А.А. ОТСТАВНОВ, к.т.н.,
ведущий научный сотрудник
ГУП «НИИ Мосстрой»,
почетный строитель Москвы,
В.С. ИОНОВ,
управляющий программы
аккредитованного представительства
Европейского института меди

Однако это не совсем так. Покупая жилье (или снимая помещение в аренду), потребитель, естественно, несколько переплачивает. Зато в дальнейшем эта переплата будет возвращена сторицей за счет уменьшения затрат на расходуемое тепло.
Каково на самом деле соотношение переплаты при покупке жилья и экономии при оплате тепловой энергии в дальнейшем, определить на стадии проектирования возможно только путем технико-экономического обоснования устройства той или иной системы водяного отопления в конкретном здании. Наилучшим критерием предпочтительности устройства какой-либо системы водяного отопления в здании любого назначения, по нашему мнению, является величина экономического фактора — Эk, определяемая для всех конкурирующих между собой (старого— базового и нескольких новых) вариантов (табл. 1). Варианты устройства систем водяного отопления должны связываться с трубами из конкретного материала. Это сталь, медь, металлополимер МП, полипропилен ПП, сшитый полиэтилен ПЭ-С, дополнительно хлорированный поливинил-хлорид ПВХ-Х или какой-либо новый материал НМ, например стеклопластик. Возможны комбинации труб из разных материалов КТ. Например, можно устраивать магистральные трубопроводы из стали, стояки из меди и подводки из металлополимера. Необходимо сравнивать варианты оптимального устройства систем водяного отопления с трубопроводами из различных труб, использующими разные схемы распределения теплоносителя к нагревательным приборам, как однотрубные и двухтрубные, так и горизонтальные с приборами учета расхода теплоты с оснащением разнообразными видами регулирующих и нагревательных приборов. Чаще всего применяются однотрубные схемы, при которых стояки отопления располагаются по периметру здания (рис. 1).

Весьма перспективными считаются схемы с лучевыми разводками (рис. 2), когда от распределительного узла к каждому отопительному прибору подводятся по две трубы— подающая и обратная, которые укладываются самым коротким и удобным способом. При любой схеме распределения теплоносителя к нагревательным приборам необходимо оптимально организовывать учет расхода тепла (рис. 3).

Что касается регулирующих и нагревательных приборов, то на сегодня имеется возможность применять изделия как отечественных, так и зарубежных производителей.

Нагревательные приборы весьма разнообразны по конструкции (рис. 4), конфигурации (рис. 5), мощности, сроку службы и, естественно, стоимости. Критерием оптимальности должны служить долговечность, тепловая и гидравлическая устойчивость с обеспечением надлежащей комфортности во всех помещениях.

Cейчас даже малобюджетные жилые дома проектируются из расчета на более комфортную температуру — 20°С (вместо прежних 18°С). Жилье элитного класса, дома повышенной комфортности проектируются, как правило, в расчете на минимальную температуру в жилых помещениях не ниже 21–22°C. В коммерческих проектах заказчику дано право выбора в пределах санитарной нормы (табл. 2).

  

    С точки зрения указанных критериев на основании тепловых и гидравлических расчетов должны быть приняты температура теплоносителя и диаметры труб, оптимизировано количество крепежа на трубопроводах с ориентированием на использование соответствующих монтажных технологий. К тому же расчетные сроки службы систем отопления по каждому сравниваемому варианту должны быть соотнесены со сроком службы здания, в котором предполагается устраивать систему водяного отопления. Экономический фактор (Эk) представляет собой соотношение приведенных затрат для системы отопления, базирующейся на применении стальных труб— П1, и для системы отопления, базирующейся на применении медных — П2, (металлополимерных — П3, полипропиленовых — П4, из сшитого полиэтилена— П5, дополнительно хлорированного поливинилхлорида — П6, нового материала — П7), комбинации труб из разных материалов — П8.

Предпочтение следует отдавать системе водяного отопления по варианту, для которого величина Эk максимальна. При сравнении каких-либо двух вариантов, например, 2-го и 5-го, между собой, при прочих равных условиях, предпочтение следует отдавать тому варианту, для которого приведенные затраты получаются меньшими. То есть, при П2 П5 следует применять системы водяного отопления из медных труб, при П2 П5 — системы водяного отопления с трубами из сшитого полиэтилена, при П2 П5 применение систем водяного отопления из обоих видов труб равнопредпочтительно.

