Выбирая энергоэффективность
Современные технологии позволяют повысить энергоэффективность и энергосбережение водного насосного оборудования. В результате достигается значительное уменьшение потребления энергии и улучшение общей производительности систем.
Рациональное использование ресурсов — тренд настоящего времени. Однако без применения в быту и промышленности современных энергоэффективных насосных установок для тепла и водоснабжения достаточно трудно ему следовать. Эксперты «Строительного Еженедельника» рассказали о технологических решениях, которые позволяют не только снизить энергопотребление данными системами, но и увеличить их производительность, надежность и срок службы.
Правильный подбор
Самый лучший способ повышения энергоэффективности — это правильный подбор оборудования, считает руководитель отдела обучения ООО «ДЖИЛЕКС» Александр Шамов. Насос как сердце системы — основной потребитель энергии, поэтому точный расчет снижает затраты пользователя. Второй важный фактор — автоматизация. Пиковые нагрузки при пуске и остановке насоса увеличивают энергопотребление и износ. Устройства плавного пуска и остановки снижают нагрузку на сеть, экономя до 5% энергии. Максимальную экономию (до 50%) дают инверторные блоки управления. Они регулируют производительность насоса, снижая мощность при неполной загрузке (обычно требуется 1/3–1/5 от максимальной производительности). К энергоэффективным насосам относятся модели с частотным регулированием (инвертором). На российском рынке это циркуляционные насосы для отопления и автоматические поверхностные станции. Для погружных скважинных насосов используется внешний блок управления с частотным регулированием.
«Перспективное направление — переход с двигателей переменного тока на постоянный. Это повысит производительность при снижении энергопотребления, особенно в сочетании с инверторным управлением. Наша компания выпускает одни из самых экономичных насосов — насосы серий ”ВОДОМЕТ” и ”ВОДОМЕТ 3Д”. Их конструкция обеспечивает минимальное энергопотребление при высокой производительности. Также готовится к производству поверхностный насос-автомат с водяным охлаждением двигателя “ДЖАМБО ПРО”», — отметил он.
Минимизировать потери
По словам руководителя отдела маркетинга ООО СИЭНПИ РУС Дмитрия Коньшина, чтобы определить пути повышения энергоэффективности насосного оборудования, необходимо рассмотреть источники энергетических потерь. Насосный агрегат состоит из двух основных частей: гидравлической и привода. Наиболее распространенный тип привода — электродвигатель. Для низковольтных электродвигателей классы энергоэффективности описаны в стандарте IEC (ГОСТ IEC 60034.30.1-2016). Во всех насосах CNP по умолчанию используются двигатели класса IE3, оптимального по соотношению КПД и стоимости. КПД таких двигателей может достигать 90–94% в диапазоне средних мощностей. Повышение класса выше IE3 экономически оправданно только в специфических задачах, так как прирост КПД незначителен, а стоимость существенно возрастает. Аналогичная ситуация — и с высоковольтными приводами.
Потери в гидравлической части, продолжает эксперт, делятся на гидравлические, механические и объемные. Эти потери можно минимизировать еще на стадии проектирования. На производстве CNP применяются современные методы численного моделирования (CFD), прототипирование и аддитивные технологии, что позволяет приближаться к максимально возможному КПД — порядка 80–85% для центробежных насосов. «Однако большинство типовых конструкций уже близки к своему технологическому пределу. Повышение эффективности идет за счет долей процента, требует значительных затрат и зачастую не подтверждается вне лабораторных условий. Действительно ощутимый эффект дает применение частотных преобразователей. При переменном потреблении они позволяют снизить энергозатраты на 20–50%, регулируя работу насоса в зависимости от реальной нагрузки. Именно такие решения, как частотно-регулируемые насосы и автоматизированные станции, сегодня наиболее актуальны для промышленного и коммунального сектора», — подчеркивает Дмитрий Коньшин.
Оптимизированная конструкция
Современный насосный агрегат невозможно представить без электродвигателя класса IE3 и выше или преобразователя частоты — это стандартное решение для энергоэффективных систем, отмечает менеджер по развитию продукта компании ИСТРАТЕХ Екатерина Волкова. «Компания ИСТРАТЕХ вносит свой вклад в развитие отрасли: в 2025 году мы запустили собственную линию сборки электродвигателей класса IE3 и представили серию насосов с интегрированным частотным управлением. При этом максимальная энергоэффективность наших одноступенчатых насосов серий ВО и KMG достигается благодаря тщательно продуманной гидравлической части. График наглядно показывает преимущество оптимизированной конструкции корпуса: КПД насоса ВО на 2–8% выше по сравнению с аналогами».
