Текст
                    А. Н. Дмитриев, Ю. А. Табунщиков,
И. Н. Ковалев, Н. В. Шилкин
Руководство по оценке
экономической
эффективности
инвестиций
нергосберегающие
ероприятия
Техническая библиотека НП «АВОК»


Техническая библиотека НП «АВОК» А. Н. Дмитриев, И. Н. Ковалев, Ю. А. Табунщиков, Н. В. Шилкин Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия Москва «АВОК-ПРЕСС» 2005
УДК 330.322.5 ББК 65.26-56 Д53 Выражаем благодарность партнеру по изданию книги — фирме «Арктика» ' АРКТИКА - ПОЛЮС СТАБИЛЬНОСТ! I tUJ IfV." Г * Г I /"ЧОК II ttmJt 1 *. 11" Г • Г I W WW.ARKTIKA.RU Утверждено и введено в действие постановлением Бюро президиума НП «АВОК» от 2 ноября 2005 г. в развитие ПЛ АВОК-7-2005 «Положения об экономическом стимулировании проектирования и строительства энергоэф- энергоэффективных зданий и выпуска для них энергосберегающей продукции». Разработано творческим коллективом НП «АВОК»: Ю. А. Табунщиков, доктор техн. наук, член-корр. РААСН, президент НП «АВОК» — руководитель; А. Н. Дмитриев, доктор техн. наук, начальник управления научно-техниче- научно-технической политики в строительной отрасли Департамента градостроительной по- политики, развития и реконструкции г. Москвы; И. Н. Ковалев, канд. техн. наук, доцент Института управления, бизнеса и права (ИУБиП), г. Ростов-на-Дону; Н. В. Шилкин, доцент МАрхИ. Дмитриев, А. Н., Ковалев, И. Н., Табунщиков, Ю. А., Шилкин, Н. В. Руководство по оценке эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия [Текст] /АН. Дмитриев, И. Н. Ковалев, Ю. А. Табунщиков, Н. В. Шилкин — М.: АВОК-ПРЕСС, 2005. - 120 с. - 4000 экз. - ISBN 5-98267-016-2. Строительство энергоэффективных зданий и внедрение энергосберегающих технологий предполагают освоение долгосрочных инвестиций. В данной книге делается попытка помочь инвесторам сделать обоснованный выбор между «портфельными» инвестициями, инвестициями в другие направления хозяйства и инвестициями в энергосберегающие технологии. Издание адресовано инвесторам, инженерам-проектировщикам, строителям, производителям инженерного оборудования зданий, энергетикам, а также преподавателям и студентам инженерно-строительных и энергетических специальностей. ISBN 5-98267-016-2 © ООО ИИП «АВОК-ПРЕСС», 2005
Содержание Предисловие 7 Глава 1. Мотивация создания энергоэффективных зданий 9 1.1. Энергосбережение - дефицит знаний и мотиваций 9 1.2. О терминологии и сущности понятий 10 1.3. Энергосбережение и потребительские качества здания 14 Глава 2. Основные принципы оценки экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия 19 2.1. Общие положения оценки доходности инвестиций в энергосберегающие мероприятия 19 2.2. Критерии экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия 21 2.3. Обоснование критерия приведенных затрат 24 2.4. Обоснование критерия приведенных затрат в многомерных задачах 26 2.5. Экономическое сравнение инвестиций в энергосберегающие мероприятия и альтернативных способов использования денежных средств 30 2.6. Оценка погрешности непрерывной модели при расчетах критериев экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия 34 2.7. Оценка относительной погрешности основных критериев эффективности инвестиций при замене меняющихся во времени будущих доходов и норм дисконта на их постоянные расчетные значения 36 Глава 3. Методика оценки экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия 39 3.1. Сравнение различных вариантов энергосберегающих мероприятий (этап 1) 39 3.2. Определение экономически оптимальных параметров выбранного варианта энергосберегающего мероприятия по принципу минимума приведенных затрат (этап 2) 41 3.3. Сравнение инвестиций в энергосберегающие мероприятия с другими возможностями использования денежных средств инвестора (этап 3) _ „ .41
Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия
Предисловие Проблема экономии топливно-энергетических ресурсов в строительном секторе - важнейшая проблема второй половины XX — начала XXI веков — кардинальным об- образом может быть решена только на основе экономической привлекательности для инвесторов. Помочь инвесторам сделать обоснованный выбор между инвестициями в энергосберегающие технологии и, например, «портфельными» инвестициями является задачей настоящего Руководства. Настоящая книга названа Руководством в том смысле, что она предлагает упорядочен- упорядоченную систему применения «Методических рекомендаций по оценке эффективности инве- инвестиционных проектов» [11] для оценки экономической эффективности инвестиций в энерго- энергосберегающие технологии теплоснабжения и климатизации зданий. С другой стороны, Руководство разработано в развитие «Положения об экономическом стимулировании проектирования и строительства энергоэффективных зданий и выпуска для них энергосберегающей продукции», разработанного НП «АВОК» и введенного в дейст- действие с 1 июня 2005 года распоряжением руководителя Департамента фадостроительной политики, развития и реконструкции г. Москвы от 12 мая 2005 года № 46. Руководство состоит из пяти глав и приложения. Первая глава освещает вопросы, связанные с мотивацией создания энергоэффек- энергоэффективных зданий. Здесь даны определения различных концепций энергетически эф- эффективных и экологически чистых зданий, таких как «энергоэффективное здание», «пассивное здание», «интеллектуальное здание», «здание высоких технологий». Также в данной главе рассматриваются потребительские качества зданий, поскольку в настоящее время такие потребительские качества здания, как качество микрокли- микроклимата, экологическая безопасность, интеллектуализация здания и т. д. в значительной степени определяют коммерческую привлекательность здания и могут быть решаю- решающими при выборе тех или иных архитектурных и инженерных решений. Во второй главе приведены основные принципы оценки экономической эффек- эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия. Определены критерии эф- эффективности инвестиций. Рассмотрены два варианта использования потока посту- поступающих в результате инвестиций доходов: дисконтирование (использование поступающих доходов в качестве оборотных средств) и наращение (изъятие посту- поступающих доходов из оборота и их реинвестирование). Отдельный раздел посвящен сравнению эффективности инвестиций в энергосбережение и альтернативных спо- способов использования денежных средств инвестора - «портфельных» инвестиций. В третьей главе рассматривается методика оценки эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия, включающая три этапа: сравнение различных ва- вариантов энергосберегающих мероприятий, определение экономически оптимальных параметров выбранного варианта, сравнение инвестиций в энергосбережение с «порт- «портфельными» инвестициями.
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин В четвертой главе приведены примеры оценки экономической эффективности ин- инвестиций в энергосберегающие мероприятия. Кроме этого, рассмотрена зависимость сроков окупаемости инвестиций от стоимости тепловой энергии. Дело в том, что но- новые здания рассчитаны на срок эксплуатации от 50 лет, а их инженерные решения - не менее 10 лет. Поскольку экономическая эффективность инвестиций в энергосбе- энергосберегающие мероприятия находится в прямой зависимости от стоимости тепловой энер- энергии (очевидно, что чем выше стоимость энергии, тем быстрее окупаются технические решения, позволяющие снижать энергопотребление зданий), важную роль для оцен- оценки экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия играет прогнозирование изменения стоимости энергии в период эксплуатации данно- данного энергосберегающего мероприятия. Для оценки зависимости сроков окупаемости инвестиций от стоимости тепловой энергии в данной главе приведены расчеты сро- сроков окупаемости выбранных вариантов при различных значениях стоимости тепло- тепловой энергии (в нашей стране в настоящее время, варианты прогнозов для нашей стра- страны на 2010 год, средние цены в странах СНГ, Восточной и Западной Европы, США). В пятой главе приведены примеры энергоэффективных зданий, построенных в по- последние годы в нашей стране и за рубежом. Это многоэтажные жилые здания в Мос- Москве, по Красностуденческому проезду и в микрорайоне Никулино-2, энергоэффек- энергоэффективный жилой район V1IKKI в Финляндии, а также здание высоких технологий — здание мэрии в Лондоне архитектора Нормана Фостера. В качестве приложения приведено ПЛ АВОК—7-2005 «Положение об экономи- экономическом стимулировании проектирования и строительства энергоэффективных зда- зданий и выпуска для них энергосберегающей продукции». Безусловно, настоящее Руководство не претендует на единственно возможную трак- трактовку проблемы, не допускающую творческого развития. Более того, ряд параметров, содержащихся в методике расчетов, именно нуждаются в творческом подходе и обос- обосновании. К ним относятся: стоимость тепловой энергии на перспективу, расчетная ве- величина дисконта, срок службы энергоэффективного оборудования и др. Так, напри- например, строительство энергоэффективных зданий и внедрение энергосберегающих технологий предполагают освоение долгосрочных инвестиций с горизонтами в нес- несколько десятков лет. Принимать же решения по факторам энергосбережения прихо- приходится сейчас. Очевидно, что ориентировка на текущие заниженные цены на энергию ведет к практически непоправимым стратегическим ошибкам: многие энергосберегаю- энергосберегающие мероприятия окажутся неоправданными и в силу в несколько раз заниженных цен на энергию, и по причине высоких норм дисконта (прежде всего из-за высокой инфля- инфляции). Именно поэтому в расчетах следует принимать прогнозные показатели и на энер- энергетические тарифы (отвечающие соответствующим мировым ценам), и на цены инве- инвестиционного оборудования, и на реальную в будущем процентную ставку Центробанка. По мнению авторов, дальнейшее развитие методики расчетов по оценке эконо- экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия должно учитывать следующие принципиально важные факторы: • рассмотрение энергетических ресурсов как стратегического сырья; • представление о том, что главным мотивом энергосбережения должна быть за- защита интересов будущих поколений, сохранение традиционных источников энергии, но уже как сырья для химической и медицинской промышленности; • необходимость сохранения качества окружающей естественной природной сре- среды и ее улучшения; • стимулирование применения возобновляемых нетрадиционных источников энер- энергии - солнечной энергии, тепла верхних слоев Земли, энергии ветра и т. д.; • повышение потребительских качеств здания путем применения энергосбере- энергосберегающих технологий, одновременно способствующих улучшению качества микро- микроклимата помещений.
Глава 1. Мотивация создания энергоэффективных зданий 1.1. Энергосбережение - дефицит знаний и мотиваций Понимание и содержание термина «энергосбережение» в каждый период времени развития проблемы соответствуют нашим знаниям, нашим техническим возможнос- возможностям и уровню нашей ответственности перед будущими поколениями за расточитель- расточительное расходование природных богатств, а потому постоянно изменяются по мере раз- развития этой проблемы. После первого энергетического кризиса в конце 1973 года термин «энергосбереже- «энергосбережение» означал поиски простейших путей снижения расхода энергии на теплоснабжение и климатизацию зданий. В начале 1990-х годов этот термин означал выбор таких энергосберегающих технологий, которые способствовали повышению качества мик- микроклимата в помещениях. В начале 2000-х годов термин «энергосбережение» связан с понятием «sustainable building», т. е. со строительством таких зданий, которые обеспе- обеспечивают высокое качество среды обитания людей, сохранность естественной окружа- окружающей среды, оптимальное потребление возобновляемых источников энергии и воз- возможность повторного использования строительных материалов и водных ресурсов. Мировая энергетическая конференция (МИРЭК), одна из авторитетнейших между- международных неправительственных организаций энергетического профиля (Советский Союз являлся членом МИРЭК с момента ее создания в 1924 году), еще в 1977 году сфор- сформулировала проблему энергосбережения «как дефицит знаний у специалистов о теп- тепловом поведении зданий и чрезвычайно незначительное использование достижений науки и техники в системах теплоснабжения и климатизации зданий». Возникает вопрос: насколько принципиально изменилась ситуация в энергосбере- энергосбережении при теплоснабжении и климатизации зданий с тех пор, как была сформулиро- сформулирована МИРЭК эта проблема? Прежде всего, следует отметить, что работы по энергосбережению, начиная с 1974 го- года, после энергетического кризиса, во всем мире ведутся широкомасштабно и, как пра- правило, при серьезной финансовой поддержке государственных структур. Важным по- показателем достигнутого является то обстоятельство, что сформулированная во второй половине 1970-х годов доктрина МИРЭК о том, что потребление энергоресурсов на теплоснабжение и климатизацию зданий должно оставаться на существующем в тот пе- период уровне при росте объемов строительства, в развитых странах мира была реализо- реализована уже в начале 1980-х годов. В СССР проблеме энергосбережения уделялось большое внимание; она решалась главным образом за счет применения ограждающих конструкций повышенной тепло- теплозащиты. Начиная с середины 1990-х годов работы по энергосбережению в России проводились достаточно активно, что позволило разработать новые требования к тепло- теплозащите зданий, создать энергетический паспорт зданий, добиться широкого исполь- использования систем регулирования. Однако не был решен главный вопрос о переходе на расчет за потребленную тепловую энергию по показателям теплосчетчиков. До тех пор
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин пока наши здания не оборудованы тепло- и водосчетчиками и пока не осуществляют- осуществляются по ним расчеты, вопрос о реальном потреблении и о путях его уменьшения не име- имеет даже примитивного ответа. Вместе с тем очевидно, что выполненный за многие годы в мире объем работ по энергосбережению является только развитием и накоплением знаний: не осуществил- осуществился принципиальный переход количества в новое качество ни в России, ни в других стра- странах. Новое качество должно заключаться как минимум в том, что принципы проекти- проектирования теплоснабжения и климатизации зданий, которые остаются неизменным с 1970-х годов, должны основываться на рассмотрении здания как единой энергетичес- энергетической системы и на использовании методов системного анализа для выбора оптимальных решений [1,2,3]. Самое главное, что энергетическая стратегия энергосбережения в зда- зданиях должна строиться на формировании и реализации стимулов экономного исполь- использования природных ресурсов. Без этих стимулов как стратегического механизма нель- нельзя надеяться на успешное решение проблемы энергосбережения. Представляется, что главным мотивом энергосбережения должно быть сохранение окружающей естественной среды и даже ее улучшение, а также защита интересов бу- будущих поколений в сохранении традиционных природных источников энергии, но уже как сырья для химической и медицинской промышленности. В обществе не определена законодательным образом ценность энергии как страте- стратегического сырья и как собственности будущих поколений. Отношение к энергии в на- начале 2000-х годов напоминает безответственное отношение к сохранению вооружения в период распада СССР. В некотором смысле последствия могут оказаться такими же драматическими. Усилия по энергосбережению напоминают броуновское движение независимых мелких пульсаций - отсутствует объявленная стратегическая задача и не сформулирована совокупность предельных состояний, которые не должны нарушать- нарушаться ни при каких условиях. Дефицит знаний есть следствие отсутствия систематических научных теоретических и экспериментальных исследований проблемы энергосбереже- энергосбережения. При этом необходимо иметь в виду, что изучение вопроса энергосбережения яв- является более сложной задачей, чем изучение любой проблемы отопления, вентиляции или кондиционирования, т. к. все другие проблемы выступают в этом случае как сос- составные части вполне изученного материала. Жаркие споры вызывает закон о собственности на землю, т. к. он затрагивает инте- интересы многих миллионов людей. Но ведь энергия в определенном смысле представляет не меньшую, а даже большую ценность: земля «не кончается» и форма собственности на нее может меняться, а запасы энергии существенно сокращаются и в обозримом бу- будущем могут кончиться. С таких позиций и следует рассматривать развитие системы энергоснабжения зданий. 1.2. О терминологии и сущности понятий Энергопотребление зданий, которое не было определяющим показателем в прош- прошлом, после мирового энергетического кризиса 1973 года стало доминирующим крите- критерием качества проекта. С течением времени изменялся и расширялся объект изуче- изучения: эффективность использования энергии в здании. Если в самом начале строительства энергоэффективных зданий, вплоть до 1990-х го- голов, основной интерес представляли мероприятия по экономии энергии, то уже с на- начала 1990-х годов приоритет отдается тем энергосберегающим решениям, которые од- одновременно способствуют повышению качества микроклимата. При этом качество микроклимата в этот период уверенно выходит на первый план по сравнению с энергосбережением. В мировом строительстве появилось большое ко- количество зданий, микрорайонов и даже архитектурно-строительных зон, которые были 10
запроектированы и построены на основе различных концепций энергетически эффек- эффективных и экологически чистых технологий. Эти концепции определялись собственны- собственными наименованиями. Наибольшую известность получили следующие из них: • энергоэффективное здание (energy efficient building); • здание с низким энергопотреблением (low energy building); • здание с ультранизким энергопотреблением (ultralow energy building); • здание с нулевым использованием энергии (zero energy building); • пассивное здание (passive building); • биоклиматическая архитектура (bioclimatic architecture); • здоровое здание (healthy building); • умное здание (smart building); • интеллектуальное здание (intelligent building); • здание высоких технологий (high-tech building); • экологически нейтральное здание; • sustainable building; • advanced building. Перечисленные выше концепции энергетически эффективных и экологически чистых зданий, к сожалению, до настоящего времени не имеют научных основ, позво- позволяющих наилучшим образом осуществить их проектирование. В литературе встречаются попытки дать определения каждой из этих концепций. Трудность заключается в том, что в одном и том же строительном объекте, как прави- правило, можно обнаружить реализацию одновременно нескольких различных концепций. Далее, основываясь на литературном материале, попытаемся дать собственное опре- определение некоторых из них. Энергоэффективное здание - здание, в котором эффективное использование энер- энергоресурсов достигается за счет применения инновационных решений, которые осуще- осуществимы технически, обоснованы экономически, а также приемлемы с экологической и социальной точек зрения и не изменяют привычного образа жизни. К энергоэффек- энергоэффективным зданиям могут быть отнесены здания с низким энергопотреблением и здания с нулевым энергопотреблением [4, 5]. Пассивное здание - здание, в котором предусмотрены специальные мероприятия по применению нетрадиционных (возобновляемых) источников энергии, оказыва- оказывающих существенное влияние на снижение потребления энергии от традиционных ис- источников. Автор идеи «пассивное здание» («passive house») - Вольфганг Файст - с 1985 по 1996 год работал в Институте жилищного строительства и окружающей среды (Institut W)hnen und Umwelt, IWU), г. Дармштадт, Германия. В этот период при его участии было разработано и в 1993 году построено первое в мире пассивное здание. Прин- Принципы пассивного здания: использование нетрадиционных источников энергии (со- (солнца, грунта и т. д.), суперизоляция ограждающих конструкций, утилизация теплоты удаляемого воздуха и канализационных стоков, энергопотребление не более 15 Вт/м2 общей площади. Биоклиматическая архитектура - одно из направлений архитектуры в стиле хай-тек, широко использующее остекленные поверхности. Биоклиматическая архитектура — яв- явление в строительстве сравнительно молодое. Основной принцип — гармония с при- природой, желание приблизить человеческое жилище к природе. Экодизайнер Уильям МакДоно пишет: «Я хочу сделать так, чтобы птица, залетев в офис, даже не заметила, что она уже не на улице, а внутри здания». Здоровое здание - здание, в котором приоритетность при выборе энергосберегающих технологий имеют технические решения, одновременно способствующие улучшению микроклимата помещений и защите окружающей среды. Здоровое здание строится с применением экологически чистых строительных материалов. 11
А. Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин Интеллектуальное здание - с точки зрения теплоснабжения и климатизации, зда- здание, в котором потоки тепла и массы в помещениях и ограждающих конструкциях оп- оптимизированы посредством применения компьютерных технологий. К категории интеллектуальных зданий могут быть отнесены умные здания. Здание высоких технологий — здание, в котором экономия энергии, качество микро- микроклимата и экологическая безопасность достигаются за счет использования технических решений, основанных на «сильных» ноу-хау, на правилах «сильного мышления» [6, 7]. Sustainable building - здание, которое находится в экологическом равновесии с че- человеком и окружающей средой. Концепция sustainable building представлена в табл. 1. Таблица 1 Концепция sustainable building Сравнение с т] Особенности эка Положительные аспекты Энергетически нейтралы Уменьшение потребности Использование возобновля- и использования энергии емых источников энергии Оптимальное и затребованной энергии Лимитирование потребности Использование экологичес- использования воды ки чистой воды Эффективный цикл использования воды Здание из нейтральных строи' Снижение потребности i применения строительных материалов Использование экологичес- экологически чистых материалов Строительные материалы повторного использования * Энергетически нейтральное здание - количество и качество потребляемой им энергии не вызывают ощутимых нарушений состояния окружающей среды. ** Водонейтральное здание — количество и качество потребляемой им воды не вызывают ощу- ощутимых нарушений состояния окружающей среды. *** Нейтральные строительные материалы: • их производство не нарушает состояния окружающей среды; • являются экологически чистыми в отношении влияния на микроклимат помещения, • могут использоваться повторно. Буквальный перевод sustainable building означает «поддерживающее здание», но по своему смыслу это выражение означает «жизнеудерживающее здание», «жизнесохра- няющее здание», т. е. здание, которое находится в равновесии с природой и человеком. Sustainable building - это обширная дисциплина, появившаяся как альтернатива стрем- стремлению человека «покорить» природу, что, к несчастью, осуществлялось путем ее разру- разрушения и истощения и сопровождалось желанием создать искусственную среду своего обитания. Эта дисциплина включает в себя изучение возможности использования эко- экологически чистых возобновляемых источников энергии, оптимального использования затребованной энергии, сохранения водных ресурсов, применения строительных ма- материалов повторного использования, улучшения качества среды обитания человека. Однако изучение отдельных аспектов этой проблемы оказывается недостаточным — необходимо в комплексе изучить здание и окружающую среду - их экологическое и энер- энергетическое состояние как единого целого. Очевидно, что это является главной целью теории и практики строительства sustainable building. Хочется предположить, что в резуль- результате этого изучения будут выявлены некоторые предельные состояния, нарушать которые строительная отрасль не должна ни при каких условиях. Эти предельные состояния 12
ке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия будут включать в себя выделение газов, приводящих к парниковому эффекту, потребле- потребление и загрязнение водных ресурсов, образование строительного и бытового мусора и т. д. Приведенные выше определения строительных концепций энергоэффективных эко- экологически чистых зданий XXI века ни в коем случае не следует считать завершенными и не подлежащими критическому переосмыслению. Эти определения отражают лич- личное понимание авторами рассматриваемых строительных концепций, сформулиро- сформулированных на основе знакомства с обширным литературным материалом, участия в спе- специальных конференциях, посещения многих объектов. В основе концепции проектирования современных зданий лежит идея того, что ка- качество окружающей нас среды оказывает непосредственное влияние на качество на- нашей жизни как дома, так и на рабочем месте или в местах общего пользования, состав- составляющих основу наших городов. Такое выделение социальных аспектов является признанием того, что архитектура и строительство развиваются на основе потребностей людей - духовных и материальных. Чрезвычайно важно - может быть, это самая главная идея архитектуры и строитель- строительства XXI века - понимание того, что природа не пассивный фон нашей деятельности, в результате которой должна быть создана новая природная среда, обладающая более высокими комфортными показателями для фадостроительства и являющаяся в то же время энергетическим источником для систем климатизации зданий. Хотелось бы ответить на два следующих вопроса. Первый: почему в мировом экспериментальном строительстве имеет место столь широкая номенклатура зданий на основе различных концепций энергетически эф- эффективных и экологически чистых технологий? Второй: почему эти здания не стали новым стилем в мировой архитектуре и стро- строительстве? По нашему мнению, ответ на первый вопрос заключается в том, что строитель- строительство современных многоэтажных и многофункциональных зданий является молодой отраслью. Такой же молодой, как самолетостроение и даже вычислительная техника. Однако самолетостроение и вычислительная техника во второй половине XX века проявились как ультрапрогрессивные отрасли. Строительство претерпело по сравне- сравнению с ними не столь значительные изменения. Энергосбережение явилось мощным импульсом к изучению проблемы микроклимата и климатизации здания. Используя математическую терминологию, энергосбережение на первом этапе изучения являлось целевой функцией при проектировании здания. По мере изучения проблемы энерго- энергосбережения место целевой функции стали занимать такие проблемы, как, например, использование солнечной радиации в тепловом балансе здания - биоклиматическая архитектура, качество микроклимата - здоровые здания, сохранение окружающей среды — sustainable building, а энергосбережение, по той же математической термино- терминологии, вошло в ранг ограничений решаемой задачи. Что касается ответа на второй вопрос, то главная причина, на наш взгляд, состо- состоит в том, что обыватели еще очень далеки от понимания чрезвычайной важности проб- проблемы качества среды обитания, а специалисты недостаточно изучили эту проблему. С другой стороны, стоимость энергии продолжает оставаться удивительно низкой, и мы еще не умеем оценивать и включать в стоимость энергии ущерб, наносимый бу- будущим поколениям ее неэкономным расточительным использованием, и вред, нано- наносимый окружающей среде в результате ее загрязнения. Существуют ли сегодня обстоятельства, стимулирующие строительство энерго- энергоэффективных и экологически чистых зданий? По нашему мнению, есть как минимум два таких обстоятельства. Первое - потребительские качества здания играют все большую роль при конку- конкурентной борьбе на рынке жилых и общественных зданий (о потребительских качес- качествах зданий см. п. 1.3). 13
