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».
Загородный дом: тепло, светло, энергоэффективно
Продолжаем тему загородного домостроения, начатую в прошлом номере. Российские производители строительных материалов, изделий и конструкций рассказывают о современных подходах к достижению энергоэффективности дома и экономии затрат на его обслуживание в будущем.
Давно прошли времена, когда тепло в помещениях достигалось за счет мощных ограждающих конструкций. Сейчас уже не строят кирпичные дома с толстенными стенами в метр, а то и полтора. Технический прогресс позволяет экономить на стеновых материалах без ущерба для комфорта жителей.
Профессиональным строителям хорошо известно, что энергоэффективность стены зависит от ее теплопроводности. Чем этот параметр меньше, тем в доме теплее. Поэтому тепловая защита любого современного здания строится на основе материалов с низкой теплопроводностью, которые так и называются: утеплители или теплоизоляция. Их коэффициент теплопроводности варьируется от 0,029 до 0,072 Вт/(м·°С) в зависимости от химического состава, плотности и условий эксплуатации. У стеновых материалов данная характеристика, можно сказать, на порядок выше. Так, например, коэффициент теплопроводности дерева составляет 0,14–0,41 Вт/(м·°С), газо- и пенобетона — 0,14–0,55 Вт/(м·°С), кирпичной кладки — 0,41–0,87 Вт/(м·°С).
В интернете можно встретить другие значения коэффициентов теплопроводности различных утеплителей, но мы взяли цифры, пожалуй, из наиболее авторитетного источника — главного российского норматива по теплозащите, обновленного в этом году, — СП 50.13330.2024 «СНИП 23.02.2003 Тепловая защита зданий».
Толщина не имеет значения
Для достижения одинакового уровня защиты от холода зимой и жары летом потребуется, допустим, метровая кирпичная стена или современный утеплитель толщиной 10 см. Неудивительно, что сегодня загородные дома, как правило, возводятся с толщиной основного стенового материала в пару-тройку сотен миллиметров, а то и меньше. Кирпичные — толщиной один или полтора кирпича (250 или 380 мм), газобетонные — 200–300 мм, деревянные из бруса — 100–150 мм. Основной стеновой материал служит главным образом в качестве несущей нагрузки, а теплозащитные функции берет на себя утеплитель.
В результате стена представляет собой «слоеный пирог» из несущего (основного) стенового материала, теплоизоляции и отделки (штукатурка, декоративный кирпич, керамическая плитка и т. д.). Толщина утеплителя стен определяется теплотехническим расчетом. В зависимости от климатических условий и выбранного теплоизоляционного материала она может составить от 50 до 200 мм.
— В общей сумме капитальных затрат на строительство загородного дома теплоизоляция занимает малую долю, но при этом вносит самый большой вклад в энергоэффективность и сокращение эксплуатационных расходов в будущем, — уверена Елена Пашкова, директор сбытового подразделения ГК HOTROCK, производителя теплоизоляции из каменных ват и сопутствующих материалов.
Таким образом, для защиты здания от потерь тепла первостепенное значение имеет не толщина несущих стеновых конструкций, а качество теплоизоляционного материала.
Универсальность и многофункциональность
— Правильно смонтированный теплоизоляционный слой снижает потребление энергоресурсов, позволяя значительно экономить на коммунальных услугах, — продолжает Елена Пашкова. — Тем самым обеспечивается оптимальный микроклимат во внутренних помещениях дома, улучшается звукоизоляция, предотвращается разрушение стен, повышается долговечность здания в целом.
Следует отметить, что при этом утепление дома должно быть комплексным.
— Для того чтобы добиться реального сокращения теплопотерь, утеплять каменной ватой нужно не только сами стены, но и все остальные ограждающие конструкции — кровлю и пол над холодным подвалом. Это позволит сократить затраты на отопление до 70%, — утверждает Александр Коршунов, менеджер по развитию DIY-сегмента компании РОКВУЛ.
По его словам, каменная вата решает сразу три задачи: удерживает тепло, обеспечивает шумоизоляцию и защищает от огня. Многофункциональность материала подразумевает его выбор по нескольким критериям.
— При подборе утеплителя помимо очевидного показателя — теплопроводности важно обращать внимание и на другие, не менее значимые характеристики, — отмечает Елена Пашкова. — Например, на стойкость к воздействиям со стороны окружающей среды, долговечность, экологичность. Так, срок службы базальтовой изоляции HOTROCK превышает 50 лет, что исключает необходимость частой замены, а натуральное сырье в составе гарантирует максимальную экологическую безопасность.
Производители минеральной ваты обращают внимание на огнестойкость своей продукции, считая это важным преимуществом.
— Каменная вата повышает не только комфорт в доме, снижая теплопотери, но и безопасность, поскольку относится к негорючим материалам, — комментирует Максим Мешков, руководитель направления по развитию ООО «Русатом Изоплит». — В результате увеличивается долговечность конструкций, продлевается период эффективной эксплуатации до капитального ремонта. А если смотреть в целом, то применение теплоизоляции позволяет снизить выбросы углекислого газа в атмосферу и замедлить темп глобального потепления.
