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».
От BIM к ТИМ
Максимально полный переход на отечественные решения в технологиях информационного моделирования, применяемых в проектировании и строительстве, может занять несколько лет. Но, отмечают эксперты, российские разработчики способны заместить рынок качественными продуктами.
С 1 июля 2024 года использование технологий информационного моделирования должно стать обязательным при реализации проектов капитального долевого строительства и возведении объектов по госзаказу. Такое решение в конце прошлого года принял глава Правительства РФ Михаил Мишустин. Напомним, с 1 января 2022 года BIM-технологии уже должны были стать обязательными для бюджетных строек, но в силу известных геополитических и экономических событий это требование сделали временно «опциональным».
В новых реалиях, предполагающих максимальное использование отечественных цифровых решений, в том числе в технологиях информационного моделирования, чиновники в своих речах и нормативных документах уже заместили иностранную аббревиатуру BIM отечественной ТИМ. На практике, считают эксперты, реальный переход на все отечественное будет совершить сложнее. Тем не менее потенциал качества и эффективности российских продуктов высок, и через несколько лет они могут занять максимальную долю рынка.
На пути к альтернативе
Ряд опрошенных экспертов отмечают, что уход иностранных вендеров негативно отразился на внедрение BIM в строительную отрасль. Руководитель BIM-отдела компании «Айбим» Алексей Савватеев считает, что ситуация наглядно показала, что из-за софта (закрытия доступа, остановки техподдержки) могут быть нарушены жизненно важные бизнес-процессы компании. Особенно болезненно ощущается уход Autodesk — его продукты занимали ключевые доли рынка и во многом стали стандартом отрасли. Проектные организации, работающие с применением технологии BIM, вложили немало усилий в свое развитие: на протяжении нескольких лет обучали проектировщиков, разрабатывали средства автоматизации проектирования, формировали внутренние BIM-стандарты. В такой короткий срок заменить САПР не представляется возможным. Да, есть российские продукты Renga, nanoCAD, Model Studio CS, но они в данный момент не являются полноценной альтернативой зарубежным Revit, Archicad, Tekla. Вероятно, в ближайшее время нас ждет период использования нелицензионного программного обеспечения. Что будет дальше, загадывать сложно, так как годовые лицензии у многих компаний или закончились, или закончатся в 2023 году.
«Что касается государственных и окологосударственных компаний, то у них вариантов нет: в ближайшем будущем им необходимо будет перейти на российские САПР, каких бы усилий это ни стоило. Несмотря на сложности и нерешенные проблемы, связанные с зарубежным ПО, количество проектов, в рамках которых разрабатывались информационные модели, сильно выросло по сравнению с прошлым годом. Мы думаем, что цифровизация продолжится и BIM-моделирование будет использоваться на разных этапах жизненного цикла объектов, включая эксплуатацию. Какие-то организации смогут перейти на отечественные программные продукты, а кто-то из частных компаний останется с зарубежным нелицензионным софтом», — полагает Алексей Савватеев.
Вслед за постоянными отсрочками обязательного применения ТИМ в проектах, а также уходом основных поставщиков ПО с российского рынка, продолжает тему генеральный директор Проектного бюро ЛУЧ Александр Кузьмин, заказчики теряют интерес к информационному моделированию. «Во главе угла, к сожалению, все чаще стоит скорость и стоимость, а качество можно будет подтянуть в процессе строительства. С одной стороны, рынок по-прежнему не готов: менее 20% проектировщиков готовы выпускать свои проекты с использованием ТИМ, но и заказчиков, готовых работать с моделью, можно увидеть крайне редко. Пока государство не обяжет применять ТИМ хотя бы в проектах государственного финансирования, никакого рывка не случится. На все это накладывается уровень отечественных продуктов, которые еще не готовы полноценно заменить ушедший Autodesk. Поэтому массовый переход — дело не менее пяти лет».
Ломая предубеждение
Схожие выводы делает и исполнительный и технический директор компании АО «СиСофт Девелопмент» (CSoft Development) Игорь Орельяна Урсуа. По его словам, переход на отечественные BIM/ТИМ-решения — процесс долгий. Наравне с такой общераспространенной проблемой, как дополнительное финансирование на импортозамещение, одно из значимых препятствий — это определенное предубеждение потенциальных пользователей, связанное с качеством российского продукта. «Строительная отрасль — один из драйверов российской экономики, и многие современные технологии приходят в первую очередь именно сюда. Поэтому я считаю, что BIM/ТИМ-решения будут внедряться все интенсивнее. Очень интересным процессом станет цифровизация стройплощадки — появление решений для сбора, обработки, анализа данных в режиме реального времени с помощью роботизированных устройств, дронов, приложений. Однако для реальной динамики цифровизации строительства государству совместно с участниками рынка и экспертными сообществами необходимо уже сейчас создать прозрачное, понятное, работающее правовое поле для всего, что связано с ТИМ. Сегодня многие из действующих нормативных актов, определяющих порядок применения и критерии, предъявляемые к информационным моделям, содержат противоречивые требования и формулировки. Поэтому проектировщики, застройщики, эксплуатанты и разработчики софта тратят большие ресурсы там, где, по логике прогресса, должны их экономить», — отмечает представитель рынка.