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщ> Второе — в результате инфляции и роста стоимости жилья и общественных поме- помещений инвесторы приходят к выводу о нецелесообразности продажи площадей, а о це- целесообразности сдачи в аренду с созданием собственных управляющих компаний по эксплуатации этих зданий. В результате появляется лицо, заинтересованное в сниже- снижении эксплуатационных затрат и, следовательно, во внедрении энергосберегающих тех- технологий при строительстве зданий. Отметим, что благодаря творческому союзу архитектора и инженера создаются энергоэффективные и экологически чистые здания, которые представляют собой про- произведение искусства. К таким зданиям относится энергоэффективное здание «Commerzbanb во Франкфурте-на-Майне, здание высоких технологий - здание мэрии в Лондоне, архитектор Норман Фостер; жилое многоэтажное здание с низким энерго- энергопотреблением в Берлине, Assmann, Solomon & Scheidt; sustainable building в Лондоне, архитектор Билл Данстер; экологически нейтральные здания культурного центра в Новой Каледонии, архитектор Рензо Пиано; здание биоклиматической архитектуры «Helikon Building» в Лондоне, архитектор Шеппард Робсон. 1.3. Энергосбережение и потребительские качества здания Потребительские качества здания — как среды обитания человека — включают в себя требования к системам обеспечения качества микроклимата и экологической безопас- безопасности помещений, энергетической эффективности здания, степени его интеллектуали- интеллектуализации и гармонизации с естественной окружающей средой и т. д. [4]. Современный технически образованный человек, оценивая качество жилища, ин- интересуется как минимум инженерными средствами обеспечения микроклимата, уров- уровнем интеллектуализации помещений, гармонизацией здания с окружающей средой и на основе указанных показателей дает количественную или сравнительную качествен- качественную оценку жилища. К потребительским качествам здания относится достаточно много других показате- показателей, например, наличие в здании вспомогательных, спортивных и других помещений, удаление здания от станции метро. Ниже будут рассмотрены главным образом те показатели потребительских качеств здания, которые относятся к инженерному оборудованию зданий, а именно: сис- системы обеспечения микроклимата, экологическая безопасность, энергетическая эффек- эффективность, степень интеллектуализации, использование альтернативных источников энергии. Такая постановка вопроса не может умалять значимости других потребительских показателей здания, например, акустического и визуального комфорта, инсоляции по- помещений, конструктивных особенностей здания при строительстве в сейсмоопасной зоне или в зоне вечной мерзлоты и т. п. Не следует преуменьшать важность этой проблемы: сегодня во всем мире при кон- конкурсной оценке проектов вопросы обеспечения качества микроклимата и энерго- энергоэффективности здания являются определяющими. Системы обеспечения микроклимата включают в себя устройства и оборудование для обеспечения санитарно-гигиенических показателей помещения: температуры, влажнос- влажности, подвижности и газового состава воздуха, радиационной температуры помещения. Экологическая безопасность жилища - система показателей, значимость которых постоянно возрастает вместе с ростом знаний о радиационной активности строительных материалов и об их влиянии на самочувствие и здоровье людей, о поступлении радо- радона, об аэрозолях и других загрязняющих веществах. Энергетическую эффективность здания принято характеризовать сегодня величиной удельного расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания в холодный 14
Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия и переходные периоды года [8]. Однако этот показатель следовало бы понимать зна- значительно шире, имея в виду установочную мощность системы отопления, затраты энер- энергии на кондиционирование воздуха помещений в течение летнего периода, установоч- установочную мощность системы охлаждения и, наконец, затраты энергии на климатизацию помещения в годовом периоде. Термин «интеллектуализация здания» включает в себя уровень автоматизации систем обеспечения микроклимата помещений. Однако, учитывая сегодняшнюю обстановку, содержание данного термина следует дополнить требованиями к автоматизации систем пожарооповещения и тушения, безопасности и защиты от террористических актов. Термин «гармонизация здания с естественной окружающей средой» означает, что зда- здание - как некоторое искусственное образование в этой среде - должно не только не раз- разрушать или сохранять ее, но даже стремиться к ее улучшению. Минимум показателей влияния здания на окружающую среду включает количество выделения углекислого га- газа от сжигания топлива или бытового газа, количество сточных вод, бытового мусора. Возникает естественное желание иметь методику оценки потребительских качес- качеств здания или жилища. Эта методика при ее завершении и одобрении заинтересо- заинтересованными организациями и ведомствами может быть использована инвесторами и соб- собственниками жилья, а также может быть использована при проведении конкурсов проектов зданий. Уже при обдумывании возможной методологической основы для оценки потреби- потребительских качеств здания обращает на себя внимание то обстоятельство, что показате- показатели имеют различную физическую природу и ряд из них не поддается математическому описанию с последующей возможностью нахождения оптимального сочетания пока- показателей. В сложившейся ситуации методологической основой решения задачи оценки потребительских качеств здания может служить методология экспертных оценок [9]. В соогветствии с последней потребительские качества здания или жилища могут быть описаны и оценены эмпирическим набором ранжированных показателей, которые генерируются группой экспертов по различным методикам. Здесь словосочетание «эмпирический набор» означает набор потребительских качеств здания, установленный экспертами в соответствии с требованиями нормативных и других предписывающих документов, а также с учетом международного опыта требований заказчика-инвесто- заказчика-инвестора, требованиями потребителей и на основе знаний и практического опыта экспертов. Ранжированный ряд (шкала порядка) используется в методологии экспертных оценок для оценки качества: решается вопрос сравнения по принципу «лучше-хуже», «боль- «больше-меньше», а более подробная информация о том, во сколько раз лучше или хуже, часто не требуется. Примерами ранжированного ряда являются двенадцатибальная шкала интенсивности землетрясений, минералогическая шкала Мооса, пятибальная шкала оценки знаний и т. д. Среди потребительских качеств здания будущий владелец, как правило, будет вы- выделять один главный для него потребительский показатель - чаще всего это, безуслов- безусловно, качество микроклимата помещений. Если же на первый план выдвигается необхо- необходимость экономии энергии, то в качестве главного показателя будет выбрана система показателей энергетической эффективности здания. Выбор главного потребительского показателя не исключает необходимость и це- целесообразность учета других потребительских показателей здания. В любом случае сле- следует ввести иерархию показателей, дать их оценку и учитывать при принятии оконча- окончательного решения. Естественно, что иерархическая последовательность показателей также определяется группой экспертов. Как следует из вышеизложенного, методологическая основа экспертных оценок потребительских качеств здания не является набором строго заданных правил, так что оценка значимости потребительских качеств относится к компетенции группы экспер- экспертов, на которых возложена ответственность за этот выбор. 15
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин Рассмотрим очень схематично следующий пример экспертных оценок потреби- потребительских качеств здания. Предположим, что объявлен конкурс на проект 17-этажного жилого здания для строительства в Москве. Группа экспертов объявила, что при срав- сравнении проектов главными потребительскими показателями являются требования к сис- системам обеспечения микроклимата и энергетическая эффективность здания. Другие по- показатели потребительских качеств здания, такие как экологическая безопасность, степень интеллектуализации и гармонизация зданий с окружающей средой, приняты экспер- экспертами в данном случае менее значимыми. Далее эксперты объявили, что принятые к рассмотрению потребительские качес- качества здания характеризуются тремя уровнями показателей: • исходные показатели потребительских качеств зданий; • минимальное необходимое улучшение исходных показателей; • максимально возможные, по мнению экспертов, улучшения исходных показателей. В качестве исходных показателей потребительских качеств проекта приняты суще- существующие нормативные требования к системам обеспечения микроклимата и энерге- энергетической эффективности здания. Ниже приведены предложенные экспертами таблицы для оценки главных потре- потребительских показателей проектов здания, выносимых на конкурс (табл. 2, 3). Таблица 2 Критерии оценки сие Характеристики пока- показателя потребитель- потребительских качеств здания Возможность регули- регулирования температуры внутреннего воздуха Возможность регули- регулирования воздухооб- воздухообмена помещений Исходные показатели Централизованное регулирование в холодный и пере- переходные периоды года Естественная при- точно-вытяжная вентиляция Минимально необходимое улучшение Индивидуальное ре- регулирование в хо- холодный и переход- переходные периоды года Регулируемая естес- естественная приточно- вытяжная вентиляция Максимально возможное улучшение Индивидуальное ре- регулирование в тече- течение всего года Регулируемая естественная при- приточная вентиляция тяжная вентиляция Методика оценки потребительских качеств здания или жилища содержит три клю- ключевых положения: • выбор главного или главных показателей потребительских качеств здания или жилища; • «наполнение» показателей потребительских качеств их характеристиками; • обоснование характеристик значениями исходных показателей, значениями минимально необходимого и максимально возможного улучшения исходных показателей. Опытные специалисты-эксперты вряд ли допустят существенную ошибку в опреде- определении главного и дополнительных показателей и в их «наполнении». Наиболее серьез- серьезная работа будет связана с обоснованием показателей минимально необходимого улуч- улучшения, т. к. их значения содержат в неявном виде дополнительные единовременные затраты и снижение эксплуатационных расходов. Рассмотрим это обстоятельство на примере затрат теплоты на отопление, которые будем характеризовать величиной удельного расхода тепловой энергии на отопление здания в холодный и переходные периоды года и примем эту величину, равной 50 кВт • ч/и2 при общей потребности в тепловой энергии на отопление, равной 830 тыс. кВт*ч. 16
экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие Характеристики показателя Затраты энергии на отопление, кВт • ч/м2 Затраты энергии на вентиляцию, кВт • ч/м2 Затраты энергии на горячее водоснабже- водоснабжение, кВт • ч/м2 Использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии Общие затраты энер- энергии, кВт • ч/м2 Исходные показатели 50 45 ПО Отсутствуют 205 Минимально необхо- необходимое улучшенне 45 39 90 Использование вторичного тепла 174 Максимально воз- возможное улучшенне 40 35 70 Использование нетрадиционных и возобновляемых энергии 145 Примечание. Затраты энергии на отопление здания здесь включают только компенса- «о теплопотерь через ограждающие конструкции за счет теплопередачи. При стоимости тепловой энергии 0,36 руб./кВт • ч годовые затраты на отопление здания составляют 300 тыс. руб. В соответствии с принятой терминологией величина 50 кВт • ч/м2 есть исходный показатель потребительских качеств здания. По мнению экспертов, минимально необходимое улучшение снижения затрат теп- теплоты на отопление должно составлять 10 % при сроке окупаемости не более 6 лет. В ре- результате возможная экономия средств должна составлять 180 тыс. руб. Таким образом, проектировщикам необходимо выбрать такие энергосберегающие мероприятия, обес- обеспечивающие экономию затрат энергии на отопление здания, стоимость которых не превышает 180 тыс. руб. Аналогично оцениваются мероприятия по выбору оборудова- оборудования, обеспечивающего максимально возможное улучшение исходных показателей.
Глава 2. Основные принципы оценки экономи- экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия 2.1. Общие положения оценки доходности инвестиций в энергосберегающие мероприятия Переход национальной экономики на рыночные методы хозяйствования потребо- потребовал пересмотра ранее существовавших директивных методов экономических расчетов при обосновании инвестиционных проектов [10]. К настоящему времени сформиро- сформировались новые нормативы и критерии на базе зарубежного опыта и соответствующих теорий [11,12]. Появились первые работы по использованию новых нормативов в прак- практической деятельности [12, 13, 14, 15, 16]. Но в целом их внедрение в практику проек- проектирования и обучения в учебных заведениях проходит крайне медленно. Взамен единственного критерия эффективности инвестиций в директивной (пла- (плановой) экономике (нормативного срока окупаемости Гнори, год, дополнительных ка- капитальных вложений, который централизованно задавался в пределах 8-12 лет, или минимума приведенных затрат - эквивалента указанной окупаемости) рыночные принципы предполагают несколько критериев, что позволяет с большей разносторон- разносторонностью и глубиной подходить к принятию решений о целесообразности инвестиций. Методологическая новизна рыночных критериев основана на существовании в ры- рыночной экономике понятий прибыль, инфляция, процентные и кредитные ставки, но главное — на необходимости достоверно прогнозировать динамику этих показателей. Стоимостные факторы инвестиций изменяются во времени, следовательно решение вопроса оптимизации инвестиций зависит от умения объективно оценивать и предви- предвидеть макро- и микроэкономический ход событий. Даже небольшая ошибка, как будет показано ниже, способна серьезно исказить истинную ценность капитальных вложе- вложений (инвестиций). Основным экономическим показателем эффективности инвестиций является полный (суммарный) дополнительный доход Д, руб., который может быть получен за срок эк- эксплуатации энергосберегающих мероприятий Та, год. В зависимости от того, каким образом используются потоки будущих доходов, их либо дисконтируют (определенным образом снижают для объективного сопоставления с величиной инвестиций на мо- момент их реализации), либо, изымая из денежного оборота, наращивают (капитализи- (капитализируют). Если промежуточные доходы ДД (/=1,2,..., Тт), руб./год, дисконтируются, то соответствующую величину суммарного дополнительного дохода обозначаем как полный дисконтированный доход ДДТа, руб.; если промежуточные доходы наращива- наращиваются (капитализируются), то соответствующую величину суммарного дополнитель- дополнительного дохода обозначаем как полный наращенный доход НДТсд, руб. Величина суммарного дополнительного дохода определяется посредством: • механизма дисконтирования и наращения (капитализации) поступающих в будущем доходов; 19
А. Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин • оценки срока эксплуатации рассматриваемых энергосберегающих мероприятий Г„; • оценки диапазоноз изменения основных экономических показателей (проме- (промежуточных доходов ДД, поступающих в результате инвестиций, и соответству- соответствующих норм дисконта г*) в зависимости от указанных сроков эксплуатации 7^; • метода экономического моделирования в одномерных и многомерных задачах; • способов принятия решений в условиях многокритериальности и риска. Полчый дисконтированьый доход ДДТ„ за срок эксплуатации Та рассчитывается по формуле, учитывающей разную величину ежегодных доходов ДД и разную норму дисконта/; [17, 18]: = ДД_ + А*. + ... + ^- , A) т" 1 + /; (l + n)(l + r2) (l + /;)...(l + rTJ где ДДТа - полный дисконтированный доход за срок эксплуатации энергосберега- энергосберегающих мероприятий, руб.; г, - норма дисконта в /-м году, 1/год, где /=1,2,..., Г„; дД - промежуточный доход в i-u году, руб./год. В данной формуле Гм является индексом (безразмерной величиной), определя- ющчм число членов ряда. Предположим, что для множества величин промежуточных доходов ДД и норм дисконта /•„ которые достаточно сложно прогнозировать (т. к. необходимо также знать последовательность этих величин по годам), каким-либо образом выбраны такие их расчетные значения ДД, руб., и г, которые обеспечат минимальное отклонение пол- полного расчетного дохода от его значения, рассчитанного по формуле (I). Тогда форму- формула П) иудет выглядеть следующим образом1 Ч Здесь 7^ также является безразмерной величиной, определяющей число членов ряда и показатель степени. Выражение в скобках представляет собой убывающую геометрическую прогрессию. Сумма Та членов убывающей геометрической прогрессии определяется по известной формуле, в результате чего формула B) преобразуется в формулу C), широко исполь- используемую в практике экономических расчетов: ДДт = ДД [1 — A + rVT"] I >"• C) Поскольку учет процента может осуществляться несколько раз в год, формулу C) целесообразно аппроксимировать «непрерывной» формулой [17,18,19]. Полученная формула з предположении непрерывного дисконтирования (а равно непрерывного начисления процентов при непрерывной капитализации) имеет вид д^Тя»д^[1-ехр(-Гиг)]/г. D) В рассмотренном выше случае промежуточные доходы ДД, дисконтировались, т. е. участвовали в обороте денежных средств катились на зарплату, погашение ссуд, выплату дивидендов по акциям и т. д.). Далее рассмотрим вариант, когда промежу- промежуточные доходы ДД капитализируются, т. е. наращиваются под проценты, напри- например, путем дачи их взаймы. Тогда фактор дисконтирования отсутствует, и каждое * Норма дисконта - одно из возможных значений показателя, отражающего выгодность вложения инвестиционных средств в другие активы, помимо средств энергосбережения. Это может быть ставка рефинансирования Центробанка, доходность государстаенньх ценных бумаг, депозитных вкладов коммерческих банков и др.
Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия поступление промежуточного дохода ДД наращивается в течение оставшегося срока эксплуатации энергосберегающих мероприятий. При таком условии аналогом фор- формулы A) является формула [17, 18] НДТа = ДД [A + г2)A + г3)... A + rTJ] + E) + ДД [A + г3)A + г4)... A + rTJ] + ... + ДДТа. Изменив порядок следования слагаемых на противоположный (первое слагаемое становится последним, второе - предпоследним и т. д.) и вновь переходя на расчетные значения доходов ДД и норм дисконта г, имеем НДТа = ДД [1 + A + г) + A + гJ + ... + A + г)т-]- F) Здесь, как и в формуле B), Та является безразмерной величиной, определяющей число членов ряда и показатель степени. Суммируя Г„ членов геометрической прогрессии, в данном случае возрастающей, и затем аппроксимируя «непрерывной» формулой, получим #ДТц = ДД [A + г)т« - 1] / г « ДД [ехр (Г„ г) - 1] / л G) Главное преимущество использования формул D) и G) заключается в том, что про- пропадает необходимость каждый раз задумываться над тем, каков срок начисления про- процентов при расчетах величин будущих доходов. Дело в том, что величина Та может обозначать и число лет (например, Та = 1), и число кварталов G^ = 4), и число меся- месяцев (Г„ = 12), т. е. число периодов в году, после каждого из которых учитывается про- процент. Величина самого процента соответственно уменьшается: при Ги = 1 — гТга = г, при Г„ = 4 — гТа = г/4 и т. д. [17, 18]. Как будет показано в п. 2.6, уменьшение продолжи- продолжительности сроков эксплуатации Го при невысокой норме дисконта г (г < 0,10-0,12) пре- пренебрежимо мало влияет на величины ДДТсд и НДТа, что характерно для нормально раз- развивающейся экономики. Если же норма дисконта существенно меняется из года в год, то она обязательно будет значительна по абсолютной величине. В этой ситуации гово- говорить о целесообразности долгосрочных инвестиций не приходится и первостепенной задачей становится стабилизация национальной экономики. В п. 2.7 показано, что в качестве расчетных параметров ДД и г рационально при- принимать полусуммы предельных верхних и нижних значений прогнозируемых диапа- диапазонов изменения этих параметров в пределах сроков эксплуатации энергосберега- энергосберегающих мероприятий 7^. 2.2. Критерии экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия Важнейшим критерием экономической эффективности инвестиций в энергосбере- энергосберегающие мероприятия является срок окупаемости Тж, год, величины инвестиций К, руб., вызвавших поток доходов ДД, руб./год. Этот критерий дает первое представление о том, приносят ли инвестиции дополнительный доход вообще и насколько быстро это про- происходит. В социалистической экономике этот критерий был единственным и рассчиты- рассчитывался, как будет показано ниже, со значительной отрицательной погрешностью (срок окупаемости при этом «сокращался» в 1,5 и более раз). Это завышало эффективность капитальных вложений, и поэтому зачастую они оказывались неоправданными. Далее будем предполагать, что инвестиции А"единовременны и реализуются в те- течение 1 года. 21
Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А. Табунщиков, Н В Шилкин Очевидно, что сроки окупаемости инвестиций К с учетом дисконтирования или наращения (капитализации) поступающих промежуточных доходов соответственно Г, и Т„ год, определяются путем приравнивания значений ДДТсл и НДТа (по формуле C) и первой части формулы G)) величине К. Несложные преобразования дают соответ- соответствующие формулы [17]: г), (8) ), (9) Т0 = К/ЬД. A0) Показатель То представляет собой срок окупаемости инвестиций без учета вли- влияния времени на получаемые в будущем доходы от инвестиций - бездисконтный срок окупаемости, год. В директивной экономике данный срок окупаемости принимался в качестве главного критерия эффективности. Далее показано, что этот показатель и в рыночной экономике не утрачивает определенного экономического смысла, опре- определяя как быстро начнут окупаться вложенные средства. Если для сроков окупаемости использовать непрерывные модели дисконтирова- дисконтирования и наращения (капитализации), т. е. приравнять инвестиции К экспоненциальным функциям D) и G), то результаты расчетов сроков окупаемости изменятся в меньшую сторону, а формулы для расчетов сроков окупаемости примут следующий вид: 7; =-in A-7; г)/г, (И) Г„ = 1пA + Тог)/г. A2) Рассмотрим следующий пример. Примем инвестиции в энергосберегающие меропри- мероприятия К= 800 тыс. руб., расчетный ежегодный промежуточный доход ДД = 215 тыс. руб./год, расчетную норму дисконта г = 0,15 1/год. Расчет по формулам (8) и (9) дает следу- следующие значения сроков окупаемости инвестиций в энергосберегающие мероприятия: 7; = 5,4 лет, Тя = 3,0 года. Построим график денежных потоков непрерывной инвестиционной модели при указанных выше значениях К, ДД и г (рис. 1). Отметим абсциссы точек пересечения го- горизонтали, соответствующей величине инвестиций в энергосберегающие мероприя- мероприятия К, с экспоненциальными кривыми, соответствующими зависимостям D) и G). Анализ рис. 1 показывает, что бездисконтный срок окупаемости То позволяет предва- предварительно оценить эффективность инвестиций, особенно при невысокой норме дискон- дисконта. Кроме того, он позволяет судить о начальном направлении графика потока поступа- поступающих доходов как при дисконтировании, так и при наращении. Действительно, тангенс угла наклона линейного потока дохода определяется именно этим сроком окупаемости. Срок эксплуатации Го принят равным 12 годам. Вертикальная линия с этой аб- абсциссой может быть разделена на несколько отрезков, длины которых соответствуют численным значениям основных критериев экономической эффективности инвес- инвестиций: длина отрезка ас представляет полный дисконтированный доход ДД-rj длина отрезка cb, равная разнице между ДДТа и инвестициями К, — чистый дисконтированный доход ЧДД, руб.; длина отрезка cd — идеализированный чистый доход ЧД, руб., отвечающий методам социалистической экономики. Показатель ЧДД сам по себе не дает исчерпывающего представления о доходности инвестиций, он должен быть соотнесен с величиной инвестиций в энергосберегающие 22
le экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия мероприятия К. С этой целью используют дополнительный критерий, называемый индексом доходности ИД, который вычисляется по формуле ИД=ЧДД/К. A3) Индекс доходности определяет чистый доход на 1 рубль вложенных средств за пе- период времени Го. Вместо чистого дисконтированного дохода ЧДД при вычислении индекса доходности можно использовать величину полного дисконтированного до- дохода ДДТсл. К.Д.руб 3000. 2500. 2000. 1500. 1000. 500. 0 /  -¦- |b '" 2 "з 3 - дисконтированный доход ДЦ^ 4 - доходы с наращением ВД^ Отметим, что формула A1) имеет экономический смысл лишь при соблюдении неравенства Тог<1. A4) Если указанное неравенство не выполняется, инвестиции не окупаются вообще, поскольку логарифма от отрицательного числа не существует. В этом случае либо ве- велик бездисконтный срок окупаемости Го, что обнаруживает низкую экономическую эффективность инвестиций, либо велика расчетная норма дисконта г, что обнаружи- обнаруживает неудовлетворительную экономическую динамику в стране, высокую инфляцию. Другой вариант невыполнения неравенства A4) - оба указанных фактора значительны по величине. Интересна геометрическая интерпретация бездисконтного срока окупаемости ин- инвестиций То. Если переписать формулу A0) в виде М1=К/Тй, A5) то ДД можно рассматривать как тангенс угла наклона начального участка всех исхо- исходящих из начала координат экспоненциальных кривых потоков доходов (рис. 1).
А. Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин Таким образом, для оценки эффективности инвестиций в энергосберегающие ме- мероприятия необходимо определить следующие исходные данные: • величину инвестиций К для каждого вида энергосберегающего мероприятия; • расчетное значение ежегодного промежуточного дохода ДД за счет экономии энергоресурсов вследствие внедрения энергосберегающих мероприятий (для каждого мероприятия); • расчетное значение нормы дисконта г, • срок эксплуатации энергосберегающего мероприятия Та; а также критерии экономической эффективности инвестиций в энергосберега- энергосберегающие мероприятия: • сроки окупаемости Гд или Тн, рассчитываемые по формулам (8) или (9); • чистый дисконтированный доход ?Д#или чистый наращенный доход (доход при наращениях промежуточных доходов) ЧНД, руб., рассчитываемые по формулам ЧДД = ДДТ„-К, A6) ЧНД=НДТа-К, A7) при этом величины ДДТа1 и НД1а находятся по формулам D) и G); • индексы доходности ИД, определяемые по формулам ИДл = ДДта/К, A8) ИД„ = НДТа/К. A9) 2.3. Обоснование критерия приведенных затрат Критерий приведенных затрат и их минимум, применяемый в плановой экономи- экономике, по своему экономическому смыслу полностью идентичен попарному сравнению вариантов по срокам бездисконтной окупаемости. Его широкое распространение на практике обусловлено более простой формой вычислений при значительном числе сравниваемых вариантов, доходящих порой до бесконечности (например, в случае, когда варианты отличаются лишь каким-либо одним параметром [12, 20, 21]). В [20,22] показано, что в рыночных условиях использование рассматриваемого кри- критерия полностью аналогично применению алгоритма расчета при плановой экономи- экономике, но с заменой коэффициента эффективности капиталовложений в прежнем пони- понимании на коэффициент бездисконтной эффективности ?0 = 1 / То = ЬД1 К. Рассмотрим эту возможность подробнее, используя непрерывную модель. Рассмотрим линейную модель приведенных затрат, использованных в нормативных документах плановой экономики. Согласно [10, 23] из всех сравниваемых, техничес- технически равноценных вариантов наиболее экономичному отвечает выражение 3= К/ Тн^ + Э = КЕк^ + Э-> min, B0) где 3 — приведенные затраты, руб./год; ?«р» = 1 / Т^ - соответствующий коэффициент эффективности инвестиций, 1/год; Э - ежегодные эксплуатационные издержки (затраты), руб./год, включающие амор- амортизационные отчисления Э„, стоимость ежегодного обслуживания Эо, и стоимость го- годовых затрат энергии Э, [12, 13, 20]. Далее обозначим Э, + Эо = 3t0. 24
ке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия Амортизационные отчисления и стоимость ежегодного обслуживания нормируют- нормируются в виде определенного процента от величины инвестиций К. Обозначим эти суммарные отчисления в относительных единицах как ?„, 1/год. Тогда Эы = КЕ1О. Формула B0) в этом случае имеет вид 3 = К (Е^ + ?ао) +Ст F-> min, B1) где Ст - стоимость энергии (тариф), руб./кВт • ч; V— годовое энергопотребление, кВт*ч/год. Рассмотрим метод экономического сравнения двух вариантов инвестиций в ди- директивной экономике по сроку окупаемости, что, как было отмечено выше, эквива- эквивалентно их сравнению по величинам приведенных затрат. Пусть в первом варианте величина инвестиций составляет А',, руб., а во втором вари- варианте - К2, руб., причем А", > К2. Обозначим дополнительные инвестиции АА"= А", — К2, руб. Ежегодные эксплуатационные затраты для первого варианта составят Э„ руб./год, для второго варианта — Э2, руб./год. В общем случае Э, < Э2. Снижение ежегодных эксплуатационных затрат A3=Эг - Э„ руб./год, представляет собой ежегодный проме- промежуточный доход АД Предположим, что человек, принимающий решение о целесообразности допол- дополнительных инвестиций ДА", приводящих к промежуточному доходу АД, назначает при норме дисконта г предельный срок окупаемости Тм инвестиций К{. Пусть на основе формулы D) А* > АД [ 1 - exp (-r TJ] / г. B2) Это означает, что дополнительные инвестиции ДА" экономически неоправданны, потому что их величина превышает полный дисконтированный доход за назначенный срок окупаемости. Перепишем формулу B2) в следующем виде: AA7M>[l-exp(-rrj]/r. B3) Левая часть представляет собой бездисконтный срок окупаемости То. Правая часть формулы B3) также имеет размерность времени (год). Обозначим соответствующий период как некоторое расчетное время Тр, год: 7; = [l-exp(-rrj]/r; B4) и представим формулу B2) в развернутом виде: 1)>Тг, B5) где Тр всегда меньше заданного предельного срока окупаемости Тж и зависит от нормы дисконта г. Получаем аналог приведенных затрат образца плановой экономики, но учитыва- учитывающий фактор дисконта будущих доходов: 3=К/ТР + Э=КЕ3 + Э, B6) r/[l-exp(-rTJ]. B7)
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н. В Шилкин Показатель Е, представляет собой некоторый коэффициент эффективности вза- взамен нормативного Ewm. Отличие первого коэффициента от второго весьма значитель- значительно. Так, при г = 0,15 1/год и 7^ = 8 лет вместо привычного в плановой экономике значения Е^ = 0,125 1/год получаем Е, = 0,215 1/год. При относительно большой норме дисконта г (г > 0,15 1/год) оправданно вернуть- вернуться к дискретной модели расчета величин полных доходов, дисконтированных или ка- капитализируемых: Гр = [1-A+г)-т-]/л B8) тогда коэффициент эффективности равен ?э=1/7; = г/[1-A+г)-т«]. B9) В рассмотренном числовом примере получаем вместо Е, = 0,215 1/год величину 0,223 1/год, что уточняет решение из-за относительно высокой нормы дисконта г =0,15 1/год. Перепишем формулу B1) в следующем виде: 3=K(E, + EJ + 9T->mm C0) или, с учетом формулы B9), в развернутом виде: 3 = К {г/ [1 - exp (-г TJ] + EJ + Э7-> min. C1) На упрощенном числовом примере покажем, что применение коэффициента эффек- эффективности Е,^,, определяемого по формуле B0), вместо Е„ рассчитанного по формуле C0), может приводить к неверному выбору варианта инвестиционного проекта. Например, для условий плановой экономики существует два варианта сооружения государственно- государственного объекта с установленным нормативным сроком окупаемости Тиа1я = 8 лет. Примем, что К, > К2, а Э, < Эг. Пусть в первом варианте инвестиции составляют АГ, = 1200 тыс. руб., еже- ежегодные эксплуатационные затраты составляют Э, = 200 тыс. руб./год; во втором варианте инвестиции составляют К2 = 600 тыс. руб., ежегодные эксплуатационные затраты состав- составляют Э2 = 300 тыс. руб./год. Тогда по формуле B0) приведенные затраты составляют 5, = 1200/8 + 200 = 350 тыс. руб./ год, 32 = 600 /8 + 300 = 375 тыс. руб./ год, что свидетельствует о преимуществе первого варианта. Выполним аналогичные расчеты с учетом дисконтирования будущих доходов. Приняв норму дисконта г=0,18 1/год, получим по формуле B6) с учетом формулы B8), что при- приведенные затраты для первого и второго вариантов соответственно равны 494 и 447 тыс. руб./год (вместо 350 и 375 тыс. руб./год), что свидетельствует в пользу второго варианта. В заключение отметим, что согласно формуле A0) инвестиции Покупаются за 6 лет, а по формуле (8), с учетом дисконтирования, они не окупаются вообще. 2.4. Обоснование критерия приведенных затрат в многомерных задачах В эпоху интенсивного развития капитализма во второй половине XIX века встал вопрос об эффективности инвестиций, особенно в обычной ситуации размещения
Руководство по оценке экономической эффективн ги инвестиций в энергосберегающие мероприятия ограниченного свободного капитала в различных сферах производства. Поскольку в различных сферах ожидались разные величины доходов, необходимо было научить- научиться сопоставлять последние с соответствующими капитальными вложениями (инвес- (инвестициями). Основы теории в данном вопросе заложены маржиналистами, прежде все- всего, немецким экономистом Иоганном фон Тюненом A783-1850) и французским математиком Антуаном Огюстеном Курно A801—1877). Именно эти ученые ввели по- понятие «оптимальности» в экономике, шла ли речь о рациональном объеме производ- производства или рациональных инвестициях в ту или иную область. Идея оптимизации сводилась к следующим представлениям, которые впослед- впоследствии и были записаны в виде формулы B0): 3 = КЕ + Э -» min. С ростом инвести- инвестиций А'в некоторую область (линейно возрастающая функция) происходит снижение производственных (эксплуатационных) затрат Э, что сопровождается ростом дохо- доходов и прибыли. При этом коэффициент Е позволяет привести инвестиции к одному году с целью их сопоставления с ежегодными затратами Э. Логично предположить, что снижение составляющей Э идет по кривой, хорошо аппроксимируемой гипербо- гиперболой. Очевидно, что максимальная эффективность (минимальные затраты 3^) будет отвечать минимальному значению суммы затрат 3 этих двух функций — линейно воз- возрастающей КЕ и гиперболы Э (рис. 2). Рассматриваемые затраты являются функцией от времени либо функцией некоторого иного параметра Л. Немецкий экономист Герман Госсен A810-1858) независимо от упомянутых ученых установил два важных закона, относящихся к функции полезности, которую можно трактовать и как отдачу возрастающего капитала [24]. Трех упомянутых ученых объе- объединяет то, что они, в отличие от представителей классической политэкономии, ана- анализировали нелинейные функции с привлечением адекватных математических мо- моделей. Именно такой подход позволил впоследствии определять оптимальные инвестиции в задачах с непрерывным изменением значений искомых параметров раз- различных устройств и решать многомерные инвестиционные задачи. Многомерные задачи, в отличие от одномерных, рассматривают множество (десят- (десятки и сотни) сравниваемых вариантов инвестиций, решения которых взаимосвязаны. В этом случае соответствующие приведенные затраты 3 являются многомерной целе- целевой минимизируемой функцией. Кроме того, возможность решения нелинейных эко- экономических задач позволила определять оптимальные параметры отдельных функций. Почти вековой опыт применения метода приведенных затрат обнаружил целый класс задач из разных областей науки и техники, описываемых этой моделью. Графи- Графическая интерпретация данной модели представлена на рис. 2. 3, к, Э, руб некоторого параметра Л. Оптималь- > затрат о^, но его осуществле-
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин Одной из первых экономических проблем, решенных с помощью приведенных зат- затрат, была проблема оптимального сечения линии электропередач. Формула Уильяма Томсона (Кельвина) A824-1907) для экономической плотности тока имеет вид C2) где/, - экономическая плотность тока, А/мм2; к - некоторый коэффициент пропорциональности; А — стоимостной показатель материала проводника, руб.Дмм2* км); Р - стоимость электроэнергии, руб./кВт • ч. Величина плотности/,, определяемая по формуле C2), обеспечивает минимум зат- затрат 3, рассчитанный по формуле B0) (рис. 2). В настоящее время упомянутые стоимос- стоимостные показатели на мировых рынках существенно изменились, но принцип выбора оп- оптимального сечения проводов, согласно приведенной формуле, остался неизменным. С учетом дисконтированного множителя — коэффициента эффективности Е, — данная задача решена [20]. Приведем пример из сугубо экономической сферы - минимум средних производ- производственных затрат, определяющих минимальную себестоимость продукции. Соответству- Соответствующий объем продукции часто определяется по формуле вида C2). Соответствующая гра- графическая интерпретация аналогична рис. 2. Здесь также необходимо дисконтировать переменные затраты, которые сопоставляются с затратами фиксированными. И наконец, пример из области строительной теплофизики. В современных ограждающих конструкциях для повышения их тепловой эффективности и снижения расхода теплоты на отопление здания применяют утеплители с низким коэффициентом теплопроводности X. Но стоимость соответствующего материала превышает стоимость обычного строительного материала. Очевидно, что оптимальная толщина 8, м, утеп- утепляющего слоя не зависит от площади ограждающих конструкций, а зависит от соот- соотношения стоимости утеплителя и стоимости сэкономленной за счет использования утеплителя энергии. Соответствующие приведенные затраты в расчете на 1 м2 площа- площади ограждающей конструкции рассчитываются по формуле вида C0): где 3 — приведенные затраты, руб.Дм2 • год); к - удельная стоимость утепляющего слоя, руб./м1; 8 — толщина утепляющего слоя, м; /, - расчетная температура внутреннего воздуха, °С; tH - расчетная температура наружного воздуха, °С; X — коэффициент теплопроводности, Вт/(м • °С). Дифференцируя выражение C3) по искомому параметру 8 и приравнивая полу- полученное уравнение нулю, получаем оптимальное его значение 8,^, м: Остановимся на математическом и экономическом смысле формулы C4). Дифферен- Дифференцирование по переменной 8 допустимо потому, что толщина утепляющего слоя может меняться в любых пределах, т. е. является непрерывной переменной. Тогда оптимальная величина, рассчитываемая по формуле C4), определяется окупаемостью величины «пос- «последнего» приращения толщины 8 за назначенный предельный срок Тж, который вошел в коэффициент эффективности с учетом дисконтирования Е^, 1/год (см. формулу B7)):
Руководство по оценке экономической эффективности инвестиции в энергосберегающие мероприятия Фактор дисконтирования получаемых в будущем доходов от экономии тепловой энергии за счет инвестиций в увеличение угепляющего слоя учитывается самим при- присутствием коэффициента эффективности ?„ определяемого по формуле B9), экви- эквивалентного в данном случае коэффициенту эффективности с удаом дисконтирова- дисконтирования Е,л, рассчитываемому по формуле C5). Если же получаемый после окупаемости инвестиций доход будет наращиваться (капитализироваться), то, как следует из п. 2.1, коэффициент эффективности ?э„ будет иметь вид E,H = r/[cxp(rTJ-l]. C6) Следует отметить, что пути использования будущих доходов непосредственно от- отражаются на решении формул C4), т. е. толщина утепляющего слоя 8 зависит oi то- того, будут ли полученные от экономии энергии доходы использоваться в качества обо- оборотных средств (дисконтироваться), или будут изыматься из оборота л наращиваться (капитализироваться). Разница в величинах 8 определяется разными значениями ко- коэффициентов эффективности Е^, рассчитанного по формуле C5), и Е,н, рассчитан- рассчитанного по формуле C6), эквивалентных коэффициенту ?, в формуле C4). Пусть 8Л - тол- толщина слоя при дисконтировании будущих доходов, а 8Н - при их наращении. Тогда из формулы C4) следует соотношение ън ={г/{\ - ехр (- rTJ]}/{r [ехр (гТм) -1]}'". C7) Проведя расчеты по этой формуле, например, при значениях г = 0,10 и Т— 25 лет получаем 8„ / 8Д = {0,10/ [1-2,72 (-0,10- 25)]}"»/ C8) / {0,10 / [2,72 @,10' 25) - I]} = 3,5 раза. Как видим, капитализация доходов от экономии энергии ведет к редкому увели- увеличению источника этой экономии — толщине теплозащитного слоя, что, в свою оче- очередь, ведет к еще большей экономии энергии. Но эту, дополнительную, экономию рассматриваемая экономическая модель не учитывает. Даже если будущие доходы будут частично капитализироваться, а в остальной час- части дисконтироваться, то толщина утепляющего слоя возрастет в несколько раз по сравнению с вариантом дисконтирования доходов в течение всего периода 7^. Оче- Очевидно, что и расход энергии на отопление в этом случае также снизится. Далее рассмотрим пример многомерной функции приведенных затрат примени- применительно к рассматриваемой теплофизической задаче. Если в распоряжении строителей находится неограниченное количество матери ала для утепляющих слоев или нет никаких технических ограничений на использо- использование энергии для отопления, то для каждого /-го здания оптимальная толщина утеп- утепляющего слоя 8, определяется по формуле вида C4) автономно, независимо от других зданий, регионов страны и т. д. В этом случае многомерная задача распадается ча мно- множество одномерных и общая целевая функция приведенных затрат является сепара- бельной (термин нелинейного программирования). Но при ограничениях на объем утепляющего материала или расход энергии на отопление (или на оба фактора) все эти одномерные задачи становятся взаимосвя- взаимосвязанными балансовыми ограничениями, образуя нелинейную «тогомерную целевую функцию - соответствующие приведенные затраты. Алгоритмы решения таких за- задач существуют (теория Куна-Таккера в лелинейном программировании), но в об- общем случае ?то предполагает довольно сложные вычислительные процедуры. Одна- Однако при линейных балансовых условиях (что имеет место в рассматриваемой задаче) 29
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А. Табунщиков, Н В Шилкин и некоторых особенностях целевых функций, решение можно коренным образом упростить [21, 25]. Общая формулировка задачи при балансовом ограничении 8 на толщину утепля- утепляющего материала имеет следующий вид: найти минимум полных приведенных затрат 3, = к (?, + EJ 15, + !(/„ - О X С, /8, C9) при упомянутом балансовом ограничении 15, = 5,. D0) Упрощенное решение данной многомерной задачи сводится к решению множества автономных задач нахождения оптимальной толщины утепляющего слоя, рассмот- рассмотренных выше, при одном и том же фиктивном повышении Ак стоимости утепляюще- утепляющего материала [21, 25]. Величина Дл: подбирается итерационным методом с учетом ба- балансового ограничения D0). Данная процедура пересчетов не требует больших усилий. Решение многомерной задачи в общем виде при балансовом ограничении D0) на искомые переменные решается путем минимизации функции Лагранжа L=31+XI&I, D1) где X - неопределенный множитель Лагранжа. В настоящее время особую актуальность может приобрести многомерная задача при балансовом ограничении на энергоресурсы. Данная задача также может быть ре- решена путем фиктивного повышения тарифов на тепловую энергию по рассмотрен- рассмотренному выше упрощенному алгоритму. Кроме того, оба упомянутых балансовых ограничения - на толщину утепляюще- утепляющего материала и на энергоресурсы - могут быть рассмотрены совместно. 2.5. Экономическое сравнение инвестиций в энергосберегающие мероприятия и альтернативных способов использования денежных средств В процессе принятия решения о направлении денежных средств инвесторами рас- рассматривается несколько вариантов капитальных вложении: физических (инвестиции в энергосберегающие мероприятия) и «портфельных» (различные виды вложений де- денежных средств под процент). Данные варианты капитальных вложений сравниваются по степени доходности. Наиболее значимым оценочным показателем при этом является чистый дисконти- дисконтированный доход ЧДДи индекс доходности ИД, поскольку данные критерии, определяя меру интегрального эффекта, дают наиболее общую характеристику экономического ре- результата инвестирования. Рассмотрим два различных по форме варианта инвестиций: • Вариант 1. Сумма # инвестируется в энергосберегающие мероприятия (или ком- комплекс энергосберегающих мероприятий). • Вариант 2. Сумма А"вкладывается в «портфельные» инвестиции, т. е. полностью ка- капитализируется (ценные бумаги, например, облигационного вида, депозиты и др.). Преимущество одного из этих вариантов определяется большей величиной полного дохода за период Ги. В варианте 1 величине полного дохода за данный период Та соот- соответствует величина полного дисконтированного дохода ДДТс,; в варианте 2 - величина полного дохода Д. Возможен вариант оценки и по величине чистого дохода. 30
(в экономической эффективн ти инвестиций в энергосберегающие мероприятия В варианте 2 за интервал времени Г„ капитализация дает следующую величину полного дохода: ,)• D2) Приравнивая величину полного дохода Д, рассчитанную по формуле D2), к пол- полному дисконтированному доходу ДДТа при инвестициях в энергосберегающие мероп- мероприятия, рассчитанному по формуле C), можно найти такую величину нормы дискон- дисконта, которая обеспечит экономическую эквивалентность двух рассматриваемых вариантов инвестиций. Таким же способом можно найти норму дисконта г, обеспечивающую приоритет инвестиций в энергосберегающие мероприятия. Соответствующий крите- критерий имеет следующий вид: К/ ДЯ = Г„ < [1 - A + г)"Н / A + г D3) Номограмма, отражающая критерий, определяемый по формуле D3), для пери- периодов Ги, равных 8,12,16 и 20 годам приведена на рис. 3. Алгоритм использования но- номограммы следующий: по известному бездисконтному сроку окупаемости То и задан- заданной норме дисконта г находим на номограмме точку А, определенным образом расположенную относительно семейства кривых срока эксплуатации энергосберега- энергосберегающих мероприятий Та. Если точка А расположена ниже соответствующей кривой ГС1, то предпочтение следует отдавать инвестициям в энергосберегающие мероприятия. Бездисконтный срок окупаемости То, год Срок эксплуатации: 2,8. 2,6. 2,4. 2,2. 2 . 1,8. 1,6. 1,4. 1,2. 1 . 0,8. 0,6. 0,4. 0,2. 0 Щ I'.'A м'Л \ l \ \ \ \\ \ \ 0,05 0, \ \ \ \ \ \ N \ \ \ • 0 \ \ \ \ -• \ \ \ \ \ ¦¦¦¦¦¦¦•¦•¦•••..;- 0,15 Рис. 3. Номограмма для о» том диасонтиромни» и «портфельных» i е мероприятия с уче-
А. Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В. Шилкин Анализ номограммы показывает, что в диапазоне изменения нормы дисконта г > О,10 инвестиции в энергосберегающие мероприятия оказываются более выгодны- выгодными лишь при малых значениях бездисконтного срока окупаемости Го, т. е. при их вы- высокой доходности инвестиций. С увеличением срока эксплуатации энергосберега- энергосберегающих мероприятий область инвестиций в них сужается в пользу «портфельных» инвестиций. Помимо варианта инвестиций в энергосберегающие мероприятия с учетом дис- дисконтирования промежуточных доходов, с вариантом «портфельных» инвестиций ло- логично сравнить вариант инвестиций в энергосберегающие мероприятия с учетом на- наращения (капитализации) промежуточных доходов. Последний вариант также можно трактовать как «портфельные» инвестиции, но по несколько измененной схеме. Таким образом, существует три варианта инвестиций: • Вариант 1. Прямая капитализация имеющихся свободных средств ^(«портфельные» инвестиции); доходность данного варианта определяется по формуле D2). • Вариант 2. Инвестиции в энергосберегающие мероприятия с учетом дисконти- дисконтирования получаемых промежуточных доходов; доходность данного варианта оп- определяется по формуле C). • Вариант 3. Инвестиции в энергосберегающие мероприятия с учетом наращения (капитализации) получаемых промежуточных доходов; доходность данного ва- варианта определяется по формуле G). Тот факт, что доходность инвестиций с учетом наращения (капитализации) полу- получаемых промежуточных доходов всегда выше таковых с учетом дисконтирования про- проиллюстрирован на рис. 1. Поэтому варианты 2 и 3 не подлежат сравнению — капита- капитализация получаемых промежуточных доходов от инвестиций всегда выгоднее варианта использования данных доходов в обороте. Таким образом, следует по очереди сравнить «портфельные» инвестиции (вариант 1) с инвестициями в энергосберегающие мероприятия по вариантам 2 и 3. Сравнение с ва- вариантом 2 было приведено выше (рис. 3). Инвестиции в энергосберегающие мероприятия с учетом наращения (капитали- (капитализации) предпочтительнее варианта «портфельных» инвестиций в случае, если вели- величина полного наращенного дохода ЦДТа, рассчитанная по формуле G), превосходит величину полного дохода Д, рассчитанную по формуле D2), т. е. Д= К(\ + г)т- < ИД1а = ДД[A + г)т- - 1] /г. D4) Отсюда, по аналогии с формулой D3) Го < [A + гУ« - 1] / A + гУ-г=г-> [1 - A + г)-т-]- D5) Еще раз приведем аналогичное выражение для сравнения «портфельных» инвес- инвестиций с вариантом 2 инвестиций в энергосберегающие мероприятия с учетом дис- дисконтирования получаемых промежуточных доходов: Г0<[1-A+г)-Ч/A+г)т-г. D6) Совместим зависимости D5) и D6) на одном рисунке, допустим, при Го = 10 лет (рис. 4). Область 1 - область предпочтительности инвестиций в энергосберегающие мероприятия (предпочтение следует отдать инвестициям в энергосберегающие ме- мероприятия), как с дисконтированием, так и с наращением поступающих промежу- промежуточных доходов. Область 2 — область предпочтительности инвестиций в энергосбе- энергосберегающие мероприятия, но только при наращении поступающих промежуточных доходов. Область 3 - область предпочтительности «портфельных» инвестиций. 32
Руководство по оценке :кой эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия Бездисконтный срок окупаемости То, год ¦vVXNC у/л У/У/. У/У У/У/ УУУ уууу X. \^Х УУУ /у у УУУ 3 V/// \\v\: хл\Х; ^\v ^x.W4 / / У / Рис. 4. Номограмма для определения предпочтительности инвестиций в энергосберегающие мероприятия с; том дисконтирования, наращения и «портфельных» инвестиций при Та = 10 лет Закономерность, выявленная на рис. 3, обнаруживается и при рассмотрении рис. 4. При норме дисконта г = 0,10 и выше эффективность инвестиций в энергосберега- энергосберегающие мероприятия в значительной степени ограничена, если подходить к ним толь- только с экономических позиций. Действительно, вкладывать средства в энергосберега- энергосберегающие мероприятия имеет смысл, если бездисконтный срок окупаемости данных мероприятий составляет не более 2-3 лет. Аналогичные номограммы могут быть построены и для других сроков окупаемос- окупаемости. В главе 3 на рис. 5-9 приведены монограммы для 7^ = 5, 10, 15, 20 и 25 лет. По данным номограммам можно проследить закономерность изменения эффектив- эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия при увеличении долгосрочнос- ти инвестиции. С увеличением срока эксплуатации верхняя граница предпочтитель- предпочтительности инвестиций в энергосберегающие мероприятия понижается, их экономическая эффективность падает. Повышение соответствующей эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия возможно при смещении соответствующих им то- точек пересечения значений Т„ и г в левую часть рассматриваемых номограмм, что пред- предполагает снижение соответствующей нормы дисконта, а значит - и степени инфля- инфляции, и ставки рефинансирования Центробанка, и снижения вообще банковского процента. Это подтверждает известную тенденцию - долгосрочность инвестиций оп- определяется степенью экономического благополучия страны, стабильностью ее эко- экономического роста, качественностью инвестиций и серьезным вниманием к иннова- инновационным процессам [26]. Объективность результатов оценки сравнительной эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия, механизм которой рассмотрен выше, во многом зависит от корректности оценки нормы дисконта г и тенденции ее изменения в пе- период срока эксплуатации энергосберегающих мероприятий Г„. 33
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В U Отечественная экономика находится в настоящее время на стадии начального эко- экономического роста. В соответствии с этим можно приближенно оценить среднюю ве- величину г на ближайший период в 10-15 лет. Диапазон изменения ставки рефинансирования Центробанка гр в ближайшие 10-15 лет будет ограничиваться, скорее всего, значениями 5-15 % (в настоящее время ставка рефинансирования принята равной 13 %). Соответствующий диапазон измене- изменения нормы дисконта можно принять в пределах 7-18 %, поскольку всегда выполняет- выполняется естественное неравенство гр < г. В настоящее время средняя величина г находится на уровне 20-22 %. С другой стороны, ставка рефинансирования не опустится, видимо, ни- ниже 5 %, учитывая малую вероятность годовой инфляции в стране в 2—3 % (такой уровень инфляции характерен для развитых стран с установившейся экономикой). В предполо- предположении варианта стабильно развивающейся экономической ситуации в стране и ориен- ориентируясь на экспоненциально понижающийся процент от высшего предела в 18—20 %, по- получаем средний прогнозируемый уровень нормы дисконта (г = 10 %, или 0,10). Именно эту величину нормы дисконта можно считать ориентировочной в ближайшие годы. 2.6. Оценка погрешности непрерывной модели при расчетах критериев экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия Методическая и вычислительная сложность оценки эффективности инвестиций заключается в умении достаточно просто и вместе с тем с приемлемой точностью рас- рассчитать формулу A) по упрощенной формуле B). Очевидно, что при любой замене формулы A) на выражение B) будет возникать погрешность, зависящая не только от принятых сочетаний ДД и г,, но и от продолжительности срока эксплуатации Та энерго- энергосберегающих мероприятий. Очевидно и то, что прогнозировать изменения указанных показателей возможно лишь в виде диапазонов их изменения в пределах времени Г„. Вероятность выхода за пределы этих диапазонов должна быть минимальна. Внутреннее же местоположение пе- переменных можно считать равновероятным. И хотя в отношении положения экзотери- экзотерической переменной г существует большая определенность (см. ниже), значения рас- расчетных параметров можно принимать равными полусумме соответствующих верхних и нижних пределов, в дальнейшем никак это не обозначая. Оценить относительную погрешность надлежит также для непрерывной модели поведения потока доходов по сравнению с годовым учетом процента. Начнем имен- именно с этого вопроса. В общем виде относительная погрешность применительно к величине дисконти- дисконтированного дохода 8М за время Г„ определяется по формуле Ода = (ДЦ\а - MrJ/ Шта, D7) где Д#'Тц -дисконтированный доход в расчете на непрерывное дисконтирование пос- поступающих доходов. Подставляя формулы C) и D), после элементарных преобразований получаем 8дд = {[1 - exp (-rTJ] I [1 - A + г)-т-]} - 1. D8) Точно таким же образом находится относительная погрешность выражения A2) по отношению к величине срока окупаемости (9): 5b = ln(I +r)/r- 1. D9)
Руководство по оценке экономической эффективности i энергосберегающие мероприятия Значения погрешностей D8) и D9) при изменении нормы дисконта от 0,05 до 0,25, что отвечает наиболее вероятному диапазону ее изменения для нашей страны на бли- ближайшее десятилетие, и при сроке эксплуатации Та = 10 лет приведены в табл. 4. Таблица 4 Относительная погрешность критериев ДД,,. и Т. в непрерывной модели >иТ„=10л< г 6дд,% 0,05 2,0 -2,4 0,10 2,9 -4,7 0,15 3,2 -6,8 0,20 3,2 -8,8 0,25 2,8 -10,7 Анализ табл. 4 показывает, что погрешностью непрерывной модели при расчетах дисконтированного дохода в зависимости от нормы дисконта г можно пренебречь, тем более что соответствующая зависимость имеет выпуклый характер с максимумом при г=0,15-0,20 и последующим понижением. Сроки окупаемости также занижены не сильно, учитывая, что при стабилизации экономического положения страны и эконо- экономическом росте норма дисконта будет монотонно понижаться и никогда не превзой- превзойдет 0,20. Второй параметр, который влияет на относительную погрешность дисконтиро- дисконтированного дохода при использовании непрерывной модели, — срок эксплуатации Гш. Более детальный анализ соответствующей погрешности 8т — в функции от двух пе- переменных г и Та приведен в табл. 5. Таблица 5 Относительная погрешность критерия ДД^ в зависимости от нормы дисконта г и сроков эксплуатации энергосберегающих мероприятий Т„ Ta,roa 10 20 30 0,05 2,00 1,43 1,09 Норма дисконта 0,10 2,90 1,60 0,78 0,15 3,20 1,18 0,42 г 0,20 3,20 0,80 0,17 0,25 2,80 0,49 0,02 Анализ табл. 5 показывает, что непрерывное дисконтирование уточняется по мере роста продолжительности сроков эксплуатации энергосберегающих мероприятий, при этом погрешность пренебрежимо мала. Представим в виде непрерывной модели исходную формулу капитализации по сложным процентам. Точно также можно поступить для любого дохода, положенно- положенного под процент на время Г„. Предположим, что в качестве начального вклада исполь- используются средства инвестирования К. Тогда через п лет образуется сумма = К A + г)т- » К ехр (л TJ. E0) Относительную погрешность перехода на непрерывный учет процентов в форму- формуле E0) при разных нормах дисконта и разных продолжительностях наращения (ка- (капитализации) имеет вид 8Н =[ехр (г Гм) - A + г)Ч / A + г) Результаты расчета по этой формуле сведены в табл. 6. E1)
Л Н Ковалев, Ю А Табун Л, ГОД 10 20 30 5 1,22 2,50 3,6 Норма дисконта 10 4,90 9,95 15,3 15 10,9 22,8 36,3 20 19,5 42,8 70,7 25 31,0 71,7 125,0 Отсюда следует, что прибегать к непрерывной модели в случае капитализации (на- (наращения) промежуточных доходов нужно с осторожностью, ограничиваясь, как пра- правило, условиями г<0,10и Ги<20лет, поскольку погрешность в величине К1а превышает 15-20 % следует, видимо, считать чрезмерной. 2.7. Оценка относительной погрешности основных критериев эффективности инвестиций при замене меняющихся во времени будущих доходов и норм дисконта на их постоянные расчетные значения Принятие инвестиционных решений основано на двух основных критериях: • срок окупаемости инвестиций Тж; • полный дисконтированный доход ДДТа за срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий Тш. Величина ДДТа определяет, в свою очередь, два остальных критерия эффективнос- эффективности - чистый дисконтированный доход ЧДЦн, что то же, но в относительных едини- единицах, индекс доходности ИДй. Особенность рассматриваемого вопроса заключается в высокой степени неопре- неопределенности двух основных показателей, характеризующих эффективность инвести- инвестиций - величин предстоящих доходов ДД в /-м году и соответствующих норм дискон- дисконта г, (/ = 1,2, ..., /). Первые по своей сути эндогенны, зависят от внутренних свойств проектируемой системы, вторые - экзогенны, поскольку определяются внешними условиями экономического развития национальной экономики. Кроме того, модель дисконтирования обладает, в соответствии с формулой A), вы- высокой нелинейностью, что в условиях упомянутых неопределенностей создает допол- дополнительные сложности. В литературе зачастую данной стороне проблемы не уделено должного внимания. Задача чаще всего решается в детерминированной постановке, при отсутствии необ- необходимых обоснований для участвующих расчетных величин. Рассмотрим вариант приближенной оценки эффективности инвестиций за срок эксплуатации Та посредством использования единых расчетных значений величин ДД и г. В условиях, когда срок эксплуатации составляет 8-25 лет, при прогнозирова- прогнозировании речь может идти лишь об оценках границ диапазонов их изменений. В этом слу- случае за недостатком оснований в качестве расчетных значений ДД и г обычно прини- принимают полусуммы соответствующих граничных величин. Но тогда следует оценить 36
Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия относительные погрешности критериальных величин Тж и ДД при различных вари- вариантах реального изменения во времени текущих значений ДД и гх. В п. 2.7 данный вопрос исследуется в трех постановках. В качестве теоретической базы использовались результаты, полученные в [27]. 1. Рассматриваются четыре экстремальные модели последовательностей во време- времени ДД и г, при Та = 8, 12, 16 лет. 2. Экзогенные переменные г, и эндогенные переменные ДД, моделируются мето- методом случайных чисел в заданных пределах. В качестве таковых принимаются для каждого года в будущем: а) для нормы дисконта г = 0,05-0,15; б) величины до- доходов ДД различаются в 2 раза. 3. Изменение во времени нормы дисконта г, принимается экспоненциальным (де- (детерминировано) при одновременном моделировании ежегодных доходов ука- указанным способом случайных чисел. Рассмотрим варианты изменения параметров, при которых возможны максималь- максимально неблагоприятные последствия (анализ экстремальных моделей). Наиболее экстре- экстремальными случаями будут, по-видимому, ситуации, когда какое-либо время (допустим, половину срока эксплуатации) эти величины будут принимать нижнее значение из ин- интервала (min), а в оставшийся период — верхнее (max). В связи с этим рассматривают- рассматриваются четыре возможные комбинации: A) ежегодный доход ДД в первую половину срока эксплуатации принимает мини- минимальное значение (ДД= 1), во вторую - максимальное (ДД= 2), а норма дискон- дисконта/-, наоборот, в первой половине максимальна (г= 0,15), аво второй — минималь- минимальна (г =0,05); Б) ежегодный доход ДД в первой половине максимальный (ДД = 2), во второй - минимальный (ДД= 1); норма дисконта г сначала минимальна (г = 0,05), а затем максимальна (г = 0,15); B) ежегодный доход ДД и норма дисконта г сначала принимают минимальные зна- значения A и 0,05 соответственно), а затем максимальные — 2 и 0,15. Г) ежегодный доход ДДи норма дисконта г сначала максимальны, затем минимальны. Для данных вариантов были определены погрешности вычисления полного дискон- дисконтированного дохода ДДТа, полученного расчетным способом (при «серединных» значе- значениях ДДи г) относительно точного значения ДДТа, определенного по формуле A6). примаксимол Вариант А Б В Г Г„ = 8лег 14 -18 -3 3 Г„ = 12лег 20 -27 -5 5 1лейДДиг,,% Г„=16лег 25 -36 -7 6 Полученные результаты представлены в табл. 7. Из нее следует, что пренебрежимо небольшая погрешность возникает в случае синфазного изменения рассматриваемых параметров (варианты В и Г)- Трудно отдать предпочтение какому-либо из этих двух ва- вариантов, поскольку при реальном снижении величины г маловероятно аналогичное по- поведение ежегодного дохода от инвестиций. В варианте В предположение о росте нормы дисконта свидетельствует о резком ухудшении экономической ситуации в стране, что не конструктивно для инвестиционных проектов в нормальных условиях. Определенный интерес представляет вариант А, поскольку оба параметра ме- меняются во времени достаточно правдоподобно. Но значительные положительные 37
А. Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин погрешности создают неоправданно завышенную оценку инвестиций. В варианте Б наблюдается обратная картина. Отсюда следует, что рассмотренная возможность с экстремальными моделями но- носит, прежде всего, дидактический характер. К сожалению, нельзя утверждать, что в экстремальных обстоятельствах расчеты можно вести по полусуммам предельных зна- значений Д и г. Рассмотрим стохастическую модель. Используя методы имитационной системы, можно оценить погрешность вычисления ДД, задавая значения этих параметров слу- случайными числами в пределах указанных диапазонов. Как было отмечено выше, диапазон изменения нормы дисконта принят в пределах 0,5-0,15, а годовой промежуточный доход имеет двукратное увеличение. Возможность задания данного диапазона изменения г довольно подробно рассмотрена в [14, 15]. Вычисления, произведенные по указанному выше способу, показали, что лишь в 10 % экспериментов погрешность достигала порядка 20 %. Причем с увеличением сро- срока эксплуатации максимальная погрешность уменьшается (для 16 лет ее максимум сни- снижается до 11 %). Средняя погрешность составляет 11 % при сроке эксплуатации 8 лет, 9 % — при 12 годах и 6 % — при 16 годах службы энергосберегающих мероприятий. Обобщая итоги вычислений, можно сделать вывод, что использование расчетных значений ДД и г для оценки критерия ДД вполне оправдано в варианте случайных из- изменений этих параметров по годам. Средняя погрешность при этом не превышает 10 %. Рассмотрим экспоненциальную модель изменения нормы дисконта. Наиболее вероятный вариант изменения значения дисконта, как уже говорилось, - его плавное (по экспоненте) снижение от верхней к нижней границе ожидаемого диапа- диапазона значений данного параметра [14,15]. Диапазон изменения ставки рефинансирова- рефинансирования Центробанка в ближайшее время A0-15 лет) будет ограничиваться, скорее всего, существенными значениями 5—15 %, что обусловливает значительную нелинейность эффекта инвестиций. Пусть норма дисконта ограничена этими же значениями процен- процента (хотя реально она на несколько процентов ее превышает). Предполагая вариант ста- стабильно развивающейся экономической ситуации, ориентируемся на экспоненциально понижающийся процент. Оценим погрешность ДД, рассчитанного по средним значе- значениями нормы дисконта г и ДД, по сравнению с ДД7, рассчитанному при случайных зна- значений ДД, из заданного диапазона и изменении значений г, по экспоненте. Статистическая обработка выходной информации к рассмотренной модели показы- показывает: средняя погрешность вычислений не превышает 11 %; кроме того, получение от- отрицательных погрешностей благоприятно в том плане, что занижая эффект инвести- инвестиций, создает определенный «запас» (или надежность) при принятии инвестиционных решений. И в методе случайных чисел, и в случае изменения г по экспоненте относительная погрешность 5 в определении критерия ДД^ невелика, поэтому в большинстве слу- случаев в качестве расчетных значений ДД и г можно принимать средние значения по за- заданным прогнозируемым пределам.
