Анализ опыта практической реализации работ по энергосбережению и повышению эксплуатационной безопасности эксплуатируемых зданий и сооружений показывает, что процесс внедрения энергоэффективных технологий в муниципальных системах идёт очень медленно. С большим трудом формируются экономические механизмы финансирования и стимулирования энергосбережения. Как правило, реальная итоговая отдача от внедрения энергосберегающих мероприятий, если такая объективная оценка вообще проводится, оказывается существенно меньше заявляемых в начале проектов. Такая ситуация характерна не только для Казахстана, но и для стран ближнего зарубежья [1-4].

Отсутствие на сегодня объективной информации о фактических характеристиках энергоэффективности и эксплуатационном состоянии региональных зданий приводит к следующим негативным последствиям:

  • Программы восстановления и модернизации зданий и сооружений регионов неэффективны и не соответствуют реальной ситуации, учитывающей их состояние
  • Нерациональное расходование ресурсов и несанкционированные потери ограничивают развитие регионов, проектирование и ввод новых региональных объектов
  • Отсутствует контроль надёжности функционирующих в регионах зданий и их эксплуатационной безопасности
  • Отсутствует контроль соответствия фактической энергоэффективности и реальных теплотехнических характеристик новых зданий нормативам
  • Муниципальный энергоменеджмент не в полной мере соответствует принятой государственной стратегии энергосбережения.
  • Отсутствует возможность объективной энергетической паспортизации эксплуатируемых зданий и возможность адекватного прогноза развития дефектов и аномальных явлений
  • Отсутствует территориально-административный прогноз возможных последствий низкой энергоэффективности объектов.

В этих условиях важным этапом работ в региональных программах энергосбережения, позволяющим найти эффективные решения вышеупомянутых проблем является проведение мониторинга реального эксплуатационного состояния функционирующих зданий и обоснование рациональных мероприятий по восстановлению нормативных характеристик, теплозащитных и надёжностных свойств и комфортных условий на объектах мониторинга. Вышеупомянутые функции, на наш взгляд, могут быть успешно реализованы с помощью муниципальной системы мониторинга тепло-технических и эксплуатационных характеристик функционирующих зданий, представляющей собой информационно-аналитическую систему поддержки принятия эффективных решений по энергосбережению и эксплуатационной безопасности в сфере строительства и ЖКХ на основе современных методов пространственного анализа, прогноза возникновения аварийных ситуаций и оперативного представления достоверных данных лицам, принимающим решения по управлению региональной инфраструктурой.

Оценить реальные теплотехнические характеристики эксплуатируемых зданий и рекомендовать мероприятия по восстановлению их нормативных характеристик, и, следовательно, снизить сверхнормативные потери, а также повысить надёжность их функционирования можно на базе технологий теплотехнического мониторинга, позволяющих на основе оперативной экспресс-диагностики получить необходимые оценки реальной энергоэффективности и фактических эксплуатационных характеристик функционирующих зданий и сооружений [5].

Реальная энергоэффективность ограждающих конструкций функционирующих зданий при тепловизионной диагностике может быть оценена по величине приведённого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций [6].

В качестве характеристик эксплуатационной безопасности и надёжности региональных объектов мониторинга могут служить оцениваемые при теплотехническом исследовании положение плоскости промерзания, время остывания строительного объекта при отключении системы теплоснабжения и обнаруженные дефекты ограждающих конструкций.

В процессе энергоменеджмента территориальной структуры региона каждое из региональных зданий, определяясь своими теплотехническими и эксплуатационными характеристиками, вносит свою долю в энергоэффективность и эксплуатационную безопасность комплекса региональных зданий. При этом параллельно с проблемой диагностики реальных теплотехнических характеристик отдельных зданий появляется проблема управления всей муниципальной инфраструктурой в условиях реальных низких характеристик энергоэффективности каждого из объектов, а также задача прогнозирования возможных последствий для региона при значительных отклонениях реальных эксплуатационных свойств от нормативов [7].

При теплотехническом мониторинге крупного регионального образования объектами контроля является множество территориально распределённых объектов, картографически связанных со смежными системами, что определяет целесообразность использования в системе мониторинга эксплуатационного состояния функционирующих в регионе зданий возможностей и достоинств геоинформационных систем. Такая система поддержки принятия решения реализуется как многопользовательская распределённая система, сетевые функции и клиент-серверная архитектура которой ориентированы на применение Web-технологий. В общем случае такие Web-системы представляют собой некий многомерный комплекс, увязывающий с помощью телекоммуникационной сети в единую клиент-серверную архитектуру толстых (различные приложения) и тонких (например, Web-браузеры) клиентов и обслуживающий неограниченное количество пользователей. Функционирование такой системы поддержки принятия решений позволит совместить атрибутивную информацию экспресс-диагностики каждого из зданий территориального объединения с картографическими данными и в рамках клиент-серверной Web-системы.

При анализе теплотехнических и эксплуатационных характеристик объектов региона исследуемое территориальное образование может рассматриваться как элемент крупного административного центра. Картографически это может быть продемонстрировано примером рисунка 1, где административным центром является город Алматы, а объектами теплотехнического мониторинга – здания выделенного в нем района. Таким территориальным образованием может быть КСК, микрорайон, район, город и т.д.

