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».
Дворец здоровья
Одним из самых крупных медицинских объектов, введенных в эксплуатацию в 2023 году, стал новый лечебно-диагностический комплекс Московского клинического научного центра (МКНЦ) имени А. С. Логинова на шоссе Энтузиастов. На сегодняшний день это одно из лучших учреждений страны по оказанию медицинской помощи онкологическим больным.
Новый лечебно-диагностический комплекс МКНЦ имени А. С. Логинова был торжественно открыт 14 июня 2023 года в присутствии заместителя председателя Правительства РФ Татьяны Голиковой и мэра Москвы Сергея Собянина, который назвал его дворцом здоровья.
Многопрофильный центр
Московский клинический научный центр имени А. С. Логинова работает с 2013 года на базе ЦНИИ гастроэнтерологии и городской клинической больницы № 60. Это многопрофильное медицинское учреждение, в котором оказывают помощь по 19 направлениям с приоритетом онкологии. МКНЦ относят к шести якорным онкологическим стационарам страны, он пользуется репутацией ведущего центра абдоминальной роботической хирургии (высокотехнологичных операций на органах брюшной полости).
Старые здания МКНЦ построены в 1950–1970-х годах и не подлежат реконструкции. В связи с этим мэр Москвы Сергей Собянин принял решение о строительстве нового корпуса, которое продлилось всего три года.
«Над объектом работало более 5 тысяч человек. Это проектировщики, строители, медицинские технологи, работники сервисных и сетевых организаций, — рассказывает руководитель Департамента строительства города Москвы Рафик Загрутдинов. — Каждый из них вложил часть своей души».
«Для выполнения данной задачи с учетом новых стандартов оказания онкологической помощи потребовалась слаженная работа всей команды – руководства больницы, департамента строительства, заказчика, строителей, дизайнеров, технологов и генерального проектировщика», — добавляет Дмитрий Вишняков, директор проекта в компании «Метрополис», которое выполняло функции технического заказчика и генерального проектировщика строительства.
Новый лечебно-диагностический комплекс МКНЦ имени А. С. Логинова на шоссе Энтузиастов представляет собой 8-этажный корпус плюс подземный этаж с въездной рампой, а также два КПП со стороны шоссе. Корпус общей площадью 76 000 м2 поделен на функциональные блоки, каждый из которых занимает от одного до трех этажей. Весь комплекс состоит из 25 отделений, технологически связанных между собой.
Онкобольные здесь получают медицинскую помощь всех видов: от диагностики до высокотехнологичного лечения и реабилитации в стационарных и амбулаторных условиях. Высококвалифицированные врачи проводят лечение случаев раковых заболеваний, в том числе хирургическое.
Архитектурная концепция
В новом комплексе обеспечен комфорт как для пациентов, так и для медицинских работников.
«Мы руководствовались известным принципом Healing Architecture, что можно перевести на русский язык как "архитектура, способствующая эффективному лечению и выздоровлению"», — поясняет Штеффен Зендлер, основатель и управляющий партнер компании Sendler&Company GmbH, разработавшей архитектурную концепцию и предпроектную документацию.
По архитектурно-планировочным решениям комплекс отличается от многих больниц с их длинными темными коридорами, по которым долго ходишь в поисках нужного кабинета или палаты.
Здесь предусмотрены широкие коридоры, обеспечены наиболее короткие пути между нужными помещениями, спроектированы большие окна, чтобы максимально использовать дневной свет, обустроены уютные дворы.
«Мы понимаем, что сюда приходят люди с серьезными заболеваниями и перед врачами часто стоят очень сложные профессиональные задачи, — продолжает Штеффен Зендлер. — Поэтому нужно было организовать максимально удобное и комфортное пространство, которое дает позитивный эффект, необходимый пациентам для скорейшего выздоровления, а врачам — для того чтобы справляться со своей непростой работой».
«Нужно было не просто спроектировать новую больницу, а создать объект нового уровня, — подчеркивает Дмитрий Вишняков, — где все продумано с точки зрения архитектуры, конструкций и инженерии, и, более того, созданы особенные условия для комфорта и настроения, чтобы у пациентов изменилось отношение к посещению больницы. Ведь настоящий современный объект здравоохранения — это место, где не болеют, а выздоравливают».
Особенности проекта
Генеральный проектировщик объекта ООО «Метрополис» не только руководил процессом разработки документации, в котором было задействовано более 130 организаций, но и самостоятельно выполнил многие проектные работы.
«Компания "Метрополис" приняла участие в разработке всех стадий проекта, — рассказывает Дмитрий Вишняков, — включая сопровождение и адаптацию концепции, разработку проектной и рабочей документации, авторский надзор. Мы разработали конструктивные, инженерные решения, спецразделы, занимались проектированием внутриплощадочных сетей и организации строительства. В пиковое время над проектом трудилось более 150 специалистов нашей компании».
Из особенностей проекта следует отметить различие технологических, планировочных и инженерных решений на каждом этаже, что увеличивало количество коммуникаций и усложняло их конфигурацию. К традиционным инженерным системам добавилось медицинское газоснабжение и пневмопочта.
