РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ АРХИТЕКТУРЫ И СТРОИТЕЛЬНЫХ НАУК ГУП .МОСГИПРОНИСЕЛЬСТРОЙ.
АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЦЕНТР ТЕПЛОЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ, МЕТОДИЧЕСКИЕ И ПРОЕКТНЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ В ШКОЛЬНЫХ ЗДАНИЯХ РОССИИ
Том 1. Концепция энергосбережения в школьных зданиях при их реконструкции
Москва 2001
АВТОРСКИЙ КОЛЛЕКТИВ:
РААСН:
Научный руководитель работы, академик РААСН, д-р техн. наук профессор С.Н. Булгаков; Консультант по архитектуре, академик РААСН, заел. арх. России В.С. Егерев.
ГОСИНКОР
Научный консультант канд. техн. наук Б.А. Фурманов
ГУП «Мосгипронисельсгрой»:
Заел, строитель РФ, канд. техн. наук А.Г. Бейрит\ канд. техн. наук В.А. Заренин, канд. техн. наук А.И. Мангушев; арх. В.И. Маслов; заел, строитель РФ, канд. техн. наук А.С. Мирошниченко; арх. Е.А. Тархова; арх. Л.Ф. Улья-хина\ заел, экономист РФ, канд. экон. наук В.В. Устименко.
Академический центр теллоэнергоэффективных технологий:
Академик РААСН, д-р техн. наук, профессор С.А. Чистович; член-корр. РААСН, д.т.н., проф. В.К. Аверьянов, Н.Н. Алексеев, И В. Дроздова, А.Г. Михайлов, О.А. Миткевич, канд. техн. наук А.И. Тютюнников, д-р техн. наук А. Б. Федоров, А С. Шутов.
Утвержден и введен в действие приказом Госстроя России от 29 декабря 2000 г. № 309
3.1. Совершенствование архитектурно-планировочных решений
В составе комплекса энергосберегающих мероприятий при реконструкции школьных зданий приоритетное место занимают те из них, реализация которых позволяет одновременно улучшить архитектурноэстетический облик и их планировочные решения.
К числу таких мероприятий относятся:
■ создание архитектурно-выразительных фасадов при утеплении наружных стен и замене оконных заполнений;
■ устройство мансардных этажей и скатных кровельных покрытий;
■ устройство входных тамбуров;
■ уменьшение площади световых проемов до нормативных значений, ликвидация излишнего остекления лестничных клеток, переходов, вестибюлей, рекреаций, спортивных залов, бытовых и хозяйственных помещений.
3.2. Утепление ограждающих конструкций
Данное направление связано с разработкой комплекса мероприятий, обеспечивающих выбор вариантов эффективных технических решений с повышенным уровнем теплозащиты ограждающих конструкций, учитывающих архитектурно-планировочные решения реконструируемых школьных зданий.
При этом решаются следующие задачи:
• отбор наиболее эффективных строительных материалов и видов утеплителей для разработки технических решений ограждений с повышенным уровнем теплозащиты при реконструкции;
• технические решения наружных стен с повышенным уровнем теплозащиты для всех климатических зон России и различных конструкций существующих стен в реконструируемых школах;
• конструктивные решения участков стен при сокращении площадей световых проемов;
• технические решения сопряжений новых окон с повышенным сопротивлением теплопередаче и наружных стен при реконструкции школьных зданий;
• технические решения покрытий или чердачных перекрытий с повышенным уровнем теплозащиты при реконструкции школ с устройством плоских бесчердачных покрытий, а также крыш со скатной кровлей и чердаком;
• технические решения перекрытия цокольного этажа с повышенным уровнем теплозащиты при реконструкции школ;
• санация стыков в ограждающих конструкциях и щелей в оконных проемах;
• устройство гидроизоляции подвалов;
• разработка таблиц и графиков подбора конструкций и толщины утеплителя для определения наиболее экономичного варианта наружного ограждения при реконструкции.
В общих потерях тепловой энергии потери ее через оконные проемы составляют 40-50%, а через наружные стены- до 20-30%. Более трети тепловой энергии теряется через вентиляционные системы. В системе технических мер по энергосбережению предусматривается дополнительное утепление и стен, и окон. При этом следует учитывать, что утепление окон обходится в 3 раза дешевле, чем утепление стен, а дает больший удельный эффект. Это обстоятельство необходимо учитывать при выборе приоритетов утепления наружных стен и заполнений оконных проемов.
