Разработка и исследование энергоэффективности зданий образовательных учреждений

1. Разработка и исследование энергоэффективности зданий образовательных учреждений (на примере средней школы)

Булатников Никита Евгеньевич, группа О181
Руководитель: к.т.н., доцент Кудаев А.В.

2. Актуальность ВКР

Заключается в высокой нагрузке на бюджет за счет больших потерь
тепло- и электроэнергии при эксплуатации здания.
Цель ВКР
Целью данной выпускной квалификационной работы является:
- разработка мероприятий по сокращению потребления энергоресурсов в
образовательных учреждениях на основе средней школы г. Санкт-Петербурга.
- возможность грамотного сокращения потребления энергоресурсов без
вреда для потребителя.

3. Характеристика объекта исследования

Средняя общеобразовательная школа №603.
o Здание
представляет
постройку 1997 года.
собой
трехэтажную
o Общая площадь представляемого помещения
составляет 2500 м2,
o общая
площадь
составляет 123 м2.
подвальных
o Количество зданий на
составляет 1 сооружение.
помещений
территории
школы
o В состав школы входят учебные классы,
столовая, библиотека, а также спортивный и
актовый зал.
o Часы работы в неделю - 42 часа.
o Количество человек в школе: ученики - 2100
человек, сотрудники-85 человек.
СОШ №603 Фрунзенского района
г. Санкт-Петербург
3

4.

Комплексный анализ энергосбережения
в условиях образовательных
учреждений
Затраты на энергетические ресурсы в выбранном образовательном
учреждении являются одними из ключевых в статьях расходов. Рост цен
на данные услуги наносит значительный ущерб на формирование
бюджетирования в организациях. В данных условиях неэффективное
использование энергоресурсов является недопустимым. Отсюда следует
необходимость создания условий по увеличению их эффективности и
разработке мероприятий энергосбережения в условиях образовательных
учреждений.
4

5. Комплексный анализ энергосбережения в условиях образовательных учреждений

В настоящий момент особенно остро стоят следующие проблемы :
- отсутствие общепринятой программы по стимуляции экономии энергоресурсов;
- недостаточное количество инженерно-технических работников с высокой
квалификацией в области энергооборудования;
- недостаточное финансирование для достижения максимальной экономии
энергоресурсов;
- отсутствие нормативно-правовой базы по вопросам привлечения инвестиционных
фондов в области энергоресурсного состояния;
- отсутствия механизмов по организации, развитию и внедрению
энергосберегающих программ в городских жилищно-коммунальных хозяйствах.
5

6. Общие признаки определения характеристик здания

Уровень
I
II
III
Характеристика
нормально
Отсутствие видимых повреждений и трещин, указывающих на снижение несущей
способности конструкции. Нет необходимости в ремонте и обслуживании.
удовлетворительно
Незначительные повреждения, в некоторых местах имеются отдельные раковины,
дырки, трещины на волосах. Текущий ремонт необходим для устранения местных
повреждений без укрепления конструкции.
неудовлетворительн
предаварийное
состояние или
IV
чрезвычайная
ситуация
Есть повреждения, дефекты и трещины, которые указывают на ограничение
производительности и снижение несущей способности конструкции.
Требуется усиление и восстановление несущей способности конструкции.
Имеющееся повреждение указывает на невозможность функционирования
сооружения и опасность его обрушения, опасность нахождения людей в зоне
исследуемых сооружений. Серьезный ремонт необходим при усилении или замене
поврежденных конструкций в целом или отдельных элементов.
6

7. Теплотехническое обследование наружных конструкций

Данный вид исследований проводится в несколько этапов:
- сравнительный анализ проектной и исполнительной документации с дальнейшим
анализом создаваемого микроклимата,
- подготовка к тепловизному обследованию (разбивается на несколько этапов в
соответствии с количеством принятых общих зон),
- определение внешних и внутренних температур здания,
- измерение максимальной и максимальной плотностей теплового потока,
- аналитический и математический анализ полученных результатов,
- проведение математических расчетов и сравнение их результатов с
установленными нормами,
- подготовка отчетных данных.
7

