Оцінка витрати енергії на обігрівання житлових будівель мікрорайону

7.РОЗРОБЛЕННЯ ЗАХОДІВ З ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИКОРИСТАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ

Так як, у всіх будинках даного мікрорайону в якості технічного освітлення використовують лампи розжарювання, які вважаються енерговитрат ними, тому пропоную замінити їх більш ефективними - люмінесцентними лампами.

Переваги енергозберігаючих люмінесцентних ламп

Світлова віддача люмінесцентної лампи в середньому в п'ять разів більше, ніж в лампи розжарювання. Для прикладу: світловий потік люмінесцентної лампи 20 Вт приблизно дорівнює світловому потоку лампи розжарювання 100 Вт. Відповідно енергозберігаючі лампи дозволяють понизити вжиток електроенергії приблизно на 80% без втрати звичного для вас рівня освітленості кімнати.

Розрахуємо вартість потужності технічного освітлення для будинку по вул. Зубрівській 11.

Потужність встановленого освітлення на під'їзд складається з двох ламп розжарювання при вході у під'їзд та двох ламп розжарювання на кожен поверх ( 9 поверхів):

Pосв_уст1 = (2 * Pл1 +9 * (2 * Рл1)) = (2 * 60 +9 * (2 * 60))= 1200 Вт,

де Рл1= 60 Вт - потужність лампи розжарювання.

Далі розрахуємопотужність ламп технічного освітлення для всього будинку:

Pосв_{уст.буд}1 = Pосв_уст1 * N = 1200 * 3 = 3600 Вт

де N = 3 - к-ть під`їздів.

Відповідно до кількості під`їздів розрахуємо встановлену потужність технічного освітлення всього мікрорайону:

Pосв_{уст.мкр}1 = Pосв_уст1 * N = 1200 * 20 = 24000 Вт = 24 кВт

Розраховуємо вартість спожитої потужності технічним освітленням мікрорайону за рік за умови його роботи - 6 год/добу:

Ц1 = Pосв_{уст.мкр}1 * с * 6* 365 =24* 0,32 * 6 * 365 = 16819,2 Грн

Де с = 0,32 Грн/ кВт * год - тариф на електроенергію.

Тепер розрахуємо кількість спожитої потужності люмінесцентними лампами, її вартість, а також вартість самих ламп. Враховуючи що за світловіддачею люмінесцентна лампа потужністю 12 Вт відповідає лампі розжарювання потужністю 60 Вт

Рис.7.1. Люмінесцентна лампа

Розрахункова потужність технічного освітлення з використанням люмінесцентних ламп на під`їзд становитиме:

Pосв_уст2 = (2 * Pл2 +9 * (2 * Рл2)) = (2 * 12 +9 * (2 * 12))= 220 Вт,

Відповідно до кількості під`їздів розрахуємо встановлену потужність технічного освітлення всього мікрорайону:

Pосв_{уст.мкр}2 = Pосв_уст2 * N = 220 * 20 = 440 Вт = 0,44 кВт

Розраховуємо вартість спожитої потужності технічним освітленням мікрорайону за рік за умови його роботи - 6 год/добу:

Ц2 = Pосв_{уст.мкр}2 * с * 6* 365 =0,44* 0,32 * 6 * 365 = 308,35 Грн

Вартість люмінесцентної лампи потужністю 12 вт становить 9,2 грн, тому вартість заміни всіх ламп у мікрорайоні становитиме:

Цл = N * 9.2 = 400 * 9.2 = 3680 грн.

Заощадження після проведення модернізації становитиме:

?Ц = Ц1 - Ц2 - Цл = 16819,2 - 308,35 - 3680 = 12830,85

Термін окупності даного заходу становитиме:

Ток = Ц1 / ?Ц = 16819,2 / 12830,85 = 1,31 = 1 рік 3 місяці 22 дні.

8.СИСТЕМА КОНТРОЛЮ ТА ОПЕРАТИВНОГО ПЛАНУВАННЯ ВИКОРИСТАННЯ ЕНЕРГОРЕСУРСІВ НА ОБ'ЄКТІ

У сучасній практиці багатьох країн світу діяльність в галузі енергозбереження носить назву енергетичний менеджмент (Energymanagement). Вперше це поняття з'явилося в 70-х роках минулого сторіччя в економічно розвинених країнах Західної Європи, у США і Японії. Під цим терміном прийнято розуміти самостійну область знань, науку, методологію, а також практичний інструментарій здійснення процесу управління використанням усіх видів паливно-енергетичних ресурсів (ПЕР). Причому мається на увазі, що управління використанням енергоресурсів повинно забезпечувати розумні, технічно та економічно обґрунтовані потреби людини в паливі та енергії, забезпечити мінімальний негативний вплив на навколишнє середовище, а також умови для ефективного використання ресурсного та інвестиційного потенціалу будь-якогогосподарського об'єкта.

Постановка проблеми. В Україні ще з часів колишнього СРСР контроль та управління ефективністю використання паливно-енергетичних ресурсів в усіхгалузяхсуспільного виробництва, зокрема і в бюджетній сфері, традиційноздійснювались на основі системи нормування питомих витрат палива та енергії.

Однак досвід багатьох попередніх десятиліть, а також останніх 10…15 років свідчить, що діюча в нашій державі система нормування питомих витрат ПЕР має низку суттєвих недоліків, які не дозволяють вважати відповідні норми, що встановлюються для різних підприємств, організацій та установ на основі діючих методик, достатньо обґрунтованими і прогресивними.