Рисунок 1. Карты административного центра и исследуемых объектов района
Рисунок 1. Карты административного центра и исследуемых объектов района

Информационной основой эффективного функционирования системы теплотехнического мониторинга региональных объектов являются данные о зданиях, входящих в контролируемое территориальное образование. Эта входная информация включает в себя как априорные, практически не изменяющиеся данные об объектах, такие как проектная документация, картографические и атрибутивные данные об их расположении, нормативы, так и данные натурных исследований объектов мониторинга, позволяющие оценить их фактические эксплуатационные характеристики.

Наибольший интерес и важность для принятия эффективных последующих решений по энергоменеджменту исследуемого территориального образования представляют собой данные, характеризующие фактические характеристики об энергоэффективности и эксплуатационном состоянии реальных зданий, входящих в его состав. Именно эти данные позволяют оценить характеристики фактической энергоэффективности и сверхнормативные потери муниципалитета в целом. Получение этих данных связано с применением методологии тепловизионной диагностики зданий, базирующейся на проведении натурных испытаний на объектах мониторинга и реализующих технологии оперативной экспресс-диагностики [5].

Данные теплотехнического мониторинга, характеризующие эксплуатационные свойства реальных зданий и сооружений региона подразделяются на качественные и количественные характеристики последних. К количественным оценкам эксплуатационных свойств ограждающих конструкций зданий относятся, прежде всего, энергоэффективность, индикатором которой являются величины приведённых сопротивлений теплопередаче стен и светопрозрачных ограждающих конструкций строительных объектов и величина сверхнормативных тепловых потерь.

К качественным характеристикам относятся термограммы зданий, положение точки росы, дефекты ограждающих конструкций, аномальные зоны повышенных теплопотерь. Информация о качественных и количественных характеристиках объектов и данные о натурных испытаниях, являющихся исходной информацией для расчёта энергоэффективности и эксплуатационного состояния зданий формируют базу данных теплотехнических характеристик строительных объектов территориальных образований. Учитывая тот факт, что теплотехнический мониторинг на функционирующих объектах осуществляется периодически, с интервалом 3–5 лет, информация о его результатах будет накапливаться и использоваться для прогноза развития дефектов эксплуатируемых зданий региона.

Пользователи такой системы имеют доступ как к фактическим характеристикам каждого из объектов мониторинга, так и характеристикам исследуемого территориального образования. Вариант одного из интерфейсов пользователя подобной системы приведён на рисунке 2.

Рисунок 2. Вариант одного из интерфейсов пользователя системы  теплотехнического мониторинга
Рисунок 2. Вариант одного из интерфейсов пользователя системы теплотехнического мониторинга

Процедуры успешного применения технологий теплового неразрушающего контроля для экспресс-диагностики фактического эксплуатационного состояния зданий территориального образования и всего строительного комплекса в целом могут быть организованы на объектах РК таким образом, как это демонстрируются рисунками 3, 4.

Рисунок 3. Организационно-технологическая схема теплотехнического   мониторинга строительных объектов территориальных образований
Рисунок 3. Организационно-технологическая схема теплотехнического мониторинга строительных объектов территориальных образований
Рисунок 4. Организационно-технологическая структура тепловизионного  мониторинга региона
Рисунок 4. Организационно-технологическая структура тепловизионного мониторинга региона

Предложенные технические и технологические решения апробированы ТОО «Системотехника» в рамках пилотного программно-технического комплекса теплотехнического мониторинга комплекса зданий небольшого территориального образования (КСК) и реализуют функции аналитической системы поддержки принятия решений по энергоменеджменту территориальных образований, с помощью которой, на основании фактических оценок теплотехнических свойств реальных муниципальных строительных объектов, принимаются эффективные решения по формированию программ термомодернизации и восстановлению зданий и сооружений.

Виктор Топоров, Валерий Аксельрод, ТОО «Системотехника»
Тобыл Жылкыбаев, ТОО «Centras Financial»
Эдиге Закарин, АО «КАЗГЕОКОСМОС»
г. Алматы — 2015.

Источники информации:
1. В.И. Ливчак, Ю.А. Табунщиков «Экспресс-энергоаудит теплопотребления жилых зданий: особенности проведения», ABOK №4, 2013.
2. Гавриловский А.В. «Мониторинг объектов нежилого фонда при оперативном управлении региональным и муниципальным недвижимым имуществом» Сайт «Кадастр недвижимости и мониторинг природных ресурсов», Всероссийская научно-техническая интернет-конференция 2011 г. http://kadastr.org/conf/2011/.
3. Виктор Топоров, Валерий Аксельрод, Тауфик Амирбаев, Петр Коршунов «Энергосбережение и надёжность эксплуатируемых в РК строительных объектов». Энергетика, № 2(49) май 2014 г. с.37–39.
4. Волов Г.Я., Зуев В.И., Сенновский Д.В. Экспресс-аудит зданий на основе динамической имитационной модели. Информационный бюллетень Строй-инфо, №3 (459) март 2014 год.
5. Виктор Топоров, Валерий Аксельрод, Тауфик Амирбаев, Петр Коршунов «Тепловой неразрушающий контроль как инструмент для контроля энергоэффективности строительных объектов». Энергетика, № 2(45) май 2013 г. стр. 28–31.
6. СН РК 2.04-21-2004 «Энергопотребление и тепловая защита гражданских зданий. Строительные нормы РК».
7. Топоров В.И., Амирбаев Т.Р., Аксельрод В.Ю., Коршунов П.П. «Теплотехнический мониторинг муниципальных строительных объектов». Вестник автоматизации № 4(38), декабрь, 2012 г. с. 8-9.

Комментариев нет

Оставить комментарий