В процессе проведения комплекса мероприятий по утеплению ограждающих конструкций возникает уникальная возможность без привлечения дополнительных, сверх требуемых на утепление средств создания привлекательного образа школы, который в устаревших типовых зданиях со стенами из кирпича, керамзитобетонных блоков, с железобетонным каркасом и навесными панелями зачастую непрезентабелен. В связи с этим, архитектурно-эстетические аспекты при решении данного направления будут учитываться параллельно с утеплением фасадов.
Вышеперечисленные мероприятия возможно проводить как в полном объеме, так и частично, в зависимости от финансирования.
З.З.Модсрнизация инженерных систем и оборудования
Данное направление охватывает комплекс мероприятий , связанных с реконструкцией инженерных систем и оборудования школьных зданий, а также автономных школьных котельных, теплопунктов, теплотрасс и др. При этом можно выделить основной комплекс инженерно-технических мероприятий, способствующих энергосбережению:
• оснащение контрольно-измерительными приборами технических систем, внедрение новых схемных решений и энергоэффективного оборудования;
• осуществление в процессе реконструкции, ремонтных работ, ежегодной подготовки помещений школы к зиме комплекса мероприятий, способствующих повышению их теплоизоляционных свойств и снижающих непроизводительные потери тепла с инфильтрацией;
• организация на основе современных систем учета и нормирования качественного энергонадзора за энергопотреблением;
• развитие новых экономических и правовых механизмов стимулирования энергосбережения;
• формирование информационно-образовательной системы повышения профессионального уровня в области энергосбережения специалистов, обслуживающих школьные здания, а также учителей и школьников.
При реконструкции существующих школьных зданий будут решаться проблемы, связанные с модернизацией систем отопления, горячего и холодного водоснабжения, вентиляции, а также ( при соответствующих возможностях ) теплопунктов, школьных котельных и теплоисточников.
3.3.1 Мероприятия при реконструкции систем отопления:
• установка приборов учета и регулирования;
• установка ( при отсутствии пофасадного регулирования ) групповых
(на аудиторию) термостатов, с возможностью программного регулирования;
• внедрение позонных ( пофасадных ) систем с возможностью программного ре1улирования;
• тепловая изоляция трубопроводов нижней и верхней разводки;
• наладка ( с помощью балансировочных клапанов или шайб ) отопительных систем;
• химическая промывка существующих ( сохраняемых при реконструкции) отопительных систем;
• замена изношенных отопительных приборов на малоинерционные конверторного типа;
• позонная установка отопительно-вентиляционных агрегатов с
утилизацией тепла вытяжного воздуха;
• установка ( при наличии плавательных бассейнов и душевых ) для нужд СО и горячего водоснабжения тепловых насосов.
3.3.2. Мероприятия при модернизации систем горячего и
холодного водоснабжения:
• установка приборов учета;
• очистка существующих трубопроводов от накипи;
• замена металлических трубопроводов на полимерные ;
• установка водосберегающих приборов и арматуры;
• создание локальных электроводоподогревательных установок с отключением от централизованной системы ГВ;
• дросселирование избыточных напоров воды;
• создание установок утилизации тепла условно чистых сбросных вод ( из бассейнов, душевых и др);
• теплоизоляция трубопроводов горячего водоснабжения;
• внедрение АСУ ТП.
3.3.3. Мероприятия при модернизации систем вентиляции:
• максимальное развитие централизованных вентиляционных систем и оборудование их теплоутилизаторами ;
• создание утилизационных установок на воздуховодах естественной вентиляции;
• проектирование систем фронтальной вентиляции в расчетных объемах аудиторий за время перемен;
• установка автономных комбинированных систем кондиционирования воздуха и обогрева ( сплит-системы и др );
• частотное регулирование производительности вентиляторов;
• разработка АСУ TTI.
3.3.4. Мероприятия при модернизации школьных котельных и
теплоисточников:
• устройство ( при высоких тарифах на тепло, большой протяженности тепловых сетей до школы, низком качестве изоляции теплопроводов ) автономных котельных ( подвальных , в пристройке, крышных, блочномодульных и др.);
• оборудования котельной приборами учета энергоресурсов, топлива и воды;
• замена газовых горелок, автоматики безопасности и регулирования на более современные;
• установка в котельных экономайзеров (теплоутилизаторов );
• применение аппаратов обработки воды для предотвращения накипи (ультразвуковая, магнитная и др);
• переход (при твердом топливе)на котлоагрегаты с « кипящим слоем »;
• переход на электроотопление с использованием ночного тарифа;
• устройство котлоагрегатов длительного пиролизного горения на местных видах топлива (дрова, торф, опилки, щепа, мусор и др);
• внедрение АСУ ТП.