Отже, на підставі таких недосконалих «еталонів» енергоефективності не може бути вироблена оптимальна стратегія енергозбереження, не може правильно здійснюватись економічне стимулювання підвищення ефективності енерговикористання, не можуть коректно застосовуватись штрафні санкції за нераціональне використання ПЕР, тобто, не може здійснюватись якісне, дієве управління використанням палива та енергії. Все зазначене повною міроюстосуєтьсятакож об'єктів бюджетної сфери, в тому числі, і навчальних закладів.

Одним з найбільш очевидних недоліків існуючої системи нормування питомих витрат паливно-енергетичних ресурсів є проблема вибору одиниць вимірювання обсягувиробництва продукції, виконання роботи чи надання послуг, по відношенню до яких слід встановлювати відповідні норми енергоспоживання. Невирішеним це питаннязалишається і для закладів освіти. Це призводить до того, що норми питомоївитратипалива та енергії, що визначаються для навчальних закладів, є величинами дуже нестабільними у часі, здебільшого, суттєво різними навіть для однорідних за призначенням об'єктів, і тому встановлюються у вигляді досить широкихінтервалів їх значень.

До того ж, для поступового підвищення ефективності використання палива та енергії, підтримки вже досягнутого її рівня не достатньо тільки стратегічного (довгострокового) управління енергозбереженням на об'єкті. Необхідно здійснювати також оперативне управління ефективністю використання ПЕР. З цієї точки зору існуюча система нормування питомих витрат палива та енергії є абсолютно непридатною.

Виходячи з зазначених міркувань та звертаючи увагу на зарубіжний досвід, стає очевидним, що в нашій державі є необхідним якомога скоріше активізувати наукові дослідження в напрямку розробки, експериментальної перевірки та впровадження сучасних підходів та методів контролю і управління ефективністю енерговикористання,альтернативних нормуванню питомих витрат паливно-енергетичних ресурсів,зокрема, і для закладів освіти.

На думку авторів, одним з доцільних та перспективних напрямків таких досліджень є аналіз та розвиток теоретичних основ і практичного досвіду застосуваннясистем енергетичного менеджменту для вирішення задач контролю та управлінняенергоефективністю виробничо-господарських об'єктів.

Зокрема, що стосується оперативного управління ефективністю використання ПЕР, в будь-якій системі енергоменеджменту створюється і постійно функціонує підсистема з аналогічною назвою. Ця підсистема являє собою сукупність певної кількості однакових за призначенням елементів. У теорії і практиці енергетичного менеджменту в країнах Західної Європи, США, Японії ці елементи мають назвусистемконтролю і планування енергоспоживання (MonitoringandTargetingSystems або системи КіП).

Метою створення і функціонування систем КіП, крім оперативного управління ефективністю використання ПЕР, є також моніторинг реально досягнутих результатіввпровадження проектів енергозбереження на об'єкті управління.

Слід зазначити, що методологія створення та функціонування подібних систем в колишньому Радянському Союзі розроблялася ще у 80-ті роки минулого сторіччя, проте результати роботи у цьому напрямі, отримані у тому числі в Україні, практичного застосування не знайшли, оскільки вони суперечили основним принципам діючої на той час системи контролю та управління ефективністю використання ПЕР.

Автори цієї статті здійснюють наукові дослідження в напрямку удосконалення та подальшого розвитку методів оперативного контролю ефективності використання паливо-енергетичних ресурсів на різних виробничо-господарських об'єктах, базуючись як на вітчизняному, так і на зарубіжному досвіді виконання цієї функції в системах енергетичного менеджменту.

Актуальність дослідження. Забезпечення раціонального використання паливно-енергетичних ресурсів, практичне вирішення задач енергозбереження в усіх галузях національної економіки на сьогоднішній день є однією з найбільш актуальних, можна сказати, життєво важливих проблем для всіх держав Східної Європи, в тому числі, і для України.

На думку авторів, об'єктивне, обґрунтоване вирішення питання кількісноїоцінки та контролю рівня ефективності енерговикористання на різних виробничо- господарських об'єктах є однією з необхідних, можна сказати, ключових умов досягнення помітних практичних результатів у сфері енергозбереження. Тільки на основі коректного вирішення цієї задачі на всіх рівнях управління суспільним виробництвом можуть успішно виконуватись принципово важливі функціїуправління енергозбереженням як на рівні держави, так і на рівні окремих підприємств, організацій та установ.

Основні результати дослідження. Очевидно, що найбільш реально контролювати ефективність використання ПЕР може тільки експлуатаційний персонал підприємства або організації. Виходячи з цих міркувань, в зарубіжній практиці системи контролю і планування енергоспоживання будують виключно для локальних технологічних об'єктів (для окремих установок, машин, агрегатів, технологічних ліній,процесів тощо). З цієї причини на будь-якому виробничо-господарському об'єкті, як правило, створюють досить велику кількість систем КіП. Крім того, вибір саме таких,локальних об'єктів для побудови систем контролю і планування енергоспоживання є виправданим також необхідністю дотримання умови, щоб відповідні об'єкти мали єдиний облік витрат палива або енергії, а також, у міру можливості, управлялися мінімальним числом операторів. Очевидно також, що на будь-якому технологічному об'єкті необхідно створювати стільки окремих, незалежних систем планування і контролю енергоспоживання, скільки видів палива та енергії на ньому використовується.

Методологія побудови традиційних системКіП універсальна, що дозволяє застосовувати їх для оперативного контролю ефективності використання будь-якого виду палива або енергії. Однак при цьому необхідно розуміти, що система КіП сама пособі не є енергозберігаючим заходом, тобто, не забезпечує енергозбереження на відповідному об'єкті, а лише створює умови для підтримання ефективності використання паливно-енергетичних ресурсів на заданому рівні і періодичного, цілеспрямованого підвищення цього рівня.