8. Характеристика объекта исследования

После проведения визуального осмотра здания
школы, выявлено, что стены здания имеют категорию
технического состояния II-удовлетворительно, как –
работоспособное.
Техническое состояние здания позволяет работать
без прерывания процесса обучения.
Требуется капитальный ремонт здания и принятие
мер по повышению энергоэффективности.
Исследуемый объект относится к 4 климатической
зоне.
Система отопления – центральная.
обогреватели – это чугунные обогреватели
Внутренние
Систем водоснабжения – двухтрубная. Горячая вода
поступает из наружных сетей.
Электрическое оборудование питается от местных
низковольтных сетей
СОШ №603 Фрунзенского района
г. Санкт-Петербург
8

9. Расчет нормативного потребления электроэнергии

N, шт
P, кВт
kи
kпот
t, ч
kпр
Wоборуд,
кВт·ч
Накаливания
75
0,0747
1
1,0
824
1
4614,4
Люминесцентные
450
0,038
1
1,1
824
1
15499,4
7
0,250
1
1,06
2920
1
5416,6
Тип ламп
Дуговые ртутные
лампы
(ДРЛ 250)
Всего
532
25530,4
Количество потребляемой энергии для организации освещения за один календарный год кВт*ч
определяется по формуле:
Wосв = N × P × kи × kпот × t × kпр
9

10. Расчеты нормативного потребления электроэнергии на питание бытовой техники

Наименование
оборудования
n, шт
P, кВт
k
t, ч
nt,,ч
Wоборуд, ,кВт·ч
Холодильник
3
0,35
0,3
24
206
1557,36
Мясорубка
1
1,5
0,3
5
206
463,5
Шкаф жарочный
1
14,0
0,3
5
206
4326
Посудомоечная машина
1
9,0
0,3
5
206
2781
Электроплита
2
12,0
0,1
3
206
1483,2
Котел
1
9,0
0,3
5
206
2781
Тестомесилка
1
1,1
0,1
4
206
90,64
Овощерезка
1
0,55
0,1
3
206
33,99
Стол охлаждения
1
0,5
0,3
4
206
123,6
Мармит
2
4,0
0,3
206
2694,48
Протирочная машина
1
1,5
0,1
3
206
92,7
Электроводонагреватель
1
15,0
0,3
5
206
4635
Пароконвектомат
1
16,8
0,3
6
206
6229,44
5,45
10

11. Расчеты нормативного потребления электроэнергии на питание офисной техники

n, шт
P, кВт
k
t, ч
nt,ч
Wоборуд,
кВт·ч
Компьютеры
60
0,3
0,4
8
206
11865,6
Принтеры
12
0,29
0,5
1
206
358,4
Сканер
2
0,3
0,5
1
206
61,8
Ксерокс
3
0,35
0,5
1
206
108,15
Наименование оборудования
Всего
77
12393,95
11

12. Сравнительный анализ трат электроэнергии

Наименование
Процентное
соотношение
Ед.изм.
Кол-во
Освещение
кВт·ч
25530,4
39,15 %
Бытовая техника
кВт·ч
27291,91
41,85 %
Офисная техника
кВт·ч
12393,95
19,0 %
кВт·ч
65216,26
100 %
Суммарное
потребление
12

13. Количество потребляемой тепловой энергии

Наименовани Ед.и
2017 2018 2019 2020 2021
е
зм.
Отопление
Гкал 452,1 440,7 472,6 458,7 462,4
5
1
4
4
Горячее
Гкал 92,8 90,5
97,0 94,15 94,9
водоснабжени
е
Всего
544,9 531,2 569,6 552,8 557,3
5
1
4
9
13

14. Технический паспорт объекта

- отапливаемый объем, Vот = 9377,94м3;
- сумма площадей всех этажей, Аот = 2623,59м2;
- расчетная площадь общественных помещений, Ар = 1955,9м2;
- расчетное количество людей, mж: 2185 чел;
- площадь наружных ограждающих конструкций, Ансум = 5057,94 м2;
- фасадов здания, Афас = 2556,0 м2;
- площадь наружных стен (тип 1), Ас.1 = 1176,01м2;
- площадь наружных стен (тип 2), Ас.2 = 921,57 м2;
- площадь чердачного покрытия, Ачерд. = 487,18 м2;
- площадь покрытий, Апокр. = 130,01 м2;
- площадь полов по грунту, Ацок. = 1232,05 м2;
- площадь входных дверей, Адв. = 22,59 м2;
14

15.

