Оценка технико-экономических показателей ресурсои энергосберегающих конструкций зданий

ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РЕСУРСО- И ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

ЗДАНИЙ

THE TECHNICAL AND ECONOMICAL ESTIMATION OF THE RESOURCE AND ENERGY PRECERVATION OF BUILDINGS

CONSTRUCTIONS

С.А.Кобелева

S.A.Kobeleva

Государственный университет - УНПК

Вопросы ресурсе- и энергосбережения зданий следует рассматривать на всех стадиях: проектирование, строительство, эксплуатация. В статье приведен пример оценки технико-экономических показателей многоэтажных зданий каркасной конструкции

The questions of building resource and energy preservation should be viewed at all stages: designing, building, exploitation. In the article there is an example of the technical and economical data estimation of multy-storey buildings frame constructions.

В основе теории эффективности инновационных строительных материалов, изделий, конструкций лежит оценка их эффективности. Необходима смена базовых критериев, определяющих экономическую эффективность строительства: если раньше ими традиционно были значения сметной стоимости строительства и сроков окупаемости капиталовложений, то сегодня они отступают на второй план - решающее значение приобретают показатели эксплуатационных затрат.

Поэтому для технико-экономической оценки инновационных проектных решений целесообразно применять балансовый метод, который требует учета обеспеченности различными видами ресурсов (энерго-сырьевых, производственных, технологических, инфраструктурных и т.п.) при производстве и эксплуатации конструкций, а также обеспечение условий для воспроизводства и рационального использования каждого вида ресурсов. Это достигается при анализе балансов на базе модели «вход - выход» Василия Леонтьева, показывающей взаимосвязь динамики различных видов ресурсов и их влияние на траекторию динамики экономических и строительно-технических систем.

Например, эффективное использование ресурсов улучшает качество жизни - чувствовать себя лучше в безопасных и эффективных зданиях. Отработанные ресурсы загрязняют воздух, воду или землю. Эффективность борется с отходами и, следовательно, уменьшает загрязнения, которые, в сущности, представляют собой направление ресурсов не по назначению. Эффективное использование ресурсов обычно приносит прибыль - сокращение энергии и сырья при производстве строительных материалов и конструкций, снижение издержек на эксплуатацию зданий [1].

В балансовом методе среди показателей эффективности целесообразно выделить следующие виды ресурсов: приведенные затраты на изготовление конструкций (сырье, материалы, условное топливо, вода и т.п.), приведенные затраты на возведение конструкций на строительной площадке (трудоемкость, продолжительность, время эксплуатации строительных машин и механизмов и т.д.), коэффициент изменения срока службы конструктивных систем с высоким уровнем конструктивной безопасности и живучести по сравнению с базовым вариантом, приведенную экономию в сфере эксплуатации конструкций за срок их службы и др.

На строительство здания, начиная от производства материалов, изделий и конструкций и заканчивая их доставкой к месту строительства и непосредственно строительно-монтажными работами, затрачивается определенное количество природных ресурсов и энергии. Компенсировать их можно только в процессе длительной эксплуатации энергоэффективных и безопасных объектов.

На эффективность и области применения конструкций из различных материалов (технически возможные, экономически эффективные и рациональные, устанавливаемые с учетом ряда ограничений) влияет большое число факторов, в том числе: продолжительность функционирования объектов, условия эксплуатации, долговечность конструкций; степень огнестойкости конструкций; тип зданий и сооружений и их объемно-планировочные параметры; технический уровень и качество проектирования, изготовления, транспортирования и эксплуатации конструкций; гидрогеологические условия площадки, сейсмичность района строительства, климатические условия; состояние сырьевой и производственной базы предприятий стройиндустрии, степень дефицитности материальных, трудовых и финансовых ресурсов в регионе; уровень себестоимости и цен на конструкции и материалы, условия их поставки и транспортировки; санитарно-гигиенические и эстетические свойства материалов и конструкций.