Численні систем контролю і планування енергоспоживання, створені на виробничо-господарських об'єктах багатьох країн Західної Європи, зокрема, у Великобританії, стали логічним розвитком багаторічної практики періодичного проведення на цих об'єктах енергетичних аудитів, результати яких являють собою свого роду «моментальну фотографію» ситуації у сфері споживання палива та енергії, яка постійно змінюється.

Функціонування системи контролю і планування енергоспоживання на будь- якому об'єкті можна представити у вигляді схеми, яка відображає певний алгоритм контролю ефективності енерговикористання, тобто, основні функції системКіП та послідовність їх виконання.

В основу побудови таких систем покладено встановлення залежності обсягу споживання палива або енергії на будь-якому об'єкті від низки показників (чинників), які істотно впливають на енергоспоживання. Тому створення системи контролю і планування енергоспоживання на технологічному об'єкті починається зі збору фактичних даних про витрату палива або енергії, а також про результати відповіднихтехнологічних процесів і умови їх протікання (наприклад, обсяг випущеної продукції або виконаної роботи, тривалість роботи обладнання, основні параметри технологічного процесу, зовнішніх умов тощо).

В практиці зарубіжних країн оперативний контроль ефективності використання палива та енергії в системах КіП, як правило, здійснюється щотижня. Тому збір вихідних даних для побудови такої системи на будь-якому об'єкті здійснюється, як мінімум, протягом 5…10 тижнів.

Зібрані вихідні дані у подальшому аналізуються в двох аспектах. Перш за все, аналізується динаміка зміни у часі обсягів споживання палива або енергії на об'єкті.

Якщо енергоспоживання на даному об'єкті має нерівномірний характер, то додатково аналізується, які саме виробничі або технологічні чинники і наскільки суттєво впливають на зміну обсягу витрати палива або енергії на об'єкті.

На підставі виконаного аналізу наявних вихідних даних робиться наступний крок побудови системи контролю і планування енергоспоживання - визначаються так звані планові змінні, тобто, деякий «нормативний» рівень споживання палива або енергії на об'єкті. З цією метою для даного об'єкта встановлюється відповідний «стандарт» енергоспоживання. Такий «стандарт» необхідно мати, щоб в подальшому у процесі контролю енергоефективності порівнювати з ним фактичні значення витрати палива або енергії. При цьому «стандарт» енергоспоживання повинен представляти собою деякий максимально реалістичний прогноз «нормативного» рівня витрати того чи іншого паливно-енергетичного ресурсу, який необхідно і можливо досягти на даному об'єкті.

При цьому необхідно звернути увагу на важливу особливість таких систем - контроль ефективності використання палива або енергії в системах КіП на відміну, наприклад, від системи нормування їх питомих витрат,здійснюється безпосередньо на підставі фактичних обсягів споживання ПЕР, отриманих за допомогою відповідних приладів обліку.

Отже, «стандарт» енергоспоживання в системі КіП являє собою деяку математичну модель обсягу витрати відповідного виду палива або енергії в залежності від значень виробничих і технологічних параметрів, які суттєво впливають на нього.

«Стандарт» енергоспоживання може бути встановлений у вигляді константи, якщо жоден з наявних виробничих і технологічних параметрів істотно не впливають на витрату палива або енергії на об'єкті. Якщо ж на споживання відповідного паливо-енергетичного ресурсу істотно впливають один або декілька з наявних чинників, то «стандарт» встановлюють у вигляді рівняння одно факторної або багатофакторної, як правило, лінійної регресії. При цьому в традиційних методиках побудови систем КіПпри встановленні «стандартів» не рекомендується використовувати більше трьох параметрів, що істотно впливають на енергоспоживання об'єкта, що розглядається.

Таким чином, «стандарт» енергоспоживання, що встановлюється в будь-якій системі КіП, являє собою деяку «норму» абсолютної, а не питомої витрати палива або енергії. Така «норма» не є «ідеальною», тобто мінімально необхідною для даного об'єкту, як норма питомої витрати енергії в традиційному її розумінні. Тим не менш «стандарт» енергоспоживання, як правило, є достатньо обґрунтованим, оскільки він цілком відповідає даному об'єкту і конкретним умовам його функціонування (параметрам технологічного процесу, зовнішніх умов тощо). Тобто «стандарт» енергоспоживання досить добре відображає рівень ефективності використання палива або енергії, реально досягнутий на даному об'єкті.

До того ж, «стандарт» енергоспоживання в системі КіП встановлюється не у вигляді конкретного числового значення, як це зазвичай робиться при встановленні норм питомої витрати енергії, а як вже було сказано, у вигляді деякої математичної моделі споживання енергії, тобто, у вигляді свого роду «енергетичної характеристики» об'єкту, що розглядається. Тобто, «стандарт» енергоспоживання являє собою не тільки достатньо обґрунтовану «норму» споживання палива чи енергії на даному об'єкті, але є також достатньо гнучким «еталоном» ефективного використання відповідного енергоресурсу, який враховує можливі зміни обсягів продукції, параметрів технологічного процесу, а також зовнішніх, в тому числі, кліматичних умов виробництва.

Після того, як «стандарт» енергоспоживання встановлений в аналітичному і, за можливості, в графічному вигляді, можна вважати, що побудова системи КіП на даному об'єкті завершена, і дана система вже може застосовуватися для оперативного контролю ефективності використання палива або енергії.