Разнообразие материалов
Помимо каменной ваты, для утепления загородного дома используются такие материалы, как минеральная вата на основе стекловолокна, пенополиуретан, пенополиизоцианурат, вспененный синтетический каучук и различные виды пенополистирола. Последний распространен столь же широко, что и минераловатные утеплители.
Как и минеральная вата, пенополистирол обладает высокими теплозащитными характеристиками. Среди преимуществ материала производители обычно называют возможность изготавливать из него несъемную опалубку для всей «коробки» дома (до трех этажей), которая образует эффективный утепленный контур здания. Кроме того, часто отмечают пластичность пенополистирола, благодаря которой можно создавать широкий спектр декоративных элементов для украшения фасада и интерьера — колонны, пилястры, арки, балясины, потолочные розетки, молдинги, карнизы и многое другое.
К преимуществам пенополистирола относят и экологическую безопасность.
— Про экологичность могу добавить только одно: вся наша продукция изготавливается из пенополистирола, а он, как известно, состоит из 2% сырья и 98% воздуха, — констатирует руководитель департамента маркетинга и рекламы ГК «Мосстрой-31» Михаил Волконский.
Прозрачная энергоэффективность
В загородном доме должно быть зимой тепло, летом прохладно и в любое время года светло. В последние годы отмечается тренд на все большее использование светопрозрачных конструкций из стекла для фасадов. Эта тенденция особенно актуальна в частном домостроении, включая загородное строительство. Следовательно, конструкции из стекла тоже необходимо наделять энергосберегающей функцией.
— Мы выпускаем различные виды стеклопакетов и стеклоизделий, в том числе энергосберегающие, которые работают на сохранение тепла в помещении; солнцезащитные, отражающие избыточное солнечное излучение и обеспечивающие приватность, а также мультифункциональные, которые сочетают обе эти функции, — рассказывает Сергей Доршуков, руководитель группы обучения и оценки RGC, подразделения Российской стекольной компании (РСК). — Благодаря применению дополнительных инновационных материалов эти светопрозрачные конструкции отличаются высокими светотехническими, а также тепло- и звукоизоляционными характеристиками, высоким классом безопасности.
По словам Сергея Доршукова, в РСК сегодня разрабатываются, проходят испытания и производятся сложные наукоемкие стеклоизделия с переменной прозрачностью, обогреваемыми стеклами, ЖК-матрицей и сенсорной панелью и т. д. Все они могут дистанционно управляться и легко интегрироваться в высокотехнологичные экосистемы умного дома.
Пожарная безопасность сегодня: мнения экспертов
Требования к пожарной безопасности зданий и сооружений постоянно меняются, в том числе на уровне федеральных нормативов: выходят новые документы, корректируются действующие. Сегодня это происходит в контексте новых реалий в экономике, связанных с уходом иностранных поставщиков противопожарного оборудования. Сложившуюся ситуацию комментируют эксперты профильных научно-исследовательских и проектных организаций.
Эпоха нормативных перемен
Нормы и правила, связанные с защитой от пожаров, находятся в непрерывном динамичном развитии. По словам генерального директора ООО «РУСЭКО-СТРОЙПРОЕКТ» Александра Лапыгина, требования к пожарной безопасности меняются раз в полгода, а то и чаще.
— Выходят новые своды правил взамен действовавших ранее, в них находят ошибки, ошибки исправляют, изменяют порядок согласования Специальных технических условий — в общем, эксперты по пожарной безопасности и профильные учебные центры только успевают выпускать разъяснения о том, с какой даты какими нормативами и как следует пользоваться, — поясняет он.
В качестве примера можно привести свод правил 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические». До 1 марта 2021 года он был основным документом, регламентирующим нормы и требования работы насосных станций, но затем основательно пересмотрен, переработан и разделен на три новых свода правил: СП 484.1311500, СП 485.1311500 и СП 486.1311500.
С 1 марта 2023 года внесены изменения в правила противопожарного режима в России (ППР). Эти изменения, утвержденные Постановлением Правительства РФ от 24 октября 2022 года № 1885, затронули многие аспекты строительства и эксплуатации зданий.
При этом, по мнению экспертов, перемены не приводят ни к ужесточению норм, ни к снижению пожарной безопасности.
— Нельзя утверждать, что пожарная безопасность будущих и существующих объектов каким-то образом снизилась, — считает инженер систем водоснабжения и водоотведения компании WE-ON Дмитрий Назаров. — Нормативные базы обновляются и дорабатываются с учетом современных тенденций и новых технологий, внедрение которых позволяет уменьшить количество ошибок и неточностей, более комплексно подойти к разработке проекта с учетом его особенностей.
— Не могу сказать, что требования каждый раз ужесточаются — в России они и так достаточно жесткие, — констатирует Александр Лапыгин. — Они именно что изменяются. Так что при проектировании нужно в первую очередь обращать внимание на дату выдачи Градостроительного плана земельного участка и дату подписания Задания на проектирование — эти даты влияют на тот набор нормативных документов, которым следует пользоваться при проектировании.