По мнению инженера-геодезиста компании «КРЕДО-ДИАЛОГ» Глеба Серафимовича, процесс перехода на BIM уже заставил многих специалистов и еще многих заставит в ближайшее время, привыкших к комфорту отлаженных технологий и полному пониманию процесса, искать новые решения, осваивать новые методики и двигаться для достижения совместно поставленной цели — твердотельной 3D-модели. «Действуя в условиях санкций, специалисты ограничены в возможностях выбора решений, ведь ориентироваться приходится только на отечественных разработчиков. Это прекрасный шанс показать, на что способны отечественные разработчики, но вместе с этим это и огромная ответственность, ведь на кону стоит огромная строительная отрасль РФ. Однако все не так страшно, как может показаться на первый взгляд, ведь отечественных разработчиков во всех отраслях инженерных программных продуктов в достатке со своими решениями, преимуществами и возможностями. Это прекрасные условия для разработчиков и инженеров хорошо узнать друг друга и благодаря высокому уровню конкуренции создать качественный и востребованный продукт», — подчеркивает эксперт.
Катализатор перемен
Влияние санкций на внедрение BIM-технологий в отечественную строительную отрасль не стоит преувеличивать, считает BIM-эксперт «НИП-Информатика» Павел Храпкин. Скорее введение санкций породило взрывной рост предложений на рынке ПО для строителей. С уходом западных вендоров множество ИТ-компаний ринулось осваивать освободившееся место на рынке России и ближнего зарубежья. Сейчас в реестре Минцифры таких импортозамещающих приложений более 600. Однако министр строительства и ЖКХ Ирек Файзуллин отметил, что почти всем им необходимо 2–3 года для становления и устранения недостатков. Многие разделы отечественных BIM-технологий и не могли быть использованы в России в силу различий отечественных и западных практик в нормативных требованиях, в документообороте и пр. А в последнее время сами крупные строительные компании внедрили у себя и распространяют свои приложения, разработанные под руководством строителей для строительного рынка.
«По-моему, перспективы внедрения BIM в строительство сейчас зависят не от разработок IT-приложений, а от расширения практики работы с цифровыми информационными моделями. С этого года Государственная экспертиза стала во многих городах и регионах страны принимать к проверке BIM-модели, а Правительство — поощрять проектировщиков, использующих BIM применением дополнительных финансовых стимулов. Несомненно, цифровизация строительной отрасли — тенденция нашего времени», — добавил он.
Санкции послужили катализатором перемен, которые ждали своего часа уже много лет, считает директор департамента управления продуктом компании «Нанософт» Сергей Сыч. Гегемония западных разработчиков в России начала медленно, но верно ослабевать, а отечественные разработчики САПР и ТИМ стали стремительно развивать свои продукты. В текущих условиях оперативного импортозамещения отечественные компании столкнулись с необходимостью быстрой адаптации к новым условиям. Но не все быстро примирились с необходимостью кардинальных перемен. К тому же и сейчас еще не во всех компаниях выстроены процессы работы в среде общих данных.
«Тем не менее все больше компаний оценивают потенциал российских ТИМ как достаточно высокий. С каждым днем растет число предприятий, которые переходят на отечественные решения для цифрового моделирования. К сожалению, многих российских пользователей САПР и BIM еще преследует "тень" продуктов иностранных разработчиков и в целом нежелание переучиваться на новые продукты. Но в ближайшие годы ситуация изменится, так как крупные российские профильные вузы — такие, например, как МГСУ, НовГУ, ВГТУ и КГТУ, — обучают своих студентов работе с САПР и BIM на отечественном ПО, решая одну из стратегических задач, определенных Правительством РФ при переходе на российские BIM. Слишком много уже вложено сил, времени и средств в переход к работе с российскими продуктами. С уверенностью могу сказать, что мы готовы не только успешно заместить импортные аналоги, но и развивать и внедрять свой отечественный ТИМ», — резюмирует Сергей Сыч.
Оптимистично настроен и основатель и генеральный директор компании Development Systems Сергей Веселов. «Сегодняшнее положение дел в строительной отрасли могу сравнить с экономическими кризисами конца 90-х и середины 2000-х: финансовая нестабильность, снижение спроса, уход иностранных вендоров, разрыв партнерских отношений, растерянность, невозможность долгосрочного планирования. При этом существует однозначная уверенность, что без BIM-технологий и дальнейшего их распространения мы жить уже не сможем. Процесс цифровизации строительства, как и любой другой сферы деятельности, необратим. Из новых тенденций в области BIM-технологий, которых еще не было год-два назад, хочу отметить начало слияния BIM и искусственного интеллекта. ИИ помогает в разы увеличить количество возможных концептуальных предложений по заданным параметрам или вариантов планировок в определенном пространстве. За этим стоит большое будущее в скорости и вариативности проектирования».