Однак, як свідчить практика, традиційні системи КіП недоцільно та й неможливо успішно застосовувати безпосередньо для контролю ефективності використання палива або енергії на об'єкті. Такі системи, швидше, являють собою дієвий «інструмент» для оперативного контролю результатів впровадження тих чи інших заходів з енергозбереження. Це означає, що, перш ніж система КіП почне функціонувати, необхідно не тільки встановити відповідний «стандарт» енергоспоживання, але також визначити і реалізувати на даному об'єкті деякий енергозберігаючий захід. Тільки в цьому випадку експлуатаційному персоналу об'єкта може бути поставлена достатньою мірою обґрунтована задача постійно забезпечувати таке використання палива або енергії, щоб фактичні обсяги їх споживання не перевищували встановленого «стандарту». Очевидно, що при цьому експлуатаційний персонал повинен також систематично збирати статистичні данні про роботу об'єкта, необхідні для нормального функціонування на ньому системи КіП.

Періодичний контроль ефективності використання палива чи енергії на будь- якому об'єкті (або контроль результатів впровадження на ньому відповідного енергозберігаючого заходу) в традиційних системах КіП може здійснюватись графічно, тобто, безпосередньо за графіком «стандарту» енергоспоживання або шляхом побудови спеціального графіка, який у зарубіжній практиці називають графіком кумулятивної суми (графіком CUSUM).

Системи КіП, що будуються і функціонують таким чином, зарекомендували себе як дієвий «інструмент» оперативного контролю ефективності використання палива та енергії. Зарубіжний досвід побудови та застосування численних систем контролю і планування енергоспоживання на багатьох виробничо-господарських об'єктах підтверджує, що такі системи, без сумніву, являють собою практичний інтерес для вітчизняних фахівців з енергетичного менеджменту як один з можливих напрямків розвитку методів оперативного контролю ефективності використання паливної енергетичних ресурсів.

Методологія створення та застосування таких систем приваблює, перш за все, простотою та незначними витратами часу на здійснення контролю енергоефективності, що саме і дозволяє оперативно вирішувати цю задачу. Причому період контролю ефективності використання палива чи енергії на будь-якому об'єкті з застосуванням систем КіП, в принципі, може бути дуже коротким, наприклад, рівним одній добі, зміні чи навіть одній годині.

Однак, як показали результати дослідження, в теоретичному та методологічному відношенні методики побудови та застосування систем КіП, що традиційно використовуються в зарубіжних країнах, мають низку суттєвих недоліків, спрощень та невирішених питань, які не дозволяють безпосередньо, «механічно» застосувати їх в умовах України або інших держав СНД для контролю та управління ефективністю енерговикористання.

9. ВИКОРИСТАННЯ ПОНОВЛЮВАНИХ ЕНЕРГОРЕСУРСІВ

Сонячні батареї

Сьогодні більше 2 мільярдів людей на планеті досі залежать від дарів, газу і гасу для приготування їжі і обігріву приміщень. Ці джерела палива, а також відсутність доступу до електрики призводять до значних негативних наслідків для здоров'я, довкілля і економічного розвитку.

Нині впровадження альтернативних джерел енергії, автономних і децентралізованих, в багатьох країнах вигідніше, як з економічної, так і з екологічної точки зору. Викопне паливо стає джерелом енергії вчорашнього дня, яке не може забезпечити стійкий розвиток людства в довгостроковій перспективі. Сьогодні в майбутнє сміливо заглядають інші форми енергії, одна з яких - ЕНЕРГІЯ СОНЦЯ.

Східна Європа - сонячний регіон, тому застосування сонячних фотоелектричних панелей тут, особливо актуально.

Сонячні колектори призначені для перетворення сонячної енергії у теплову для підігріву води на побутові потреби та підтримки системи опалення. Завдяки конструктивним удосконаленням та високому коефіцієнту абсорбції (95%) сонячні колектори ефективно працюють майже 9 місяців на рік. Скло колекторів ударостійке, та гарантує механічну стійкість до атмосферних опадів (граду), чи попадання твердих предметів. Використання незамерзаючої рідини (розчину гліколю) забезпечує роботу колекторів за низьких температур повітря - до -30°С. Системи сонячного теплопостачання, якщо вони правильно розраховані та якісно змонтовані, вважаються одними із найбільш надійних та довговічних.

Сонячний колектор - у ньому відбувається перетворення сонячної енергії в теплову. Відбір тепла виробляється за допомогою прокачування через його канали рідкого теплоносія. Колектори необхідно орієнтувати у південному напрямку (припустиме відхилення без істотного зниження ефективності до 60 °). Однак можливий варіант монтажу двох груп колекторів: одна група на захід, інша на схід. Для досягнення максимальної ефективності в літній період, кут нахилу повинен складати 25-35 °.

Для сонячних колекторів які експлуатуються цілий рік (ефективність у літній період знижується, а в інші збільшується) кут нахилу повинен складати близько 40-60 °. Під кутом 90 ° встановлюються колектора, робота яких розраховується в зимовий період, зокрема для систем опалення.

Бак-теплообмінник-акумулятор. Особливістю роботи систем сонячного опалення є необхідність акумулювання сонячної теплової енергії з метою її використання в різний час доби. Це можливо зробити за допомогою використання в системі бака-акумулятора. Дана необхідність зумовлена нестабільність сонячного випромінювання протягом доби, у той час як гаряча вода і опалення необхідні постійно, навіть у той час, коли воно взагалі відсутнє. Ефективність установки значно залежить від правильності вибору обсягу бака-акумулятора.

Всі баки повинні встановлюватися в приміщеннях захищених від атмосферних впливів.

