Крышные котельные: экономия и энергоэффективность
В России достаточно активно в новых многоквартирных домах монтируются крышные газовые котельные. Но, по мнению экспертов, до массового внедрения такого вида децентрализованного теплоснабжения пока еще далеко. Мешают административные барьеры, консервативное мышление некоторых застройщиков и потребителей.
Автономные крышные газовые котельные в последние годы достаточно часто устанавливаются в новых многоквартирных домах (МКД). Такой формат системы теплоснабжения имеет ряд преимуществ, главные из которых — снижение затрат на доставку ресурса и повышение энергоэффективности жилого объекта. Кроме того, автономные газовые котельные позволяют жильцам домов, где они установлены, не зависеть от общегородского графика отопительного сезона.
Выгодная децентрализация
Эксперты отмечают существенный интерес застройщиков к использованию на своих объектах газовых крышных котельных. По словам представителя De Dietrich в Северо-Западном регионе, ООО «БДР Термия Рус» Олега Козлова, в ближайшее время в городах, городских агломерациях доля децентрализованных источников тепла будет расти. «Тому есть, во-первых, предпосылки, связанные с общей технико-экономической обоснованностью. Города развиваются, увеличивается ввод нового жилья в существующих районах большей этажности и площадей, идет застройка новых районов, отдаленных от узлов централизованного теплоснабжения. Во-вторых, проявляется интерес застройщиков, девелоперов, а также инвесторов среди инжиниринговых компаний к децентрализованному теплоснабжению новых объектов. При грамотном подходе это приводит к уменьшению стоимости получаемой тепловой энергии для потребителей при существенной выгоде для инвесторов за счет оптимального размещения котельных, сокращения протяженности тепловых сетей, применения мероприятий по увеличению энергетической эффективности», — отмечает он.
Специалист по техническому маркетингу ООО «Лемакс» Сергей Уваров полагает, что широкое распространение газовых крышных котельных может быть продиктовано возможностью оптимизации расхода природного газа при снижении теплопотерь в процессе транспортировки теплоносителя от теплового пункта к конечному потребителю. «Особенно данный вопрос становится актуальным из-за износа уже имеющихся тепловых сетей. Также очень важно отметить, что при переходе от централизованных к децентрализованным системам отопления снижаются затраты на содержание сетей, обеспечивающих транспортировку теплоносителя, и потребление газа на нагрев достаточно протяженных тепловых трасс. Выбор типа котельной при децентрализованном теплоснабжении зависит от конструктивных особенностей зданий, которые будут отапливаться собственными котельными, а также от технических условий, возможности того или иного типа размещения. Для обеспечения повсеместного использования вышеизложенных пунктов теплоснабжения необходимо обеспечить пропускную способность газораспределительных пунктов с созданием новых газовых магистралей, учитывающих объем газа», — подчеркивает эксперт.
За последние годы крышные газовые котельные существенно видоизменились, рассказывает руководитель управления развития собственных брендов GEFFEN Сергей Леонов. По его словам, ранее некоторые виды оборудования были очень больших размеров и сильно шумными, что в ряде случаев приводило даже к судебным разбирательствам с жильцами. Сейчас ситуация другая. На рынке выпускается современная техника с малыми габаритами. «Считаем, в настоящее время решение децентрализованного отопления не только допустимо, но и является наиболее эффективным и разумным. Оно предусматривает минимальное количество тепловых сетей в случае строительства отдельно стоящей котельной, а при строительстве крышной котельной наружные сети и вовсе отсутствуют. Поэтому, применяя современное оборудование, можно существенно снижать затраты, при этом не повышая капитальных вложений в строительство. В текущей реальности, — добавил он, — стоит отметить, что многие виды газовых котельных производятся в России, а значит, будут поставлены на объект вне зависимости от санкций и запретов».
Определяя стандарты
Если раньше организовать систему теплоснабжения целого дома было чем-то очень сложным, глобальным и громоздким, продолжает тему представитель компании-производителя WOLF Роман Гренков, то сейчас уровень развития техники позволяет предложить потребителям небольшие, компактные модели, которые доступны и удобны в обслуживании. «Но до массового развития децентрализованного теплоснабжения еще должно дорасти сознание как потребителя, так и застройщиков. Ситуация на рынке должна измениться до того момента, когда сохранность энергоресурсов станет важнее заработка, оценка энергоэффективности на долгий срок станет важнее разовой экономии, а платить собственной ответственностью за индивидуальный комфорт станет новым уровнем осознанности населения», — считает он.
Массовому применению крышных котельных в жилищном строительстве, отмечает эксперт, также, возможно, мешает недостаточная информированность проектировщиков о существовании современных решений, небольших, легких, но мощных котлах для крышных котельных. Также затрудняют внедрение крышных котельных сложные согласования. В частности, иногда мешают оформления ОПО (опасных производственных объектов) и дополнительное согласование ограничения по ГПЗУ. Для этого нужны силы, время, средства и вера в успех.