Глава 3. Методика оценки экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия Оценка экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероп- мероприятия производится в три этапа: • этап I — сравнение различных вариантов энергосберегающих мероприятий на ос- основе расчета и сопоставления критериев экономической эффективности инвес- инвестиций в энергосберегающие мероприятия; выбор наиболее эффективного в ука- указанном смысле решения (п. 3.1); • этап 2 - определение экономически оптимальных параметров выбранного вариан- варианта энергосберегающего мероприятия по принципу минимума приведенных затрат; этап выполняется только для конструктивно-технологических решений, параметры которых могут меняться непрерывно (например, толщина теплоизоляции) (п. 3.2); • этап 3 — сравнение инвестиций в энергосберегающие мероприятия с другими воз- возможностями использования денежных средств инвестора (например, их исполь- использования в качестве «портфельных» инвестиций) (п. 3.3). При определении экономической эффективности инвестиций принимается, что дополнительные капитальные вложения (инвестиции) в энергосберегающие мероп- мероприятия К приводят к ежегодному расчетному промежуточному доходу ДДза счет эко- экономии энергоресурсов в течение всего срока эксплуатации в зданиях энергосберега- энергосберегающих мероприятий Та. Инвестиции — единовременны (реализуются в течение 1 года); норма дисконта г берется расчетной за срок эксплуатации Та. 3.1. Сравнение различных вариантов энергосберегающих мероприятий (этап 1) Сравнение различных вариантов энергосберегающих мероприятий производится на основе расчетов и сопоставления следующих критериев экономической эффек- эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия: • срок окупаемости инвестиций; • чистый доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энерго- энергосберегающих мероприятий; • индекс доходности инвестиций, обеспечивающих указанный доход. Перечисленные выше показатели могут рассчитываться в двух вариантах: • при дисконтировании поступающих доходов за срок эксплуатации энергосбе- энергосберегающих мероприятий - если полученные в результате инвестиций в энерго- энергосберегающие мероприятия промежуточные доходы используются в качестве обо- оборотных средств (первая схема); • при наращении (капитализации) указанных доходов - если полученные в резуль- результате инвестиций в энергосберегающие мероприятия промежуточные доходы ис- используются в виде «портфельных» инвестиций (вторая схема). 39
^ Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин В зависимости от схемы использования получаемых промежуточных доходов ука- указанные критерии рассчитываются по разным формулам. 3.1.1. Срок окупаемости инвестиций. 3.1.1.1. Срок окупаемости инвестиций с учетом дисконтирования поступающих до- доходов за счет экономии энергоресурсов Тй, год, (первая схема) определяется по формуле Г, = -1п[1-гГ0]/1пA+г), E2) где г - расчетная норма дисконта; норму дисконта рекомендуется принимать равной 10-12%, т.е. г =0,10-0,12; То - бездисконтный срок окупаемости инвестиций, год; определяется по форму- формуле E3) (п. 3.1.1.2). 3.1.1.2. Бездисконтный срок окупаемости инвестиций То, год, определяется по формуле Т0 = К/Щ, E3) где К- инвестиции в энергосберегающие мероприятия, руб.; АД — ежегодный расчетный промежуточный доход за счет экономии энерго- энергоресурсов в течение всего срока эксплуатации энергосберегающих мероприятий, руб./год. 3.1.1.3. Срок окупаемости инвестиций при условии наращения (капитализации) поступающих доходов (вторая схема) за счет экономии энергоресурсов Г„, год, опре- определяется по формуле Гн = 1п[1+г7а/1пA+г). E4) 3.1.2. Чистый доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий. 3.1.2.1. Чистый дисконтированный доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий ЧДД, руб., (первая схема) опреде- определяется по формуле ЧДД = ДДТа-К, E5) где ДДТа — полный дисконтированный доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий, руб.; определяется по форму- формуле E7) (п. 3.1.3.1). 3.1.2.2. Чистый доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий при наращении (капитализации) поступающих до- доходов ЧНД, руб., (вторая схема) определяется по формуле ЧНД=НДТа-К, E6) где НДТа - полный доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий при наращении (капитализации) поступающих до- доходов, руб.; определяется по формуле E8) (п. 3.1.3.2). 3.1.3. Полный доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий. 3.1.3.1. Полный дисконтированный доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий ДДТа, руб., (первая схема) оп- определяется по формуле 40
эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия ДЦТсл = &Д[1-A+г)-ъ]/г, E7) где Та — срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий, год; определяется по нормативным показателям или по данным фирм-производителей. 3.1.3.2. Полный доход за счет экономии энергоресурсов за все время эксплуата- эксплуатации энергосберегающих мероприятий при наращении (капитализации) поступающих доходов НДТа, руб., (вторая схема) определяется по формуле НЦТа = М[A+г)ь-1]/г. E8) 3.1.4. Индекс доходности инвестиций. 3.1.4.1. Индекс доходности инвестиций при условии дисконтирования всех пос- поступающих доходов ИД2 в течение срока эксплуатации энергосберегающих меропри- мероприятий (первая схема) определяется по формуле ИДь = ДД^/К. E9) 3.1.4.2. Индекс доходности инвестиций при условии наращения (капитализации) всех поступающих доходов ИД„ в течение срока эксплуатации энергосберегающих ме- мероприятий (вторая схема) определяется по формуле ИДН = НД^/К. F0) 3.2. Определение экономически оптимальных параметров выбранного варианта энергосберегающего мероприятия по принципу минимума приведенных затрат (этап 2) 3.2.1. Этап выполняется только для вариантов энергосберегающих меропри- мероприятий, параметры которых могут меняться непрерывно (например, толщина тепло- теплоизоляции). 3.2.2. Приведенные затраты 3, руб./год, определяются по формуле 3=КЕ, + Э, F1) где Э — ежегодные эксплуатационные издержки (затраты), руб./год, учитывающие экономию энергоресурсов за счет инвестиций К; Е, - коэффициент эффективности инвестиций, 1/год, рассчитываемый по формуле E, = r/[l-zxp(-rTJ], F2) где Тж - назначенный инвестором срок окупаемости инвестиций, год. 3.3. Сравнение инвестиций в энергосберегающие мероприятия с другими возможностями использования денежных средств инвестора (этап 3) Для сравнения инвестиций в энергосберегающие мероприятия с другими возможнос- возможностями использования денежных средств инвестора применяются номограммы (рис. 5—9), составленные для сроков эксплуатации энергосберегающих мероприятий 7^, = 5,10, 15, 20 и 25 лет соответственно (соответствующие номограммы могут быть составлены для любых сроков эксплуатации энергосберегающих мероприятий). 41
А. Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин Номограммы используются следующим образом. По известному бездисконтному сроку окупаемости То, определяемому по формуле E3), и заданной норме дисконта г на- находим на номограмме точку А, попадающую в одну из трех областей. Попадание в об- область 1 свидетельствует о целесообразности инвестиций в энергосберегающие меропри- мероприятия при дисконтировании соответствующих доходов. Попадание точки А в область 2 существенно расширяет зону эффективности инвестиций в энергосберегающие мероп- мероприятия по сравнению с наращением получаемых доходов. Попадание точки А в область 3 означает отказ от использования свободных средств для инвестиций в энергосберега- энергосберегающие мероприятия и полный переход на «портфельные» инвестиции. Бездисконтный срок окупаемости Го, год УУ/ УУ/ УУУ У>/ У/У УУУ 3 ^\Xi У/У/. /У/, V//, V/7, Рис. 5. Номограмма для oi учетом дисконтирования, и 4ий ¦ энергосберегающие мероприятия с лездисконтный срок окупаемости Го, год УА УУ V/ V/ У/ Уу УУ У/ V, У/ V ' ' \\\\ V\\4 ///> '//А УУ// ¦ 3 //У/, ч\\\ч \\\\ N\ \х N \\\ч \\\ \\\ 0,10 0,15 0,20 Рис. 6. Номограмма для oi и «портфельных» инвестиций при Г. в 10 лет 42
Руководство по оценке экономической эффективно в энергосберегающие мероприятия Бездисконтный срок окупаемости То, год Ул\> УДУ Рис. 7. Номограмма для определения предпочтительности инвестиций в энергосбере учетом дисконтирования, наращения и «портфельных» инвестиций при Т„ = 15 лет Бездисконтный срок окупаемости То, год У\ Л\У о\\\; Рис. 8. Номограмма для определения предпочтительности инвестиций ¦ энергосберегающие мероприятия с учетом дисконтирования, наращения и «портфельных» инвестиций при Т„ = 20 лет
Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шил Бездисконтный срок окупаемости То, год Рис. 9. Номограмма для учетом дисконтирования, наращения и «портфельных»
Глава 4. Примеры оценки экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия В настоящей главе приведены примеры оценки эффективности инвестиций в энерго- энергосберегающие мероприятия. При их рассмотрении следует учитывать, что точные зна- значения стоимости оборудования, его монтажа, степень снижения удельного расхода теплоты на отопление и вентиляцию возможно получить только при составлении сметы конкретных работ, после детального расчета теплоэнергетических характерис- характеристик здания и уточнения их по результатам натурных испытаний. Кроме этого, зара- заранее неизвестно, какой будет точная стоимость эксплуатации энергосберегающих реше- решений (изменение стоимости рабочей силы) и стоимость энергии (некоторые соображения по оценке стоимости энергии приведены в п. 4.5) в течение срока эксплуатации. В связи с перечисленными факторами приводимые ниже примеры следует считать «упро- «упрощенными». Оценка эффективности инвестиций проводилась в соответствии с методикой, из- изложенной в главе 3, на основе расчета и сопоставления критериев экономической эф- эффективности инвестиций (этап 1). При оценке эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия сле- следует отметить ряд важных обстоятельств. • Методология проектирования энергоэффективного здания должна основываться на системном анализе здания как единой энергетической системы [ 1,4]. Представ- Представление энергоэффективного здания как суммы независимых инновационных ре- решений нарушает принципы системности и приводит к потере энергетической эффективности проекта. Из этого следует, что существенная экономия энерго- энергоресурсов может быть достигнута только при внедрении комплекса энергосбере- энергосберегающих мероприятий. Например, при устройств? в здании авторегулируемой (гигрорегулируемой) вентиляции экономия энергоресурсов может быть достигну- достигнута только в случае использования регулируемой системы отопления, поскольку при снижении теплопотерь за счет вентиляционного воздухообмена необходимо соот- соответственно уменьшить теплоотдачу отопительных приборов; в противном случае возможен перегрев помещений. Примеры следует считать «упрощенными» также с учетом данного обстоятельства. • Максимальный эффект от внедрения энергосберегающих мероприятий может быть достигнут только в случае их массового применения. Примеры 4 и 5 иллюс- иллюстрируют это обстоятельство. Пример 4 рассчитан для случая внедрения энерго- энергосберегающего мероприятия в одном здании, а пример 5 — для случая внедрения такого же энергосберегающего мероприятия в 10 зданиях. Общие единовременные дополнительные капитальные вложения (инвестиции) во втором случае возрас- возрастают не в 10 раз, а примерно в 7 раз за счет оптовой скидки на стоимость обору- оборудования. При этом чистый доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий возрастает, а срок окупаемости инвестиций уменьшается по сравнению с первым случаем. 45
А I- Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин • Экономическая эффективность внедрения энергосберегающих мероприятий нахо- находится d прямой зависимости от стоимости энергии (чем выше стоимость энергии, тем быстрее окупаются технические решения, позволяющие снижать энергопот- энергопотребление зданий), а поскольку энергосоерегающие мероприятия в зданиях рассчи- рассчитаны, как правило, на достаточно длительный срок эксплуатации, важную роль для оценки экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероп- мероприятия играет прогнозирование изменения стоимости энергии за срок эксплуата- эксплуатации данного энергосберегающего мероприятия. Это обстоятельство будет отдель- отдельно рассмотрено в п. 4.5. • Современные техничгскне решения, обеспечивающие экономию энергоресурсов, зачастую одновременно способствуют повышению качества микроклимата (ка- (качества среды обитания человека), т. е. повышению потребительских качеств зда- здания, защите окружающей среды и т. д. В связи с этим при принятии окончатель- окончательного решения об использовании тех или иных энергосберегающих мероприятий в здании, наояду с оценкой экономической эффективности, могут учитываться и другие соображения количественного и качественного характера. 4.1. Постановка задачи Определить критерии экономической эффективности инвестиций при внедрении в здании серии П44Т следующих вариантов энергосберегающих мероприятий: • Вариант 1. Устройство индивидуального теплового пункта (ИТП). • Вариант 2. Устройство регулируемой системы отопления с терморегуляторами прямого действия на каждом отопительном приборе: на каждом трубопроводе, подводящем теплоноситель к радиатору, устанавливается радиаторный термо- терморегулятор прямого действия с термоэлементом. • Вариант 3. Устройство регулируемой системы отопления с терморегуляторами на каждом отопительном приборе с электрическим управлением: на каждом трубо- трубопроводе, подводящем теплоноситель к радиатору, устанавливается клапан с тер- термоэлектрическим нормально открытым приводом, привод соединяется с электро- электромеханическим комнатным термостатом. • Вариант 4. Устройство авторегулируемой (гигрорегулируемой) системы венти- вентиляции с естественным притоком через гигрорегулируемые приточные клапаны и с естественной вытяжкой через гигрорегулируемые вытяжные решетки, уста- установленные в помещениях ванной комнаты и санузла. • Вариант 5. То же, что и вариант 4, но энергосберегающие мероприятия внедря- внедряются в 10 зданиях указанной серии. В этом случае уде; ьные единовременные дополнительные капитальные вложения (инвестиции) уменьшаются примерно на 30 % за счет оптовых скидок на стоимость оборудования. • Вариант 6. Устройство авторегулируемой (гигрорегулируемой) системы вентиляции с естественным притоком через гигрорегулируемые приточные клапаны и с меха- механической вытяжкой из помещений кухни, ванной комнаты и санузла через гигро- гигрорегулируемые вытяжные решетки посредством центрального вытяжного вентилятора. • Вариант 7. Устройство поквартирной механической приточно-вытяжной венти- вентиляции с утилизацией теплоты удаляемого воздуха. Компактный приточно-вытяж- приточно-вытяжной агрегат с пластинчатым рекуперативным теплоутилизатором размещается в подшивном потолке туалета. Забор наружного воздуха осуществляется через от- отверстие в наружной стене или из остекленной лоджии. Приточные воздуховоды разводятся в жилые комнаты. Удаляемый воздух забирается из помещений кухни, ванной комнаты и санузла. Теплота удаляемого воздуха используется для подо- подогрева приточного посредством пластинчатого рекуперативного теплоутилизатора. 46
ю оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие (мероприятия Критерии экономической эффективности рассчитать по двум схемам: с учетом дис- дисконтирования и наращения (капитализации) поступающих доходов. Норму дисконта принять равной 10 %, т. е. г = 0,10. Стоимость энергии принять равной 0,77 руб./кВт • ч. 4.2. Исходные данные 4.2.1. Характеристики объекта Здание серии П44Т-1/17Н1 (рис. 10). 17 этажей A-й этаж нежилой), 2 секции, 128 квартир D квартиры на этаже). Пло- Площади квартир приведены в табл. 8. 5,32 м 2 5,32 м 2 Рис. 10. План типового этажа Помещение 1-комнатная квартира 2-комнатная квартира 2-комнатная квартира 3-комнатная квартира Итого, этаж Итого, секция Итого, здание Площадь жилых комнат, м2 18,9 30,3 33,7 44,8 127,7 2043,2 4086,4 Общая площадь квартиры, м' 37,8 51,0 60,0 75,8 224,6 3593,6 7187,2
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин 4.2.2. Наружные ограждающие конструкции Приведенные сопротивления теплопередаче и площади наружных ограждающих конструкций приведены в табл. 9. Стены - трехслойные железобетонные панели толщиной 280 мм на дискретных связях ДС. Наружный слой толщиной 75 мм из мелкозернистого бетона плотностью у = 2300 кг/м3; внутренний слой из тяжелого бетона плотностью у - 2400 кг/м3; слой утеплителя толщиной 130 мм из полистирольного пенопласта с теплоотражающим слоем (ТОС). Пароизоляция в виде полиэтиленовой пленки между внутренним сло- слоем бетона и слоем утеплителя. Наружная отделка - облицовка керамической плиткой толщиной 15 мм (под кирпич). Стыки панелей «открытые», в местах лоджий — «закрытые». Герметизация «от- «открытых» стыков (слои перечисляются от наружной поверхности стены к внутренней): • горизонтальных: прокладка из минеральной ваты на синтетическом связующем ГОСТ 9573-82 в обертке «Бутерол» ТУ 38-3-005-82; плиты пенополистирольные без антипирена (ПСБ) ГОСТ 15588-86*; • вертикальных: водоотбойная алюминиевая лента; воздухозащитная лента «Герволент» ТУ 21-29-46-78; прокладки пенополиэтиленовые «Вилатерм-СП» ТУ 6-05-221-762-84; утепляющие вкладыши из минераловатных плит на син- синтетическом связующем марки П125 ГОСТ 9573-82* в обертке из стеклоткани ГОСТ 19170-73. Перекрытие над техническим подпольем и под теплым чердаком - сплошные пол- полнотелые железобетонные панели толщиной 140 мм. Полы в жилых комнатах, передних и коридорах квартир из паркетной доски ГОСТ 862.3-86 толщиной 15 мм. Подготовка под полы - два слоя мягкой ДВП ГОСТ 4598—86* общей толщиной 25 мм, каждый слой на горячей мастике. «Теплый» чердак с плоской крышей. Плоская крыша — трехслойные железобетонные плиты толщиной 145-210 мм с реб- ребрами по контуру высотой 300 мм. Нижний слой толщиной 30 мм и верхний толщи- толщиной 30-105 мм из тяжелого бетона плотностью у = 2400 кг/м3. Утеплитель ПСБ-25 ГОСТ 15588-86* толщиной 75 мм. Кровля безрулонная, покрытая мастикой «ЭГИК-У» в заводских условиях. Перекрытия над эркерами - трехслойные железобетонные панели толщиной 270 мм, уложенные по сплошным железобетонным панелям междуэтажных перекрытий тол- толщиной 140 мм; перекрытия под эркерами - трехслойные железобетонные панели тол- толщиной 230 мм, подвешенные к панелям междуэтажных перекрытий. Утеплитель трех- трехслойных панелей ПСБ-25 ГОСТ 15588-86*: над эркерами толщиной 125 мм, под эркерами 150 мм. Полы в нижнем этаже эркера - линолеум ПВХ на теплозвукоизолируюшей ос- основе ГОСТ 18108-80 на клее «Бустилат». Подготовка под полы (снизу вверх): плита ДВП мягкая марки М-1 ГОСТ 4598-86* толщиной 12 мм; рубероид - один слой с на- напуском полотен на 100 мм; стяжка цементно-песчаная М150 толщиной 40 мм; вырав- выравнивающий слой полимерцемента 8 мм. Окна и балконные двери - поливинилхлоридные (ПВХ) с однокамерными стекло- пакетами, заполненными аргоном, с селективным покрытием внутреннего стекла. Тип пространства под первым этажом - техническое подполье с трубопроводами отопления и горячего водоснабжения. Тамбур входных дверей - двойной. 4.2.3. Системы отопления, вентиляции Система отопления — двухтрубная вертикальная. Расчетные параметры теплоносителя — 120—70 "С. Источники и параметры теплоносителя (вода) - центральный тепловой пункт (ДТП) A20-70 °С). 48
>й эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия Регулирование теплоотдачи отопительных приборов - по воде, автоматическое. Система вентиляции — естественная с двухсторонним присоединением спутников к стволу и нерегулируемыми вытяжными решетками. Во всех квартирах, вне зависи- зависимости от их величины, принята одинаковая система вентиляции. Воздухообмен оп- определяется нормой вытяжки из кухни, ванной комнаты и санузла - 110 м3/ч. 4.2.4. Климатологические данные Расчетная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки — (—26) "С. Средняя температура наружного воздуха отопительного периода - (-3,6) °С. Продолжительность отопительного периода - 213 сут. 4.2.5. Параметры воздуха в жилых помещениях Температура внутреннего воздуха - 20 °С. Относительная влажность воздуха - 55 %. Температура точки росы - 11,6 °С. 4.2.6. Уровни теплозащиты, эксплуатационной энергоемкости и энергетические нагрузки на здание Уровни теплозащиты, эксплуатационной энергоемкости и энергетические нагруз- нагрузки на здание, отраженные в энергетическом паспорте здания, приведены в табл. 9. Таблица 9 нагрузки на здание серии П44Т-1/17Н1 A7 этажей, 128 квартир) Параметры Полезная площадь здания, м2 Общая площадь наружных ограждений, м2 В том числе- окон и балконных дверей квартир окон и балконных дверей лестнично- лифгового узла (ЛЛУ) витражей входных дверей дверей утепленных покрытий перекрытий над подвалом полов по грунту, над/под эркерами Отапливаемый объем здания, м3 Приведенное сопротивление теплопередаче, м2 • °С/Вт: наружных стен окон и балконных дверей квартир окон и балконных дверей ЛЛУ витражей входных дверей Обозначение А АГ 4. л Ля Ат 4- А« л л л к„ К Rr Rf Rf л* Величина 7589 8116 5426 1315 112 5 48 478 105 613 14 30 898 3,3 0,62 0,62 0,45 0,45
Окончание табл. 9 Параметры чердачных перекрытий покрытий перекрытий над подвалом полов по грунту, над/под эркерами Трансмиссионный коэффициент теплопередачи здания, Вт/(м2«°С) Расход тепловой энергии на нагрев инфильтрующегося воздуха, кВт Инфильтрационный коэффициент теплопередачи, ВтДм^-С): жилых квартир ЛЛУ расчетный ЛЛУ средний Общий коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 • 'С) Теплопотери через оболочку здания, кВт • ч Удельные бытовые тепловыделения, Вт/м2 Бытовые теплопоступления за отопительный период, кВт • ч Теплопоступления с солнечной радиацией, кВт • ч Потребность в тепловой энергии на отопление за отопительный период, кВт • ч Расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление здания, кВт« ч/м2 Расчетный часовой расход тепловой энергии на отопление здания, кВт • ч Удельный расчетный расход тепловой энергии на отопление, Вт/м2 Обозначение К к *: к» кп 4. & QL ft Яь Величина 0,36 1,04 0,57 2,8 0,609 179 714 0,503 0,072 0,049 1,227 1 048 787 17 366 443 139 116 773 807 102 417 55 4.3. Расчет критериев экономической эффективности различных вариантов инвестиций в энергосберегающие мероприятия Вариант 1. Устройство индивидуального теплового пункта (ИТП) В здании устанавливается индивидуальный тепловой пункт (ИТП). Снижение энергопотребления. Данное мероприятие обеспечивает снижение расхода тепловой энергии на отопление на 15 %. Это и последующие значения сни- снижения расхода тепловой энергии на отопление были приняты на основании экспе- экспертного опроса специалистов Мосгосэкспертизы, Москомархитектуры, Департа- Департамента градостроительной политики, развития и реконструкции г. Москвы, НИИСФ РААСН, МГСУ, МАрхИ. Таким образом, расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление здания составляет 87 кВт • ч/м2, что удовлетворяет требованиям МГСН 2.01-99 «Энергосбере- 50
эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия жение в зданиях». Снижение удельного расхода энергии по сравнению с нормативным уровнем составляет 8,4 %. Снижение затрат тепловой энергии в стоимостном выраже- выражении составляет 0,012 тыс. руб./(м2 • год). Срок эксплуатации принимаем равным 2Э годам. Стоимость оборудования. Общая стоимость оборудования с учетом монтажа сос- составляет 417 тыс. руб., инвестиции в энергосберегающие мероприятия, отнесенные к 1 м2 площади, - 0,058 тыс. руб./м2. Определение экономической эффективности. В соответствии с методологией, из- изложенной в главе 3, необходимо определить: 1. Срок окупаемости инвестиций: а) с учетом дисконтирования поступающих доходов; б) с учетом наращения (капитализации) поступающих доходов. 2. Чистый доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энерго- энергосберегающих мероприятий: а) чистый дисконтированный доход; б) чистый доход при наращении (капитализации) поступающих доходов. 3. Индекс доходности инвестиций (отношение полного дохода к величине инвес- инвестиций, характеризующее относительную отдачу инвестиционного проекта на вложенные средства): а) при условии дисконтирования всех поступающих доходов; б) при условии наращения (капитализации) всех поступающих доходов. Исходные данные: • инвестиции в энергосберегающие мероприятия К= 0,058 тыс. руб./м2; • ежегодный расчетный промежуточный доход за счет экономии энергоресур- энергоресурсов в течение всего срока эксплуатации энергосберегающих мероприятий ДД = 0,012 тыс. руб.Дм2 • год); • срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий 7^ = 20 лет; • норма дисконта принимается равной 10 %, т. е. г= 0,10. Порядок расчета: 1. В соответствии с п. 3.1.3 главы 3 определяем полный доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий. 1.1. Полный дисконтированный доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий ДДТа, тыс. руб./м2, определяет- определяется по формуле E7): ДДта = ЛД[ 1 -A + г)-т"] / г = 0,102 тыс. руб./м2. 1.2. Полный доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий при наращении (капитализации) гоступающих до- доходов ЯДТа, тыс. руб./м2, определяется по формуле E8): ЯДТсп = ДД [A + гI" - 1] / г = 0,687 тыс. руб./м2. 2. В соответствии с п. 3.1.2 главы 3 определяем чистый доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий: 2.1. Чистый дисконтированный доход ЧДД, тыс. руб./м2, определяется по, фор- формуле E5): ЧДД = ДД^ -?= 0,044тыс. руб./м2. 2.2. Чистый доход при наращении (капитализации) всех поступающих доходов ЧНД, тыс. руб./м2, определяется по формуле E6):
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А. Табунщиков, Н В Шилкин ЧНД = НДТа -К= 0,629 тыс. руб./м2. 3. В соответствии с п. 3.1.1 главы 3 определяем срок окупаемости инвестиций: 3.1. Бездисконтный срок окупаемости инвестиций Г„, год, определяется по фор- формуле E3): 3.2. Срок окупаемости инвестиций с учетом дисконтирования поступающих до- доходов за счет экономии энергоресурсов Гд, год, определяется по формуле E2): Г„ = -In [1 - rT0] I In A + г) = 6,9 лет. 3.3. Срок окупаемости инвестиций при наращении (капитализации) поступающих доходов за счет экономии энергоресурсов Тн, год, определяется по формуле E4): Тн = In [1 + rT0] I In (I + f) = 4,1 года. 4. В соответствии с п. 3.1.4 главы 3 определяем индекс доходности инвестиций: 4.1. Индекс доходности инвестиций при условии дисконтирования всех поступа- поступающих доходов ИДй в течение срока эксплуатации энергосберегающих мероприятий определяется по формуле E9): ИДл = ДДта,/К= 1,761. 4.2. Индекс доходности инвестиций при условии наращения (капитализации) всех поступающих доходов Щи в течение срока эксплуатации энергосберегающих мероп- мероприятий определяется по формуле F0): = 11,850. Полученные результаты приведены в табл. 10. Критерии экономической эффекти.иости инвес Схема расчета С учетом дисконтирования доходов С учетом нараиения (капитализации) доходов Срок год 6,9 4,1 Удельный чистый доход за за весь срок эксплуатации энергосберегающих меропри- мероприятий, тыс. руб./* 0,044 0,629 Индекс доходности инвестиций 1,761 11,850 Вариант 2. Устройство регулируемой системы отопления с терморегуляторами прямо- прямого действия на каждом отопительном приборе На каящом трубопроводе, подводящем теплоноситель к радиатору, устанавливается радиаторный терморегулятор прямого действия с термоэлементом. На обратном трубо- трубопроводе предусматривается установка запорного радиаторного клапана для обеспечения 52
Руководство пс :е экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия возможности отключения и демонтажа отдельного прибора без опорожнения всей сис- системы отопления. Для отключения отдельного радиатора и спуска из него воды использу- используется дренажный кран и ручная запорная рукоятка (один комплект на всю систему). Снижение энергопотребления. Данная система обеспечивает снижение расхода тепловой энергии на отопление на 15 %. Таким образом, расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление здания составляет 87 кВт • ч/м2, что удовлетворяет требованиям МГСН 2.01—99 «Энергосбережение в зданиях». Снижение удельного расхода энергии по сравнению с нормативным уровнем составляет 8,4 %. Снижение затрат тепловой энергии в стоимостном выражении составляет 0,012 тыс. руб./(м2 • год). Подбор оборудования. Перечень необходимого оборудования представлен в табл. 11. Необходимое оборудование Наименование Клапан терморегулятора RTD-N-15 Термостатический элемент прямого действия RTS 3620 Запорный радиаторный клапан RLV-15 Металлическая запорная рукоятка Дренажный кран Количество 384 384 384 1 I Характеристики оборудования: • RTD-N-15 - прямой или угловой клапан терморегулятора с устройством пред- предварительной монтажной настройки его пропускной способности Д, = 15 мм; • RTS 3620 - термостатический элемент прямого действия с жидкостным напол- наполнением термодатчика и диапазоном настройки температуры 8-26 °С; • RLV-15 - запорный радиаторный клапан Д, = 15 мм. Срок эксплуатации принимаем равным 20 годам. Стоимость оборудования (единовременные инвестиции в энергосберегающие ме- мероприятия) приведена в табл. 12. Таблица 12 Стоимость оборудования RTD-N-15 RTS 3620 RLV-15 Металлическая запорная рукоятка Дренажный кран Итого: Коли- Количество 384 384 384 1 I Стоимость еди- единицы оборудо- оборудования с учетом тыс. руб. 0,465 0,541 0,259 0,496 0,434 Общая сто- стоимость обору- оборудования с уче- учетом монтажа, тыс. руб. 178,560 207,744 99,456 0,496 0,434 486,690 Единовре- Единовременные инвес- инвестиции в энерго- энергомероприятия, отнесенные к тыс. руб./м*' 0,025 0,029 , 0,014 0,00007 0,00006 0,068
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин Определение экономической эффективности - см. вариант 1. Ниже приводятся исходные данные, в табл. 13 - полученные результаты. Исходные данные: • единовременные инвестиции в энергосберегающие мероприятия, отнесенные к 1 м2 площади, - 0,068 тыс. руб./м2; • ежегодный расчетный промежуточный доход за счет экономии энергоресурсов в течение всего срока эксплуатации энергосберегающих мероприятий, отнесенный к 1 м2 площади, - 0,012 тыс. руб./(м2 • год); • срок эксплуатации - 20 лет. Таблица 13 Критерии экономической эффектиж «т2) Вариант расчета С учетом дисконтирования доходов С учетом наращения Срок окупа- окупаемости, год 8,8 4,7 Удельный чистый доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий, тыс. руб./м2 0,034 0,619 Индекс доходности инвестиций 1,502 10,107 Вариант 3. Устройство регулируемой системы отопления с терморегуляторами на каж- каждом отопительном приборе с электрическим управлением На каждом трубопроводе, подводящем теплоноситель к радиатору, устанавливается клапан с термоэлектрическим нормально открытым (при отсутствии питающего нап- напряжения) приводом. Привод соединяется с электромеханическим комнатным термо- термостатом. На обратном трубопроводе предусматривается установка запорного радиатор- радиаторного клапана для обеспечения возможности отключения и демонтажа отдельного прибора без опорожнения всей системы отопления. Для отключения отдельного радиатора и спуска из него воды используется дренажный кран и ручная запорная рукоятка (один комплект на всю систему). Снижение энергопотребления. Данная система обеспечивает снижение расхода теп- тепловой энергии на отопление на 25 %. Таким образом, расчетный удельный расход теп- тепловой энергии на отопление здания составляет 77 кВт • ч/м2, что удовлетворяет требова- требованиям МГСН 2.01-99 «Энергосбережение в зданиях». Снижение удельного расхода энергии по сравнению с нормативным уровнем составляет 19,0 %. Снижение затрат тепловой энергии в стоимостном выражении составляет 0,019 тыс. руб./(м2 • год). Подбор оборудования. Перечень необходимого оборудования представлен в табл. 14. ТаблицаЫ Необходимое ооорудовоние Наименование Клапан терморегулятора RAV-15/8 Термоэлектрический привод TWA-V Электромеханический комнатный термостат RMT 230 Запорный радиаторный клапан RLV-15 Металлическая запорная рукоятка Дренажный кран Количество 384 384 384 384 1 1