З точки зору використання водонагрівачів в геліосистемах можна виділити кілька типів:

- Вертикальні баки непрямого нагріву, можуть використовуватися в системах як з природною циркуляцією, так і з примусовою циркуляцією теплоносія:

а.) з одним теплообмінником, застосовується в геліосистемах, коли площа одного теплообмінника достатня для відбору теплової енергії від встановлюваної площі сонячних колекторів і немає необхідності догріву від одно контурних котлів (як дублююче джерело, встановлюється електричний ТЕН або догрів здійснюється за допомогою двоконтурних котлів)

Рис.9.1. Вертикальний бак непрямого нагріву з одним теплообмінником

б.) з двома теплообмінниками, застосовується в геліосистемах, для дублювання від одно контурних котлів, а також, якщо є необхідність відбору теплової сонячної енергії на опалення, якщо ви монтуєте котельню і плануєте в майбутньому встановити геліоустановки, доцільно використовувати одно контурний котел і бак з двома теплообмінниками (на верхній підключити котел).

Рис.9.2. Вертикальний бак непрямого нагріву з з двома теплообмінниками

- Горизонтальні баки непрямого нагріву, об'єм бака 125-200 літрів, встановлюється в геліосистемах з природною циркуляцією теплоносія, якщо немає можливості розташувати бак вертикального виконання, в інших випадках рекомендується використовувати баки вертикального виконання.

Контролер є обов'язковим елементом геліосистем з примусовою циркуляцією теплоносія. Він здійснює контроль стану і керування процесом нагріву від сонця геліосистеми, а також може керувати іншими теплотехнічними процесами в загальній системі. Контролер отримує від датчиків температури інформацію і вибирає необхідний режим роботи. Ефективність та безпека геліосистеми в значній мірі залежать від контролера, закладених у нього алгоритмів роботи, надійності елементів.

Насосна станція використовується в системах з примусовою циркуляцією (така система на 30% ефективніше системи з природною циркуляцією) і призначена для забезпечення циркуляції теплоносія в колекторному колі. Гідравлічний опір колекторного кола досить мало, що дає можливість використовувати малопотужні насоси, споживана потужність яких мізерно мала в порівнянні з отриманою тепловою енергією від сонячних колекторів.

Розрахуємо кількість енергії, яка потрібна для забезпечення гарячою водою мешканців буд по вул. Зубрівській 11.

Спочатку порахуємо добову потребу у теплі для обігріву води на 1 особу:

Qт_д = (1+z)*с*c*(t₂ - t₁)/3600 = (1+0.5)*1000*4186*(55 - 10)/3600 =

= 4.7 кВт * год;

де z - коефіцієнт енергетичних втрат системи;

с - питома густина води;

с - питома теплоємність води;

t₁ - температура холодної води;

t₂ - температура гарячої води.

Тепер розраховуємо загальну річну потребу енергії на гаряче водопостачання:

Qт=Qт_д*d+0.8* Qт_д*( t₂- t_1л/ t₂-t_1з) * (N-d) *0.239 = 4.7*191+0.8*4.7*(55-15/55-5)*(365-191)*0.239 = 1.42 МВт*год/рік;

де d - нормативна тривалість опалювального сезону у конкретно визначеному регіоні України;

t_1л - температура холодної води влітку;

t_1з - температура холодної води взимку;

N - кількість днів роботи системи.

Далі рахуємо скільки енергії потрібно для всього будинку:

Q₁₁ = Qт * Nл = 1,42 * 290 = 411,8 МВт*год/рік.

Вартістьцієї енергії при тарифі с = 1,32 грн/кВт*год становить:

Ц₁₁ = Q₁₁* с = 411,8* 1,32 = 543576 грн

Тепер розраховуємо кількість і вартість сонячних колекторів, які б задовольнили 25 % потреб будинку у енергії для нагріву води.

Нижче наведено характеристики сонячного колектора:

Таблиця 9.1 Характеристики сонячного колектора СВК-А-30

В середньому в одному дні - є 6 сонячних годин. В наступній формулі порахуємо скільки таких годин є в цілому році :

Г=365*6=2190 год.

Визначаємо кількість енергії, яку виробить колектор за рік:

Е_пан= Г*0.25= 2190*1,846=4042,7 кВт*год

На основі даних з таблиці, ми можем обрахувати скільки потрібно панелей сонячних колекторів потужністю 1,846кВт для забезпечення 25 %річних потреб будинку у теплоті для нагріву води:

N_пан=Q_0,25 / Е_пан = (411,8*0,25 * 10³) / 4042,7 = 25шт.

Визначаємо кількість енергії, яку вироблять ці колектори за рік:

Е_{пан р}= Е_пан * 25 = 4042,7 * 25 = 102950 кВт*год

Визначаємо вартість енергії, яку вироблять ці панелі за рік

Ц_е/е= Е_{пан р} * с = 102950 * 1,32 = 135894 грн.

Тариф 1 кВт*год електроенергії для даного будинку становить с =1.32 грн.

Далірахуємо скільки коштує 25сонячних колекторів:

Ц_пан=Ц_кол.п * 25 * k = 14773 * 25 * 1,5 = 553988 грн,

де k - коефіцієнт, що враховує витрати на обслуговування колекторів.

Обраховуємо скільки за рік ми заощаджуємо в грошах:

Ц _{сон.ен. =} Ц₁₁ - Ц_е/е=543576 - 135894 = 407682грн.

Обраховуємо за скільки ці сонячні колектори окупляться, якщо не буде зростати ціна на електроенергію:

Ток = (Ц_е/е + Ц_пан) / Ц _сон.ен. = (135894+ 553988) /407682= 1,7 роки.