По мнению специалиста по обучению и технической поддержке ELCO Юрия Кузнецова, большинство застройщиков отдало бы предпочтение автономному теплоснабжению для своих объектов как менее затратному и быстрее окупаемому варианту. Но в настоящее время в большинстве регионов нашей страны центральное теплоснабжение имеет поддержку на административном уровне. Причиной, как видится, является возможность реконструировать существующие системы теплоснабжения за счет нового жилищного строительства. В результате чего строительными компаниями предпочтение вынужденно отдается центральным системам вопреки экономическим показателям строительства.
«В целом в России создана неплохая нормативная база по проектированию и строительству крышных котельных. Это СП 373.1325800.2018 "Источники теплоснабжения автономные" и СП 281.1325800.2016 "Установки теплогенераторные мощностью до 360 кВт, интегрированные в здание". Но хочется отметить некоторый законодательный вакуум в области автономного теплоснабжения. Ни в ФЗ № 190 "О теплоснабжении", ни в ФЗ № 210 "Об основах регулирования тарифов организаций коммунального комплекса" нет его упоминания и, следовательно, нет четких правил для строительства и эксплуатации автономных источников теплоснабжения», — констатирует он.
По словам Сергея Леонова, в настоящее время наблюдается большая путаница у проектировщиков касаемо обязательных и добровольных норм применения сводов правил. Многие проектируют крышные котельные, которые относятся к СП 373.1325800.2018 Источники теплоснабжения автономные, по СП 89.13330.2016 Котельные установки. «Но, что важно, область применения приведенных сводов правил абсолютно разная, а значит, отличается и порядок проектирования. Проектные организации делают проект крышной котельной по СП, который имеет отношение к отдельно стоящей котельной. Но там же разные нормы резервирования котельной, не учитываются нагрузки на перекрытия, шумы и прочее. Поэтому стоит обращать внимание на то, чтобы, применяя своды правил, на добровольной основе проектирование вели по действующим нормам, соответствующим типу здания, так как ответственности с проектной организации никто при этом не снимает», — подчеркивает эксперт.
По мнению Олега Козлова, вероятно, использование типовых решений при проектировании крышных котельных помогло бы ускорить процесс проектирования, согласований, а также при должном подходе и строительства котельной. Для того, чтобы данные изменения имели положительный эффект, застройщики и инженерные компании должны иметь нормативно закрепленные предпосылки для сокращения сроков реализации котельных, а потенциально и для сокращения их стоимости, по крайней мере, в типовом исполнении. Однако такие решения не должны исключать гибкости в выборе моделей оборудования и производителей.
Как снизить ущерб от коррозии металла и сократить затраты на обслуживание трубопроводов на 10%?
Каждая шестая домна в России сегодня работает «впустую» по одной причине: коррозия съедает около 10% всего производимого металла[1]. Проблема коррозии под изоляцией обостряется с каждым годом, так как эксплуатируемые металлические изделия стареют, а количество разрушающих факторов увеличивается. В результате коррозия становится причиной колоссального экологического и экономического ущерба. Совсем избежать самопроизвольного разрушения металлов невозможно, но есть способы замедлить процесс. О том, как это сделать, рассказали в компании ROCKWOOL Россия. Эксперты компании с 2015 года прицельно исследуют проблематику возникновения коррозии под изоляцией.
Чем опасна коррозия металла?
Негативные последствия коррозии связаны с существенным увеличением затрат на эксплуатацию промышленного оборудования и устранение последствий разрушения металлов, а также с серьезными рисками для экологии и безопасности людей.
Так, если говорить об экономической стороне проблемы, то ущерб от коррозии и затраты на борьбу с ней составляют 3-4% ВВП в США и Германии, а в России — более 5%. Из-за коррозии трубопроводов и оборудования под изоляцией сокращается потенциальный срок службы промышленных объектов, а вынужденные приостановки на ремонт снижают эффективность и увеличивают потери бизнеса. Так, час простоя может стоить до 20 тысяч долларов.
Эксперты ROCKWOOL добавляют, что 60% аварийных ситуаций с трубопроводами происходят вследствие коррозии металла. При этом стоимость ремонта может составлять до 300 тысяч рублей на один метр трубы. В среднем на ремонт повреждений от коррозии под изоляцией уходит около 10% от общего бюджета на обслуживание трубопроводов.
С точки зрения экологической безопасности и рисков для населения серьезные опасения вызывают возможные последствия из-за производственных аварий по причине коррозии. По данным Росприроднадзора, основная причина утечек из резервуаров и трубопроводов — это коррозионные повреждения. Так, в 2020 году из-за коррозии на трубопроводе Оха-Комсомольск-на-Амуре произошел разлив нефтесодержащей жидкости на площади 0,4 га.