Первая предусматривает централизованную систему разводки кислорода, закиси азота, углекислого газа, вакуума, сжатого воздуха давлением 4,5 и 8 бар, а также централизованный отвод анестезирующих газов. В помещениях, где требуется применение медгазов, обеспечен контроль состава воздуха. При отклонении содержания кислорода от нормативного срабатывает сигнализация.
С помощью пневмопочты на 8 линий и 58 станций передаются не только документы, но и образцы биоматериалов, взятые на анализ. Это повышает оперативность работы лабораторий и общую эффективность клинической работы.
Объект проектировался с применением BIM-моделирования. Для этого использовано шесть программных комплексов.
«Общий объем информационной модели объекта составил 7 гигабайт, объем проекта 11,5 гигабайта, а количество элементов — 1,1 миллиона. Вся документация велась в среде общих данных (СОД), практически без бумаг. Это позволило более 130 организациям, задействованным в проекте, упростить коммуникацию», — отметил Рафик Загрутдинов.
Уровень детализации элементов моделей проекта на стадии рабочей документации достигает LOD 400.
Проект сыграл важную роль в развитии современных технологий разработки документации по стране в целом.
«По итогам договоренностей с заказчиком АНО "РСИ" и Департаментом строительства города Москвы проект стал пилотным по рассмотрению в BIM-модели в государственной экспертизе и получил положительное заключение», — добавил Дмитрий Вишняков.
За BIM-модели лечебно-диагностического комплекса МКНЦ им. А. С. Логинова компания «Метрополис» заняла 1-е место на VI Всероссийском конкурсе «ТИМ-ЛИДЕРЫ 2021/22» в номинации «Информационное моделирование объектов общественного назначения». И это не единственная награда, которую получил проект.
Высокие медицинские технологии
В наши дни трудно переоценить значение для здоровья человека сложной медицинской техники. Поэтому, по словам Рафика Загрутдинова, «важно было оснастить медучреждение и 18 операционных всем необходимым оборудованием экспертного класса, которое проектировщики подбирали вместе с врачами, с главными специалистами в области онкологии».
Современное оборудование позволит обеспечить эффективную диагностику и лечение стационарных и амбулаторных пациентов.
Новый лечебно-диагностический комплекс позволит лечить онкобольных с помощью лучевой терапии, раньше такой возможности у МКНЦ им. А. С. Логинова не было.
Более совершенное хирургическое лечение обеспечивается за счет оборудования операционных наркозными аппаратами, анестезиологическими мониторами и транспортными аппаратами с возможностью проводить искусственную вентиляцию легких. Также операционные оснащены уникальной системой мониторинга микроклимата для контроля бактериологической чистоты воздуха.
Для эффективной диагностики закуплены три магнитно-резонансных и пять компьютерных томографов, три рентген-комплекса (на два и три рабочих места), три ангиографические установки, две рентген-установки типа «C-дуга», УЗИ-аппараты, эндоскопическое и лабораторное оборудование.
Также новый комплекс оснащается суперсовременной патоморфологической лабораторией мощностью свыше 10 тысяч исследований в сутки, включающей отделение онкогенетики для выявления пациентов с наследственными формами рака.
Что касается амбулаторных онкобольных, то они смогут пройти все необходимые исследования и консультации, включая однофотонную эмиссионную и позитронно-эмиссионную компьютерную томографию за минимальное количество посещений.
Для всех — пациентов, их родственников и сотрудников комплекса — созданы максимально комфортные условия пребывания. Палаты оснащены многофункциональными кроватями с электроприводом, кнопками вызова медперсонала, системой кондиционирования и вентиляции, душем и санузлом. Продумано все — вплоть до специальных комнат для общения с врачами и психологами, а также уютных зон ожидания. Предусмотрена возможность совместного пребывания больных с родственниками.
«Умная» эксплуатация
«Умные» технологии эксплуатации зданий и сооружений на основе передовых IT-решений сегодня все активнее применяются в жилых домах и квартирах, не говоря уже о высокотехнологичных объектах.
В новом лечебно-диагностическом корпусе МКНЦ им. А. С. Логинова «умная» эксплуатация осуществляется за счет информационного моделирования и системы Explo-IT, разработанной компанией «Гаскар Групп».
На стадии проектирования была сформирована цифровая информационная модель объекта (ЦИМ). Затем во время строительно-монтажных работ ее дополнили, а после их окончания она была интегрирована в процессы непрерывной эксплуатации и встроена в единый технический комплекс управления инженерной инфраструктурой.
«В итоге мы получили "цифровой двойник", т. е. цифровой паспорт объекта с актуальными данными по всем инженерным коммуникациям, системам и оборудованию, — поясняет заместитель генерального директора ООО «Гаскар Групп» Александр Гелик. — Регистрация дефектов на этапе приема-передачи объекта в эксплуатацию, формирование план-графика регламентного обслуживания, управление заявками и инцидентами, а также закупками расходных материалов — лишь несколько процессов, которые были автоматизированы. ЦИМ регулярно пополняется новыми данными в ходе эксплуатации».