Система показателей строится на определении относительной технико-экономической эффективности новых энерго- и ресурсосберегаюих конструктивных решений и отражает соотношение всего комплекса затрат, связанных со строительством и эксплуатацией зданий: сокращение совокупного (за весь жизненный цикл здания) пагубного воздействия строительной деятельности на человека и окружающую среду, что достигается посредством применения новых технологий и подходов; создание новых материалов и конструктивных систем.

Технико-экономическую оценку энерго- и ресурсоэффективных конструктивных систем целесообразно производить путем сравнения с конкурирующим проектом, применяемым в настоящее время в практике строительства.

Оценочный экономический эффект рассчитывается по формуле:

А ЭФ = ЭФк - ЭФ;

где

ЭФк , j - оценочный экономический эффект по к -му и j- му вариантам сравниваемых конструктивных решений.

ЭФ = СС + X

где

СС - сметная стоимость конструкций (единовременные затраты), определяемая по сметным документам в составе рабочей документации;

Т- жизненный цикл здания - временной интервал от начала строительства до прекращения его эксплуатации или сноса; ЭЗ - эксплуатационные затраты; d - коэффициент дисконтирования;

1 - годы реализации затрат.

Единовременные затраты на строительство в общем виде можно записать в виде функции:

СС = Б {СМ; ПИ; СМР; СМО; Т; ПР}

где

СМ - затраты на сырье и материалы для изготовления строительных конструкций, ПИ - общепроизводственные расходы и прибыль предприятий строительной индустрии,

СМР - затраты на возведение конструкций на строительной площадке (строительно-монтажные работы),

СМО - общепроизводственные расходы и прибыль строительно-монтажных организаций,

Т - транспортные расходы, ПР - прочие издержки.

Эксплуатационные расходы по содержанию жилых и общественных зданий включают в себя совокупность материальных, энергетических и трудовых

затрат на проведение соответствующих работ и мероприятий по содержанию в технически исправном состоянии элементов и отдельных конструкций здания и обеспечению внутри него необходимого уровня комфорта и микроклимата: ЭЗ = Б {АО; ТР; КР; ПР}

где

АО - амортизационные отчисления на реновацию (восстановление) здания; ТР - затраты на текущий ремонт здания. КР - затраты на капитальный ремонт здания; ПРЭ - прочие эксплуатационные издержки.

В настоящее время в строительстве постепенно формируются предпосылки широкомасштабного кризиса: главными причинами непродуктивной экономики строительства является повышение технологических (энергетических) издержек производства из-за резкого увеличения энергоемкости (материалоемкости) строительства и сокращения срока службы зданий.

Основные факторы, влияющие на энерго- и ресурсосбережение при проектировании и строительстве здания следующие:

- правильный выбор объемно-планировочных и конструктивных решений;

- строительство зданий с более длительным сроком службы;

-снижение материало- и энергоемкости зданий, сооружений и, как результат, снижение использования невозобновляемых природных ресурсов.

В себестоимости строительной продукции затраты топливно-энергетических ресурсов составляют в среднем около 12 %, однако на некоторых предприятиях промышленности строительных материалов, выпускающих энергоемкую, но необходимую для строительства продукцию, доля ТЭР в себестоимости превышает 40%. Самым энергоемким в отрасли остается производство цемента, извести, стекла и керамических изделий.

В современном многоэтажном жилищном строительстве применяют различные конструктивные системы и схемы с разнообразными вариантами компоновок [2].

Для оценки ТЭО энерго-, ресурсоэффективных конструктивных систем с высоким уровнем конструктивной безопасности и живучести по методике, изложенной в формулах 1-4, отобраны следующие варианты конструктивных решений многоэтажных жилых зданий:

1) конструктивное решение, разработанное и запатентованное Орловским государственным техническим университетом и Орловским АНТЦ РААСН: с несущим внутренним каркасом из железобетонных панельных элементов, изготавливаемых с использованием модифицированной опалубки бывшей серии 25 с шагом несущих стен до 6,4 м; сопряжение перекрытий из многопустотных плит с несущими внутренними стенами осуществляется посредством платформенных стыков;

2) конструктивная система «КУБ-2,5» - сборно-монолитная безригельная система рамного каркаса, в котором пространственная жестокость и устойчивость обеспечивается жестким (рамным) соединением неразрезных замоноличенных дисков перекрытий с колоннами в уровне каждого этажа, а в случае рамно-связевой схемы включение в работу элементов жесткости;

3) универсальная открытая архитектурно-строительная система многоэтажных зданий АРКОС-2.