Чтобы сохранить высокий КПД в течение всего срока службы насоса, продолжает Екатерина Волкова, между рабочим колесом и корпусом устанавливается заменяемое уплотнительное кольцо. Оно защищает детали от прямого контакта и минимизирует внутренние утечки жидкости. Со временем из-за износа рабочего колеса и корпуса зазор между элементами увеличивается, что приводит к снижению эффективности, но замена кольца восстанавливает первоначальные характеристики. Для систем с постоянным режимом работы, где применение преобразователя частоты экономически неоправданно, оптимальным решением, по словам Екатерины Волковой, является подрезка рабочего колеса под требуемые параметры. Эта технология, используемая для консольно-моноблочных насосов KMG, обеспечивает снижение потребляемой мощности с минимальным снижением КПД.
Работа в экономию
Ведущий технический специалист компании «Альтерпласт» Сергей Лебедев отмечает, что их компания существует на отопительном рынке 24 года, и одним из направлений поставляемого на рынок оборудования является насосная техника, рассчитанная на бытовой сегмент. Говоря о энергоэффективности насоса, необходимо коснуться темы циркуляционных насосов для системы отопления. Компания поставляет как трехскоростные циркуляционные насосы, так и энергосберегающие для систем водяного отопления под тм ТЕВО. Конечно, все начинается с энергозатрат, мощности системы отопления, потому что на основании тепловых потерь и считается циркуляционный расход насоса. И тут логика проста: меньше мощность системы — меньше циркуляционный расход насоса и, следовательно, меньше энергопотребление. Что касается энергопотребления циркуляционного насоса, тут вывод однозначный: это энергосберегающий насос с мокрым ротором.
«Давайте рассмотрим два типа этих насосов. Возьмем трехскоростной насос ТЕВО 25/6-180 и энергосберегающий насос ТЕВО Е 25/6-180. В первом случае максимальная мощность насоса составляет 93 Вт, во втором — 45 Вт. При условии постоянной работы на максимуме трехскоростной насос будет потреблять около 67 кВт в месяц, энергосберегающий — около 32 кВт. Теперь давайте посмотрим на тарифы по потреблению электроэнергии, к примеру, по Московской области: для сельской местности это 5,13 руб./кВт. То есть месячные затраты не трехскоростном насосе составят 344 рубля, а на энергосберегающем — 164 рубля. Получается больше чем в два раза, хотя изначально кажется, что разница небольшая. Но остается только посчитать, через какое время окупится разница в цене на энергосберегающем и трехскоростном насосе, так как сам энергосберегающий насос стоит дороже. Получается около 16–17 месяцев, пусть грубо это 1,5 года. Дальше энергосберегающий насос работает только в плюс экономии», — подчеркивает Сергей Лебедев.
Совокупность технологий и методов
Руководитель по развитию бизнеса ООО «ВИЛО РУС» Константин Шинкарук рассказывает, что если брать насос как единичное изделие, то повысить его энергоэффективность можно за счет оптимизации конструкции и формы проточной части — повысить КПД агрегата за счет использования энергоэффективных двигателей. Совокупность технологий и методов даст максимальную экономию. «Возьмем самую популярную модель насоса для систем отопления для бытового применения — это насосы с мокрым ротором с резьбовым подключением Ду-25, подачей до 3 м3/ч и напором до 4 м. Стандартный насос модели NOC 25/4 — его максимальная потребляемая мощность составляет всего 70 Вт. Если же взять аналогичный по характеристикам энергоэффективный насос NOCE 25/1-4, то его максимальная потребляемая мощность составляет 25 Вт, что в 2,8 раза меньше. Безусловно, это значения при максимальной производительности насоса, нагрузка на насос меняется во времени. Поэтому при применении различных режимов регулирования мы получим дополнительную экономию за счет, например, снижения частоты вращения электродвигателя при снижении нагрузки. Ведь при снижении частоты вращения в два раза мощность, потребляемая насосом, снижается в восемь раз».
