. Києва, в якому максимально були застосовані сучасні енергоефективні рішення. Отриманий досвід з впровадження енергоефективних технологій на діючому об’єкті можна розповсюджувати на інших аналогічних дошкільних навчальних закладах м. Києва та України.

 

В рамках реалізації проекту були досягнуті наступні економічні показники:

– загальна вартість проекту – 4,04 млн. грн. (в цінах станом на 2012 рік)

– очікувана економія коштів – більше 400 тыс. грн. за рік

– простий термін окупності – 10 років

В результаті реалізованих заходів в ДНЗ №573 очікується наступне зменшення споживання енергетичних ресурсів відносно до базового рівня енергоспоживання:

  • теплової енергії до 450 Гкал на рік;
  • електричної енергії до 27,0 тис. кВт на рік;
  • холодної води до 3 000 м3 на рік.

 

Значним досягненням даного проекту була нормалізація умов внутрішнього мікроклімату будівлі, дотримання всіх санітарно-гігієнічних вимог (внутрішніх температур, рівня освітлення, тощо), а також виконання всіх сучасних нормативів щодо енергозбереження.

 

Фактичний моніторинг енергоспоживання ДНЗ №573 підтверджує досягнення економії в розмірі не менше 50% від базового тепло споживання. Так, наприклад, на Рисунку 16 наведені дані фактичного теплоспоживання за 2014 рік, та відображена фактично досягнута економія по місяцях.

Реалізація даного проекту фактично підтвердила припущення, що при комплексному підході впровадження енергоефективних заходів можливо досягнення економії в розмірі більше 60%.

срочно

Напишіть відгук

Ваша пошт@ не публікуватиметься. Обов’язкові поля позначені *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

  • Члени Асоціації


  • Архіви



<-- -->