К сожалению, коррозия металла приводит не только к экологическим катастрофам, но и к гибели людей. Один из самых резонансных случаев произошел в 2020 году в Перми: в результате прорыва теплотрассы погибли пять человек. Как сообщили в Ростехнадзоре, причиной аварии стал локальный коррозионный износ участка трубопровода вследствие старения антикоррозионного изоляционного покрытия.
Почему возникает коррозия?
В появлении коррозии всегда так или иначе виновата влага, однако ее влияние может быть разным, например:
- общая и точечная коррозия углеродистой стали возникает при контакте влажной среды и углеродистой стали;
- коррозионное растрескивание под действием внешних напряжений нержавеющей стали происходит из-за воздействия водорастворимых хлоридов из воды.
По оценкам ученых, в последние годы появились дополнительные факторы, которые провоцируют новые ЧП из-за самопроизвольного разрушения металлов. В частности, это интенсивное развитие трубопроводной сферы, нефтяной, химической и нефтехимической промышленности, а также устаревание существующего оборудования и несвоевременный ремонт. Кроме того, по словам академика РАН Евгения Каблова, к таким факторам можно отнести и появление новых видов бактерий.
«Воздействие отдельных бактерий привело к тому, что интенсивность коррозии увеличилась на 20–30%. Даже нержавеющие материалы, которые никогда не корродировали, эти бактерии прожигают, как лазер. Они передвигаются по металлической поверхности, и продукты их жизнедеятельности разрушают нержавейку», — рассказывает Евгений Каблов.
Не последнюю роль в возникновении коррозии играет и промышленная изоляция. Сегодня абсолютное большинство трубопроводов изолируются, чтобы снизить теплопотери. И именно под слоем изоляции зачастую и начинается разрушение металла.
Как снизить риски коррозии под изоляцией
Коррозия под изоляцией — это наружная коррозия трубопроводов или оборудования, которая появляется под внешней обшивкой изделия из-за проникновения влаги. Это одна из самых опасных и коварных разновидностей разрушения металла. Дело в том, что очаги коррозии в таких ситуациях скрыты изоляцией и их нелегко вовремя обнаружить. В лучшем случае проблема вскрывается при снятии изоляции во время очередной проверки, в худшем — уже при аварии. Наиболее высокий риск возникновения коррозии возникает на трубопроводах, работающих в циклическом режиме (нагрев-остывание).
О предотвращении коррозии нужно задумываться еще на этапе проектирования. Есть четыре ключевых правила:
- Трубопроводы и оборудование должны проектироваться так, чтобы положение опор, фитингов и прочего максимально способствовало отведению воды.
- На трубопроводы и оборудование необходимо наносить подходящее антикоррозионное покрытие и регулярно проверять его состояние в рамках плана техобслуживания.
- Необходимо выбрать подходящий изоляционный слой, который будет соответствовать назначению и не станет источником дополнительной коррозии.
- Следует подобрать оптимальную систему защиты от атмосферных воздействий. Она должна соответствовать назначению, сочетаться с установленной под ней изоляцией и регулярно проверяться.
Как выбрать подходящую изоляцию?
Обычно при выборе изоляции для трубопроводов и другого оборудования подрядчики уделяют внимание ее теплопроводности и максимальной температуре эксплуатации. Однако для снижения рисков коррозии под изоляцией этого недостаточно, важно учесть причины ее появления. Их всего три: материал впитывает влагу, плохо выводит влагу или же не соответствует по химическому составу. Таким образом, правильная изоляция не должна влиять на стальную конструкцию, поглощать воду и задерживать пар.
«Есть три параметра, которые непосредственно влияют на саморазрушение металла под изоляцией. Во-первых, это химическая инертность: коррозия стали ускоряется, если из изоляционного материала можно выделить кислотные соединения. Поэтому водная вытяжка из изоляционного материала должна быть слегка щелочной. Во-вторых, это содержание хлоридов. Они могут выщелачиваться и приводить к растрескиванию под внешним напряжением. Уровень содержания подверженных водному выщелачиванию хлоридов в изоляционном материале должен быть выше 10 мг/кг. В-третьих, это водоотталкивающее свойство: водопоглощение должно быть не более 1 кг/м2», — рассказывает Роман Бочков, менеджер по развитию направления Техническая изоляция и Огнезащита компании ROCKWOOL Россия.
Национальная ассоциация инженеров-коррозионистов (NACE) провела ряд испытаний, чтобы проверить, какие именно изоляционные материалы соответствуют перечисленным свойствам. Оказалось, что самый оптимальный вариант для промышленного применения — это каменная вата. Во время испытаний этот материал показал самую низкую площадь повреждения поверхности: всего 32%, в то время как у изоляции из стекловаты этот показатель составил 42%, у пеностекла — 70%, а у ПИР — все 100%. Максимальная глубина повреждения металла при изоляции каменной ватой тоже оказалась самой низкой (всего 40 мкм), а максимальная скорость коррозии — самой медленной из всех (0,5 мм в год)[2].
