VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Жизненный цикл здания (ЖЦ) – период, в течение которого осуществляются инженерные изыскания, проектирование, строительство (в том числе консервация), эксплуатация (в том числе текущие ремонты), модернизация, реконструкция, капитальный ремонт, снос здания или сооружения.

Периоды жизненного цикла здания:

I –период проектирования, в том числе:

• период по технико-экономическому обоснованию возведения здания;

• по конструированию и проектированию;

II –период конструирования, в том числе:

• по возведению с разработкой технологии, организации и технологических регламентов производства работ;

• по предэксплуатационному освоению;

III–период эксплуатации здания, позволяющей обеспечить окупаемость средств, вложенных в их создание и освоение, в том числе:

• период поддержания конструктивных элементов и инженерных систем здания в нормальном техническом состоянии путем проведения планово-предупредительных и капитальных ремонтов;

• период физического и фунционального износа (устаревания), требующий проведения модернизации и реконструкции здания. Если данные мероприятия целесообразны, то этот период предшествует началу нового жизненного цикла здания. Обоснование принимаемого решения о начале нового жизненного цикла здания обязательно должно сопровождаться в данном периоде выполнением работ по технико-экономическому обоснованию и разработке технической документации реконструкции (модернизации);

IV - период окончания жизненного цикла здания, наступающий в случае, если модернизация или реконструкция, восстанавливающие физико-механические и эксплуатационные характеристики зданий до нормального рабочего уровня, нецелесообразны. При этом осуществляется ликвидация (снос) здания. Здесь возможна утилизация и повторное использование материалов, конструкций или оборудования.

Методика оценки затрат жизненного цикла- метод оценки общей стоимости владения жилым зданием. В нем учтены все затраты на проектирование, строительство, владение и утилизацию элементов здания или здания целиком после его выведения из эксплуатации. Метод расчета СЗЖЦ применяется для возможности выполнения сравнения альтернативных проектов, в которых требования к характеристикам здания одинаковы, но проекты отличаются с точки зрения начальных капитальных и последующих эксплуатационных затрат. Поскольку все эти составляющие вносят существенный вклад в совокупные расходы собственников жилья, то при проектировании необходимо стремиться к минимизации совокупной стоимости владения за фиксированный период времени - плановый период эксплуатации.

Для обоснования внедрения в таких проектах энергоэффективных технологий и материалов должно быть выполнено сравнение вариантов с целью определения максимальной чистой прибыли за период ЖЦ объекта. В целях расчета совокупной стоимости владения жилым домом установлен плановый период эксплуатации до первого капитального ремонта - 30 лет [2,3,5].

Для обозначения строительного объекта, который выполняет все необходимые требования по энергоэффективности и экологичности, в методике вводится специальное понятие «эффективное здание».

Эффективное здание – строительный объект, запроектированный, сооруженный и эксплуатирующийся с учетом необходимых требований по энергоэффективности и экологичности. Экономический эффект от эксплуатации эффективных зданий выражается в снижении стоимости коммунальных услуг для жителей этих домов (рис.1).

Рис. 1 - Типовая структура тарифа ЖКХ

Среднее значение экономии ресурсов при эксплуатации эффективных зданий превышает 30%, в том числе:

• экономия тепловой и электро- энергии - 30%;

• сокращение выбросов СО₂ - 35%;

• снижение потребления воды - 40%;

• сокращение отходов - 50%.

В мае 2013 года проект здания офисного центра ARCUS III успешно прошёл сертификацию по стандарту Зеленого строительства BREEAM Europe 2008 и получил оценку «Очень хорошо» (Very Good), набрав 57,34 %. Здание находится в Москве на Ленинградском проспекте, недалеко от станции метро «Динамо». Одной из ключевых особенностей этого проекта, с точки зрения экономии электроэнергии в период эксплуатации здания является рекуперация энергии лифтового оборудования.

Существует целый ряд технических задач, для успешной реализации которых необходимо обеспечить эффективное управление электроприводом не только в двигательном режиме, но и в режиме торможения [1,4,6]. К таким задачам относятся создание систем управления такими устройствами, как:

• подъемно-транспортное оборудование (краны, подъемники, лифты);

• нагрузочные стенды для проверки оборудования;

• сепараторы;

• центрифуги.

Отличительной особенностью работы этих устройств является необходимость обеспечения режима торможения на протяжении значительного промежутка времени.

Применение системы «Тормозной резистор - Тормозной прерыватель» не всегда является возможным ввиду присущих ей ограничений. Как правило, такие системы проектируются в расчете на кратковременный и периодически повторяющийся режим торможения. Попытки создать подобные системы для обеспечения длительного и интенсивного торможения приводят к значительному усложнению и удорожанию оборудования и в конечном итоге становятся экономически необоснованными. Дело в том, что при динамическом торможении выделяемая двигателем энергия в данной системе рассеивается на тормозных резисторах, что требует не только увеличения их мощности, но и обеспечения соответствующего отвода выделяемой энергии. Это зачастую связано с дополнительными затратами.

Решить задачу длительного интенсивного торможения способен рекуператор - он обеспечивает возвращение в питающую электросеть вырабатываемой двигателем энергии вместо ее рассеивания на тормозных резисторах. Этим достигается как возможность длительной работы рекуператора, так и экономия электроэнергии при торможении, что в ряде случаев также играет немаловажную роль (рис. 1,2,3).

Рис. 1 – Функциональная схема рекуператора

Рис. 2 - Потоки энергии в двигательном генераторном режимах	Рис. 3 - Практический пример

Для обеспечения охлаждения рекуператора окружающие предметы и поверхности должны располагаться на некотором расстоянии от его поверхностей (рис. 4).