3.4.0рганизационно-технические меры
Данное направление охватывает решение следующих вопросов:
• организация учета и контроля электропотребления при ночном и дневном режимах работы;
• регулирование режимов работы отопительных систем в рабочие, субботние, воскресные дни, а также в период школьных каникул;
• регулирование режимов работы вентиляционных систем ( автоматическое включение и отключение со школьным звонком, по показаниям соответствующих приборов контроля и т. п.).
4. ВЫБОР СТРАТЕГИИ РЕКОНСТРУКЦИИ И ПРИОРИТЕТНЫХ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ МЕРОПРИЯТИЙ
В данном разделе к определяющим можно отнести следующие факторы:
• результаты натурных обследований состояния конструкций и инженерных систем здания;
• год строительства, техническое состояние здания;
• схемные решения и уровень автоматизации инженерных систем;
• условия и возможные объемы финансирования ремонтных и реконструктивных строительно-монтажных работ;
• дополнительные условия ( льготные тарифы и налоги, кредитная поставка оборудования и материалов на безвозвратной основе, шефская помощь в выполнении строительно-монтажных работ и др.);
• профессиональный уровень эксплуатационного персонала и наличие в районе функционирования школ фирм по гарантированному обслуживанию технических и энергетических систем;
• планируемые сроки реконструкции (летний период, год и др.);
• виды топлива и источники теплоснабжения (централизованная система, локальная котельная и др.).
Все мероприятия ранжируются по принципу минимума финансовых, материальных и трудовых затрат при максимуме эффекта по энергосбережению.
По этому признаку на предпочтительное место выйдут
организационные мероприятия.
5. НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ МЕРОПРИЯТИЙ В ШКОЛЬНЫХ ЗДАНИЯХ И ОПРЕДЕЛЕНИЮ СРОКОВ ОКУПАЕМОСТИ ЗАТРАТ
Одним из основных критериев эффективности реконструкции школьных зданий является их более низкое энергопотребление, позволяющее, в последующем, окупить затраты на выполненную модернизацию.
В зависимости от сроков окупаемости затрат на реализацию энергосберегающих мероприятий их можно подразделить на малозатратные, среднезатратные и мероприятия при коренной реконструкции школьных зданий (табл. 5.1—5.3).
Суммарная эффективность от нескольких внедренных энергосберегающих мероприятий не в полной мере и не всегда эквивалентна сумме их-раздельных эффектов. Допускается определять суммарный эффект сложением для практически не связанных систем ( водоснабжение, электроснабжение, отопление и др.). В остальных случаях эффект определяется на стадии ТЭО специальным расчетом.
Малозатратные мероприятия, как правило, являются и быстроокупаемыми и наиболее эффективными. Однако только с их помощью нельзя достигнуть существенного сокращения энергетических затрат. Наибольший эффект достигается внедрением комплекса мероприятий, имеющих различные сроки окупаемости.