:кой эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия Характеристики оборудования: • RAV-15/8 - прямой или угловой клапан терморегулятора Д, = 15 мм; • TWA-V — нормально открытый термоэлектрический привод 220 В; • RMT 230 - электромеханический комнатный термостат; • RLV-15 - запорный радиаторный клапан Д, = 15 мм. Срок эксплуатации принимаем равным 20 годам. Стоимость оборудования (единовременные инвестиции в энергосберегающие ме- мероприятия) приведена в табл. 15. Таблица 15 Наименование RAV-15/8 TWA-V RMT 230 RLV-15 Металлическая запорная рукоятка Дренажный кран Итого: Коли- Количество 384 384 384 384 1 1 Стоимость еди- единицы оборудо- оборудования с учетом монтажа, тыс. руб. 0,854 1,729 1,905 0,259 0,496 0,434 Общая сто- стоимость обору- оборудования с уче- тыс. руб. 327,936 663,936 731,520 99,456 0,496 0,434 1823,282 Единовре- Единовременные инвес- инвестиции в энерго- энергосберегающие мероприятия, отнесенные к 1 м2 площади, тыс. руб./м! 0,046 0,092 0,102 0,014 0,00007 0,00006 0,254 Определение экономической эффективности - см. вариант 1. Ниже приводятся исходные данные, в табл. 16 - полученные результаты. Исходные данные: • единовременные инвестиции в энергосберегающие мероприятия, отнесенные к 1 м2 площади, - 0,254 тыс. руб./м2; • ежегодный расчетный промежуточный доход за счет экономии энергоресурсов в течение всего срока эксплуатации энергосберегающих мероприятий, отнесенный к 1 м2 площади, - 0,019 тыс. руб.Дм2 • год); • срок эксплуатации - 20 лет. Таблица 16 Критерии экономической эффе! ¦ энер Вариант расчета С учетом дисконтирования С учетом наращения (капитализации) доходов госберегакнцие мероприятия (.ориант 3) Срок окупа- окупаемости, год - 8,9 Удельный чистый доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации тыс. руб./м2 -0,092 0,834 Индекс доходности инвестиций 0,637 4,284
Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин Вариант 4. Устройство авторегулируемой (гигрорегулируемой) системы вентиляции с естественным притоком через гигрорегулируемые приточные клапаны и с естественной вытяжкой через гигрорегулируемые вытяжные решетки, установленные в помещениях ванной комнаты и санузла Приток - естественный, через приточные клапаны. Для притока воздуха в жилые комнаты (спальня, гостиная и др.) применяются гигро- гигрорегулируемые приточные устройства EMM, устанавливаемые на герметичные окна. При невозможности монтажа клапанов EMM в установленные окна допускается оборудо- оборудование помещений приточными устройствами ЕНТ, устанавливаемыми в стену. Вытяжка - естественная, через вытяжные решетки. Приточный воздух, перемешиваясь с внутренним, удаляется через гигрорегулиру- гигрорегулируемые вытяжные решетки GRH, GHN, установленные в помещениях ванной комнаты и санузла на существующие вытяжные шахты естественной вентиляции. Снижение энергопотребления. Данная система обеспечивает снижение расхода теп- тепловой энергии на отопление на 23 %. Таким образом, расчетный удельный расход теп- тепловой энергии на отопление здания составляет 79 кВт • ч/м\ что удовлетворяет требова- требованиям МГСН 2.01 -99. Снижение удельного расхода энергии по сравнению с нормативным уровнем составляет 16,8 %. Снижение затрат тепловой энергии в стоимостном выра- выражении составляет 0,018 тыс. руб.Дм2 • год). Подбор оборудования. Перечень необходимого оборудования для различных по- помещений 1-, 2- и 3-комнатной квартир представлен в табл. 17. Таблица 17 Необходимое оборудование Помещение Площадь, м2 Приток Тип Количество Вытяжка Тип устройства Количество 1-комнатная квартира C7,8 м2) Спальня Кухня Ванная + санузел Спальня Спальня Кухня Ванная Санузел 18,9 7,3 - EMM 707 - - 2 - - - Фиксирован- GHN 735 - - 1 2-комнатная квартира E1 и-) 11,4 18,9 9,8 - - EMM 707 EMM 707 - - - 1 1 - - - - Фиксирован- Фиксированная решетка GHN 735 GHN 735 - - - - - 2-комнатная квартира F0 ма) Спальня Спальня Кухня Ванная Санузел 14,8 18,9 12,9 - - EMM 707 EMM 707 - - - 1 1 - - - - - Фиксирован- Фиксированная решетка GHN 735 GHN 735 - - 1 1 1
в энергосберегающие мероприятия Окончание табл. 17 Помещение Площадь, м2 Приток Тнп устройства Количество Вытяжка Тип устройства Количество 3-комнатная квартира G5,8 м2) Спальня Спальня Спальня Кухня Ванная Санузел 11,1 14,8 18,9 12,9 - - EMM 707 EMM 707 EMM 707 - - - 1 1 1 - - - - - - Фиксирован- Фиксированная решетка GHN 735 GHN 735 - - - - 1 1 Характеристики оборудования: • EMM 707 - гшрорегулируемое приточное устройство, расход воздуха при АР= 10 Па составляет 3—35 м3/ч, шумопоглощение от 33 до 37 дБ(А) (EMM + акустический на- наружный козырек). Предназначено для монтажа на окно. Устанавливается в жилых комнатах; • GHN 735 - гигрорегулируемая вытяжная решетка, применяемая при естествен- естественной вентиляции. Расход воздуха при Д/>= 10 Па составляет 15—75 м3/ч. Срок эксплуатации принимаем равным 20 годам. Стоимость оборудования (единовременные инвестиции в энергосберегающие ме- мероприятия) приведена в табл. 18. Таблица 18 Наименование EMM 707 GHN 735 Итого: Коли- 288 224 Стоимость еди- единицы оборудо- вания с учетом монтажа, тыс. руб. 1,288 2,173 Общая сто- стоимость обору- том монтажа, тыс. руб. 370,944 530,212 901,156 Ецнновре- тиции в энерго- энергосберегающие мероприятия, отнесенные к 1 м2 площади, тыс.руб./м2 0,052 0,074 0,126 Определение экономической эффективности — см. вариант 1. Ниже приводятся исходные данные, в табл. 19 - полученные результаты. Исходные данные: • единовременные инвестиции в энергосберегающие мероприятия, отнесенные к 1 м2 площади, — 0,126 тыс. руб./м2; • ежегодный расчетный промежуточный средний дополнительный доход за счет экономии энергоресурсов в течение всего срока эксплуатации энергосберегающих мероприятий, отнесенный к 1 м2 площади, - 0,018 тыс. руб.Дм2 • год); • срок эксплуатации - 20 лет. 57
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шипкин Вариант расчета С учетом дисконтирования доходов С учетом наращения (капитализации) доходов Срок окупа- окупаемости, год 12,6 5,6 Удельный чистый доход за счет экономия энергоресурсов за весь срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий, тыс. руб./м2 0,027 0,905 Индекс доходности инвестиций 1,216 8,182 Вариант 5. Устройство авторегулируемой (гигрорегулируемой) системы вентиляции с естественным притоком через гигрорегулируемые приточные клапаны и с естественной вытяжкой через гигрорегулируемые вытяжные решетки, установленные в помещениях ванной комнаты и санузла (для 10 зданий) Данный пример иллюстрирует то обстоятельство, что эффект от энергосберега- энергосберегающих мероприятий будет заметен только при их массовом применении. Исходные данные те же, что и в варианте 4, но в случае применения данного ре- решения для 10 зданий стоимость оборудования (т. е. величина единовременных ин- инвестиций в энергосберегающие мероприятия) будет существенно ниже за счет опто- оптовой скидки. Стоимость оборудования (единовременные инвестиции в энергосберегающие ме- мероприятия) приведена в табл. 20. Таблица 20 Наименование EMM 707 GHN 735 Итого: Коли- Количество 2880 2240 Стоимость еди- единицы оборудо- оборудования с учетом монтажа, тыс. руб. 1,006 1,570 Общая сто- стоимость обору- оборудования с уче- учетом монтажа, тыс. руб. 2897,280 3516,800 6414,080 Единовре- Единовременные инвес- инвестиции в энерго- энергосберегающие мероприятия, 1м2 площади, тыс. руб./м2 0,040 0,049 0,089 Определение экономической эффективности - см. вариант 1. Ниже приводятся исходные данные, в табл. 21 - полученные результаты. Исходные данные: • единовременные инвестиции в энергосберегающие мероприятия, отнесенные к 1 м2 площади, - 0,089 тыс. руб./м2; • ежегодный расчетный промежуточный доход за счет экономии энергоресурсов в течение всего срока эксплуатации энергосберегающих мероприятий, отнесенный к 1 м2 площади, — 0,018 тыс. руб.Дм2 • год); • срок эксплуатации — 20 лет. 58
се экономической эффективности 1 энергосберегающие мероприятия Вариант расчета С учетом дисконтирования доходов С учетом наращения (капитализации) доходов Срок окупа- окупаемости, год 7,2 4,2 Удельный чистый доход за счет экономия энергоресурсов за весь срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий, тыс. руб./м1 0,064 0,942 Индекс доходности инвестиций 1,722 11,584 Вариант б. Устройство авторегулируемой (гигрорегулируемой) системы вентиляции с естественным притоком через гигрорегулируемые приточные клапаны и с механической вытяжкой из помещений кухни, ванной комнаты и санузла через гигрорегулируемые вытяжные решетки посредством центрального вытяжного вентилятора Приток - естественный, через приточные клапаны. Для притока воздуха в жилые комнаты (спальня, гостиная и др.) применяются гигрорегулируемые приточные устройства EMM, устанавливаемые на герметичные окна. При невозможности монтажа клапанов EMM в установленные окна допуска- допускается оборудование помещений приточными устройствами ЕНТ, устанавливаемыми в стену. Вытяжка - механическая. Приточный воздух, перемешиваясь с внутренним, удаляется через гигрорегулиру- гигрорегулируемые вытяжные решетки BXS, BXL, установленные в помещениях кухни, ванной ком- комнаты, санузла на существующие вытяжные шахты естественной вентиляции. Приточный воздух, перемешиваясь с внутренним, перетекает через специально предусмотренные зазоры между полом и нижним краем двери (не менее 2 см) или ус- установленные в полотне двери переточные решетки из жилых комнат в помещения кух- кухни, ванной комнаты, санузла. В этих помещениях устанавливаются гигрорегулируемые вытяжные решетки BXS, BXL, и воздух удаляется через них при помощи центрально- центрального вытяжного вентилятора VEC. Используются существующие вытяжные шахты. Снижение энергопотребления. Данная система обеспечивает снижение расхода тепловой энергии на отопление на 35 %. Таким образом, расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление здания составляет 66 кВт • ч/м2, что удовлетворяет требованиям МГСН 2.01-99 «Энергосбережение в зданиях». Снижение удельного расхода энергии по сравнению с нормативным уровнем составляет 30,5 %. Снижение затрат тепловой энергии в стоимостном выражении составляет 0,028 тыс. руб./(м2 • год). Подбор оборудования. Перечень необходимого оборудования для различных по- помещений 1-, 2- и 3-комнатной квартир представлен в табл. 22. Характеристики оборудования: • EMM 707 - гигрорегулируемое приточное устройство, расход воздуха при АР= 10 Па составляет 3-35 м3/ч, шумопоглощение от 33 до 37 дБ(А) (EMM + акустический наружный козырек). Предназначено для монтажа на окно. Устанавливается в жилых комнатах; • BXS 860 - гигрорегулируемая вытяжная решетка, применяемая в системах меха- механической вентиляции. Управление - электрическое. Диаметр - 100 мм. Расход воздуха при АР = 100 Па составляет 12-70 м3/ч. Устанавливаются в ванных ком- комнатах, санузлах; 59
А. Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин Помещение Площадь, м1 Спальня Кухня Ванная + санузел 18,9 7,3 - Приток Тип устройства Количество Вытяжка Тип устройства Количество 1-комнатная квартира C7,8 м!) EMM 707 - - 2 - - - BXL886 BXS 860 - 1 1 2-комнатная квартира E1 м!) Спальня Спальня Кухня Ванная Санузел 11,4 18,9 9,8 - - EMM 707 EMM 707 - - - 1 1 - - - - - BXL 886 BXS 860 BXS 880 - - 1 1 1 2-комнатная квартира F0 м!) Спальня Спальня Кухня Ванная Санузел 14,8 18,9 12,9 - - EMM 707 EMM 707 - - - 1 1 - - - - - BXL 886 BXS 860 BXS 880 - - 1 1 1 3-комнатная квартира G5,8 м2) Спальня Спальня Спальня Кухня Ванная Санузел 11,1 14,8 18,9 12,9 - - EMM 707 EMM 707 EMM 707 - - - 1 1 1 - - - - - - BXL 886 BXS 860 BXS 880 - - - 1 1 1 • BXS 880 - гигрорегулируемая вытяжная решетка, применяемая в системах меха- механической вентиляции. Управление — ручное, электрическое, задержка 25 мин. Диаметр — 100 мм. Расход воздуха при АР = 100 Па составляет 12—70/70 м3/ч. Устанавливаются в ванных комнатах, санузлах; • BXL 886 — гигрорегулируемая вытяжная решетка, применяемая в системах ме- механической вентиляции. Управление — ручное, электрическое, задержка 25 мин. Диаметр - 125 мм. Расход воздуха при АР = 100 Па составляет 12-70/150 м3/ч. Устанавливаются на кухнях; • VEC 419 — центральный вытяжной вентилятор для многоэтажных зданий. Расход воздуха от 1500 до 6000 м3/ч. Давление - 130-175 Па. Вентилятор VEC работает постоянно. Регулирование расхода осуществляется только вытяжными устрой- устройствами. Опасность перегрева вентилятора отсутствует, когда вытяжные устройства 60
Руководство по оценке >ской эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия находятся в состоянии минимального открытия. Подсоединение всасывающих воздуховодов с двух сторон. Материал - оцинкованная листовая сталь. Характе- Характеристики вентилятора VEC: • максимальная мощность — 1500 Вт; • напряжение питания - 380—400 В; • максимальная скорость вращения — 1500 об./мин.; • вес - 150 кг; • максимальные габариты (ВхШхГ) - 943x1411x941 мм, • вытяжные отверстия - 2x630 @); • уровень шума - до 53 дБ(А). Срок эксплуатации принимаем равным 20 годам. Стоимость оборудования (единовременные инвестиции в энергосберегающие ме- мероприятия) приведена в табл. 23. Таблица 23 Наименование EMM 707 BXS860 BXS 880 BXL 886 VEC 419 Итого: Коли- Количество 288 128 96 128 4 Стоимость еди- единицы оборудо- оборудования с учетом монтажа, тыс. руб. 1,344 2,730 3,402 4,746 126,0 Общая сто- стоимость обору- том монтажа, тыс. руб. 387,072 349,440 326,592 607,488 504,0 2174,592 Единовре- Единовременные инвес- инвестиции вэнерго- сберегающие мероприятия, отнесенные к 1 м2 площади, тыс. руб./мг 0,054 0,049 0,045 0,085 0,070 0,303 Определение экономической эффективности - см. вариант 1. Ниже приводятся исходные данные, в табл. 24 - полученные результаты. Исходные данные: • единовременные инвестиции в энергосберегающие мероприятия, отнесенные к 1 м2 площади, — 0,303 тыс. руб./м2; • ежегодный расчетный промежуточный доход за счет экономии энергоресурсов в течение всего срока эксплуатации энергосберегающих мероприятий, отнесенный к 1 м2 площади, - 0,028 тыс. руб./(м2 • год); • срок эксплуатации - 20 лет. Вариант 7. Устройство поквартирной механической приточно-вытяжной вентиляции с утилизацией теплоты удаляемого воздуха Приток и вытяжка. Компактный приточно-вытяжной агрегат с пластинчатым рекуперативным теплоутилизатором размещен в подшивном потолке санузла. Забор наружного воздуха осуществляется через отверстие в наружной стене или из остеклен- остекленной лоджии. Приточные воздуховоды разводятся в жилые комнаты. Удаляемый воздух забирается из помещений кухонь, ванных комнат и санузлов. Теплота удаляемого 61
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А. Табунщиков, Н В Шилкин Вариант расчета С учетом дисконтирования доходов С учетом наращения (капитализации) доходов Срок окупа- окупаемости, год - 7,7 Удельный чистый доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий, тыс. руб./мг -0,065 1,301 Индекс доходности инвестиций 0,787 5,293 воздуха используется для подогрева приточного посредством пластинчатого рекупе- рекуперативного теплоутилизатора (эффективность 65 %). Используется теплота всего объ- объема удаляемого воздуха. Догрев приточного воздуха не осуществляется, поскольку при- приточный воздух поступает в квартиру с температурой значительно выше, чем при традиционных решениях с использованием открываемых форточек или приточных клапанов. Используются существующие вытяжные шахты. Снижение энергопотребления. Данная система обеспечивает снижение расхода тепловой энергии на отопление на 65 %. Таким образом, расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания составляет 62 кВт • ч/м2, что удовлетворяет требованиям МГСН 2.01-99 «Энергосбережение в зданиях». Сниже- Снижение удельного расхода энергии по сравнению с нормативным уровнем составляет 34,7 %. Снижение затрат тепловой энергии в стоимостном выражении составляет 0,031 тыс. руб./(м2 • год). Подбор оборудования. Перечень необходимого оборудования для различных по- помещений 1-, 2- и 3-комнатной квартир представлен в табл. 25. Таблица 25 Помещение Тип устройства Количество 1-комнатная квартира C7,8 м2) Ванная + санузел L4X 1 2-комнатная квартира E1 м2) Санузел | L4X 1 2-комнатная квартира F0 м!) Санузел L4X 1 3-комнатная квартира G5,8 мг) Санузел L4X 1 Характеристики оборудования. L4X — приточно-вытяжная установка с рекуперацией теплоты: • максимальный поток воздуха — 385 м3/ч; • габариты (ДхШхВ) - 1000x620x350 мм; • диаметр воздуховодов - 160 мм; • электропитание — -230/50 В/Гц; 62
Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия • вентиляторы для удаляемого воздуха - 165/0,72/2230 Вт/А/об./мин.; • вентиляторы для приточного воздуха - 165/0,72/2230 Вт/А/ об./мин.; • управление вентиляторами - электронное, 3 ступени; • электрический нагреватель - 1650 Вт; • подогреватель теплообменника - 975 Вт; • регулировка температуры воздуха — электронная; • максимальная потребляемая мощность - 1980 Вт; • фильтры для удаляемого воздуха — EU3; • фильтры для приточного воздуха - EU7: • масса — 36 кг. Особенности: • пластинчатый теплообменник; • малошумные вентиляторы; • электрический нагреватель воздуха; • регулировка производительности; • регулировка температуры приточного воздуха; • защита рекуператора от замерзания; • интегрированная система автоматического регулирования. Срок эксплуатации принимаем равным 20 годам. Стоимость оборудования (единовременные инвестиции в энергосберегающие ме- мероприятия) приведена в табл. 26. Таблица 26 Стоимость оборудован* Наименование UX Итого: Коли- Количество 128 Стоимость еди- единицы оборудо- оборудования с учетом монтажа, тыс. руб. 24,510 Общая сто- стоимость обору- оборудования с уче- учетом мовтажа, тыс. руб. 3137,280 3137,280 Еишовре- менные инвес- инвестиции в энерго- энергосберегающие мероприятия, отнесенные к 1 м2 площади, тью.руб./м' 0,437 0,437 Определение экономической эффективности - см. вариант 1. Ниже приводятся исходные данные, в табл. 27 - полученные результаты. Таблица 27 Вариант расчета С учетом дисконтирования доходов С учетом наращения (капитализации) доходов Срок окупа- окупаемости, год - 9,2 Удельный чистый доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий, тыс. руб./м2 -0,173 1,339 Индекс доходности инвестиций 0,604 4,063
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин Исходные данные: • единовременные инвестиции в энергосберегающие мероприятия, отнесенные к 1 м2 площади, - 0,437 тыс. руб./м2; • ежегодный расчетный промежуточный доход за счет экономии энергоресурсов в течение всего срока эксплуатации энергосберегающих мероприятий, отнесенный к 1 м2 площади, - 0,031 тыс. руб./(м2 • год); • срок эксплуатации - 20 лет. 4.4. Обобщенные данные Обобщенные данные по оценке экономической эффективности энергосберега- энергосберегающих мероприятии с учетом дисконтирования и наращения (капитализации) посту- поступающих доходов приведены в табл. 28 и 29. Размеры повышающего коэффициента к стоимости проектирования определены согласно ПЛ АВОК—7—2005 «Положение об экономическом стимулировании проектирования и строительства энергоэффективных зданий и выпуска для них энергосберегающей продукции» в зависимости от степени снижения удельного расхода энергоресурсов по сравнению с их стандартным (нор- (нормативным) уровнем, установленным табл. 3.6. МГСН 2.01—99, с учетом сроков окупа- окупаемости инвестиций в энергосберегающие мероприятия. 4.5. Зависимость сроков окупаемости инвестиций в энергосберегающие мероприятия от стоимости тепловой энергии Экономическая эффективность инвестиций в энергосберегающие мероприятия находится в прямой зависимости от стоимости энергии. Очевидно, что чем выше сто- стоимость энергии, тем быстрее окупаются технические решения, позволяющие сни- снижать энергопотребление зданий. Энергосберегающие мероприятия в зданиях рассчи- рассчитаны, как правило, на достаточно длительный срок эксплуатации (например, для рассматриваемых в настоящей главе примеров срок эксплуатации всех энергосбере- энергосберегающих мероприятий составляет примерно 20 лет), поэтому важную роль для оцен- оценки экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия играет прогнозирование изменения стоимости энергии за срок эксплуатации данно- данного энергосберегающего мероприятия. В настоящее время цены на тепловую энергию в России ниже мировых, но, по мнению специалистов, в ближайшие годы эти цены должны вырасти. Существуют разные мнения об интенсивности роста цен: ряд специалистов считает, что цены на тепловую энергию должны достичь некоторого «мирового уровня», другие отмечают, что цена тепловой энергии возрастет, но в любом случае будет ниже «мирового уров- уровня». Вместе с тем само понятие «мировой уровень» цен на тепловую энергию не мо- может быть определено (что, в частности отмечалось В. Г. Гагариным [28]), поэтому не- необходимо рассматривать цену тепловой энергии конкретной страны (или нескольких географически близких стран со схожей экономической ситуацией). Ниже представлена оценка атияния стоимости тепловой энергии на срок окупаемости инвестиций в энергосберегающие мероприятия. Расчеты сроков окупаемости прове- проведены в соответствии с методикой, изложенной в главе 3. В таблицах представлены: • бездисконтный срок окупаемости (табл. 30); • срок окупаемости с учетом дисконтирования поступающих доходов (табл. 31); • срок окупаемости с учетом наращения (капитализации) поступающих доходов (табл. 32). 64
Руководство по оценке сой эффективности 1 энергосберегающие мероприятия Варианты энергосберегающих мероприятий и исходные данные для расчетов, за исключением ежегодного расчетного промежуточного дохода за счет экономии энерго- энергоресурсов в течение всего срока эксплуатации энергосберегающих мероприятий, при- приведены в пп. 4.1, 4.2. Ежегодный расчетный промежуточный доход за счет экономии энергоресурсов в течение всего срока эксплуатации энергосберегающих мероприятий рассчитывался исходя из следующих значений стоимости тепловой энергии (рис. 11): 1) средняя стоимость тепловой энергии в России в I квартале 2005 года (по данным ОАО РАО «ЕЭС России» за I квартал 2005 года); 2) прогнозируемая цена в России на 2010 год, вариант № 1 (по экстраполяцион- ному прогнозу на основе динамики роста цены тепловой энергии в России с 2000 по I квартал 2005 года*); 3) прогнозируемая цена в России на 2010 год, вариант № 2 (по прогнозу В. Г. Гага- Гагарина [28]); 4) средняя стоимость тепловой энергии в странах СН Г и Восточной Европы, ниж- нижняя граница (по данным НП «Российское теплоснабжение»); 5) средняя стоимость тепловой энергии в странах СНГ и Восточной Европы, верхняя граница (поданным НП «Российское теплоснабжение»); 6) средняя стоимость тепловой энергии в США в 2001 году (по данным Energy Information Administration); 7) средняя стоимость тепловой энергии в Европе (по данным В. Г. Гагарина [28]); 8) средняя стоимость тепловой энергии в странах Западной Европы, нижняя гра- граница (по данным НП «Российское теплоснабжение»); 9) средняя стоимость тепловой энергии в странах Западной Европы, верхняя гра- граница (по данным НП «Российское теплоснабжение»). 2,5 Руб./кВт- 1,43 103 U>8 0,77 0.49 °? Щ 0,31 Ш 1 И И 1 1 1 1 1 I 1 1,72 т 1 Р 1 2,15 VZ\ 1 1 1 1 Рйс 11. Стоимость тепловой энергии в Росой странах СНГ, Восточной и Западной ЕвропыиСША * С определенной степенью точности может быть экстраполирована лишь достаточна гладкая и предсказуемая зависимость. По этой причине реальная цена тепловой энергии будет соответствовать прогнозируемой только в случае стабильной экономической ситуации в стране (отсутствия резких колебаний курса национальной валюты, принятия соответствующих законодательных инициатив и т. д.).
\ Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шил (Hi i И i liii-liNlli iff!
Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия ill МНННШЖ --1 il* fill в ! HIM Mlfi
А. Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А. Табунщиков, Н В Шилкин ¦г И ИИ!! «< ill liSl jgg» 1111s
Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия Iss liii
t. H Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин ijjilll1 II 1р1Ш> il i'liun III!
Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия 4.6. Краткие выводы Анализ результатов расчетов показывает, что при существующей стоимости теп- тепловой энергии: • бездисконтный срок окупаемости инвестиций для вариантов 3,6,7 превышает срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий, а для вариантов 1,2,4 и 5 составляет более 10 лет, что даже по нормативам социалистической экономики не являлось экономически целесообразным; • срок окупаемости инвестиций с учетом дисконтирования во всех вариантах превышает срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий и свидетель- свидетельствует об экономической нецелесообразности инвестиций; • срок окупаемости инвестиций с учетом наращения для вариантов 1, 2 и 5 мень- меньше 10 лет и может рассматриваться в качестве экономически целесообразного. При стоимости тепловой энергии, равной 0,77 руб./кВт • ч, величины сроков оку- окупаемости выглядят более привлекательными для инвестора: • бездисконтный срок окупаемости инвестиций превышает 10 лет для вариан- вариантов 3, 6, 7, но в любом случае ниже срока эксплуатации энергосберегающих ме- мероприятий; в остальных вариантах бездисконтный срок окупаемости составля- составляет от 4,8 до 7 лет; • срок окупаемости инвестиций с учетом дисконтирования для вариантов 3, 6 и 7 превышает срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий, а для вариан- варианта 4 составляет более 10 лет, что свидетельствует об экономической нецелесооб- нецелесообразности инвестиций; для вариантов 1, 2 и 5 - менее 10 лет, что свидетельству- свидетельствует об экономической целесообразности этих вариантов; • срок окупаемости инвестиций с учетом наращения для всех вариантов состав- составляет менее 10 лет (от 4,1 до 9,2 лет) и может рассматриваться в качестве эконо- экономически целесообразного. При стоимости тепловой энергии, равной 2,15 руб./кВт*ч, величины сроков оку- окупаемости инициируют инвесторов на вложение средств в энергосберегающие мероп- мероприятия: максимальный бездисконтный срок окупаемости не превышает 5,1 лет, срок окупаемости с учетом дисконтрования не превышает 7,5 лет, а с учетом наращения - 4,3 лет. Варианты 4 и 5 иллюстрируют то обстоятельство, что максимальный эффект от внед- внедрения энергосберегающих мероприятий может быть достигнут только в случае их мас- массового применения (как отмечалось выше, вариант 4 рассчитан для случая внедрения энергосберегающего мероприятия в одном здании, а вариант 5 - для случая внедрения такого же энергосберегающего мероприятия в 10 зданиях). В этом случае общие допол- дополнительные капитальные вложения (инвестиции) уменьшаются за счет оптовых скидок на стоимость оборудования, а чистый доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий возрастает. При этом уменьшает- уменьшается срок окупаемости инвестиций. Так, при стоимости тепловой энергии 0,77 руб./кВт • ч срок окупаемости с учетом дисконтирования для варианта 4 (одного здания) составля- составляет 12,6 лет, а для варианта 5A0 зданий) уменьшается до 7,2 лет. В процессе принятия решения о направлении денежных средств инвесторами рас- рассматривается несколько различных вариантов капитальных вложений. Это могут быть как инвестиции в энергосберегающие мероприятия, так и «портфельные» ин- инвестиции (различные виды вложений денежных средств под процент). Варианты ка- капитальных вложений (инвестиций) сравниваются по степени доходности (например, посредством специальных номограмм, см. рис. 5—9). В рассматриваемых вариантах норма дисконта г принята равной 0,10 A0 %). Для данной нормы дисконта значения бездисконтных сроков окупаемости на номограмме, изображенной на рис. 8, в вариантах с дисконтированием и наращением поступающих 71
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин доходов будут равны соответственно 1,3 и 8,5 года. Если бездисконтный срок окупа- окупаемости некоторого энергосберегающего мероприятия ниже данных значений, то ин- инвестиции в энергосберегающие мероприятия предпочтительнее «портфельных» инвес- инвестиций. Анализ табл. 30 и рис. 8 показывает, что при норме дисконта, равной 0,10, в случае дисконтирования поступающих промежуточных доходов инвестиции в энер- энергосберегающие мероприятия будут менее предпочтительны, чем «портфельные» инвес- инвестиции, даже при стоимости тепловой энергии 2,15 руб./кВт • ч. В случае наращения (ка- (капитализации) поступающих промежуточных доходов при существующей стоимости тепловой энергии инвестиции в энергосберегающие мероприятия также менее пред- предпочтительны, чем «портфельные» инвестиции, но при росте стоимости тепловой энер- энергии их привлекательность для инвестора увеличивается. Например, уже при стоимос- стоимости тепловой энергии 0,77 руб./кВт • ч инвестиции в варианты 1,2,4 и 5 энергосберегающих мероприятий выгоднее «портфельных» инвестиций. С другой стороны, предпочтительность инвестиций в энергосберегающие мероп- мероприятия перед «портфельными» инвестициями возрастает не только при росте стоимос- стоимости тепловой энергии, но и при улучшении экономической ситуации в стране, приво- приводящей к снижению нормы дисконта. В частности, при уменьшении нормы дисконта до 0,05 E %) (что возможно при малой годовой инфляции, равной 2—3 %) значения соответствующих бездисконтных сроков окупаемости в вариантах с дисконтированием и наращением будут равны соответственно 4,7 и 12,5 года (см. рис. 8). В этом случае инвестиции в энергосберегающие мероприятия становятся целесообразными уже при относительно невысоких значениях стоимости тепловой энергии (см. табл. 30, рис. 8). По следующим причинам было бы ошибочно рассматривать результаты приведен- приведенных выше расчетов как вывод о нецелесообразности экономии энергии: • Для расчетов было принято здание с достаточно высокими показателями тепло- тепловой эффективности. Большая часть существующего жилого фонда обладает зна- значительно более низкими показателями, и для этой части внедрение комплекса малозатратных энергосберегающих мероприятий даст существенный эффект. • Срок эксплуатации вновь строящегося здания составляет как минимум 50 лет, а инженерного оборудования - не менее 10-15 лет. Таким образом, строитель- строительство энергоэффекгивных зданий и внедрение энергосберегающих мероприятий предполагает освоение долгосрочных инвестиций с горизонтами в несколько десятков лет. Принимать же решения по факторам энергосбережения приходит- приходится сейчас. Очевидно, что ориентировка на текущие заниженные цены на энер- энергию ведет к практически непоправимым стратегическим ошибкам: многие энер- энергосберегающие мероприятия окажутся неоправданными и в силу в несколько раз заниженных цен на энергию, и по причине высоких норм дисконта (преж- (прежде всего из-за высокой инфляции). Именно поэтому в расчетах следует прини- принимать прогнозные показатели и на энергетические тарифы (отвечающие соответ- соответствующим мировым ценам), и на цены инвестиционного оборудования, и на реальную в будущем процентную ставку Центробанка. Поэтому для оценки эко- экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия сто- стоимость тепловой энергии рекомендуется принимать равной 1,43 руб./кВт • ч. • Значительная экономия тепловой энергии может быть достигнута посредством практически беззатратных мероприятий, например, путем оптимизации распре- распределения энергии в помещениях, как это показано в [ 1 ]. Так, в общественных зда- зданиях (учебных заведениях, офисах и т. п.) можно понижать температуру возду- воздуха в ночное время, выходные и праздничные дни, а затем вести натоп помещений в соответствии с рекомендациями, приведенными в [1].
Глава 5. Мировой и отечественный опыт проектирования и строительства энергоэффективных зданий Проектирование и строительство энергоэффективных зданий является экспери- экспериментальной площадкой для разработки долговременной государственной стратегии строительства, сбалансированного развития топливно-энергетического комплекса, энергосберегающих технологий производства инженерного оборудования и матери- материалов, теплоизоляционных строительных конструкций, новых архитектурных и объем- объемно-планировочных решений. Имеется значительный зарубежный опыт строительства таких зданий. В последние годы подобные здания появились и в нашей стране. 5.1. Энергоэффективное многоэтажное жилое здание по Красностуденческому проезду (Москва) В 2003 году в Москве было сдано в эксплуатацию 18-этажное жилое здание на 264 квартиры по Красностуденческому проезду, д. 6 (рис. 12). Проектом предусмотрено ко- комплексное решение, в котором функционально связаны энергосберегающие архитектур- архитектурно-планировочные решения, эффективные ограждающие конструкции и инженерные системы нового поколения. Головная организация по инновационному инженерному оборудованию и проектированию инженерных систем - ООО «НПО ТЕРМЭК», руководитель А. Л. Наумов, архитектурно-планировочные и конструктивные реше- решения — мастерская П. П. Пахомова «Архитекторы - XXI век», научный руководитель концепции - президент НП «АВОК», профессор Ю. А. Табунщиков. Важную роль в реализации энергосберегающих решений сыграла конструктивная позиция заказчика строительства — Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева и генподрядчика - ООО «Восход-Бис».
А. Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин Под зданием размещается подземная автостоянка на 94 автомобиля. На первом этаже находятся вспомогательные нежилые помещения, на 17—18 этажах - спортив- спортивно-оздоровительный центр. На 15 жилых этажах размещается 264 квартиры. В плане здание напоминает П-образную конструкцию, разделенную на четыре секции. Квар- Квартиры предусматривают по два санузла, встроенные гардеробные, построчные ком- комнаты. Стены здания представляют собой монолит с эффективным утеплителем, облицо- облицованным кирпичом. Окна - в металлопластиковых переплетах с двухкамерными стеклопакетами. Лоджии остеклены сдвижными однослойными тонированными солнце- солнцезащитными стеклами. Расчетные сопротивления ограждающих конструкций: • стен - 3,33 м2 • °С/Вт; • окон - 0,61м2«°С/Вт; • верхних покрытий - 4,78 м2 • °С/Вт. Внутренние параметры воздуха для холодного периода года приняты следующими: • жилые комнаты - 20 "С; • кухня- 18 °С; • ванная - 25 °С; • санузел- 18 °С. Основные энергосберегающие решения связаны с системами отопления и вен- вентиляции. Система отопления В здании запроектирована горизонтальная поквартирная система отопления с пе- периметральной разводкой трубопроводов по квартире (рис. 13). Металлопластиковые трубы с теплоизоляцией в защитной гофре замоноличены в подготовку черного пола. В конструкции пола и капитальных стен (наружные стены и периметр квартиры) исполь- использован эффективный теплозвукоизоляционный материал толщиной 20 мм. В качестве Рис. 13. План горизонтальной поквартирной о трубопроводов по квартире кы отопления с периметральной разводкой
Руководство по оценке а эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия отопительных приборов использованы стальные панельные радиаторы с нижней под- подводкой теплоносителя. На все здание площадью около 44 тыс. м2 в системе отопления всего 4 пары стояков (подающий и обратный) - по числу секций. На каждом этаже в лифтовом холле к стоякам присоединены распределительные коллекторы к квартирам. Коллекторы оборудованы запорной арматурой, балансировочными вентилями и квар- квартирными счетчиками теплоты (рис. 14а). Счетчики размещены в металлических шкафах антивандального исполнения, дос- доступ к которым имеется у жильцов и службы эксплуатации (рис. 146). Рис. 14. Коллекторы оборудованы запорной арматурой, балансировочными Отопительные приборы оборудованы термостатической регулирующей арматурой. Среди достоинств горизонтальных систем поквартирного отопления можно отме- отметить ее удобство во время монтажа здания. Запуск системы производился зимой 2002— 2003 годах, параллельно с процессом строительства. На первом этапе были закольцо- закольцованы стояки системы и по ним пущен теплоноситель. Затем по мере устройства окон последовательно этаж за этажом подключались квартирные системы. При этом не име- имело значения, осуществлялся монтаж с нижних этажей вверх или наоборот. Устройство временного отопления с помощью тепловых пушек достаточно было обеспечите в од- ной-двух квартирах, где производился запуск водяного отопления. Параллельный мон- монтаж здания и системы отопления позволил сократить сроки строительства и отказать- отказаться от энергоемкого временного отопления всего дома. Учетно-биллинговая схема Здание оборудовано индивидуальным тепловым пунктом с домовыми счетчика- счетчиками теплоты и воды. Тепловой пункт полностью автоматизирован и управляется с диспетчерского пункта. В экспериментальном здании в полном объеме реализована современная учетно-бил- учетно-биллинговая схема. Оплата и электроэнергии, и тепла, и воды производится по реальному потреблению ресурсов жителями квартир. Вместе с тем следует отметить, что квартирные счетчики теплоты, строго говоря, не являются коммерческими. Это связано с тем, что в диапазоне малых тепловых нагрузок в переходные периоды года порог чувствительнос- чувствительности теплосчетчиков недостаточно высок. Наиболее разумной схемой представляется рас- распределение расходов теплоты по показаниям домового узла коммерческого учета теп- теплоты пропорционально замерам квартирных теплосчетчиков. Такой подход, с одной стороны, минимизирует приборные ошибки, а с другой стороны, сохранит психологи- психологический стимул энергосбережения жителями. Возможен вариант двухставочного внут- внутреннего тарифа, когда часть оплаты производится по установленной теплопроизводи- тельности отопительных приборов, а вторая - по показаниям квартирных счетчиков. Выбор учетно-биллинговой схемы осуществляется кондоминиумом. 75
А. Н Дмитоиев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин Система в Особое внимание в проекте было уделено вентиляции квартир. С переходом на гер- герметичные окна с металлопластиковыми переплетами и стеклопакетами традиционные системы естественной вентиляции, ориентированные на высокую воздухопроницаемость сгражаающих конструкций, оказались неработоспособными. В итоге имело место рез- кос снижение качества внутреннего воздуха, повышенная влажность, приводившая к образованию грибковой плесени на стенах, перетекание загрязненного воздуха из од- одной квартиры в другую. Рекомендуемые для современного строительства системы цен- центральной механической вентиляции, устройство приточных и вытяжных саморегулиру- саморегулирующих клапанов хотя и помогают решить проблему, но и они не лишены недостатков. Главные из недостатков - перерасход тепловой энергии и ограничение возмож- возможностей индивидуального регулирования воздухообмена. Анализ работы вентиляции в квартирах с учетом результатов теплоэнергетических мониторингов позволяет сформулировать положения, определяющие основные тре- требования к системам вентиляции современных зданий: • Вентиляция - один из ос ювных факторов инженерного обеспечения зданий, определяющий комфортность среды обитания и здоровья жителей. По резуль- результатам мониторинга жилых домов во Владимире у 80 % жителей отмечены 4—6 заболеваний за отопительный период, связанных с неблагоприятным воздушно- тепловым режимом в квартирах. • Расчетный расход теплоты на вентиляцию квартир соизмерим, а в ряде случаев превышает трансмиссионные теплопотери современных зданий. • Потребность квартир в вентиляции, связанная с режимом их эксплуатации (при- готопление пищи, стирка, переменное количество людей в течение суток и др.) характеризуется широким диапазоном необходимого воздухообмена, меняюще- меняющегося по отдельным помещениям квартиры в течение суток. Минимальный воз- воздухообмен в квартире должен обеспечить удаление из помещений вредностей, выделяемых строительными конструкциями, отделочными материалами, ме- мебелью и т. п. (радон, фенолформальдегиды и др.). Максимальный воздухообмен может быть принят по данным стандарта АВОК «Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена» [29). Потребная глубина регулирования воздухообмена в квартире в большинстве случаев находится в диапазоне 10—100 %. • Центральные системы естественной, механической вентиляции аэродинамичес- аэродинамически ие устойчивы, что связано как с изменениями погоды, так и с взаимным вли- влиянием регулирования воздухообмена на разных этажах. Практика проектирова- проектирования центральных систем на расчетные, неблагоприятные, условия приводит к завышению воздухообмена и затруднениям по регулированию систем вентиля- вентиляции в отдельных квартирах при условиях, отличающихся от расчетных. • Организация вентиляции тесно связана, с одной стороны, с защитой квартир от 1 ородского шума, особенно в застройках вблизи нагруженных транспортных ма- магистралей, с другой стороны, с акустической защитой от шума, генерируемого са- самими системами механической вентиляции. В здании реализована поквартирная регулируемая приточно-вытяжная система ме- механической вентиляции с утилизацией теплоты удаляемого воздуха (рис. 15). Компактный приточно-вытяжной агрегат с пластинчатым рекуперативным тепло- утилизатором размещен в подшивном потолке гостевого санузла рядом с кухней. Забор воздуха осуществляется через отверстие в наружной стене, выходящее на лод- лоджию кухни. Удаляемый воздух забирается из помещения кухни. Тепловой утилиза- утилизацией охвачена примерно половина удаляемого из квартиры воздуха. Вытяжка из санузлов, ванной комнаты и постирочной не утилизируется. Воздух удаляется из квартиры через вытяжные шахты, выполненные из оцинко- оцинкованных воздуховодов посредством «спутников». В каждом помещении, из которого 76
се экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия Рис. 15. План поквартирной регулируемой приточно-вытяжной системы механической удаляется загрязненный воздух, кроме кухни, проектом предусматривается установка малошумных вентиляторов с обратным клапаном в форме автоматических жалюзи. Управление вентиляторами может быть скомбинировано с управлением освещением. Учитывая, что через утилизатор приточно-вытяжного агрегата проходит в 2 раза больше приточного воздуха, чем удаляемого, он оборудован дополнительным подог- подогревателем мощностью 2 кВт. Установка оснащена системой автоматики, позволяющей поддерживать постоянную температуру приточного воздуха, имеется также возмож- возможность регулировать количество приточного и удаляемого воздуха. Воздух от установ- установки удаляется в общую вытяжную шахту. Приточный воздух выводится в холл квартиры, из которого он может быть разведен в жилые комнаты. Функционально такая система вентиляции позволяет осуществлять регулирова- регулирование воздухообмена не только в зависимости от режима эксплуатации квартиры в те- течение суток, но и по отдельным помещениям квартиры. Анализ вероятных режимов эксплуатации квартир показывает, что среднесуточный воздухообмен может состав- составлять 30-50 % от расчетного. Значительную часть суток объемы приточного и удаля- удаляемого воздуха в теплоутилизаторе могут быть сбалансированы, а режим догрева при- приточного воздуха нагревателем может быть существенно сокращен во времени. Необходимость догрева приточного воздуха возникает при снижении температуры наружного воздуха ниже —5...—8 °С при необходимом воздухообмене более 75 % от расчетного. Показатели энергоэффективности Показатели энергоэффективности экспериментального здания по отношению к МГСН 2.01-99 приведены в табл. 33. По своим расчетным характеристикам здание поз- позволяет экономить до 30 % тепловой энергии на отопление и вентиляцию, а при реали- реализации регулируемой вентиляции с переменным расходом воздуха и до 40 %. Такая эко- экономия является результатом комплекса энергосберегающих мер, включающих архитектурно-планировочные решения, теплозащиту ограждающих конструкций, новые инженерные решения. 77
А. Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин Характеристика Сопротивление теплопередаче огражда- ограждающих конструкций, м2 • °С/Вт: стен окон покрытий Отношение поверхности окон к поверхности стен, включая окна Показатель компактности здания Удельный расход тепловой энергии систе- системами отопления и вентиляции, кВт • ч/м2 за отопительный период Экспериментальное здание 3,33 0,61 4,78 0,17 0,19 67/58* МГСН 2.01-99 СНиП Н-3-79*, изд. 1998 г. 3,16 0,54 4,71 0,18 0,25 95 * При регулировании воздухообмена в квартирах в зависимости от режима эксплуатации. Удельные теплоэнергетические характеристики 3-комнатной квартиры в расчете на 1 м2 площади при поддержании в квартире температуры +20 °С с поправками на прог- прогнозируемые бытовые тепловыделения и теплоту испарения влаги в строительных кон- конструкциях представлены в табл. 34. Таблица 34 Показатели Удельный расход теплоты в системе отопле- отопления в расчете на /„ = -3,7 °С То же в расчете на /„ = -28 "С То же с учетом расчетных поправок на бы- бытовые тепловыделения G Вт/м2) и на тепло- теплоту испарения влаги в строительных кон- конструкциях E Вт/м2) при /„ = -3,7 "С при /„ = -28 °С Расход теплоты на нагрев приточного воз- воздуха при /„ = —3,7 °С и кратности воздухо- 0,48 1/ч A,4 м'Дч-м2)) 0,64 1/4 A,9 м3/(ч-м2)) 1,15 1/чC,ЗмУ(ч«м2)) Единица измерения Вт/м2 Вт/м2 Вт/м2 Вт/м2 Значение 17,3 35 5,3 23 8,5 11,2 18,9
се экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия Окончание табл. 34 Показатели То же в расчете на /„ = -28 °С при кратности воздухообмена: 0,48 1/4 A,4 мУD-м2)) 0,64 1/4 A,9 мУD»м2)) 1,15 1/4C,ЗмУ(ч«м2)) Коли4ество сэкономленной теплоты за счет утилизации при г„ = -3,7 °С и кратности воздухообмена: 0,48 1/ч A,4 м3/(ч'м1)) 0,64 1/4 A,9 м!/(ч-мг)) 1,15 1/ч C,3 мУD«м2)) Годовой расход теплоты на отопление и вентиляцию с учетом поправок на бы- бытовые тепловыделения и теплоту испаре- испарения влаги в строительных конструкциях при средней кратности воздухообмена 0,48 1/ч A,4 мУ(ч • м2)) без утилизатора То же без учета поправок То же с теплоутилизатором с учетом поп- поправок измереши Вт/м1 Вт/м2 кВт • ч/(м2 • год) кВт • ч/(м2 • год) кВт«ч/(м2тод) Значение 17,2 22,6 38,3 5,2 6,6 11,5 70 132 44 Результаты расчетов показали, что после отделки квартир и заселения здания удельный расчетный годовой расход теплоты на отопление и вентиляцию снижает- снижается почти вдвое со 132 до 70 кВт*ч/(м2• год), а с применением утилизации теплоты до 44 кВт • ч/(м2 • год). 5.2. Энергоэффективное многоэтажное жилое здание в Никулино-2 (Москва) Проект «Энергоэффективный жилой дом в микрорайоне Никулино-2» был направ- направлен на решение проблемы энергосбережения в городском хозяйстве Москвы. Проект был реализован в 1998—2002 годах Минобороны России совместно с Правительством Москвы, Минпромнауки России, НП «АВОК» и ОАО «ИНСОЛАР-ИНВЕСТ» в рам- рамках Долгосрочной программы энергосбережения в г. Москве, утвержденной совмес- совместным постановлением Правительства Москвы и Минпромнауки России от 15 января 1998 года № 36-РП-6. Участники проекта: • головная научная организация - НП «АВОК»; • головная организация по инновационному инженерному оборудованию - ОАО «ИНСОЛАР-ИНВЕСТ»; • генеральный проектировщик—53 Центральный проектный институт Министерства обороны РФ (ЦПИ МО РФ). 79
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков Проект выполнен под научным руководством доктора технических наук, член-кор- член-корреспондента РААСН Ю. А. Табунщикова и под общим руководством доктора техни- технических наук, генерал-лейтенанта В. Ф. Аистова. Со стороны Правительства Москвы проект курировали Комплекс архитектуры, строительства, развития и реконструкции города и Управление топливно-энергетического хозяйства города. В реализации проекта принимали участие специалисты Мосгосэкспертизы, ООО «НПО ТЕРМЭК», ВИТУ, 26 ЦНИИ МО РФ, ССУ 109. К обсуждению концеп- концептуальных энергоэффективных технических решений и разработке методик экспери- экспериментальных натурных исследований были привлечены независимые иностранные эк- эксперты в области энергосбережения, работающие в рамках программы «TACIS» по проекту EURUS № 9705 «Энергосбережение в строительном секторе». Целью проекта являлось создание, натурная апробация и последующее внедрение в жилищное строительство города новейших технологий и оборудования, обеспечи- обеспечивающих как минимум двукратное снижение энергозатрат на эксплуатацию жилого фонда. Проект стартовал в 1998 году, в связи с чем ожидаемая экономия энергии оце- оценивалась в сравнении со зданиями, построенными по действующим на тот момент МГСН 2.01-94 и соответствующими требованиям I этапа перехода на новый уровень теплозащиты наружных ограждающих конструкций. Базовой серией для реализации проекта была выбрана типовая серия жилых зданий 111-355.МО (рис. 16, 17). Эта серия наиболее полно отвечает требованиям энерго- энергоэффективности с точки зрения архитектурных и объемно-планировочных решений и по своим энергосберегающим показателям является наиболее перспективной для жи- жилищного строительства. Типовой проект жилых крупнопанельных зданий и блок-секций серии 111-355.МО разработан 53 ЦПИ МО РФ и согласован в установленном порядке для массового строительства на территории Российской Федерации. Серия 111-355.МО фактически является «конструктором», из изделий которого могут компоноваться блок-секции от 5 до 25 этажей с любым необходимым составом и площадями квартир, например: • малые квартиры: кухни 8,0—8,6 м2, об- общие комнаты 16,0-18,6 м\ спальные 8,8-12,0 м2; • муниципальные квартиры: кухни 12,0 м2, общие комнаты 18,6-25,2 м2, спальные 12,0-18,0 м2; • большие квартиры: кухни от 18,0 м2, об- общие комнаты от 25,0 м2, спальные ком- комнаты от 18,0 м2 и более. Квартиры с чис- числом спальных более двух могут выпол- выполняться в двух уровнях: как правило, на нижнем уровне располагаются прихо- прихожая, холл, гостевой санузел, кладовая, кухня и гостиная; на верхнем уровне - холл (с выходом в межквартирное про- пространство), раздельный санузел с ван- ванной комнатой и спальные комнаты. При выборе энергоэффективных мероп- мероприятий, использованных при проектирова- проектировании и строительстве многоэтажного жилого здания в Никулино-2, разработчики руковод- руководствовались следующими основополагающи- основополагающими научными предпосылками:
эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия • Энергосберегающая политика XXI века будет основана на применении техноло- технологий, использующих нетрадиционные возобновляемые источники энергии. • Здание является единой энергетической системой, все элементы которой - ог- ограждающие конструкции, системы отопления, вентиляции, кондиционирования, теплоэнергоснабжения — взаимосвязаны, в связи с чем проект энергоэффектив- энергоэффективного здания не может быть представлен простым суммированием ряда энергосбе- энергосберегающих решений, но должен быть результатом выбора научными методами тех- технических решений, наилучшим образом отвечающих поставленной цели обеспечения энергосбережения при одновременном повышении качества микроклимата. • Приоритетность при выборе энергосберегающих технологий имеют технические решения, одновременно способствующие улучшению микроклимата помещений. Мероприятия по снижению затрат на эксплуатацию многоэтажного жилого здания • Теплонасосная установка для горячего водоснабжения, использующая теплоту грунта и удаляемого вентиляционного воздуха. • Система вентиляции с механической вытяжкой и естественным притоком че- через авторегулируемые воздухозаборные устройства в оконных переплетах, обес- обеспечивающая нормативный воздухообмен при установке герметичных окон. • Утилизация теплоты удаляемого вентиляционного воздуха. • Система отопления двухтрубная горизонтальная поквартирная с теплосчетчи- теплосчетчиком, установленным на кухне, с термостатическими вентилями на каждом ото- отопительном приборе, обеспечивающая возможность поквартирного учета и ре- регулирования расхода тепловой энергии и индивидуального регулирования температуры воздуха в помещениях. • Наружные ограждающие конструкции с повышенной теплозащитой. Теплоэнергоснабжение здания Теплоэнергоснабжение здания в Никулино-2 осуществляется от двух источников: • тепловые насосы, использующие теплоту Земли и теплоту удаляемого воздуха для горячего водоснабжения; • внешний источник тепловой и электрической энергии (централизованное тепло- теплоснабжение и энергосистема города). В настоящее время технологии теплоснабжения, использующие тепловые насосы, применяются практически во всех развитых странах мира. Все широкомасштабные программы по экономии энергии, реализуемые за рубежом, предусматривают их ши- широкое применение. Преимущества технологий, использующих тепловые насосы, в сравнении с их традиционными аналогами связаны не только со значительными сок- сокращениями затрат энергии в системах жизнеобеспечения зданий и сооружений, но и 81
Л Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин с их экологической чистотой, а также новыми возможностями в области повышения степени автономности систем теплоснабжения. По всей видимости, в недалеком бу- будущем именно эти качества будут иметь определяющее значение в формировании кон- конкурентной ситуации на отечественном рынке теплогенерирующего оборудования. В России, в рамках описываемого проекта, фактически впервые была построена тепло- насосная система горячего водоснабжения многоэтажного жилого здания. Тепловой насос (рис. 18) состоит из испарителя, компрессора, в котором проис- происходит сжатие паров холодильного агента, конденсатора, в котором происходит пере- переход парообразного холодильного агента в жидкое состояние, и дроссельного вентиля, в котором происходит процесс дросселирования, т. е. необратимого расширения жид- жидкости с понижением давления и температуры, в результате чего часть жидкости прев- превращается в пар, а ее энтальпия остается неизменной. В испарителе поддерживаются бо- более низкие, а в конденсаторе более высокие температура и давление холодильного агента. Холодильный агент в конденсаторе превращается в жидкость, затем в дроссельном вен- вентиле его давление понижается и он частично преобразуется в пар. Теплота, отводимая от конденсатора, используется для нагревания теплоносителя. Кроме теплоты, перене- перенесенной от источника, теплопотребитель получает теплоту, эквивалентную затраченной механической энергии. Рис. 18. Схема В качестве низкопотенциального источника тепловой энергии для испарителей тепловых насосов используется теплота грунта поверхностных слоев Земли и тепло- теплота удаляемого вентиляционного воздуха. Такая система также допускает использова- использование в качестве низкопотенциального источника тепловой энергии теплоту сточных вод (рис. 19). Установка для подготовки горячего водоснабжения расположена в подвале зда- здания. Она включает в себя следующие основные элементы: • парокомпрессионные теплонасосные установки (ТНУ) (рис. 20); • баки-аккумуляторы горячей воды; • системы сбора низкопотенциальной тепловой энергии грунта и низкопотенци- низкопотенциальной теплоты удаляемого вентиляционного воздуха; • циркуляционные насосы, контрольно-измерительная аппаратура. Основными теплообменными элементами системы сбора низкопотенциальной теплоты грунта являются вертикальные грунтовые теплообменники коаксиального типа, расположенные снаружи по периметру здания. 82
Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия Рис. 19 Принципиальная схема теплонасосной системы горячего водоснабжения (показана в «я низкопотенциального тепла сточных вод, не реализованная в данном проекте) Рис. 20. Тепловые
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А. Табунщиков, Н В Шилкин Грунт поверхностных слоев Земли фактически представляет собой тепловой акку- аккумулятор неограниченной емкости, тепловой режим которого формируется под воз- воздействием двух основных факторов: солнечной радиации и потока радиогенной теп- теплоты, поступающей из земных недр. Падающая на земную поверхность солнечная радиация и сезонные изменения ее интенсивности оказывают влияние на темпера- температурный режим слоев грунта, залегающих на глубинах, не превышающих, как прави- правило, 10—20 м, ниже которых находятся слои, не подверженные сезонным колебаниям температуры. Глубина проникновения суточных колебаний температуры наружного воздуха и интенсивности падающей солнечной радиации в зависимости от конкретных почвенно-климатических условий изменяется в пределах от нескольких десятков сан- сантиметров до полутора метров. Температурный режим слоев грунта, расположенных ниже глубины проникновения теплоты солнечной радиации, формируется только под воздействием тепловой энергии, поступающей из недр Земли и практически не зави- зависит от сезонных, а тем более суточных изменений параметров наружного климата. Таким образом, на сравнительно небольшой глубине от поверхности имеются слои грунта, температурный потенциал которых в холодное время года значительно выше, чем наружного воздуха. Характерным является факт запаздывания во времени коле- колебаний температуры грунта относительно колебаний температуры воздуха, в связи с чем на некоторой глубине от поверхности максимальные температуры в фунте наб- наблюдаются в наиболее холодный период года. При устройстве в грунте вертикальных или горизонтальных регистров труб (сис- (системы сбора низкопотенциальной теплоты грунта) с циркулирующим по ним тепло- теплоносителем, имеющим пониженную относительно окружающего грунтового массива температуру, происходит отбор тепловой энергии от грунта и отвод ее в испаритель теплонасосной установки. В данном здании система сбора низкопотенциальной теп- теплоты грунта представляет собой 8 скважин глубиной от 32 до 35 м каждая, располо- расположенных вблизи здания. Система сбора низкопотенциальной теплоты удаляемого вентиляционного воз- воздуха (рис. 21) предусматривает устройство в вытяжных вентиляционных камерах теплообменников-утилизаторов, гидравлически связанных с испарителями тепло- насосных установок. В этом случае обеспечивается более глубокое охлаждение уда- удаляемого воздуха и использование его теплоты в тепловых насосах для получения го- горячей воды. Вентиляционные ю низкопотенциальной теплоты удаляемого воздуха
Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия Система решена следующим образом. Из вентиляционных шахт удаляемый воз- воздух собирается в коллектор и из него вытяжным вентилятором прогоняется через теп- теплообменник-утилизатор, охлаждается и выбрасывается в атмосферу. Теплообменник- утилизатор связан с испарителем теплового насоса промежуточным контуром при помощи циркуляционного насоса. От конденсатора теплового насоса полезная теп- теплота отводится в систему горячего водоснабжения. Поскольку режим работы тепловых насосов, использующих теплоту Земли и теп- теплоту удаляемого воздуха, постоянный, а потребление горячей воды переменное, сис- система горячего водоснабжения оборудована баками-аккумуляторами. Наружные ограждающие конструкции Наружные ограждающие конструкции - 3-слойные железобетонные панели тол- толщиной 350 и 400 мм на дискретных связях (ДС). Наружный слой толщиной 80 мм из тяжелого бетона плотностью у = 2400 кг/м3; внутренний слой из тяжелого бетона плот • ностью у= 2400 кг/м3, слой утеплителя толщиной 150 мм из полистирольного пено- пенопласта ПСБ-35 B5) ГОСТ 15588-86*. Перекрытие над техническим подпольем - сплошные полнотелые железобетонные плиты толщиной 160 мм. Полы в жилых комнатах, передних и коридорах квартир — щитовой паркет по ла- лагам ГОСТ 8624-80* толщиной 30 мм. Подготовка под полы: один слой мягкой ДВП ГОСТ 4598-86* толщиной 10 мм на горячей мастике. Полы первого этажа такие же, как и предыдущие, но снабжены дополнительным утеплителем - прошивные минераловатные маты толщиной 50 мм ГОСТ 21880—86, обернутые полиэтиленовой пленкой. Холодный чердак с плоской крышей. Перекрытие над верхним (последним) жилым этажом (слои перечислены снизу вверх): • сплошные полнотелые железобетонные плиты толщиной 160 мм; • пароизоляция - синтетическая пленка; • теплоизоляция - плита из полистирольного пенопласта ПСБ-С-35 толщиной 230 мм ГОСТ 15588-86*; • верхний слой - армированная цементно-песчанная стяжка толщиной 30 мм (Ml 50). Окна и балконные двери с тройным остеклением в деревянных переплетах по ГОСТ 16289-80. Приведенный коэффициенттеплопередачи здания в Никулино-2 равен 0,496 Вт/ (м2 • °С). Значения приведенного сопротивления теплопередаче основных элементов здания указаны в табл. 35. Таблица 35 Основные элементы здания Стены Окна и балконные двери Покрытия и чердачные перекрытия Перекрытия над подвалами и подпольями Перекрытия над проездами и под эркерами Приведенное сопротнгление теплопередаче, »«2 • 'С/Вт 3,28 0,60 4,39 4,27 1,63
А Н Дмитриев, И Н Кое в, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин Система отопления В здании запроектирована двухтрубная горизонтальная поквартирная система во- водяного отопления с теплосчетчиком, установленным на кухне, и с термостатическими вентилями на каждом отопительном приборе (рис. 22). Эта система обеспечивает воз- возможность поквартирного учета тепловой энергии и возможность индивидуального ре- регулирования температуры воздуха в помещениях без изменения теплового режима со- соседних помещений. Обозначения. — Подающий стояк — Обратный стояк ¦¦ Отопительный прибор ® Поквартирный теплосчетчик Рис. 22. План системы отопления типового этажа Отопительные приборы - конвекторы, расположенные в подоконном простран- пространстве. Регулирование теплоотдачи отопительных приборов осуществляется термо- терморегуляторами, установленными на конвекторах. Учет расхода тепловой энергии на отопление - общий на здание и поквартирный. Для организации поквартирного учета теплоты обеспечен один ввод в квартиру по- подающего и обратного трубопроводов и к ним присоединены все отопительные при- приборы, размещенные в квартире. Возможны две схемы поквартирного отопления: луче- лучевая и периметральная. Лучевая схема (рис. 23) реализуется с помощью металлополимерных или поли- полимерных труб, укладываемых в стяжку чистого пола. Каждый отопительный прибор присоединяется к подающему и обратному коллекторам (манифолдам) и регулирует- регулируется автономно. В периметральной схеме (рис. 24), которая и использована в данном здании, ото- отопительные приборы гидравлически более зависимы, но эта схема требует меньшего количества труб и обладает лучшей ремонтопригодностью. При этой схеме трубы ук- укладываются в лотках и могут обслуживаться. В этом случае используются не только металлополимерные или полимерные трубы, но и обыкновенные стальные. Незави- Независимость развязки трубопроводов от других квартир предполагает возможность инди- индивидуального проектирования отопления каждой квартиры.