Разработанные мероприятия по повышению
энергоэффективности потребления тепловой
энергии в СОШ №603
Наименование
Замена деревянных оконных блоков с раздельным листовым
остеклением на окна из ПВХ профилей с двухкамерным стеклопакетом с
устройством подоконных досок отливов и откосов
Замена оконных блоков из ПВХ профилей с однокамерным стеклопакетом
на оконные блоки из ПВХ профилей с двухкамерным стеклопакетом с
устройством подоконных досок отливов и откосов
Замена металлических наружных дверных блоков на утеплённые
металлические дверные блоки
Замена дверных блоков из ПВХ профилей на дверные блоки из ПВХ
профилей (главный вход)
Снижение энергетических потерь посредством проведения дополнительного
утепления фасадов здания с внутренней и внешних сторон
Количество,
шт
92
24
5
2
15

16.

Мероприятия по повышению
энергоэффективности здания
Для избежание энергопотерь необходимо
провести утепление со стороны внешнего фасада
здания. Выбран мокрый метод утепления, который
будет заключаться в следующем:
- подготовка поверхностей, монтаж цокольных
профилей, огрунтовка;
приклеивание
плит
утеплителя
на
поверхность стен и крепление плит дюбелями;
- устройство уплотнений в местах примыкания
плит утеплителя к оконным и дверным проемам;
- оштукатуривание и окраска поверхности
фасадов.
Система фасадной теплоизоляции
16

17.

Мероприятия по повышению
энергоэффективности здания
Еще
одним
способом
потребления энергии тепла и
наиболее
высоких
энергоэффективности является
фольгированных отражателей.
сокращения
достижения
показателей
применение
Такой
способ
позволяет
сократить
тепловые
потери
и
повысить
энергоэффективность ориентировочно на 35% от общего числа затрачиваемой энергии.
Схема установки теплоотражателя
17

18.

Разработанные мероприятия по увеличению
энергоэффективности в СОШ №603
Наименование мероприятия
Проведение энергетических обследований школы (энергоаудит)
Проведение мероприятий по поэтапной замене люминесцентных ламп на
энергосберегающие, дроссельные типа ЭПРА, в том числе на светодиодные
во внутреннем освещении
Проведение мероприятий по замене ламп накаливания на
энергосберегающие во внутреннем освещении
Проведение своевременного ремонта технологического и иного
оборудования. Организовать контроль за техническим состоянием
инженерного оборудования.
Осуществление контроля за расходованием электроэнергии, правильной
эксплуатацией электроприборов. Не допускать случаев использования
электроэнергии на цели, не предусмотренные деятельностью Школы
Проведении с учащимися уроков по теме проблем энергосбережения
Срок
выполнения
Планируемые затраты
(тыс. руб.)
1 раз в 5 лет
20,0
Ежегодно
25,0
В течение 5 лет
20,0
По мере
необходимости
18,0
Постоянно
Не требуется
В течение года
Не требуется
18

19. Заключение

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были решены
следующие задачи:
- проведено исследование текущего состояния энергосбережения
образовательного учреждения СОШ № 603;
- проведен анализ технического состояния наружных ограждающих конструкций;
- проведен энергоаудит исследовать инженерное оборудование;
- разработанны мероприятия по повышению энергоэффективности потребления
тепловой энергии в СОШ №603;
- разработанные мероприятия по увеличению энергоэффективности в СОШ
№603.
19

20. Спасибо за внимание!