5.1 Создание методических основ экономической оценки
энергосберегающих мероприятий
Таблица 5.1
Малозатратные энергосберегающие мероприятия |
№ н.н. |
Мероприятия |
Эффект |
Ориентировочный срок окупаемости |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
Диагностика, химическая промывка и наладка внутридомовых систем водоснабжения и отопления школьных «ланий |
Экономия тепла 15+20% |
2+3 года |
2 |
Диагностика, теплоизоляция разводящих трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения в подвалах и на чердаках зданий |
Экономия тепла
5+7% |
0,5+1 год |
3 |
Наладка тепловых сетей, установка балансировочных вентилей или шайб в системах отопления и горячего теплоснабжения школьных зданий |
Экономия тепла 3+15% |
2+4 года |
4 |
Установка приборов регулирования и учета тепловой энергии (тсрмосчстчики, термостаты) в системах отопления, газоснабжения и водоснабжения школьных зданий, в т.ч. устройство пофасалных систем регулирования в системах отопления |
Экономия тепла 10+15% |
0,5+1 год |
5 |
Устройство автоматики программного регулирования тепловой нагрузки в школьных зданиях |
Экономия тепла 25+40% |
3+4,5 года |
6 |
Установка водомеров в системах горячего и холодного водоснабжения |
Сокращение водоразбора на 30+40% |
0,5+1 год |
7 |
Установка ресурсосберегающей водоразборной арматуры и оборудования (душевых сеток, водоразборных смесительных устройств, стабилизаторов давления, смывных бачков и др.) |
Снижение расхода воды на 10+15% |
1+3 года |
8 |
Дооборудование отопительных котельных экономайзерами |
Экономия тепла 7+10% |
2+4 года |
9 |
Дооборудование автономных и квартальных котельных экономичными газовыми горелками |
Экономия топлива
3+5% |
3+6 лет |
10 |
Устройство входных тамбуров |
Экономия тепла
2+5% |
|
11 |
Создание индивидуальных автоматизированных тепловых пунктов управления тсплогндравлнческими режимами комплекса школьных зданий |
Экономия тепла до 30% |
|
12 |
Уменьшение площади световых проемов |
Экономия тепла 4+8% |
2+7 лет |
13 |
Замена существующих оконных переплетов на более герметичные |
Экономия тепла 5+10% |
2+7 лет |
14 |
Реализация механизма необходимой заинтересованности в энергосбережении инженерно-технического и управленческого персонала школ: внедрение многоставочных тарифов; введение нормативов для школ по расходованию ресурсов;
введение премиальной системы оплаты труда инженерно-техническому персоналу в зависимости от эффекта энергосбережения |
Экономия тепла и ресурсов при эксплуатации на 10+15% |
|
|
Таблица 5.2
Среднезатратные энергосберегающие мероприятия
№
п.п. |
Мероприятия |
Эффект |
Ориснгкроном ный срок окупаемости |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
Замена внешних теплопроводов на трубопроводы с повышенными теплогидроизоляционными качествами |
Экономия тепла
3+7% |
6+10 лет |
2 |
Установка теплоутилкзаторов в системах вентиляции и воздушного отопления школьных зданий |
Экономия тепла 10+20% |
5+8 лет |
3 |
Дооснащение существующих общеобменных систем вентиляции зданий локальными фильтровентиляционными системами и местными установками кондиционирования воздуха |
Экономия тепла 5+15% |
1,5+6 лет |
4 |
Оснащение котельных автоматизированными системами управления технологическими процессами, замена отопительных котлов и оборудования |
Экономия
ресурсов
15+25% |
2,5+4,5года |
5 |
Создание школьных диспетчерских систем учета и распределения тепла, воды, воздуха, электроэнергии, та и др. |
Экономия
ресурсов
10+15% |
1,5+8,5 лет |
6 |
Устройство локальных (для части здания) систем теплоснабжения в реконструируемых помещениях (при дефиците тепла) |
Экономия тепла
7% |
3+12 лет |
Настоящие методические рекомендации по составу, порядку разработки, согласованию и утверждению документации на энергосберегающую реконструкцию школьных зданий (далее — рекомендации) являются документом, обобщающим многочисленные государственные нормативные документы, разработанные на основе действующего законодательства. Кроме того, проанализированы и использованы региональные нормы и рекомендации, в том числе Москвы и Московской области.
В рекомендациях рассматриваются следующие вопросы: права и обязанности заказчика (инвестора); состав и порядок подготовки исходно-разрешительной документации для разработки проекта реконструкции школьных зданий; проведение комплексного технического обследования конструкций и инженерных систем для постановки здания на реконструкцию; стадии проектирования, состав и содержание проектно-сметной документации; разработка проекта организации реконструкции; порядок разработки раздела теплозащиты и энергоэффективности; согласование и утверждение проектно-сметной документации; порядок передачи объекта под реконструкцию и эксплуатацию.
Текст разделов рекомендаций сопровождается вынесенными в приложениях обязательными и рекомендуемыми формами и таблицами для заполнения при комплексном техническом обследовании здания школы, при разработке предпроектной и проектной документации.
Рекомендации направлены на оказание практической помощи всем участникам инвестиционного процесса при разработке предпроектной и проектной документации для энергосберегающей реконструкции школьных зданий. Их применение позволит разрабатывать вышеуказанную документацию по единой методологии, представленной в томах 1—6, в одинаковых объеме и форме во всех регионах Российской Федерации с учетом их климатических и региональных особенностей.