Приведенные затраты [2] по любому из вариантов определяются по формуле:

где Пс.k — составляющие приведенных затрат на устройство системы водяного отопления, Пэ.k — составляющие приведенных затрат на эксплуатацию системы водяного отопления с учетом температуры и сроков службы (табл. 3).

Составляющая приведенных затрат на устройство системы водяного отопления определяется следующим образом:

где Цk — расходы на приобретение труб в оптовых ценах; Ст.k — на транспортировку труб до места монтажа; Ком.k — коэффициент, учитывающий отходы труб при монтаже; Кзс.k — коэффициент, учитывающий заготовительно-складские расходы на трубы; См.k — расходы на монтаж (подготовительные работы, сборку соединений, проведение гидравлических испытаний и др.); Нk — накладные расходы строительных организаций на производство монтажных работ; Кпн.k — коэффициент, учитывающий плановые накопления строительных организаций при производстве монтажных работ; Ксм.k — коэффициент, учитывающий переход от сметной стоимости к полной стоимости смонтированной системы отопления. Расходы на транспортировку труб определяют согласно используемым транспортным схемам их доставки к месту проведения монтажных работ по тарифам на перевозку грузов (авто- или железнодорожным транспортом с учетом затрат на такелажные работы при погрузке-разгрузке, наценок на сбыт и т.п.).

Коэффициент Ком.k определяют на основе обобщенных фактических данных о потерях при перевозках, погрузочноразгрузочных и монтажных работах. Расходы на производство монтажных работ — См.k (подготовительные работы, сборку соединений, проведение испытаний и др.), отнесенные к расчетной единице длины.

Накладные расходы строительных организаций, производящих монтажные работы, складываются из следующих параметров:

где Соз.k — расходы на основную заработную плату рабочих, занятых на производстве монтажных работ; Сэм.k — расходы на эксплуатацию машин и механизмов, используемых при производстве монтажных работ на устройстве систем водяного отопления; fk — коэффициент fk = 0,47.

Составляющие приведенных затрат на эксплуатацию системы водяного отопления — Пэ.k — должны учитывать комплекс приведенных к моменту ввода ее в действие расходы на текущие и капитальные ремонты, техническое обслуживание, восстановление изношенных при последующей эксплуатации элементов системы водяного отопления.

Расходы на эксплуатацию системы водяного отопления:

где Птр.k — расходы на текущие ремонты; Пкр.k — на капитальные ремонты; Пто.k — на техническое обслуживание; Пв.k — на реконструкцию; Пэл.k — затраты на электроэнергию, расходуемую на преодоление перепадов давления в системе водяного отопления; Кобщ.k— коэффициент, учитывающий общие эксплуатационные затраты на систему водяного отопления (на содержание аварийных служб, административно-управленческого аппарата, технику безопасности и прочие расходы).

Расходы на текущие ремонты систем водяного отопления вычисляются по формуле:

где Стр.k — среднегодовые расходы на текущий ремонт системы водяного отопления; tk — год эксплуатации системы водяного отопления; Тф.k — расчетные сроки службы системы водяного отопления (см., к примеру, табл. 3); Енп.k— нормативы приведения сравниваемых вариантов к одному моменту времени.

Расходы на текущее обслуживание системы водяного отопления:

где Сто.k — среднегодовые затраты на техническое обслуживание системы водяного отопления.

Расходы на капитальные ремонты системы водяного отопления:

где Скр.k — расходы на проведение i-го капитального ремонта; Ткр.k — время от начала эксплуатации до i-го капитального ремонта, определяемое сроком службы системы водяного отопления; nik — число капитальных ремонтов системы водяного отопления за период ее функционирования.

Расходы на восстановление системы водяного отопления:

где Св.k — расходы на устройство новой системы водяного отопления взамен отслужившей свой срок; Tэ.k — время от начала эксплуатации до j-й полной замены, определяемое сроком службы системы водяного отопления; njk — число полных замен системы водяного отопления в течение расчетного периода. Среднегодовые затраты на текущий ремонт системы водяного отопления

где Пс.k — сметная стоимость системы водяного отопления; Ртр.k — доли ежегодных отчислений на текущий ремонт (процентов сметной стоимости).

Среднегодовые затраты на техническое обслуживание:

где Нч.k — нормативная численность персонала для системы водяного отопления; Fзп.k — годовой фонд заработной платы с начислениями, приходящийся на одного работника, обслуживающего системы водяного отопления.