Виконавши дані розрахунки я визначив, що найбільш економічно вигідним в плані терміну окупності є використання сонячних колекторів потужністю 1,8кВт, для даного будинку на 25 - 50 % від загальних потреб на нагрівання води, тому для даного будинку я б встановив саме таке число колекторів.

10. ОХОРОНА ПРАЦІ

10.1 Пожежна небезпека житлових будинків та гуртожитків

Від загальної кількості пожеж, які виникають в Україні біля 80% приходяться на житлові будинки.

Особливостями пожежної небезпеки житлових будинків та гуртожитків є:

* наявність великої кількості людей різного віку, стану здоров'я, що збільшує час їх евакуації та ускладнює процес евакуації;

* необхідність залучення пожежної спец. техніки, необхідної для евакуації людей;

* значно більший необхідний час евакуації людей (велика висота будівель, велика протяжність евакуаційних шляхів);

* швидке розповсюдження диму по сходовим клітинам, ліфтовим шахтам, сміттєпроводам, вентканалам та ззовні будівлі.

Протипожежний захист житлових будинків та гуртожитків висотою до 9-ти поверхів

Керівні документи:

1. СНіП 2.08.01-89 “Жилыездания”.

2. СНіП 2.01.02-85 “Противопожарныенормы”.

3. ДБН 360-92 “Планування та забудова місцевих і сільських поселень”.

4. ППБ в Україні.

Вимоги до території

- Для проїзду пожежних автомобілів п.б. улаштовані проїзди шириною не менше 3,5 м або смуга шириною 6 м з двох поздовжніх сторін багато секційних будинків і з усіх сторін односекційних житлових будинків;

- Між житловими будинками та гуртожитками, а також до будівель іншого призначення п.б. протипожежні розриви, які залежать від їх С.В.;

- П.б. наскрізні проїзди між будинками на відстані не більше 300 м один від одного, а при периметральній забудові - не більше 180 м. П. 3.11. /3/;

- На проїздах повинні бути роз'їзні майданчики (шириною 6 м і довжиною 15 м на відстані не більше 75 м один від одного);

- Тупикові проїзди п.б. довжиною не більше 150 м і повинні закінчуватись поворотним майданчиком.

Вимоги до будівель

- Будівлі м.б. любої ступені вогнестійкості в залежності від кількості поверхів та площі пожежного відсіку;

- В будівлях І-ІІІ С.В. висотою три поверхи та більше, між секційні не несучі стіни та перегородки, а також перегородки відділяючі загальні коридори від інших приміщень в будівлях любої поверховості, повинен мати М.В.= 0,75 г;

- Міжквартирні не несучі стіни та перегородки повинні мати М.В. = 0,5 г та нульову межу розповсюдження вогню. В будівлях ІІІ С.В. м.б. між квартирні перегородки з межею розповсюдження вогню до 40 см. п. 1.13 /1/;

- Між кімнатні перегородки: (шафні, збірно-розбірні, з дверними прорізами та розсувні) в будівлях усіх С.В. м.б. з горючих матеріалів. П. 1.13 /1/;

- Приміщення громадського призначення, розташовані в підвальних та цокольних поверхах повинні бути відділені від приміщень житлової частини протипожежними перегородками І-го типу (0,75 г) та перекриттям 3-го типу (0,75 г) без прорізів з виходом назовні п. 1.46 (СНіП 2.08.01-89); лікарняні приміщення п.б. відділені п/п стінами з М.В. 2,5 г. (СНіП 2.08.01-89);

- Технічні, підвальні та цокольні поверхи п.б. розподілені на відсіки F = 500 м2 в несекційних будівлях, а в секційних - по секціям протипожежними перегородками І-го типу (0,75 г). В кожному відсіці (секції) п.б. не менше 2-х вікон (люків) розміром 0,9х1,2 м. П. 1.45 /1/;

- Приміщення розміщені в підвалах і призначені для розміщення інженерного обладнання п.б. відокремлені від інших приміщень п/п перегородками з М.В. 0,75 г. П. 2.4. /СНіП 2.01.02-85/;

- Сміттєзбірна камера п.б. відокремлена від інших приміщень п/п перегородками та перекриттям з М.В. = 1 г. Вона повинна мати самостійний вхід ізольований від входу в будівлю глухою стіною. П. 1.54 /1/;

- Сходові клітки та ліфтові холи п.б. відокремлені від інших приміщень та поверхових коридорів дверима обладнаними само закриваючим механізмом з ущільненням в притулках. П. 1.20 /1/;

- Вхідні двері в квартири повинні бути металевими протиударними і мати межу вогнестійкості не менше 0,6 години. Затверджені технічні умови “Блоки дверні металеві протиударні з підвищеними теплотехнічними та протипожежними якостями”. (Наказ Держбуду України №70 від 03.04.98 р., згідно якого п. 1.20 СНіП 2.08.01-89 “Жилыездания” викладено в новій редакції).

10.2 Природне освітлення приміщення ЖКГ

Природне і штучне освітлення, нормування

Природне і штучне освітлення в приміщеннях регламентується нормами ДБН В.2.5-28-2006 залежно від характеристики зорової роботи, найменшого розміру об'єкта розрізнення, розряду зорової роботи (І-VIII), системи освітлення, характеристики фону, контрасту об'єкта розрізнення з фоном.

Об'єктрозрізнення - церозглядуваний предмет, окремайогочастиначи дефект, якіпотрібнорозрізняти в процесі роботи.

Оцінка природного освітлення на виробництвівнаслідокйогозмінзалежновід часу доби, пори року й атмосферних умов проводиться у відноснихпоказниках -- за допомогою коефіцієнта природної освітленості КПО. Цей коефіцієнт і прийнято як нормовану величину.