Аналогичные испытания провела и лаборатория МГУ: каменную вату с содержанием водорастворимых хлоридов менее 10 мг/кг сравнили с каменной ватой с высоким содержанием хлоридов, а также со стеклянной ватой, синтетическим каучуком, пеностеклом и пенополиуретаном. Среди всех перечисленных материалов для промышленной изоляции лучшие результаты продемонстрировал первый образец: скорость коррозии при использовании каменной ваты с низким содержанием водорастворимых хлоридов составила всего 0,23 мм в год. Для сравнения: под изоляцией из каучука коррозия развивается со скоростью 0,52 мм в год, а под пенополиуретаном — 0,75 мм в год.
«Мы регулярно проводим собственные исследования проблематики возникновения коррозии под изоляцией, ориентируясь, в том числе и на рекомендации NACE. Результатом этой работы стала специализированная линейка прошивных матов и навивных цилиндров из каменной ваты ProRox с низким содержанием водорастворимых хлоридов (меньше 10 мг/кг). Испытания показали, что применение такой изоляции увеличивает ресурс трубопроводов от 11 до 17 % по сравнению с изоляцией из каменной ваты с высоким содержанием водорастворимых хлоридов», — добавляет Роман Бочков.
Прошивные маты и цилиндры ProRox гидрофобизированы, что обеспечивает эффективную защиту от проникновения влаги по всей толщине её слоя. Кроме того, она не препятствует проходу пара, что снижает риск образования конденсата. Такая изоляция доказывает свою эффективность даже на предприятии в условиях Крайнего Севера.
Коррозия металла — неизбежный процесс, однако это не повод оставить попытки и прекратить бороться с ней. Современные разработки предлагают эффективные методы защиты технических сооружений от подобных повреждений и позволяют существенно снизить скорость саморазрушения металлов. А значит — избежать колоссального ущерба.
[1] По данным Института физической химии РАН, https://tribune-scientists.ru/articles/357
[2] ASTM – G189-07 Standard Guide for Laboratory Simulation of Corrosion Under Insulation. Испытания NACE
Преимущества и недостатки стеклофибробетона
Стеклофибробетон (СФБ) – экологически чистый, не горючий, антивандальный материал, легкий, но прочный и не требующий ухода, с эксплуатацией не менее 50 лет.
Преимущества
СФБ состоит на 99% из природных компонентов: цемента, кварцевого песка, щелочестойкого стекловолокна и пластификаторов. Путем добавления в состав пигментов и фракций натурального камня, слюд, зеркальной и стеклянной крошки получаются различные фактуры: имитация натурального камня (мрамор, травертин, известняк и др), имитация дерева, гладкий, рельефный, объемный, перфорированный рисунок по чертежам заказчика, фактура с кавернами, "короед", интеграция СФБ с клинкером.
Имитация натурального камня на фасаде пользуется наибольшей популярностью так как позволяет уменьшить смету и время производства минимум в 5 раз, а также снизить риск брака при изготовлении сложных по форме фасадных изделий и их перевозке.
Благодаря армирующему щелочестойкому стекловолокну в составе, изделия имеют более высокую прочность и антивандальность например в сравнении с клинкером. При этом фибра не добавляет избыточного веса, что снижает нагрузку на подсистему и как следствие на фасад здания.
Похожие характеристики у фиброцементных плит, но в отличие от них СФБ не ограничен плоской геометрией, т.е лепнина, радиусные карнизы из фиброцемента не получатся. Также, срок эксплуатации у СФБ не 20, а минимум 50 лет. Объясняется это технологией изготовления фасадного декора. Методом пневмонабрызга позволяет равномерно распределять фибру по всей форме. В результате поверхность не царапается, не скалывается и не хрупкая при перевозке.
Стеклофибробетон не горюч и устойчив к резким перепадам температур, что очень актуально в нашей стране, особенно в районах севера и в Сибири. Даже если пожар все-таки случился СФБ не выделяет токсичных и ядовитых веществ как пенополистерол, полиуретан или полимербетон. Это подтверждено сертификатами и лабораторными испытаниями.
Своей антивандальностью и долговечностью СФБ востребован при строительстве гос объектов. Особенно привлекательно для заказчика что за ним не надо так тщательно ухаживать как за камнем, например.
Недостатки
Стеклофибробетон не самый легкий материал, что влияет на цену при монтаже и перевозке. Тут преимущество на стороне стеклопластика, или как его еще называют стеклокомпозит. Изделия из него тоньше и легче примерно в 3-5 раз. Но сам материал дороже и ограничен по фактурам в отличие от стеклофибробетона.