Состав комплекта научно-технической, методической и проектной документации, разработанной в рамках реализации подпрограммы «Энергосбережение в школах России», утвержденного и введенного в действие Госстроем России.
Том 1 • Концепция энергосбережения в школьных зданиях при их реконструкции
Том 2 • Архитектурно-планировочные и энергосберегающие решения реконструируемых школьных зданий
Том 3 • Технические решения и проектная документация по модернизации систем отопления и теплоснабжения, вентиляции, электроснабжения школьных зданий
Том 4 • Технические решения и проектная документация по утеплению ограждающих конструкций реконструируемых школьных зданий
Том 5 • Методические рекомендации по экономической оценке энергосберегающих мероприятий
Том 6 • Методические рекомендации по энергосберегающему режиму эксплуатации школьных зданий
Том 7 • Методические рекомендации по составу, порядку разработки, согласованию и утверждению документации на энергосберегающую реконструкцию школьных зданий
Таблица 5.3
Мероприятия при коренной реконструкции школьных зданий |
№
п.п. |
Мероприятия |
Эффект |
Ориентировоч нмй срок окупаемости |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
Устройство электродоводочных и аккумуляционных систем, использующих как правило сниженный ночной тариф; дооборудование ТП котлоагрегатами , теплонасосными установками и др. |
Ресурсосбереже
ние,
экологический
эффект |
1+4 года |
2 |
Устройство двухтрубной системы отопления (СО) с установкой современных отопительных приборов и устройств регулирования при покомнатной горизонтальной разводке СО и установке термостатов |
Экономия тепла 20% |
3+9 лет |
3 |
Создание систем горячего водоснабжения с теплонасосными установками с использованием теплоты условно чистых вод и вытяжного воздуха в банях, бассейнах, душевых и др. |
Экономия тепла 10+40% |
3+7 лет |
4 |
Устройство позонных школьных СО, оборудованных компьютерными системами учета теплопотребления и регулирования теплового режима. Устройство напольных и лучистых систем отопления в отдельных зонах школьных зданий |
Экономия тепла до 30% |
7+14 лет |
5 |
Устройство автономных или пиковых котельных в школьных комплексах |
Ресурсосбереже
ние,
экологический
эффект |
1+4 года |
6 |
Использование электроотопительных доводчиков в комплексе с местными кондиционерами, тепловыми насосами и сплит-системами |
Сокращение теплопотерь на 20+25% |
10+20 лет |
7 |
Утепление наружных стен |
Сокращение теплопотерь на 40+50% |
5+20 лет |
8 |
Устройство чердаков |
Сокращение теплопотерь на 4+6% |
3+10 лет |
9 |
Устройство позонных теплообменников и аккумуляторов горячей воды, установка ресурсосберегающей арматуры и приборов, утилизация тепла условно сбросных вод и вытяжного воздуха |
Ресурсосбереже
ние |
4+17 лет |
|
Основным экономическим показателем каждого энергосберегающего мероприятия принимается срок окупаемости затрат, необходимых на его осуществление. В методике расчета сроки окупаемости затрат определяются в целом по реконструируемому школьному зданию и по
СОДЕРЖАНИЕ
Введение.............................................................................................................3
1. Исходная ситуация .....................................................................................5
2. Цель и задачи работы................................................................................7
3. Основные направления энергосбережения в реконструируемых
школах..........................................................................................................8
3.1. Совершенствование архитектурно-планировочных решений...............9
3.2. Утепление ограждающих конструкций....................................................9
3.3. Модернизация инженерных систем и оборудования...........................11
3.3.1. Мероприятия при реконструкции систем отопления................12
3.3.2. Мероприятия при модернизации систем горячего и холодного
водоснабжения...............................................................................13
3.3.3. Мероприятия при модернизации систем вентиляции...............13
3.3.4. Мероприятия при модернизации школьных котельных
и теплоисточников.........................................................................14
3.4. Организационно-технические меры......................................................14
4. Выбор стратегии реконструкции и приоритетных энергосберегающих мероприятий......................................................................................15
5. Научно-методические рекомендации по экономической оценке
энергосберегающих мероприятий в школьных зданиях и определению сроков окупаемости затрат...............................................................16
5.1. Создание методических основ экономической оценки энергосберегающих мероприятий......................................................................17
5.2. Классификация энергосберегающих мероприятий, их ранжирование
по степени эффективности и отбор наиболее экономичных мероприятий для школьных зданий...............................................................21
6. Результаты работы...................................................................................22
7. Заключение................................................................................................23
Приложение 1. Основные термины и определения....................................24
Введение
Рост мировых цен на энергоносители и стремление к экономному расходованию природных энергоносителей ( нефти, газа, угля и пр.), запасы которых не безграничны, остро поставили задачу энергосбережения во всех сферах производства, в том числе и при эксплуатации зданий различного назначения, включая школы. В связи с этим были повышены требования к теплозащите ограждающих конструкций ( стены, окна, покрытия и пр.) зданий и требования к созданию эффективных энергетических систем и оборудования, включая новые подходы к их созданию и режимам эксплуатации.
