WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |

Влияние энергосберегающих технологий на выбор организационнотехнических решений в строительстве

http://www.stroinauka.ru/biblio.asp?d=12&dc=12&dr=4829

Функционирование строительных объектов на этапах жизненного цикла характеризуется сложностью, неопределенностью, наличием огромного количества взаимосвязанных внутренних и внешних факторов, обусловленных, в первую очередь, техногенными, технологическими, информа ционными, экономическими и социальными обстоятельствами. С точки зрения современных требований анализ существующей практики строительного производства во всем многообразии характеризующих его существенных связей целесообразно осуществлять в рамках системотехники строительства, которая в последние десятилетия развивается в МГСУ проф. А.А. Гусаковым, А.А. Волковым и др. Системотехнический подход в строительстве основан на постулате ой универсальности принципов и законов организации и развития сложных природных, биологических, социальноэкономических и технологических (в том числе строительных) систем. Общими являются предъявляемые требования высокой организации, экономичности, гибкости, надежности, приспособляемости. При этом в последнее время особое значение приоб рели требования энергоэффективности и экологичности.

Такая ситуация определяется насущными требованиями практического строительства, обусловленными постоянным ростам цен на энергоноси тели, продиктованным уменьшением их запасов. Кроме того, ратифика ция Киотского протокола, направленного на предотвращение глобального потепления, требует соответствующих исследований и обоснований. Влиянию энергосберегающих технологий с учетом требований Киотского протокола на выбор организационнотехнических решений в строительстве и посвящена данная статья.

В основе современных системных подходов к принятию ОТР в строительстве (в части энергосбережения) лежит методология получения результата в три этапа [1,2]:

комплексный подход к объекту как к энергопотребляющей системе, установление и описание связей между элементами этой системы;

анализ ограничений и формулировка показателя эффективности. Формулировка оптимизационной задачи;

решение оптимизационной задачи.

Однако такой подход нельзя рассматривать в виде совокупности стандартных правил в каждом конкретном случае решение задачи требует изобретательности и творческого подхода.

Основная цель, преследуемая при проектировании энергоэффективных зданий сокращение энергоемкости объекта путем применения соответствующих технических решений. При этом рассматривается оптимизация трех энергетически взаимосвязанных подсистем:

энергетическое воздействие на оболочку здания атмосферных факторов;

тепловая энергия, накапливаемая оболочкой здания, то есть наружными ограждающими конструкциями здания.

тепловая энергия, накапливаемая воздухом помещений и элементами интерьерной среды (оборудованием, внутренними ограждающими конструкциями и т.д.).

Предлагается реализовывать оптимальные варианты, исходя из совокупности взаимосвязанных архитектурнопланировочных и инженерных решений, в основе которых лежат показатели тепловой эффективности проектного и инженерного решений Ю = ЮA ЮE, полученные с учетом ограничений («дисциплинирующих условий»), где ЮA = QAmin /QA, ЮE = QE, min /QE, (1) QAmin /QA затраты энергии на климатизацию и тепловую защиту здания с оптимальными и предлагаемыми архитектурнопланировочными решениями, соответственно.

QE, min /QE затраты энергии на климатизацию и тепловую защиту здания.с оптимальными и предлагаемыми инженерными решениями, соответственно В основе такой методологии лежит предположение о возможности нахождения оптимальных архитектурных и инженерных решений с использованием современных методов системного анализа, в первую очередь, средств САПР.

С другой стороны Ю = Ю1 Ю2 Ю3, 0 ? Ю ?1, I = 1,2,3, (2) где Ю1 — показатель тепловой эффективности в части оптимального учета климатических параметров;

Ю2 — то же в части оптимального выбора теплозащиты ограждающих конструкций;

Ю3 то же в части оптимального выбора системы обеспечения благоприятного теплового режима в помещениях здания.

При этом предполагается возможность учета в тепловом балансе зданий региональных особенностей климата, в первую очередь, за счет использования данных многолетних наблюдений за среднемесячной температурой, солнечной радиацией и розой ветров А оптимизационная задача рассматривается как задача минимизации интегрального функционала:



W = I {[t0, t1],Q(t)}, (3) где t0, t1 временные пределы интегрирования; W затраты энергии. Q(t) расход энергии (по отношению к W управление) на отопление помещения. При этом между W и Q( t ) существуют сложные математические связи, определяющиеся содержанием задач теплопередачи и теплового баланса, решение которых сводится к. системе дифференциальных уравнений в частных производных. В [1,2] для ее решения используют совокупность действий, основанных на принципе максимума Понтрягина.

То есть, фактически решается задача сокращения количества энергии, необходимой для обеспечения в здании определенного теплового режима за счет оптимизации воздействия климатических факторов и рационального использования энергии, которая аккумулируется оболочкой здания и его «начинкой».

Вместе с тем нельзя забывать об экологической составляющей эффективности энергосберегающих технологий, значение которой особенно возросло после ратификации Киотского протокола, а также о количественном и качественном выражении полученных оценок, сравнении этих оценок с затратами на реализацию энергосберегающих мероприятий.

Если рассмотреть такие техникоэкономические показатели энергетической эффективности, как стоимость вырабатываемой энергии, тепла, ресурсов, гибкость конструктивной схемы, исполнения и использования, широкий выбор технологических решений, позволяющих получать энергию, тепло и ресурсы; адаптация к различным условиям, возможность использования в разных регионах; окупаемость; перспективность и т.д., то можно заметить, что далеко не всем из них можно дать количественную оценку. Например, термин «стоимость» допускает возможность использования количественных оценок, а такие показатели, как «гибкость», «адаптация», «возможность» и т.п., оценить количественно можно только е некоторых случаях. Вот почему целесообразнее производить качественную оценку данных показателей (в баллах). При этом можно потребовать выполнения некоторого минимума требований. Например, если мы говорим о широком выборе технологических схем, то предполагаем, что некоторый ограниченный перечень этих схем должен реализовываться в любом случае.