В продуктовой линейке компании WILO RUS, отмечает Константин Шинкарук, присутствуют энергоэффективные насосы с мокрым ротором как для бытового, так и для коммерческого применения: Native NOCE/NOCE F, оснащенные синхронным мотором на постоянных магнитах и интеллектуальной системой регулирования, индекс энергоэффективности EEI <=0,21. Также в этом году планируется запуск серийного производства энергоэффективных насосов с сухим ротором серии Wilo-IL-E и Wilo-Helix VE с синхронными моторами класса энергоэффективности IE5 и интеллектуальной системой регулирования: «Еще мы предлагаем решение для систем водоотведения, а именно: комплектные установки Native N-Lift с синхронными электродвигателями. А также приборы управления собственного производства SK-712, которые управляют стандартными насосами с сухим ротором с асинхронными двигателями класса энергоэффективности IE3, обеспечивая регулирование частоты вращения в зависимости от контролируемого параметра за счет применения частотных преобразователей, обеспечивая каскадный режим включения/выключения и другие функции», — сообщил представитель компании «ВИЛО РУС».
Фасадная мода – как меняется внешний облик новостроек
Предложение новостроек на московском рынке жилья сокращается, но конкуренция за покупателей не ослабевает. Внешний облик новостроек – это один из фронтов соперничества девелоперов, на котором в последние годы происходят изменения. Эксперты Группы Родина рассказывают о новых тенденциях в подходах к формированию фасадных решений новостроек, а также иллюстрируют их примерами из практики проекта культурно-образовательного кластера Russian Design District.
- «Красивые фасады» – не значит «дорогие фасады»
Для создания солидного облика фасада застройщикам не обязательно закупать дорогие отделочные материалы. Эффектными могут быть и недорогая облицовка, так как качество имитации натуральных фактур достигло высокого уровня.
К примеру, на композитные панели наносится текстурное покрытие на основе полиэфирных смол, которое имитирует дерево, кварц, металлик, камень. Клинкерные фасадные панели выполняют в виде кирпича или натуральной каменной кладки. Все эти материалы одновременно используются в новостройках разных классов, сближая качество и эстетику их облика. При этом в эксплуатации такие фасады уже стали даже более удобными и экономичными, чем из имитируемого оригинала.
Между тем архитектура высокобюджетных комплексов также в последние годы изменилась. Нередко она отличается минимализмом, а броские или вычурные отделочные материалы не используются. Архитекторы стремятся создать современный и прогрессивный облик здания.
- Яркие цвета всё менее предпочтительны
«Мода» на яркие цветовые решения проходит. Неестественные для природы или сложившейся городской застройки цвета остаются в проектах эконом- и изредка комфорт-класса. Архитектурные власти Москвы также в последние годы уделяют более пристальное внимание расцветке новых зданий при утверждении проектов застройщиков.
N.B. Об эстетических предпочтениях властей Москвы можно косвенно судить по первым зданиям, построенным по программе реновации. Так, в новостройке на 5-й Парковой ул. (Северное Измайлово) доминируют серый, бежевый и тёмно-коричневые цвета. Дом в поселке Шишкин Лес (Новая Москвы) выполнен в кремовых тонах с вкраплениями темно-зеленого и светло-коричневого. Здание на Сельскохозяйственной улице (Ростокино) облицовано мозаикой из светлых серых и бежевых панелей. Дома в Черемушках, Перове и в Войковском районе облицованы имитационным кирпичом красного и коричневого цвета.
Архитекторы стараются привлекать внимание потенциальных покупателей и горожан не яркостью цветов, а необычным сочетанием используемых материалов. Так, в Russian Design District, в фасаде одной из башен, спроектированной с участием приглашенного «звёздного архитектора» примы-балерины Большого театра Светланы Захаровой, используются фактура и цвета благородных пород дерева, тёмные матовые металлизированные линии и металлические перфорированные панели. Художник-модельер Валентин Юдашкин воспроизвёл в архитектуре белое атласное полотно с яркими золотыми акцентами. Фасад дома выполнен глянцевыми алюминиевыми композитными панелями с комбинацией двух цветов: золотым и белым. Промышленный дизайнер Владимир Пирожков совместил на фасадах металлические поверхности с брашированной обработкой и плетёные декоративные элементы. Дирижёр Валерий Гергиев сделал акцент на дерево как материал, из которого создано большинство инструментов оркестра. Актёр и режиссёр Владимир Машков выбрал для фасада зеркальные поверхности. Комбинация естественных материалов со стеклом и металлом всегда даёт очень выигрышный эффект на длительную перспективу, отмечает архитектор проекта культурно-образовательного кластера Russian Design District Станислав Кулиш
- Материалы и технологии для фасадов становятся сложнее
В последние годы меняется подход к выбору основного материала для фасадов новостроек. На первый взгляд, дефицита в материалах нет, однако эстетические предпочтения покупателей и технологии сегодня другие.