Вступая в XXI век, Россия имеет на своем балансе школьные здания на 25 миллионов мест. В основном это школьные здания, построенные до 1995 года, с использованием традиционных материалов, объемнопланировочных и конструктивных решений в соответствии с требованиями существовавших норм.
Для обеспечения требуемого микроклимата в помещениях школьных зданий государство вынуждено ежегодно расходовать на отопление зданий 2,5 миллиона тонн условного топлива или около 350 миллионов долларов, что составляет 1,75% годового бюджета в ценах 1999 года.
В настоящее время все школы по теплотехническим характеристикам наружных стен, окон, дверей, покрытий, перекрытий над подвалами, а также по инженерному оборудованию не соответствуют современным требованиям строительной теплотехники. Каждое такое здание представляет очаг непроизводительных выбросов тепла в атмосферу. По экспертным оценкам энергопотребление школьных зданий у нас превышает аналогичные показатели северных стран Европы в 3,5-4 раза. Причин этому множество, начиная от нерациональных , с позиций энергосбережения, как уже было сказано ранее, архитектурных, объемно-планировочных решений,
включая недостаточную толщину стен ( здания построены по старым нормам строительной теплотехники), избыточные площади остекления, негерметичность заделки проемов, некачественные утеплители, а также их недостаточная толщина в кровельных покрытиях и цокольных перекрытиях, нерегулируемые системы отопления, вентиляции и электроосвещения, несоблюдение режима эксплуатации школьных зданий и др.
Дальнейшая эксплуатация школьных зданий в существующих решениях без их реконструкции приведет не только к двух - трехкратному перерасходу энергоресурсов, но и выбытию большей части этих зданий.
Задачей данной работы является разработка комплекса технических и организационных мероприятий, способствующих энергосбережению и продлению жизненного цикла эксплуатации школьных зданий, осуществляемых при их ремонте и реконструкции, а также разработка экономического механизма реализации этих мероприятий, состава, порядка согласования и утверждения проектно-сметной документации при их проведении.
При этом технические и технологические решения в основном ориентированы на использование отечественных технологий, материалов, изделий и приборов и на реализацию первоочередных малозатратных энергосберегающих мероприятий.
Основные термины, встречающиеся в данной работе (тома 1 -6), и их определения приведены в Приложении!.
1. ИСХОДНАЯ СИТУАЦИЯ
Анализируя типовые проекты, по которым были построены школьные здания в последние 30 лет ( до 1995 года) , следует отметить, что по объемно-планировочным решениям это, как правило, различные по конфигурации в плане строения П-, Г-, Н-образной форм и прямоугольные с внутренним двором, полученные путем объединения с помощью переходов и галерей нескольких прямоугольных корпусов. Ширина основных корпусов до 12 м, т.е. это, как правило, узкокорпусные здания с большой площадью наружного остекления. Особенно большие избыточные площади остекления имеются в переходах и соединительных галереях. Под зданиями в большинстве своем устроены подвалы или техподполья, где проложены основные коммуникации (тепловые, водопроводные и канализационные сети). Кровли, в основном, совмещенные плоские с внутренними водостоками. Гидроизоляционный ковер многослойный из рубероида на битумной мастике: утеплители, в основном, насыпные с низкими теплотехническими характеристиками. Объединенные корпуса имеют много входных дверей. Окна выполнены с двойным остеклением в деревянных спаренных или раздельных переплетах, качество столярки низкое.
По конструктивным решениям школы представляют собой здания с продольными и поперечными несущими стенами или каркасно-панельными системами. Наружные стены зданий выполнены из мелкоштучных изделий (кирпич, мелкие блоки), крупноразмерных однослойных блоков или панелей. В панельных зданиях поперечные несущие стены железобетонные, наружные - керамзито-бетонные или газобетонные. В крупноблочных зданиях стены выполнены из керамзитобетонных блоков. В каркаснопанельных зданиях несущий железобетонный каркас и навесные
керамзитобетонные панели. Перекрытия и покрытия выполнены из сборных железобетонных плит.