Среднегодовые затраты на капитальный ремонт системы водяного отопления:

где Ркр.k — доли ежегодных отчислений на капитальный ремонт (процентов от сметной стоимости системы водяного отопления).

Среднегодовые затраты на восстановление системы водяного отопления:

где Рв.k — доли ежегодных отчислений на восстановление (процентов от сметной стоимости системы водяного отопления).

Приведенные затраты на электроэнергию, расходуемую на преодоление перепада давления в системе водяного отопления вычисляются следующим образом:

где Сэл.k — годовые затраты на электроэнергию для преодоления перепада давления в системе водяного отопления;μ

k — коэффициент приведения разновременных затрат на системы водяногоотопления:

μ0 — коэффициент приведения дополнительных затрат на электроэнергию в результате возрастания гидравлического сопротивления в системе водяного отопления (для сроков эксплуатации: 10 лет— 56,6; 20 — 97,6; 30 — 125,7; 40 — 143,7; 50 лет — 154,6); Сk — коэффициент, характеризующий скорость возрастания гидравлического сопротивления системы водяного отопления, вызванного коррозийными отложениями или обрастанием внутренней поверхности труб (табл. 2).

Годовые затраты на электроэнергию при создании давления для перекачки теплоносителя в системе водяного

отопления:

где Gр.k — расчетный расход перекачиваемого по системе отопления теплоносителя, кг/ч; σ— сметная стоимость 1 кВт/ч электроэнергии (руб.), расходуемой при работе насосов; γ— длина трубопровода в системе водяного отопления (м); Δp — перепад давления, (Па/м), зависит от материала труб и определяется гидравлическим расчетом конкретных систем водяного отопления; Кс — коэффициент, учитывающий сезонность работы системы водяного отопления, равный 365 tр (tр — время действия системы отопления в году, дни); η— КПД насосных агрегатов, работающих на системе водяного отопления; ρ— плотность теплоносителя (кг/м3); g — ускорение свободного падения (м/с2).

В заключение следует сказать, что использование изложенной методики сдерживается отсутствием нормативных значений для многих параметров и коэффициентов, отражающих особенности устройства систем водяного отопления из большинства труб. Поэтому целесообразно как можно быстрее завершить разработку нормативов на применение различных труб для устройства систем водяного отопления, собрать и обобщить статистические данные по эксплуатируемым системам водяного отопления. После этого можно будет разработать компьютерные программы для быстрого выполнения расчетов по рассмотренной методике. Это позволит экономичнее устраивать системы водяного отопления в зданиях любого назначения, сократить тепловые потери и утечки теплоносителя, эффективнее использоватьтепло в жилищногражданском строительстве, а отопление исключить из наиболее затратных статей в коммунальных расходах.

Литература

1. И. Дмитриева, Новое и старое в отоплении многоэтажек. // Технологии строительства. — 2003 — №5 (27).

2. В. С. Ромейко, А. А. Отставнов, В. А. Устюгов и др.: Справочные материалы. Пластмассовые трубы в строительстве. Ч. 1. Трубы и детали трубопроводов. Проектирование трубопроводов. — М.: ВАЛАНГ, 1997.

3. А. А. Отставнов, В. С. Ионов. Особенности соединения труб, допущенных строительными нормами и правилами к применению в системах водяного отопления. — М.: С.О.К., — 2003 — №10, 2003.

Период года Температура Относительная влажность Скорость движения воздуха, °C воздуха, % воздуха, м/с Теплый 20–22 60–30 < 0,2 23–25 60–30 < 0,3 Холодный 20–22 45–60 < 0,2

Табл. 2. Оптимальные нормы (установлены для обслуживаемой зоны жилых, общественных и административно-бытовых зданий для людей, находящихся в помещениях более 2 часов) Номер Материал Максимальная Расчетный срок Варианта индекс k труб температура, °C службы, лет

1 1 Сталь не ограничивается 40

2 2 Медь не ограничивается 50

3 3 МП 95 25

4 4 ПП 90 25

5 5 ПЭС 95 25

6 6 ПВХ Х 80 25

7 7 НМ *1 *1

8 8 КМ *2 *2

Табл. 3. Параметры систем водяного отопления

*1 Принимается на основании данных разработчиков.

*2 Принимается минимальное значение для предполагаемых к использованию материалов.