«Технологии, конечно, не стоят на месте. Появление новых способов устройства каркасов зданий, фасадов и инженерии позволяют архитекторам существенно расширить свой ассортимент приёмов и взаимных сочетаний авторских решений. К примеру, металлокомпозитные панели сегодня составляют очень серьезную конкуренцию привычным HPL и фиброцементу», – отмечает архитектор проекта культурно-образовательного кластера Russian Design District Станислав Кулиш.
N.B. HPL-панели (англ. high pressure laminate – «ламинат, полученный под высоким давлением) – это отделочный материал из нескольких слоев крафт-бумаги и древесного волокна, пропитанных термоактивными смолами. Под давлением и температурой из них получается пластик. Устойчивы к огню, высоким температурам и прямым солнечным лучам. При этом по цвету и фактуре HPL может имитировать практически любой материал, в том числе и дерево.
Фиброцементная панель состоит из лёгкого бетона с синтетической фиброй (волокном) и наружного керамического слоя. Устойчивы к воздействиям внешней среды и хорошо имитируют камень, плитку, кирпич, штукатурку.
Металлокомпозитные панели напоминают «сэндвич» из полимерного материала, заключенного между двумя металлическими (как правило, алюминиевыми) листами с различными клеящими и защитными пленками. Лёгкие и неприхотливые. Имитируют любые виды натуральных материалов.
Между тем ранее популярный керамогранит постепенно теряет свои позиции. Он практически исчез из требований к лицевым поверхностям зданий, а попытка производителей увеличить и разнообразить его габариты не принесла успеха.
Мокрые фасады крепятся непосредственно к внешней стене здания (точнее на утеплитель), а затем их облицовывают различными видами штукатурки. Вентилируемые фасады предполагают пустоты между навесной частью и внешней стеной, поэтому их называют вентилируемыми.
Мокрые фасады дешевле, их легче монтировать, а штукатурный слой можно окрасить в любой цвет. Минус – для их монтажа нужна хорошая погода, плюсовая температура и невысокая влажность воздуха. Помимо этого, мокрые фасады требуют регулярной тщательной и сложной чистки. Вентилируемые фасады заказчики предпочитают чаще. В частности, они используются в архитектуре культурно-образовательного кластера Russian Design District. Такие фасады можно сооружать в любое время года, они скрывают неровности стен и расширяют выбор архитектурных решений. Стены при этом могут «дышать», сохраняя высокую теплоизоляцию – а значит в квартире всегда будет комфортный микроклимат.
- Из-за высотности новостроек меняются фасадные решения
За последние пять лет средняя высотность московских новостроек выросла почти на пять этажей. Сейчас большинство новых домов, которые возводятся в Москве, выше 20 этажей. Появились десятки жилых небоскребов выше 30 этажей. Это поставило перед архитекторами задачу грамотно интегрировать эти здания в городскую среду Москвы, которая никогда не отличалась плотностью высотной застройки.
«Высотные здания формируют вокруг себя зону отчуждения, так как требуют к себе повышенного внимания, как заметный объект архитектуры, – отмечает Станислав Кулиш, архитектор проекта Russian Design District. – Фасады таких домов должны быть ориентированы на восприятие издалека, когда ни текстуры, ни, зачастую, цвет уже не работают. На первый план выходят пропорции, членения, свойства материалов. Решения таких фасадов создаются крупными мазками, когда целостность изображения можно увидеть только с расстояния».
- Индивидуализация внешнего облика здания выходит на новый уровень
Уже давно застройщики стремятся возводить дома только по индивидуальным проектам. Сейчас этот процесс – индивидуализация облика новостройки – выходит на новый уровень. Некоторые девелоперы стремятся создать не только уникальный, но и авторский проект.