На значення КПО впливають розмір і конфігурація приміщення, розміри і розташування світлоприймачів, відбивна здатність внутрішніх поверхонь приміщення та його затінюючих об'єктів. Залежно від призначення приміщення і розташування в ньому світло прорізів КПО нормується від 0,1 до 10%. Норми природнього освітлення приміщень встановлені окремо (табл. 1ДБН В.2.5-28-2006):

* при верхньомуабоверхньому і бічному освітленні;

* при бічному освітленні, як при природньому, так і при сполученому. При односторонньому бічному освітленні нормується мінімальне значення КПО на відстані 1 м відстібни, найбільш віддаленої від вікна, а при двосторонньому боковому - в центрі приміщення.

У приміщеннях із верхнім чи комбінованим освітленням нормується середнє значення КПО на робочій поверхні (не ближче 1 м від стін). У побутових приміщеннях значення КПО має бути не меншим, ніж 0,25%.

Освітлення нормується для кожного приміщення та робочого місця, виходячи з умов зорової роботи. Згідно з ДБН В2.5-28 -2006 працівники, що обслуговують системи енергозабезпечення громадської будівлі, виконують зорову роботу малої точності (розряд зорової роботи -5). Для такого розряду зорової роботи КПО становить 3% при природньому освітлені, верхньому або комбінованому та 1,8% при суміщеному освітлені, верхньому або комбінованому. Мінімальна освітленість від штучного освітлення при загальному освітленні складає 200 люкс. Розрахунок природного освітлення приміщень полягає у визначенні площі світлових отворів, необхідної для забезпечення нормативних вимог до освітленості (коефіцієнта природної освітленості). Проводжу розрахунок необхідної площі і кількості вікон для приміщення ІТП. Нормативне значення КПО е₀для роботи з ІТП складає 1,2 %. За місцевістю та орієнтацією в просторі світлових отворів (Львів, Пн) знаходжу значення коефіцієнта світлового клімату, який враховує особливості світлового клімату: m = 0,75

Розрахункове значення КПО визначається за формулою

e_н = е₀ x m

e_н = е₀ x m = 1,2 х 0,75 = 0.9

Площа вікон при боковому освітленні визначається за допомогою наступного співвідношення

= 0,9*1,4*1*13/(0,45*1,8 ) = 20.22

де S_в - площа світлових отворів (вікон чи ліхтарів), які є в зовнішніх стінах освітлюваного приміщення ;

- площа підлоги приміщення, ;

= 6 х 4 = 24 м²

= 0.9 - розрахункове значення КПО для заданого світлового клімату;

= 13,0 % - коефіцієнт світлової характеристики вікон при односторонньому освітленні, глибині приміщення 4-1 =3, відношенні довжини приміщення до глибини 6/3=2,0 і відношенні глибини до висоти освітлювального отвору 3/(1,755+0,2)=1,53;

= 1,4 - коефіцієнт запасу; (для приміщень з чистим повітрям)

=1,8 коефіцієнт, що враховує підвищення КПО завдяки світлу відбитому від поверхонь.

- загальний коефіцієнт світло пропускання вікна, який дорівнює

 = 0,6 х 0,75 х 1,0 х 1 х 1,0 = 0,45

де = 0,6 - коефіцієнтпропусканнясвітламатеріалом (скло віконне, листове, армоване);

= 0,75 - коефіцієнт, якийвраховуєвтратисвітла в оправісвітловогоотвору (металевіпалітурки);

= 1,0 - коефіцієнт, який враховує втрати в несучих конструкціях (гладка стеля);

= 1 - коефіцієнт, який враховує втрати в сонцезахисних пристроях (регульовані жалюзі, що збираються в штори внутрішні);

= 1,0 - коефіцієнт, який враховує втрати в захисній сітці (відсутня);

Sв=20,22*24/100 4,85 м²

Визначення площі вікна.

S₁ = 2,05 х 1,8 = 3,7 - площа одного вікна

Необхідна кількість вікон:

n_в = S_в / S₁ = 4,85/ 3,7 =1,3шт

Приймаємо, що для забезпечення нормативного рівня КПО при суміщеному природному односторонньому освітленні в приміщенні ІТП слід обладнати 2 вікна розмірами 2,05 х 1,8 м.

10.3 Ліфти, їх призначення, устаткування, умови експлуатації

Ліфти призначені для переміщення людей та вантажівміжповерхами. Вони поділяються на пасажирські, вантажопасажирські, вантажні з провідником, вантажні без провідника, вантажні малі вантажопідйомністю до 160 кг включно (площа підлоги кабіни - 0,9 м², висота - 1,0 м).

Основним нормативно-правовим документом, який регламентує безпечну експлуатацію ліфтів є "Правила будови і безпечної експлуатації ліфтів". Відповідно до цього документа перед пуском у роботу ліфтивсіх типів, крім вантажних малих вантажопідйомністю до 160 кг включно, підлягають реєстрації в органах Держнаглядохоронпраці (теперДержгірпромнагляд). Цей же орган видає дозвіл щод експлуатації ліфта на підставі акта технічної готовності та результатів первинного технічного опосвідчення. Періодичні технічні опосвідчення проводяться не рідше ніж один раз на рік і включають огляд, статичне та динамічне випробовування.

Відповідальність за технічний стан та безпечну експлуатацію ліфтів покладаються наказом на особу з технічної адміністрації підприємства, якій належить ліфт, або на особу зі спеціалізованої організації, яка здійснює за договором нагляд за ліфтами.