Аналогичный подход может быть использован для оценки показателей экологической эффективности. Так, в связи с вступлением в силу в 2008 году ограничений на выбросы СО, (введение квот), показатели, характеризующие объем этих выбросов, получат конкретное денежное выражение. А вот показатели, характеризующие уровень потребления энергетических ресурсов и материальных средств, не могут быть оценены в стоимостном выражении. Эти два показателя следует оценивать качественно (в баллах) При использовании количественной (стоимостной) оценки возникает необходимость выбора единиц для выражения стоимости. Надо сказать, что денежные единицы обладают существенными недостатками. Вопервых, при прогнозировании возможных изменений стоимостных выражений придется какимто образом учитывать такое явление, как, нестабильность цен на энергоносители, например на нефть. Вовторых, имеют место колебания валютных курсов, порой значительные. В связи с этим показатель уменьшения стоимости вырабатываемой энергии, тепла и ресурсов целесообразнее выражать в энергетическом эквиваленте. Гораздо сложнее произвести стоимостную оценку объемов выбросов СО 2, поскольку трудно заранее определить связь между ценами на энергоносители и стоимостью квот. Однако, исходя из предположения, что рынок выбросов диоксида углерода с течением времени будет активно развиваться, показатели, характеризующие объем этих выбросов, тоже можно оценивать в натуральных единицах.

Для получения количественных характеристик (например, в приведенном выше примере) будем рассматривать процесс энергопотребления здания в виде динамической системы. Результат описывается целевой функцией от состояния системы нее параметров (система автономная, то есть время не входит в правую часть как независимая переменная):

F(X,Y) = fi(x1,…,x n ; y 1,…y 1 ); i = 1,...,n; j=1,...m, (4) где X = {x1,…, Хn } вектор состояния системы;





Y {y1..., уm } вектор управляющих параметров системы, в качестве которых могут рассматриваться различные параметры, в том числе технологические.

Переменными состояния обычно являются составляющие, характеризующие свойства полезности, в нашем случае экономия энергии, тепла и ресурсов и сокращение объемов экологически вредных выбросов.

В качестве управляющих параметров обычно рассматриваются существенные характеристики, определяющие технологические особенности проекта, такие, как использование возобновляемых источников энергии, альтернативных видов топлива, применение технологий энергосбережения и т.п.

В целом, в качестве критерия эффективности функционирования целесообразно выбирать требование превосходства полезности (в виде ее стоимостного выражения) над суммой первоначальных и текущих издержек на внедрение и функционирование энергосберегающей технологии. В качестве показателя эффективности (целевой функции), соответствующего данному критерию, целесообразно выбрать его количественное (стоимостное) выражение.

Представим показатель эффективности энергосберегающей технологии U (разность полезности F и издержек I на ее внедрение и эксплуатацию) в виде U (x1, x2, x3, y1, y2 ) = F ( x1, x2, x3,y1, y2 ) I (x1, x2, x3, y1, y2 ) (5) Смысл данного выражения состоит в следующем. Поскольку целью внедрения и дальнейшего использования энергосберегающей технологии является получение конечной выгоды F, превосходящей по своим размерам издержки I, то при организации процесса внедрения следует заранее определить конкретные зависимости F(…) и I (…). В этом случае можно будет прогнозировать результативность использования новых энергосберегающих технологий и, соответственно, предпринимать определенные практические шаги.

Оценка издержек в соответствии с выбранными стоимостными характеристиками может быть осуществлена из следующих соображений.

Издержки (затраты) на внедрение и функционирование энергосберегающих технологий будут складываться из первоначальной и текущей составляющих.

Первоначальная составляющая издержек определяется необходимостью финансирования ранних этапов жизненного цикла технологии. К ним относятся этапы пределения первоначального замысла, маркетинга;

проектирования;

первоначального обучения и подготовки кадров;

разработки и закупки оборудования.

опытной эксплуатации и сдачи первой и последующих очередей с учетом необходимых корректировок и доработок;

затраты на периодическую модернизацию оборудования;

другие первоначальные затраты.

Текущая составляющая издержек включает в себя расходы на обеспечение функционирования технологии:

содержание сооружений и оборудования (текущее обслуживание, ремонт, регламентные работы);

оплата работы персонала;

текущее обучение и подготовка кадров;

другие нужды.

В данном случае мы не рассматриваем такие экономические составляющие процессов внедрения и функционирования технологии, как налогообложение, обязательные отчисления и т.п., поскольку экономические вопросы не являются предметом рассмотрения данной работы.

Для учета влияния первоначальных и текущих издержек на эффективность функционирования энергосберегающей технологии целесообразно воспользоваться подходом, аналогичным тому, который используется при определении эксплуатационных расходов с учетом амортизации износа [3]. При этом амортизационные отчисления (амортизация износа) накладываются на текущие эксплуатационные затраты, что позволяет учесть стоимость основных производственных фондов в стоимости готовой продукции. Существует несколько вариантов начисления средств на амортизацию износа. Их основное отличие — размер отчислений. В зависимости от величины начисляемого процента стоимость основных фондов может быть возвращена за больший или за меньший период времени. Выбор варианта начисления амортизации износа определяется, в первую очередь, условиями работы предприятия (порядком налогообложения, социальным, правовым и имущественным статусом и т.п.), а также порядком его финансирования. В частности, предприятие может существовать на бюджетные, кредитные либо собственные средства и, соответственно, быть связано различными финансовыми обязательствами.

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.