Так, архитектура домов Russian Design District создавалась профессиональными архитекторами в коллаборации со звёздами российского дизайна, культуры и спорта. В качестве приглашённых архитекторов выступили: главный тренер сборной команды России по художественной гимнастике Ирина Винер-Усманова, художник-модельер Валентин Юдашкин, дирижёр Валерий Гергиев, дизайнеры одежды Игорь Чапурин и Вика Газинская, актёр и режиссёр Владимир Машков, промышленный дизайнер Владимир Пирожков и прима-балерина Большого театра России Светлана Захарова. Всего в культурно-образовательном кластере планируются девять домов, во внешний облик которых вложили свои идеи звёздные архитекторы.
Такой подход резонирует с тенденцией к распространению в высокобюджетном сегменте новостроек брендированных резиденций. Для создания комплекса квартир или апартаментов в премиальном или элитном классе приглашаются звезды дизайна, а также представители брендов в индустрии гостеприимства или дорогостоящих товаров и услуг. Они вкладывают в проект комплекса свои идеи, знания и практики.
«Фасадные решения постепенно усложняются и становятся более технологичными, – комментирует Владимир Щекин, основатель и совладелец Группы Родина. – Полагаю, следующим этапом станет внедрение принципиально новых материалов, которые ранее были нам незнакомы. К примеру, это могут быть различные варианты нанотехнологий, скажем, не позволяющих грязи или пыли оседать на поверхности зданий. Конечно, сначала такие инновации придут в дорогостоящий сегмент жилья, но в долгосрочной перспективе они будут распространяться и на массовых рынках, среди прочего благодаря экономии на эксплуатационных издержках».
Минимальная стоимость студии в Russian Design District составляет 5,2 млн рублей (26 кв.м), однокомнатной квартиры – 6,3 млн рублей (33 кв.м), двухкомнатной квартиры – 8,4 млн рублей (49 кв.м), трёхкомнатной квартиры – 8,8 млн рублей (52,4 кв.м).
Вдавливание шпунта: без ограничений
Технология статического вдавливания шпунта в Санкт-Петербурге нашла свое применение сравнительно недавно, но уже успела завоевать популярность у специалистов.
Известно, что Петербург отличается весьма сложными инженерно-геологическими условиями — значительная часть территории города представлена слабыми, водонасыщенными тиксотропными грунтами, что существенно усложняет строительные работы. Между тем в Петербурге стремительно развивается процесс редевелопмента территорий, реализуются проекты по приспособлению к современному использованию зданий в исторических кварталах — под гостиницы или бизнес-центры. Часто это сопровождается необходимостью организации подземного пространства под паркинги, в том числе многоуровневые.
Во всех этих случаях возникает опасность, что работы в условиях плотной городской застройки могут повредить здания, имеющие историческую ценность, обладающие фундаментами неглубокого залегания, стоящие на бутовом камне.
При ведении строительных работ в непосредственной близости от зданий соседней застройки необходимо особо тщательно подходить к выбору технологий, позволяющих разрабатывать котлованы глубиной от 3 м и более.
Ведущим петербургским строительным компаниям уже известно оптимальное решение — применение метода статического вдавливания шпунта. На сегодняшний день это одна из самых щадящих и экологичных технологий при строительстве нулевого цикла. Компактность установок, принцип их действия при погружении шпунта, возможность перемещения поверх уже вдавленного шпунта позволяют работать в самых стесненных условиях плотной застройки.
Метод дает возможность погружать шпунт на расстоянии до 80 см от конструкций существующих зданий и сооружений при отсутствии рисков развития недопустимых деформаций грунтов. Еще одним преимуществом является низкий уровень шума в отличие от вибропогружения или забивки.
В Японии, известной высокой плотностью застройки, технология вдавливания шпунта практически вытеснила остальные, с ее помощью осуществляется порядка 90% работ. Все более широкое применение в последнее время она находит в Северной Америке, а также в Европе, в том числе в исторических городах, где особенно важно нивелировать воздействие работ на окружающие объекты.