Школы, построенные до 60-х годов, как правило, с кирпичными «ленами и наборными перекрытиями: по несущим деревянным или металлическим балкам. Крыши - скатные с вентилируемым чердачным пространством. На основании результатов обследований школ, выполненных ГУП «Мосгипронисельстрой» в различных районах Московской области (Павлово-Посадский, Ступинский, Талдомский, Луховицкий, Нарофоминский и др.), а также результатов обследований, выполненных другими организациями в различных регионах России, можно отметить общие недостатки, свойственные этим постройкам, влияющие на тепловой режим и микроклимат внутренних помещений школьных зданий России.
Сложные по конфигурации в плане здания трудно сориентировать с учетом инсоляции и розы ветров. Кроме того, из-за сложных рельефов площадок, на которые попадают такие здания при привязке, и ошибок при выполнении планировочных работ, устройстве отмосток, часто не обеспечивается равномерный отвод атмосферных вод от здания. В результате дождевые и талые воды попадают в подвальные помещения и скапливаются в них, этому способствуют и течи в трубопроводах из-за нерадивого отношения служб эксплуатации.
Высокая влажность в подвальных помещениях приводит к насыщению влагой конструкций цокольного этажа и, как следствие, к размораживанию кладки или защитного слоя бетона, интенсивной коррозии арматуры, отслаиванию защитного слоя и т. п. Из-за некачественной пароизоляции и утепления водяные пары, а также холодный воздух проникают через цокольные перекрытия в помещения первого этажа, нарушая их тепловой и влажностный режим. Несоблюдение режима
эксплуатации или неисправности в вентиляционных системах, низкая температура теплоносителя в сетях или перебои с топливом, участившиеся в последнее время во многих регионах России, низкое термическое сопротивление наружных ограждений ( некачественная заделка стыков панелей и уплотнение окон, старая столярка, течи в кровле и многое другое) еще более дестабилизируют температурно-влажностный режим и как следствие — конденсат на окнах и стенах, вода на подоконниках, сырые углы, мокрые пятна на потолках и т.п.
В настоящее время все обследованные, а предположительно и другие школы по теплотехническим характеристикам наружных стен, окон, дверей, покрытий, перекрытий над подвалами, а также по эксплуатационным характеристикам инженерного оборудования не соответствуют действующим требованиям строительной теплотехники.
2. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ
Главной целью данной работы является разработка комплекта научно-технических, методических и проектных рекомендаций по энергосбережению при эксплуатации школьных зданий.
Рекомендации предназначены для администраций различного уровня, у которых школьные здания находятся на балансе, и иных владельцев эксплуатируемых школ, а также для проектных организаций , разрабатывающих проектную документацию по реконструкции и ремонту школьных зданий.
Рекомендации позволят в реальных экономических условиях , после обязательного натурного обследования школьных зданий, осуществить выбор, предусмотреть в проекте и реализовать наиболее рациональный состав энергосберегающих мероприятий включающий:
■ повышение теплозащиты наружных ограждений;
■ улучшение архитектурно-планировочных решений школьных зданий;
■ реконструкцию инженерных систем и модернизацию оборудования;
■ модернизацию теплотрасс, котельных и тепловых пунктов;
■ выбор эффективных режимов эксплуатации зданий, их энергетических систем и инженерного оборудования, обеспечивающих требуемый микроклимат помещений и проектную долговечность.
Вариантность возможных и предлагаемых решений позволит владельцам школьных зданий и проектировщикам осуществить выбор стратегии реконструкции и приоритетных энергосберегающих мероприятий с учетом финансового обеспечения и наличия отечественных технологий, материалов, изделий, оборудования и приборов , необходимых для реализации энергосберегающих мероприятий.
В рекомендациях по эксплуатации школьных зданий особое внимание обращено на соблюдение энергосберегающего регламента их обслуживания.
3. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В РЕКОНСТРУИРУЕМЫХ ШКОЛАХ
Комплекс энергосберегающих мероприятий можно объединить в следующие главные направления:
■ совершенствование архитектурно-планировочных решений;
■ утепление ограждающих конструкций;
■ модернизация инженерных систем и оборудования;
■ организационно-технические меры.