Рис. 4 - Расстояния до окружающих устройств

При установке нескольких приборов на одной панели или при наличии принудительной вентиляции следуйте приведенным ниже схемам. При некорректной установке окружающая температура может выйти за допустимые пределы [1,7,8,9,11].

При размещении изделия в шкафу необходимо учитывать его тепловыделение: 4% от мощности рекуперации (рис. 5).

Рис.5 - Размещение рекуператора на панели и в шкафу

Для обеспечения необходимых рабочих параметров и долгого срока службы рекуператора необходимо строго придерживаться правил и рекомендаций при выборе места для его установки. Рекуператор должен устанавливаться вертикально, на материале, не поддерживающем горение (железо, бетон и т.д.) [10,12,13,14]. Пренебрежение этим предостережением может привести к пожару.

Рекуператор должен эксплуатироваться в следующих условиях:

Температура окружающего воздуха от -10 °С до +45 °С.

Влажность воздуха не более 90 %.

Удары и вибрация (не более 1g при < 20 Гц, и не более 0,2g при 20... 50 Гц).

Высота над уровнем моря не более 1000 м.

В окружающем пространстве должны отсутствовать:

Масляный туман или брызги.

Коррозионные газы и жидкости.

Соляной туман.

Прямой солнечный свет (исключить использование на открытом воздухе)

Пыль и металлические частицы в воздухе.

Электромагнитный фон (например: сварочные агрегаты, энергетическое оборудование и т.д.)

Радиоактивные материалы.

Горючие вещества: разбавители, растворители и т.д.

Оценим возможную экономию от применения рекуперации электроэнергии.

Вариант № 1. Предполагает рассеивание энергии, поступающей с электродвигателя в режиме динамического торможения, в виде теплоты на тормозных резисторах. Потребление электроэнергии:

Стоимость электроэнергии за год:

Вариант № 2. Предполагает рекуперацию (возвращение) энергии, поступающей с электродвигателя в режиме динамического торможения, в питающую электросеть. Потребление электроэнергии:

Стоимость электроэнергии за год:

Экономия:

Библиографический список

1. Кузнецова, Л.В. Энергосберегающая эксплуатация сооружений при эффективной пассивной защите строительных конструкций / Л.В. Кузнецова, О.А. Сотникова // Безопасность жизнедеятельности. - 2009. - № 10. -С. 9-11.

2. Сотникова, О.А. Применение нетрадиционных возобновляемых источников энергии при решении проблем энергоснабжения и экологической безопасности / О.А. Сотникова, Д.М. Чудинов, А.И. Колосов // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. - 2009. - № 1. - С. 80-87.

3. Скугорев, Е.Г. Обзор всероссийского конкурса по экологическому девелопменту и энергоэффективности green awards 2011 / Е.Г. Скугорев, Ю.С. Пикуль, О.А. Сотникова // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. - 2012. - № 2. - С. 90-104.

4. Сотникова, О.А. Зеленое строительство. Методология. Стандарты. Комментарии. Учебное пособие. Издание Бизнес-Полигрофия. – 2011. - 80 с.

5. Петрикеева, Н.А. Пути снижения энергопотребления зданиями/ Н.А. Петрикеева, А.Н. Садовников, А.В. Никулин// Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. -2012. - № 1.- С. 13-17.

6. Сотникова, К.Н. Моделирование гибридной экспертной системы для проектирования зданий «Зеленого строительства» / К.Н. Сотникова, Н.В. Колосова, Р.А. Драпалюк // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. Воронеж: ВГАСУ. - 2012. - № 2. - С. 105-113.

7. Сотникова, К.Н. Разработка модели синтеза состава традиционных систем теплоснабжения с использованием возобновляемых источников энергии / К.Н. Сотникова // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. - 2009. - № 3. - С. 25-31.

8. Лапшина, К.Н. Разработка программного обеспечения для анализа условий теплового комфорта в помещениях ресторанных комплексов / К.Н. Лапшина, С.Г. Тульская // Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. - 2013. - № 4. - С. 46-50.

9. Кузнецова, Л.В. Энергосберегающая эксплуатация сооружений при эффективной пассивной защите строительных конструкций / Л.В. Кузнецова, О.А. Сотникова // Безопасность жизнедеятельности. - 2009. - № 10. - С. 9-11.

10. Колосов, А.И. Ликвидация последствий аварий на инженерных системах теплогазоснабжения / А.И. Колосов, О.А. Сотникова, Д.М. Чудинов // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. Воронеж: ВГАСУ. - 2009. - № 1. - С. 118-124.

11. Сотникова, О.А. Экологическая безопасность вентилируемых помещений ресторанных комплексов / О.А. Сотникова, С.Г. Булыгина // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. - 2012. -№ 1. - С. 154-163.

12. Булыгина, С.Г. Новое и перспективное оборудование для создания микроклимата в ресторанных комплексах / С.Г. Булыгина, О.А. Сотникова // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. Воронеж: ВГАСУ. - 2012. - № 1. - С. 70-80.

13. Чуйкин, С.В. Применение теории функции комплексного переменного при решении задач вентиляции / Чуйкин С.В. // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения.

Воронеж: Воронежский ГАСУ. - 2014. - Т.2. №4(17). - С.33-37.

14. Чудинов, Д.М. Разработка алгоритма обоснования структуры энергокомплекса на базе возобновляемых источников энергии / Д.М. Чудинов, К.Н. Сотникова, М.Ю. Морозов, С.В. Чуйкин / Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. Воронеж: ВГАСУ. - 2009. - №1. - С.147-154.

Код для цитирования: Скопировать