Ліфти повинні бути оснащені запобіжними та блокувальними пристроями. Найважливішими з таких пристроїв є: дверні контакти, автоматичні дверні затвори, уловлювачі, кінцеві вимикачі, обмежувачі швидкості та вантажопідйомності.

Двері ліфтової шахти повинні мати контакти, що унеможливлюють пуск кабіни при відкритих дверях. Шахтні двері необхідно забезпечити затворами, які автоматично закриваються при підійманні кабіни з рівня даного поверху на будь-яку відстань і не відкриваються за відсутності кабіни на даному поверсі.

Уловлювачі, якими оснащують ліфти, призначені для утримання кабіни в шахті у випадку обриву чи послаблення канатів, а також при збільшенні швидкості її руху вниз на 40 % і більше у порівнянні з номінальною.

Ліфти необхідно оснастити кінцевими вимикачами, які призначені для автоматичної зупинки приводу ліфта у випадку переходу кабіною верхнього чи нижнього крайнього положення більше ніж на 0,2 м.

Шахти ліфтів огороджуються з усіх сторін і на всю висоту металевими листами товщиною не менше 1 мм чи металевою сіткою з діаметром дроту 1,2 мм.

Ліфти, їх складові частини, прилади та пристрої безпеки повинні відповідати вимогам цих Правил і чинних нормативних документів.

Оснащеність для виконання робітз монтажу, ремонту та технічного обслуговування ліфтів повинна бути згідно з вимогами ДСТУ 36.1-009-99

Основні розміри ліфтів повинні відповідати:

- пасажирських класів I, II, III і VI - вимогам ДСТУ ISO 4190-1:2001;

-вантажних класу IV у супроводі людей - вимогам ДСТУ ISO 4190-2:2001;

- службових (малих) класу V - вимогам ДСТУ ISO 4190-3:2001.

Пристрої керування, сигналізації та додаткові пристрої повинні відповідати вимогам ДСТУ ISO 4190-5:2001.

Вантажопідйомність, перевезення пасажирів та вантажів

Не дозволяється перевезення в кабіні ліфта пасажирів і (або) вантажів загальною масою, яка перевищує вантажопідйомність ліфта. У ліфта самостійного користування корисна площа підлоги повинна визначатись залежно від його вантажопідйомності згідно з табл.10.1.

Таблиця 10.1 Корисна площа підлоги кабіни

Устаткування ліфтів

Устаткування електричних ліфтів з тяговим і жорстким приводом та гідравлічних ліфтів повинно відповідати вимогам ДСТУ EN 81-1:2003 і ДСТУ EN 81-2:2003.

Двері шахти повинні відповідати вимогам глави 7 ДСТУ EN 81-1:2003 та ДСТУ 81-2:2003.

Кабіна, противага і балансувальний вантаж повинні відповідати вимогам глави 8 ДСТУEN81-1:2003 та ДСТУ EN81-2:2003.

Підвісна система, компенсація та обмеження швидкості електричних ліфтів повинні відповідати вимогам глави 9 ДСТУ EN81-1:2003.

Підвісна система і засоби проти вільного падіння, спуску з перевищеною швидкістю і сповзання кабін повинні відповідати вимогам глави 9 ДСТУEN 81-2:2003.

Напрямні, буфери і кінцеві вимикачі повинні відповідати вимогам глави 10 ДСТУ EN81-1:2003 та ДСТУEN81-2:2003.

Привод повинен відповідати вимогам глави 12 ДСТУ EN 81-1:2003 та ДСТУ EN 81-2:2003.

Електричне устаткування, пристрої і електропроводка повинні відповідати вимогам глави 13 EN 81-1:2003 та ДСТУ EN 81-2:2003 та мати пристрої безпеки, перелік яких наведений у додатку А ДСТУ EN 81-1:2003 та ДСТУ EN 81-2:2003.

Дозволяється в режимі "Ревізія" здійснювати рух кабіни під час шунтування вимикачів контролювання зачинення і замикання дверей шахти контактом(ами) при виконанні умов, зазначених у пункті 14.2.1.3 ДСТУ EN 81-1:2003 та ДСТУ EN 81-2:2003.

Мінімальний діаметр тягових канатів повинен бути не менше:

- 8мм - для ліфта, в якому дозволяється транспортування людей;

- 6мм - для ліфта, в якому не дозволяється транспортування людей.

Діаметр каната, який приводить у дію обмежувача швидкості, повинен бути не менше 6мм.

Для з'єднання противаги з кабіною канатами, які огинають напрямні блоки, обминаючи лебідку, кількість окремих канатів, на яких необхідно підвішувати противагу, крім противаги вантажного малого ліфта, повинно бути не менше двох. У вантажного малого ліфта в указаному випадку дозволяється підвішувати противагу на одному канаті. Кількість канатів ліфту показано в табл.10.2.

Таблиця 10.2 Кількість окремих канатів ліфту

Перелік запобіжних комплектувальних виробів:

· пристрої для блокування дверей шахти.

· пристрої для запобігання падінню кабіни та не контрольованому руху вгору;

· пристрої, що обмежують швидкість;

· буфери (амортизатори) енергонакопичувального типу нелінійні або з гасінням зворотного руху (пружинні буфери, пружинні накладки);

· буфери (амортизатори) енергорозсіювального типу (гідравлічні буфери, буфери тертя);

· запобіжні пристрої, які монтуються до затискачів гідравлічних силових систем, якщо вони служать для запобігання падінню;

· електричні пристрої у вигляді запобіжних вимикачів.

Розрахунок силового навантаження ліфтів будинків

Визначаємо навантаження ліфтів житлового будинку №11, коли відомо, що будинок має 3 під'їзди, 9 поверхів і 105 квартир.