«Мы в DS, — добавляет Сергей Веселов, — начали использование ИИ как раз на объектах отельной недвижимости. Загружая исходные параметры и пожелания инвестора в программу, на выходе получаем несколько вариантов концепций с точными характеристиками, удовлетворяющими запросам заказчика. При традиционном подходе нам пришлось бы сделать несколько десятков трудоемких итераций, чтобы найти компромиссный вариант. Считаю, движение в этом направлении будет продолжаться», — констатирует участник рынка.
Мнение: Сергей Веселов, основатель и генеральный директор компании Development Systems:
— Мы в DS всегда были и остаемся мобильными и гибкими: каждую сложность оцениваем как вызов и возможность выйти на новый, более совершенный уровень. Начав свое развитие с проектирования жилой недвижимости, к настоящему времени мы расширили функционал, в нашей группе компаний появилось два новых направления: технический заказчик и стратегические международные закупки. Дополнительный драйвер развития нашего бизнеса и еще одно новое направление — проектирование курортных отелей, с учетом изменения туристических потоков прошлого года мы видим в нем большую перспективу.
Технический заказчик (ТЗ) дал новый импульс в применении накопленных нами BIM-компетенций. ТЗ — совместный бизнес Development Systems и крупнейшего туристического оператора России Alean. В сотрудничестве мы развиваем старые и строим новые отели на Черноморском побережье. Это большой и очень перспективный, в отличие от жилищной недвижимости, сегмент приложения девелоперских усилий. Применение BIM-технологий здесь становится крайне востребованным. Проектирование новых объектов гостиничной инфраструктуры от концепции до инженерных коммуникаций, реконструкция старых санаториев — поднятие по облаку точек и дальнейшая модернизация, разработка ландшафтных территорий с особенностями местного рельефа и природопользования, автоматизация расчетов объемов и стоимости строительства, инженерный документооборот — это неполный спектр задач, которые мы решаем с помощью BIM.
Подключая BIM в традиционное проектирование, мы получаем раннее прогнозирование стоимости объекта и возможность иметь бюджет уже на стадии «Концепция». Это важно в работе с инвестором, поскольку позволяет точно рассчитывать и оптимизировать расходы на строительство. Встроенные в BIM-модель процедуры контроля качества снижают дальнейшие издержки при возведении объектов.
Renga Software подготовила шаблон проекта для прохождения экспертизы
Технологии информационного моделирования поступательно развиваются в нашей стране. Об этом говорит и постоянный рост запросов от пользователей с просьбами разъяснить, как подготовить модель в Renga по требованиям той или иной региональной экспертизы. Чтобы помочь в этом вопросе, компания Renga Software подготовила для проектировщиков, работающих в Renga, пример шаблона, который поможет чётче понять все аспекты подготовки цифровой информационной модели к прохождению в экспертизе.
Первая часть этой большой работы была создана при поддержке пользователей Renga. Проектная компания ООО «КС-Девелопмент» (г. Ростов-на-Дону) предоставила свой проект в качестве основы для разработки шаблона. Стоит отметить, что первоначальный проект уже проходил госэкспертизу в формате проектной документации.
Кроме этого, большую поддержку в процессе работы оказали специалисты отдела внедрения технологий информационного моделирования СПб ГАУ «Центр государственной экспертизы» (г. Санкт-Петербург). Стоит отметить профессионализм сотрудников СПб ГАУ ЦГЭ – очень грамотные требования к ЦИМ.
Шаблон представляет комплект материалов, в который вошли:
- Модель многоквартирного жилого дома, смоделированная полностью в Renga.
- Файлы сопоставления типов и параметров, которые понадобятся для экспорта из Renga в IFC.
- Шаблон для создания проекта, настроенный по требованиям СПб ГАУ ЦГЭ, который в последующем можно передать на экспертизу в формате ЦИМ.
- Подробная инструкция по работе с шаблоном.
Эталонная модель
В качестве примера был взят проект односекционного многоквартирного жилого дома. Первым этапом была разработана модель архитектурных решений и базовая модель (модель строительных объёмов и зон), которая входит в состав ЦИМ, передаваемая на экспертизу в СПб ГАУ ЦГЭ в формате IFC.
Также данные модели представлены и в формате IFC.
Разработка проекта продолжается. На следующих этапах в модели будут появляться конструктивные решения, инженерное оборудование и системы.
Файлы сопоставления
Это правила, без которых формирование модели IFC по требованиям экспертизы не может быть осуществлено. Вместе с моделью также подготовлены файлы сопоставления типов и параметров для правильного экспорта в IFC.
Шаблоны проектов
На основе выполненных моделей, созданы шаблоны проектов для основной и базовой моделей. Они пригодятся для создания собственных проектов, которые будут проходить экспертизу в СПб ГАУ ЦГЭ.
Они формируют информационную модель по действующим на данный момент времени требованиям СПб ГАУ ЦГЭ (версия 3.0). Файлы сопоставления (для экспорта в IFC) настроены для работы именно с этой моделью данных.
Большой проект стартовал. Надеемся, что он послужит точкой опоры для многих проектировщиков и повысит уровень знаний по информационным технологиям. Первую часть уже можно скачать c сайта Renga Software. По мере разработки следующих разделов, комплект материалов будет обновляться. В перспективе он может быть масштабирован до требований других экспертиз.