«Неожиданные» электромобили
Несмотря на постоянное совершенствование нормативной базы, в ней все еще остаются «белые пятна», более того — появляются новые.
— Из неожиданного — среди автовладельцев все более популярны электромобили, и многие из них хранятся в подземных паркингах многоквартирных домов. Какие из этих паркингов проектировались с учетом наличия в них техники на аккумуляторах? — задается вопросом Александр Лапыгин.
Конечно, соответствующие положения в нормативах присутствуют.
— Парковочные места под электромобили в паркинге с зарядными станциями в закрытых автостоянках необходимо выделять в отдельную пожарную секцию согласно пункту 6.2.12 СП 113.13330.2023, — разъясняет Дмитрий Назаров. — А зарядные устройства должны обесточиваться при срабатывании системы пожарной сигнализации или автоматическими установками пожаротушения (АУПТ). В нормативе также указано (п. 6.2.30), что такие места должны быть оборудованы автоматическими установками пожаротушения независимо от площади.
Тем не менее этого недостаточно.
— В сводах нет требований к устройству пожаротушения автостоянок с зарядными станциями: параметры и методика проектирования таких систем не указаны, — продолжает Дмитрий Назаров. — При недостаточности требований в СП встает вопрос о разработке специальных технических условий (СТУ), как предписывает статья 78 Технического регламента о требованиях пожарной безопасности (ФЗ № 123), но сегодня такие СТУ часто не согласовываются из-за недостаточного опыта в эксплуатации электромобилей.
— А кто-нибудь из сотрудников паркингов в курсе, как тушить «Теслу» или «Зикр» в случае внезапного воспламенения аккумулятора?! Чаще всего об этом никто не думает, и, боюсь, изменения здесь спровоцирует только очередной громкий пожар, — предполагает Александр Лапыгин.
Эффект импортозамещения
Многим кажется, что в сфере пожарной безопасности существенно ухудшилась ситуация после ухода с российского рынка ведущих мировых поставщиков оборудования. Однако эксперты не подтверждают это предположение.
— Что касается систем внутреннего противопожарного водопровода и АУПТ, то и до ухода иностранных производителей бо́льшая часть оборудования производилась на территории России, — рассказывает Дмитрий Назаров. — Это — запорная арматура, оросители, пожарные шкафы и комплектующие к ним. Многие заказчики, особенно государственные, требовали применять в своих проектах оборудование только отечественного производства.
— На российском рынке и раньше большой сегмент (если не сказать самый большой) занимали системы отечественного производства, — согласен с ним Александр Лапыгин. — С точки зрения эффективности, отечественные противопожарные системы не имеют кардинальных отличий от иностранных. Поэтому здесь большой сложности нет. Другое дело, что в связи с возросшим спросом российские производства перегружены, и там, где раньше срок поставки составлял один-два месяца, теперь может увеличиваться до трех-четырех. Но в целом строительные организации к этому уже адаптировались и заказывают оборудование заранее.
Где слабое звено?
Несмотря на постоянное совершенствование нормативной базы и стабильности рынка противопожарного оборудования, пожары все же случаются, и часто — с тяжелыми последствиями. На каких этапах жизненного цикла объекта недвижимости наиболее вероятны и болезненны проблемы, связанные с обеспечением пожарной безопасности?
Заместитель руководителя научного экспертного бюро пожарной, экологической безопасности в строительстве (НЭБ ПБС) Центрального научно-исследовательского института строительных конструкций (ЦНИИСК) им. В. А. Кучеренко АО «НИЦ “Строительство”» Илья Гришин считает, что проблема лежит в понимании ответственности за пожарную безопасность лиц, причастных к применению строительных материалов и конструкций: производителей, организаций, выдающих разрешительную документацию, надзорных органов и, конечно, заказчиков.
— С моей точки зрения, одной из основных проблем является нежелание вкладывать ресурсы — как материальные, так и нематериальные — на развитие продукта, — полагает он. — Довольно часто можно наблюдать такую картину: для нового продукта, выходящего на рынок, производитель представляет лишь минимальный набор разрешительной документации (сертификаты, протоколы, заключения и т. п.), как правило, относящейся к разряду «обязательной для применения».
Александр Лапыгин считает слабым звеном в цепи обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений эксплуатирующие службы.
— Неработающие системы пожарной безопасности, заблокированные эвакуационные выходы, эксплуатация объектов без получения разрешения, хранение горючих материалов и легковоспламеняющихся веществ в неположенном месте — вот главные причины пожаров с большим материальным ущербом и, к сожалению, человеческими жертвами, — убежден он.
По его словам, сегодня важно проводить регулярные осмотры и проверки систем пожаротушения на работоспособность и следить за соблюдением всех противопожарных норм в части путей эвакуации, эвакуационных выходов и соответствия пожарной нагрузки в помещениях проектным данным.