Система автоматизации оказалась сложной из-за масштаба объекта с множеством инженерного оборудования. Кроме того, он социально значимый и требует особого внимания к безопасности пребывания людей и бесперебойного жизнеобеспечения.
Комфортная среда
Концепция объекта подразумевает создание для него комфортной городской среды, которая должна благотворно влиять на состояние здоровья пациентов.
С этой целью ООО «Метрополис» выполнило проект благоустройства территории, уникальный по своему решению. Впервые участок, прилегающий к медицинскому учреждению, станет городским парком.
Вокруг корпуса разобьют скверы для тихого отдыха и ожидания, обустроят внутренние дворы и главную площадь, предусмотрят площадки с навесом, парковки для велосипедов и автомобилей. Персоналу комплекса создадут условия для занятий спортом и активного отдыха в свободное время. Проектом предусмотрены площадка для игровых видов спорта, тренажерная зона, столы для настольного тенниса и игры в шахматы.
Парковую зону оснастят скамейками, украсят малыми архитектурными формами, обеспечат удобными проездами для внутрибольничной логистики и тротуарами для пешеходов.
«За этот проект наша компания получила экологическую премию правительства столицы в номинации "Лучший проект комплексного благоустройства природных и озелененных территорий города Москвы"», — сообщил Дмитрий Вишняков.
Ценный опыт
Возведение уникального объекта — это всегда важный шаг в развитии строительного комплекса в целом. Наработанные в процессе создания нового комплекса МКНЦ имени А. С. Логинова технологические приемы, ноу-хау, технические решения обязательно пригодятся для реализации последующих строительных проектов.
«Опыт разработки крупного и значимого медицинского объекта дает хорошую базу для реализации других объектов в области здравоохранения. Он, безусловно, полезен и будет применяться в работе над другими масштабными проектами», — предсказал Рафик Загрутдинов.
Подтверждение его слов не заставило себя ждать.
«Опыт, полученный нашей командой проектировщиков, уже применяется для разработки документации других объектов здравоохранения, — заявил Дмитрий Вишняков, — таких как городская клиническая больница им. С. П. Боткина, ИКБ № 1, детская городская клиническая больница святого Владимира, международный медицинский кластер в Сколково, есть запросы и на создание других объектов».
Проверено наукой: сэндвич-панели ТЕХНОНИКОЛЬ Ц-XPS прослужат полвека
Экструзионный пенополистирол Сэндвич ТЕХНОНИКОЛЬ Ц-XPS может эффективно эксплуатироваться на протяжении пятидесяти лет. Такое заключение выдал по результатам испытаний НИИ строительной физики РААСН (Российской академии архитектуры и строительных наук).
Именно в НИИСФ была разработана уникальная методика для оценки долговечности и надежности различных типов полимерной теплоизоляции. Методика получила официальный статус, будучи закрепленной в ГОСТ Р 58950–2020.
Содержащийся в ГОСТ метод позволяет оценить, в течение какого срока проверяемый материал будет сохранять заявленные свойства. Эксперты измеряют, как меняются теплофизические характеристики полимерной теплоизоляции (теплопроводность в сухом состоянии, эксплуатационная теплопроводность, термическое сопротивление) в ходе эксплуатации. Для этого они моделируют экстремальные условия, в которых применяется полимерная теплоизоляция.
Метод достаточно прост и прозрачен: образцы материала многократно проходят циклы, симулирующие климатические воздействия. Образцы опускают в воду. В увлажненном виде их сначала замораживают, а потом дают оттаять. Два таких цикла, включающих замораживание и оттаивание, приравниваются к году эксплуатации утеплителя.
Плиты Ц-XPS прошли испытания, имитирующие эксплуатацию на протяжении 15, 30 и 50 лет. Сэндвич-панели ТЕХНОНИКОЛЬ Ц-XPS сохранили свои теплофизические характеристики на заявленном уровне. Ученые НИИСФ РААСН подтвердили: срок эффективной эксплуатации материала составляет 50 лет.
В ТЕХНОНИКОЛЬ долговечность считается одним из главных показателей выпускаемых компанией материалов. «Для нас дело принципа, чтобы срок эксплуатации материалов соответствовал сроку «жизни» сооружений, в которых они используются, — объясняет Дмитрий Михайлиди, Директор по развитию направления «Полимерная Изоляция» ТЕХНОНИКОЛЬ. — Сэндвич-панели ТЕХНОНИКОЛЬ Ц-XPS используются в строительстве и капитальном ремонте, включая такие ответственные участки, как утепление крыш под наплавляемой рулонной гидроизоляцией, теплоизоляция парапетов и чердаков. Все эти участки не прощают промахов. Мы гордимся тем, что панели Ц-XPS заслуженно получили такую высокую оценку экспертов. В надежности и долговечности материала можно не сомневаться».