Интересны примеры использования шпунта в качестве ограждающих конструкций, например, подземных гаражей. Обычно после погружения шпунта, обеспечивающего неподвижность грунтов, производится работа в «отсеченной зоне» — подготовка котлована, создание свайного поля, бетонирование фундамента, стен и пр., после чего он извлекается на поверхность для следующего использования. Однако возможно заварить швы на стыках шпунта и оставить его в качестве неизвлекаемой постоянной конструктивной системы. При максимальной глубине котлована до 10 м ограждение из шпунта вполне способно составить конкуренцию технологии «стена в грунте». Это и экономически эффективнее, и позволяет избежать мокрых процессов.
В Петербурге пионером использования технологии вдавливания шпунта стала компания «СК «Потенциал». Она предложила на рынке услуги по щадящему погружению шпунта с использованием оборудования японской корпорации GIKEN — одного из лидеров в производстве техники для этих целей. Установка GIKEN была использована, в частности, на таких объектах, как ОДК «Охта Центр», «Лахта Центр», КВЦ «Экспофорум», ТРК «Заневский каскад», отель «Дипломат», БЦ «Сенатор», ЖК «Фьорд», ЖК «Петровская ривьера» и др. Среди заказчиков такие известные девелоперы, как Setl City, Группа «Эталон», RBI, «Адамант», «ЮИТ Санкт-Петербург» и пр.
«Технология получает все большее признание и распространение. Начинали мы с одной установкой для статического вдавливания GIKEN Standart, но постепенно увеличили парк. В него вошли машины для различных профилей и размеров шпунта — шириной от 500 до 700 мм, требующих, соответственно, разной мощности оборудования. Также мы приобрели две установки для статического вдавливания с гидроподмывом GIKEN Water Jetting, предназначенные для работы в песчаных грунтах. Твердость в сочетании с мелкой фракцией песка придают ему свойство создавать пласты с очень высокой плотностью. Техника этого вида по мере заглубления шпунта обеспечивает подачу в рабочую зону воды под давлением, она размывает песок и упрощает погружение», — рассказывает один из специалистов «СК «Потенциал».
Недавно в компании сделали новый шаг для расширения парка оборудования: приобретена установка для статического вдавливания с лидерным бурением GIKEN Super Crush, предназначенная для работы с особо сложными грунтами — очень плотными, включающими старые фундаменты, остатки свай, бетонных конструкций (модуль деформации грунтов — свыше 25 МПа). В машине используется бур, работающий под защитой обсадной трубы и вдавливаемой шпунтовой сваи. В отличие от традиционных технологий, предусматривающих сначала бурение, а затем погружение, эта техника позволяет минимизировать подвижки грунта. Это достигается за счет обеспечения одновременности процессов лидерного бурения и вдавливания шпунта.
«В принципе, оборудование позволяет погружать шпунт длиной до 31 м, в Японии есть немало таких примеров. В практике нашей компании максимальной длиной погруженного шпунта была глубина 27 м. Работы производились в самом сердце города — рядом с Аничковым мостом, на пересечении Невского проспекта и Фонтанки», — отмечают в компании.
Самостоятельное перемещение машины с одной шпунтовой сваи на другую по мере погружения позволяет не использовать громоздкую спецтехнику при работе. Производительность оборудования зависит от многих факторов. Это и состав грунтов, и глубина погружения, и объем рабочего времени в сутках, и параметры шпунта, и то, используется новый шпунт или уже бывший в употреблении (первое — ускоряет процесс, второе — дает возможность сэкономить). В основном скорость движения составляет 5–10 погонных метров шпунтового ограждения в день, то есть в среднем котлован с периметром порядка 400 м можно пройти за полтора месяца.
Таким образом, технология обладает комплексом качеств, обеспечивающих привлекательность ее использования: хорошая скорость выполнения работ, отсутствие рисков повредить окружающие здания и сооружения, способность выполнить задачу в условиях любых, самых сложных грунтов, высокая экономическая эффективность.
Справка о компании
Строительная компания «Потенциал» основана в 2012 году. Специализируется на проектировании и строительстве фундаментов зданий, подземных паркингов, набережных, пирсов, причалов и подземных коллекторов. Осуществляет выполнение работ нулевого цикла: устройство шпунтовых ограждений, устройство свайных полей, сопутствующие подготовительные и земляные работы. За время работы на рынке выполнено около 200 подрядов, в частности, погружено свыше 120 тыс. тонн шпунта.