Результаты сравнения приведены в таблице 1.

Таблица 1

Оценка технико-экономических показателей конструктивных систем

№ п/п Наименование конструктивных систем Потребность в основных строительных материалах на 1 м2 общей площади жилого здания Суммарные затраты условного топлива на производство основных Оценочный экономический эффект в базисных сметных

строительных материалов для ценах* по состоянию на

цемент, кг (в переводе на цемент М-400) сталь, т (в натуральном исчислении и приведенная к классу А-1) железобетона и бетона, м3 конструктивных систем на 1 м2 общей площади жилого здания, кг.у.т 01.01.2000 г. (без учета НДС 18%) на 1 м2 общей площади, тыс.руб.

1 конструктивная система Орловского АНТЦ РААСН иОрел-ГТУ 71,3 23,2 0,195 56,91 6,478

2 конструктивная система «КУБ-2,5» 79,4 25,3 0,223 63,35 7,151

3 универсальная открытая архитектурно-строительная система многоэтажных зданий АРКОС-2 75,2 23,6 0,214 59,89 6,772

Примечание: * - по сборникам ТЕР-2001 Орловской области.

Результаты в области системной оценки показателей конструктивных систем многоэтажных жилых зданий с применением железобетонных конструкций позволяют обобщить полученные данные, сформировав выборку основных технико-экономических показателей: расхода основных строительных материалов, энергоресурсов на их производство, единовременных и эксплуатационных затрат. Кроме того, представляется возможным количественно оценить (в процентном соотношении) изменения того или иного показателя энерго-, ресурсоэффективных конструктивных систем с высоким уровнем конструктивной безопасности и живучести относительно значений тех же показателей, получаемых при применении традиционных методов строительства.

Использование в проектах жилых зданий энерго-, ресурсоэффективных конструктивных систем с высоким уровнем конструктивной безопасности и живучести открывает большие возможности для снижения материалоёмкости (на 4,2 - 11,3 %), энергоёмкости (на 5,3-11,2 %) строительства. Общий оценочный экономический эффект в базисных сметных ценах по состоянию на 01.01.2000 г. (без учета НДС 18%) составляет 0,294 - 0,673 тыс.руб. на 1 кв.м общей площади здания.

Таким образом, требования по повышению эффективности энергосбережения вплотную связаны с рациональными конструктивными решениями, приемлемыми при проектировании зданий различных строительных систем.

Важно отметить, что проектирование зданий, отвечающих требованиям энерго-, ресурсосбережения, вовсе не означает автоматического их удорожания. Реализация рациональных конструктивных решений обеспечит не только энергоэффективность зданий, но и позволит проектировать здания, отвечающие современным конструктивным требованиям, без существенного увеличения материальных затрат.

Литература

1. Кобелева С.А. Повышение качества и долговечности монолитных зданий// Жилищное строительство.2001. № 12, с. 12-13.

2. Крохин А., Кучихин С. Эффективность современных систем каркасного домостроения // Строительство. 2007. № 7-8, с. 2-3.

The literature

1. Kobeleva S.A. The rise of monolithic buildings quality and fits//Civil building.2001.№12, p. 12-13.

2. Krohin A., Kuchihin S. The preservation of modern buildings frame constructions// Building. 2007. № 7-8, p. 2-3.

Ключевые слова: ресурсе-, энергосбережение зданий, оценка технико-экономических показателей

Key words: resource and energy preservation, technical and economical estimation of buildings constructions

e-mail автора: ksa92@ya.ru

Рецензент: к.т.н. , вед. иженер, Автономная некоммерческая организация «Орловский академический научно-творческий центр Российской академии архитектуры и строительных наук»

Н.Б. Андросов