Руководство по оценке экономической эффективности Рис. 24. Периметральная схема Обозначения: 1 - отопительный прибор; 2 - поквартирный теплосчетчик Поквартирные вводы могут объединять- объединяться коллекторами на лестничной площадке в приборном щите с поквартирными тепло- теплосчетчиками. В этом случае приборные щиты всех этажей объединяются подающим и об- обратным стояками системы отопления, свя- связанными через домовой узел учета теплоты с теплосетью (рис. 25). В рассматриваемом зда- здании использован другой способ организации поквартирного учета теплоты. Отопительные приборы каждой квартиры присоединены к подающему и обратному стоякам через по- поквартирный теплосчетчик, расположенный на кухне. Квартиры обслуживаются четырь- четырьмя подающими и четырьмя обратными сто- стояками (по числу квартир на этаже). Допол- Дополнительные стояки обслуживают лестничные клетки и лифтовой холл. Система вентиляции В здании применена механическая вытяж- вытяжная система вентиляции с естественным при- притоком через воздухозаборные устройства и ути- утилизацией теплоты удаляемого вентиляцион- вентиляционного воздуха при помощи теплонасосных установок. Рис. 25. Схема поквартирного учета т< Обозначения: 1 - домовой теплосчетчик; 87
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А. Табунщиков, Н В Шилкин Для обеспечения поступления в помещение наружного воздуха, по объему соот- соответствующего количеству удаляемого, используются приточные устройства, встро- встроенные в оконные коробки квартир (кроме кухни) (рис. 26). Во избежание проникнове- проникновения дождя в помещение с наружной стороны окна установлен козырек. Отработанный воздух удаляется из квартир через авторегулируемые клапаны, ус- установленные на кухнях, в ванных комнатах и в санузлах (рис. 27). Авторегулируемые клапаны обеспечивают прохождение через них постоянного расчетного расхода воз- воздуха. При увеличении перепада давлений между квартирой и вентиляционной шах- шахтой сопротивление клапана проходящему через него воздушному потоку увеличива- увеличивается и, соответственно, количество удаляемого из квартиры воздуха уменьшается. При уменьшении перепада давлений между квартирой и вентиляционной шахтой, ситу- ситуация обратная - количество удаляемого из квартиры воздуха увеличивается. Кон- Конструкция клапана достаточно проста: изменение сопротивления клапана проходяще- проходящему через него воздушному потоку обеспечивается автоматически за счет изменения объема находящейся в потоке удаляемого воздуха резиновой камеры, во внутреннюю полость которой имеет доступ воздух из квартиры. При изменении перепада давле- давлений между квартирой и вентиляционной шахтой соответственно меняется и объем резиновой камеры, уменьшая или увеличивая проходное сечение клапана. Рис 26. Приточное устройство в оконной короба Рис. 27. Авторегулируемое вытяжное устройство
Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприяп Для утилизации теплоты удаляемого воздуха в вытяжной камере предусмотрен тепло- теплообменник-утилизатор, связанный с испарителями теплонасосных установок про- промежуточным контуром. Удаляемый воздух вытяжным вентилятором «прогоняется» через теплообменник-утилизатор, охлаждается и выбрасывается в атмосферу. Тепло- Теплота удаляемого воздуха используется тепловым насосом для подготовки горячего водо- водоснабжения. Полезная теплота собирается в баках-аккумуляторах, откуда по мере не- необходимости используется в системе горячего водоснабжения. Горячее водоснабжение Система горячего водоснабжения здания - аккумуляционная, теплонасосная. Вода для горячего водоснабжения приготавливается при помощи тепловых насосов, работающих за счет использования теплоты Земли и теплоты удаляемого вентиляционного воздуха. Система горячего водоснабжения предусматривает два температурных уровня ак- аккумуляции горячей воды. Первый низкотемпературный уровень аккумуляции обес- обеспечивается тепловыми насосами, второй высокотемпературный уровень аккумуля- аккумуляции обеспечивается термоэлектрическими нагревателями (ТЭН), работающими в ночное время суток. 5.3. Энергоэффективный жилой район VIIKKI в Хельсинки (Финляндия) Строительство энергоэффективных районов или поселков по сравнению со стро- строительством отдельных демонстрационных энергоэффективных зданий позволяет на принципиально более высоком уровне изучить в реальных условиях энергосберега- энергосберегающие технологии, а также их взаимосвязь с экологическими и социальными услови- условиями. Архитекторам и инженерам, обычно связанным ограниченными возможностя- возможностями одного здания, в данном случае обеспечиваются условия и предоставляется возможность дать волю своей фантазии и «проиграть» систему энергосберегающих решений с учетом технических и экономических возможностей проекта. Идея строительства демонстрационных энергоэффективных районов или по- поселков родилась и развивалась практически одновременно с идеей строительства отдельных демонстрационных энергоэффективных зданий. Так, поселок Керава в Финляндии или молодежные поселки вблизи города Сакраменто (штат Калифор- Калифорния, США) были построены в конце 1970-х — начале 1980-х годов. Район VIIKKI (Хельсинки, Финляндия) представлял собой экологически чистую тер- территорию сельского типа площадью 1132 га, которая частично использовалась для научных и экспериментальных целей Технологическим университетом Хельсинки. Стро- Строительство демонстрационного энергоэффективного района EKOVIIKKI осуществлялось в соответствии с программой Европейского сообщества Thermie, которая включает в се- себя девять различных европейских экспериментальных проектов. Руководство финским проектом было возложено на Технологический университет Хельсинки. На территории экологического района VIIKKI располагается новый университет- университетский район, научно-исследовательский центр, жилой район на 13 тыс. жителей, на- научный центр и городская библиотека, Парк науки, общественные службы и коммер- коммерческие предприятия. Lotakortano - это большая территория, расположенная к востоку и северо-востоку от Парка науки (рис. 28). Здесь проживает около 9 тыс. жителей. Жилой район вклю- включает в себя помимо разнообразных жилых помещений здания общественного назна- назначения: школы, больницы, магазины, клубы, сауны и прачечные. Инициаторы проекта пришли к выводу, что нелегко убедить клиента в необходи- необходимости сохранения энергии, т. к. обычно это требует дополнительных затрат. Даже
^ Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шил если эти затраты окупятся в 10-летний период, клиенту это кажется слишком долго. Поэтому к новому экспериментальному жилому району VIIKKI применили новый подход: речь идет не только об экономии энергии, но и об экологии и социальной составляющей, о долговременное™ строительства, его влиянии на окружающую сре- среду, т. е. о так называемом жизнеподдерживающем (sustainable) строительстве. Целью строительства демонстрационного жилого района VIIKKI являлось выявление эф- эффективности энергосберегающих технологий в реальных условиях во взаимосвязи с экологическими и социальными аспектами. Рис. 28. Жилой район Lotokortono Проектированию района предшествовал конкурс. Городским советом Хельсинки были разработаны социальные, экологические и энергетические требования, которым должны отвечать проекты. 1. Социальные требования: • создание городской архитектуры, обеспечивающей высокое качество среды оби- обитания людей; • сохранение окружающей среды; • создание разнообразных функциональных особенностей жизнедеятельности района; • экономичность при поддержании жизненного цикла. 2. Экологические и энергетические требования: • отказ от использования технологических процессов и источников энергии, заг- загрязняющих окружающую среду; • сокращение использования природного топлива; • увеличение объема использования возобновляемых источников энергии; • повышение качества микроклимата помещений; • утилизация тепла и повторное использование водных ресурсов. Для оценки проектов был разработан метод, основанный на рассмотрении главных факторов, включенных в понятие «sustainable building»: влияние проекта на окружа- окружающую среду, степень загрязнения и затраты энергии за 50-летний период. 90
1СТИЦИЙ в энергосберегающие мероприятия Были повышены общие требования безопасности зданий для здоровья людей, а также требования к степени озеленения. Метод оценки включал в себя обязательные и добровольные показатели проекта. В обязательные показатели проекта вошли оцен- оценка влияния проекта на окружающую среду и затраты энергии. Было определено глав- главное требование так называемой реализуемости проекта: стоимость строительства не должна увеличиться больше чем на 5 %. В табл. 36 приведены экологические и энергетические критерии оценки проектов. Каждый фактор оценивается определенным количеством баллов по степени весо- весомости, например, загрязнение окружающей среды оценивается в 10 баллов и включено в число обязательных; использование природных ресурсов - в 8 баллов. Контрольные данные показывают уровень существующих норм, требуемый минимум — необходи- необходимость и обязательность улучшения существующих норм. Достижение более высоко- высокого уровня по сравнению с требуемым минимумом оценивается одним или двумя бал- баллами. Таким образом, максимальное количество баллов, которое может набрать проект, равно 30. Таблица 36 Критерии Контрольные Требуемый минимум 1балл 2 балла ОБЯЗАТЕЛЬНЫЕ 10 баллов - влияние проекта на окружающую среду, степень загрязнения СОг Сточные воды Строительные отходы Бытовой мусор Экологический сертификат 4000 кг/м2/50 лет 160 л/чел./день 20 кг/м> 200 кг/чел ./год Строительные и отделочные материалы 3200 (-20% от кон- контрольных данных) 125 (-22 % от кон- контрольных данных) 18 (-10% от кон- контрольных данных) 160 (-20% от кон- контрольных данных) Нет 2700 105 15 140 2 2200 85 10 120 Много 8 баллов — затраты энергии Энергия на Электрическая энергия Первичная энергия Гибкость, взаимо- взаимозаменяемость энергии 160 кВт • • ч/м2/год 45кВт«ч/м7год 37ГДж/му50лет 105 (-34 % от кон- контрольных данных) 45 @ % от кон- контрольных данных) 30 (-19% от кон- контрольных данных) Стандартная 85 40 25 15% 65 35 20 Лучше
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин Окончание табл. 36 Критерии Контрольные данные Требуемый минимум 1балл 2 балла ДОБРОВОЛЬНЫЕ 6 баллов - качество среды обитания Качество микроклимата Снижение рис- рисков, связанных с влажностью Защита от шума Защита от ветра, вклад солнечной радиации Возможность выбора альтер- альтернативных планов квартир - - Хорошее Норма Норма Планируемая Стандартная - Повышен- Повышенное Новые нормы Хорошая 15% Отличное Новаторское Улучшенная Отличная 30% 4 балла - биологическая вариативность Выбор фрук- фруктовых и прочих деревьев Использование ливневых вод - По плану По плану Лучше Лучше Отлично Инноваци- Инновационное 2 балла — качество природной среды Полезные растения Повторное использование почвенного слоя Всего, баллы - По норме По норме 0 1/3 На месте Культивация почв Максимум 30 Учет местных климатических особенностей При проектировании района учитывались местные климатические особенности, способствующие повышению комфортности в застройке и снижению энергетичес- энергетической нагрузки на тепло- и энергоснабжение зданий, изучалось влияние формы и рас- расположения зданий на ветровые потоки (рис. 29). Ориентация здания выбиралась так, чтобы максимально использовать теплоту и свет солнечной радиации, т. е. фасады и большая площадь остекления были ориентированы на юг. Размещение галерей для прохода на южной стороне здания улучшает защиту от ветра (рис. 30). 92
се экономической эффективности i энергосберегающие мероприятия Рис. 29. Влияние формы и расположения зданий на ветровые m Рис. 30. Городская структура VIIKKI имеет однородную, компактную организацию. Район имеет небольшие здания с 1 -3 уровнями. Такая низкая однородная структура в совокупности с множеством ограждений от ветра позволяет создать в районе приятный микроклимат Энергоснабжение Энергоснабжение района обеспечивается комбинацией районного тепло-, электро- электроснабжения Хельсинки и солнечного теплоснабжения. На балконах некоторых много- многоэтажных зданий установлены фотоэлектрические панели. Системы вентиляции и отопления жилых зданий При проектировании систем отопления и вентиляции жилых зданий были приме- применены следующие технические решения, повышающие их энергетическую эффективность: • использование теплоты обратной воды системы теплоснабжения для напольно- напольного отопления; • утилизация теплоты удаляемого воздуха; • индивидуальная механическая вентиляция с утилизацией теплоты раздельно для каждой квартиры; • повышение эффективности систем естественной вентиляции за счет специаль- специальной конструкции дефлекторов; • вентиляция помещений предварительно подогретым наружным воздухом, посту- поступающим через окна специальной конструкции или забираемым из остекленных лоджий; • использование низкотемпературных отопительных систем; • использование солнечных коллекторов, подключенных к магистралям горячей воды; • индивидуальный контроль температуры в каждом помещении. Для изучения эффективности различных систем вентиляции в сочетании с систе- системами отопления и утилизации теплоты солнечной радиации и теплоты удаляемого 93
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин воздуха, жилые здания оборудованы центральными и поквартирными системами ме- механической вентиляции и системами естественной вентиляции. В центральной ме- механической системе вентиляции (рис. 31) теплообменник располагается на чердаке здания, в поквартирной (рис. 32) - устанавливается в каждой квартире. Часть зданий оборудована системой естественной вентиляции (рис. 33). Приток воздуха осущест- осуществляется через специальные приточные устройства в стене, расположенные за отопи- отопительными приборами, или через окна со специальным устройством для забора наруж- наружного воздуха. Наружный воздух протекает между оконными стеклами и таким образом подогревается (рис. 34). Вытяжка осуществляется через вытяжной канал, оборудо- оборудованный на конце дефлектором особой конструкции. — *- *- *- *- t t Теплооб- Теплообменник — — — — — Рис. 31. Схема центральной механи- Рис. 32. Схема поквартирной механической с ческой системы вентиляции с утили- эффективным теплообменником A) с утилизацией те зацией теплоты удаляемого воздуха воздуха. Забор воздуха осуществляется и I 1 1 1 Рис. 33. Схема системы естественной вентиляции. Приток воздуха осуществляется через приточные отверстия в стене здания, расположенные за отопительными приборами A). На конце вытяжного канала установлены дефлекторы специальной конструкции B)
Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия I Рис 34. Вентиляция помещений предварительно подогретым наружным воздухом, поступающим через окна спе- специальной конструкции Отопление в зданиях - центральное, с подключением к районному теплоснабже- теплоснабжению Хельсинки. Отопительные приборы - радиаторы и теплые полы. Солнечные кол- коллекторы в основном используются для приготовления горячей воды. Использование солнечных коллекторов, подключенных к магистралям горячей воды системы цен- централизованного теачоснабжения, обеспечивает экономию энергии на нагрев горячей воды на 61 %. Теплозащита ограждающих конструкций В соответствии с повышенными требованиями к теплозащите ограждающие кон- конструкции были выполнены из энергосберегающих материалов с эффективной тепло- теплоизоляцией: наружные стены — из деревянных элементов, изготовленных в заводских условиях, слоистая фасадная облицовка выполнена с использованием бумаги, сде- сделанной из бумажных отходов. Конструкция пола представляет собой комбинацию системы напольного отопления с сохраняющим теплоту бетонным основанием. Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций: • наружных стен - 4,76 м2 • °С/Вт; • покрытия - 7,7 м2 • °С/Вт; • перекрытия 1-го этажа - 5,5 м2 • °С/Вт; • окон- 1,0м2«°С/Вт. Использование теплоты солнечной радиации для теплоснабжения жилых зданий Система тепло- и энергоснабжения жилого района VIIKKI, помимо подключения к городским сетям централизованного тепло- и электроснабжения, включает в себя крупнейшую в Финляндии установку по использованию солнечной энергии. При раз- разработке этого проекта применялись новейшие концепции использования солнечной энергии и интеграции солнечных систем в здание (табл. 37). Система солнечного теплоснабжения состоит из восьми установленных на зданиях солнечных коллекторов общей площадью 1248 м2. Эти солнечные нагревательные сис- системы обеспечивают централизованное теплоснабжение и в некоторых случаях произво- производят также обогрев помещений при помощи систем подогрева пола (рис. 35). В жилом районе VIIKKI демонстрируются новые солнечные комбинированные системы, интег- интеграция коллектора с крышей, системы пассивного использования солнечной радиации, параллельное использование систем солнечного обогрева и систем централизованного теплоснабжения, в солнечных коллекторах используются модули большой площади (размер блока коллектора — 10 м2). 95
А. Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин Рис 35. Система и подогрев пола Система солнечного АТТ-1 АТТ-2 WO Skanskal Skanska2 Skanska3 ESY Helas Площадь кол- коллектора, м2 120 248 172 116 220 212 80 80 Емкость резер- резервуара, м3 6,0 12,5 8,5 10,0 4,5 + 10 12,5 4,5 4,5 Назначение установки Теплоснабжение и подогрев пола Теплоснабжение и подогрев пола Теплоснабжение Теплоснабжение Теплоснабжение и подогрев пола, система с двумя резервуарами Теплоснабжение Теплоснабжение и подогрев пола Теплоснабжение Солнечные коллекторы встроены в конструкцию крыши жилого здания. Они ус- установлены под утлом 47-60° (рис. 36). Такие утлы оптимальны, т. к. они соответству- соответствуют наклону солнца осенью, зимой и весной, когда имеется наибольшая потребность в энергии. комбинирован! СИС1 Фирма Fortum поставила солнечную систему горячего водоснабжения и наполь- напольного отопления, комбинированную с центральным теплоснабжением Хельсинки, с площадью солнечных коллекторов 157 м2. Солнечная комбинированная система об- обслуживает группу зданий, состоящую из основного четырехэтажного здания с сол- солнечными коллекторами и двух рядом стоящих зданий с террасами. Система обслужи- обслуживает 44 квартиры, в которых проживает около 150 человек. Строительство было закончено весной 2000 года. Система солнечного теплоснабжения включает 63 высокотемпературных коллек- коллектора Fortums GCV 2,5, два 9000-литровых аккумуляторных бака, насос, модули управления и необходимые принадлежности. 96
Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия Рис 36. Солнечные коллекторы встроены в конструкцию крыши жилого здания и установлены под углом 47-60° Схема солнечной комбинированной системы, которая покрывает приблизительно 62 % потребляемой энергии, необходимой для горячего водоснабжения, показана на рис. 37. Солнечный коллектор площадью 157 м2 водоснабжения объемом 9
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин Кроме того, она участвует в работе системы напольного отопления, необходимого даже в некоторые холодные летние ночи. Из первого бака подается в основном вода для горячего водоснабжения, в то время как напольное отопление осуществляется из второго бака. Недостающая тепловая энергия берется из сети централизованного теп- теплоснабжения, к которой подключены все жилые здания округи Хельсинки. Экономия энергии в зданиях этой группы достигается следующими мероприятиями: • повышенное сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций; • в зданиях установлена механическая вентиляция с поквартирными рекуперато- рекуператорами теплоты; • застекленные лоджии играют роль пассивных солнечных коллекторов. При- Приточный воздух механической вентиляции забирается из застекленных лоджий, где предварительно подогревается от солнечной радиации; • отопление напольное водяное низкотемпературное; • использование солнечной радиации для горячего водоснабжения и отопления; • электрооборудование с низким потреблением энергии; • водоразборное оборудование с экономным расходом воды; • только две общие сауны вместо индивидуальных саун в каждой квартире, при- принятых в современном строительстве Финляндии. Дополнительные затраты на энергосберегающие технологии на каждую квартиру, евро: • устройство солнечного горячего водоснабжения и отопления — 1600; • рекуперация теплоты удаляемого вентиляционного воздуха — 1127; • застекление балконов - 1185; • застекление подъездов — 3081; • энергосберегающие окна - 669; • улучшенная изоляция фасада - 444; • улучшенная изоляция крыши — 130; • приборы с низким потреблением энергии и экономным расходом воды - 407. Энергетический мониторинг зданий осуществлял Финский институт строительных технологий VTT. Производились замеры потребления теплоты, электричества и воды. Замеры системы солнечного теплоснабжения производились ежедневно и составлялся ежемесячный отчет (замерялись теплопоступления от солнечной радиации, теплопоте- ри в системе, колебания температуры воды в баках-аккумуляторах и так далее). Контроль качества внутреннего воздуха и расхода теплоты и воды проводились в четырех разных квартирах. В процессе строительства зданий проводились исследования тепловизора- тепловизорами с целью определения мест утечек теплоты через фасады. По результатам мониторинга солнечные коллекторы общей площадью 157 м2 обес- обеспечивают в среднем 53 тыс. кВт • ч тепловой энергии в год, что составляет 85 % от ожи- ожидаемой величины. Вклад солнечной энергии (по сравнению с контрольной величиной) в горячее водоснабжение в первый год составил 53 %, во второй — 69 %. Экономия энер- энергии (по сравнению с контрольной величиной) в системе отопления составила: декабрь 2000 года - 29 %; апрель 2001 года - 33 %; сентябрь 2001 года - 57 %; октябрь 2001 года - 37 %; февраль 2002 года - 44 %; апрель 2002 года - 33 %. Фотоэлектри На одном из многоквартирных зданий района VIIKKI под названием Salvia установ- установлены фотоэлектрические панели общей площадью 288 м2 B4 kWp). Жилая площадь зда- здания 1500 м2, количество этажей - 6. Проект осуществляла фирма YIT-Rakennus Oy (Ltd). Технико-экономическое обоснование для этого проекта, как и для всех проектов VIIKKI, использующих солнечную радиацию, было сделано SOLPROS, независимой финской организацией, главной целью которой является внедрение научных достижений в прак- практику для развития энергосберегающего и экологического строительства. 98
экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия Фотоэлектрические батареи устанавливаются на месте ограждения балконов с юж- южной и западной стороны и объединяются в единую сеть. Для мониторинга фотоэлек- фотоэлектрические батари подключаются к Интернету, который есть в каждой квартире. Это самый крупный проект в Финляндии по установке фотоэлектрических панелей. Всего в Финляндии установлено фотоэлектрических панелей мощностью 1,6 MWp, а к 2010 году планируется - 40 MWp. Здания и отдельные площадки подключены к городскому водопроводу и канализа- канализационной сети. Жилища оборудованы устройствами экономии воды и раздельными счет- счетчиками расхода воды. Дождевая вода с крыш фильтруется и направляется в резервуары для полива. В малом масштабе применяется разделение и использование сточных вод. Согласно требованиям охраны здоровья, перед повторным использованием сточные воды очищаются. Между домами прокладывается сеть биологических каналов, вклю- включающая фильтрационные пруды для сточных вод и резервуары для полива. Методы снижения расхода воды • Индивидуальная плата за потребляемую воду. • Санитарно-техническое оборудование, экономящее расход воды. • Использование раздельных счетчиков расхода воды. • Общие сауны и прачечные вместо индивидуальных. Удаление и повторное использование отходов В экологической жилой зоне отходы рассматриваются как вид ресурса, поэтому уда- удаление отходов там заменено на технологию повторного их использования. Повторное использование биологических отходов производится в самой жилой зоне благодаря на- наличию больших участков, предназначенных для применения компостного гумуса. Име- Имеется примыкающий к обшей площади центр повторного использования отходов всего района площадью 70 м2; крытый сборный пункт площадью 25 м2 с открытой площадкой 10 м2. Не допускается образование дополнительных отходов, поощряется повторное ис- использование отходов на месте. Отходы сортируются на месте и собираются таким обра- образом, чтобы причинить минимум вреда окружающей среде. Информационный центр KORONA в VIIKKI Информационный центр KORONA в VIIKKI является еще одним интересным при- примером энергоэффективного и экологического строительства. Центральную часть зда- здания образуют Научная библиотека Хельсинского университета в VIIKKI и филиал биб- библиотеки Хельсинки в VIIKKI. В этом здании располагаются также администрация факультетов и городка, другие вспомогательные университетские службы, а также по- помещения для проведения лекций. Информационный центр назван KORONA из-за двойной внешней стены, окружа- окружающей круглое здание. Фасад здания оживляется контрастом между внешней стеклян- стеклянной стеной и неотделанной стеной на заднем плане. Закругленная поверхность стены и меняющееся освещение зимних садов придают зданию большую выразительность, а фасад днем и ночью мерцает, как драгоценная корона. Закругленная стеклянная сте- стена, окружающая информационный центр, имеет определенное экологическое и техни- техническое предназначения. Она служит зданию в качестве своеобразного пальто, сокра- сокращающего потери тепла зимой и уменьшающего потребность в охлаждении летом. Информационный центр, как средневековый город, комфортно расположился внут- внутри окружающей его стены. Внутренние пространства здания формируются освещаемы- освещаемыми сверху высокими «улицами», разделяющими помещения библиотечных собраний. «Улицы» раскрываются горизонтальными и вертикальными видами, проходящими 99
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин сквозь здание. Они ведут от центрального входного вестибюля к трем зимним садам — египетскому, римскому и японскому бамбуковому. В эти открытые сады, представля- представляющие древние культурные регионы, приходят почитать или просто отдохнуть многочис- многочисленные посетители центра. Зимние сады, а также пространство между стеклянной сте- стеной и стоящей за ним неотделанной стеной служат для забора наружного воздуха системой кондиционирования, причем в разные сезоны забор осуществляется из разных секто- секторов этого пространства. 5.4. Энергоэффективное общественное здание мэрии в Лондоне (Великобритания) Создатель нового здания мэрии Большого Лондона («London City Hall», иначе назы- называемое «GLA Building»), архитектор Норман Фостер, определил концепцию здания как «model of democracy, accessibility and sustainability» — это общественное здание должно было стать образцом открытости, доступности для посетителей и быть «жизнеудержи- вающим», т. е. в здании должны максимально эффективно использоваться энергия на- наружного климата, обеспечиваться наиболее комфортные условия для людей, находя- находящихся в нем, и минимизироваться вредное воздействие на окружающую среду. Ожидаемое снижение затрат энергии на климатизацию этого здания составляет 75 % по сравне- сравнению с общественным зданием таких же размеров традиционной конструкции. Инно- Инновационные решения по энергосбережению разрабатывались консалтинговой компа- компанией Ашр (эта компания участвовала также в создании здания «Commerzbank» во Франкфурте-на- Майне). Новое здание мэрии расположено в пределах Большого Лондона на южном берегу Темзы между мостами London Bridge и Tower Bridge на участке площадью около 5,5 га. Разработка проекта здания и его строительство заняли 30 месяцев. Официальная цере- церемония открытия состоялась в 2002 году. Энергоэффектнвные мероприятия, использованные при проекгаровании и строительстве • Выбор формы здания, обеспечивающей минимальные теплопотери в холодный период и минимальные теплопоступления в теплый период года. • Использование элементов наружных ограждающих конструкций в качестве солнцезащитных устройств для снижения теплопоступлений от солнечной ра- радиации в теплый период года. • Широкое применение светопрозрачных наружных ограждающих конструкций для использования в здании преимущественно естественного освещения. • Выбор высокоэффективной теплоизоляции и использование светопрозрачных ог- ограждающих конструкций с повышенными теплозащитными характеристиками. • Использование в теплый период года главным образом естественной вентиля- вентиляции посредством двухслойных вентилируемых фасадов. • Утилизация теплоты удаляемого воздуха для подогрева приточного. • Применение вместо традиционной установки кондиционирования воздуха сис- системы охлаждающих потолков. • Использование в качестве источника холодоснабжения низкотемпературных фунтовых вод. • Применение в системе водяного отопления насосов с автоматически регулиру- регулируемой скоростью вращения для снижения затрат энергии и получения комфорт- комфортной температуры воздуха в обслуживаемых помещениях. • Использование системы автоматизации и управления зданием (Building Management System, BMS) для поддержания комфортных параметров микро- микроклимата в помещениях и энергосбережения. 100
эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия Форма, размеры и ориентация здания Наиболее интересной особенностью нового здания мэрии является его необычная форма, определяемая энергетическим воздействием наружного климата на оболочку здания, которая позволяет наилучшим образом использовать положительное и мак- максимально нейтрализовать отрицательное воздействие наружного климата на энерге- энергетический баланс здания (рис. 38). Рис 38. Новое здание мэрии в Лондоне Решение о строительстве здания мэрии как энергоэффективного здания было при- принято на ранней стадии проектирования. Это позволило запроектировать данное зда- здание как единую энергетическую систему. Строительство «обычного» здания и исполь- использование в нем энергосберегающих приборов и устройств, по мнению создателей нового здания мэрии, приводит к снижению энергетической эффективности проекта. Такая стратегия проектирования потребовала тщательного выбора фундаментальных харак- характеристик здания, таких как его форма и ориентация относительно сторон света. Толь- Только после оптимизации этих характеристик были выбраны энергосберегающие инже- инженерные решения, например утилизация теплоты или использование грунтовых вод с относительно низкой температурой для охлаждения здания. Научные основы проектирования энергоэффективных зданий, и, в частности сис- системный анализ здания как единой энергетической системы были разработаны в нашей стране 20 лет назад Ю. А. Табунщиковым [30,31]. Методология проектирования энерго- эффективньгх зданий должна основываться на системном анализе здания как единой энергетической системы, все элементы которой - форма, ориентация, ограждающие конструкции, солнцезащитные устройства, система климатизации и т. д. — энергетичес- энергетически взаимосвязаны между собой. Представление энергоэффективного здания как суммы независимых инновационных решений нарушает принципы системности и приводит к потере энергетической эффективности проекта. Для определения формы, ориентации и размеров здания использовались методы компьютерного моделирования. Были построены математические модели нагрузки на систему климатизации в летний и зимний периоды с учетом теплопотерь и теплопос- туплений через оболочку здания. Учитывалось направленное влияние наружного кли- климата на оболочку здания. Анализ этих моделей позволил определить форму здания, приближенную к оптимальной, при этом в качестве точки отсчета было выбрано зна- значение максимально допустимых теплопоступлений от солнечной радиации через еди- единицу площади наружных ограждающих конструкций в летний период. Следует отметить, что задача оптимизации формы и размеров здания с учетом тепло- теплоэнергетического воздействия наружного климата была впервые решена М. М. Бродач [ 1, 32]. В этих работах даны следующие принципы выбора формы и ориентации здания с учетом теплоэнергетического воздействия наружного климата. Известно, что интен- интенсивность солнечной радиации, скорость и направление ветра, температура наружно- наружного воздуха изменяются в весьма широких пределах в зависимости от географического 101
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Тобунщиков, Н В Шил положения, рельефа местности и времени года. Воздействие солнечной радиации и вет- ветра на здание есть теплоэнергетическое воздействие наружного климата. В зависимости от положения и ориентации наружная поверхность здания подвергается различному теп- теплоэнергетическому воздействию наружного климата. Теплоэнергетическое воздействие наружного климата на поверхность здания может оказывать положительное или отрица- отрицательное влияние на его тепловой баланс, и, следовательно, теплоэнергетическую нагруз- нагрузку на систему отопления и кондиционирования воздуха. Например, воздействие солнеч- солнечной радиации на здание в зимний период снижает нагрузку на систему отопления. Теплоэнергетическое воздействие наружного климата на тепловой баланс здания можно оптимизировать за счет выбора при проектировании формы и ориентации здания. Оптимизация теплоэнергетического воздействия наружного климата на тепловой баланс здания может быть проведена для различных характерных расчетных периодов. Этими периодами могут быть, например, наиболее холодная пятидневка, отопительный период, самый жаркий месяц, период охлаждения, расчетный год. В этом случае опти- оптимальный учет теплоэнергетического воздействия наружного климата в тепловом балан- балансе здания за счет выбора его формы и ориентации для наиболее холодной пятидневки позволит снизить установочную мощность системы отопления; для отопительного пе- периода - снизить затраты энергии на отопление; для самого жаркого месяца - снизить установочную мощность системы кондиционирования воздуха; для периода охлажде- охлаждения - снизить затраты энергии на охлаждение здания; для расчетного года - снизить затраты энергии на отопление и охлаждение здания. В общем случае оптимальным об- образом учесть теплоэнергетическое воздействие наружного климата в тепловом балан- балансе здания можно для любого характерного периода времени. Важно отметить следу- следующее: изменение формы, размеров и ориентации здания с целью оптимального учета влияния наружного климата в его тепловом балансе не требует изменения площадей или объема здания - они сохраняются фиксированными. В результате расчетов была выбрана форма здания, несколько напоминающая яй- яйцо, причем в нижней части диаметр здания меньше, чем в средней, самой широкой час- части (рис. 39). Здание имеет 17-градусный наклон в южную сторону, при этом перекры- перекрытие каждого этажа образует своеобразный ступенчатый «козырек», выступающий наружу и выполняющий роль солнцезащитного элемента офисных помещений, расположенных этажом ниже. Форма здания представляет собой модифицированную сферу тела, зак- заключающего в себе максимальный объем при минимальной площади поверхности. Пло- Площадь поверхности наружных ограждающих конструкций данного здания на 25 % мень- меньше, чем у здания кубической формы того же объема. Минимизация площади поверхности наружных ограждающих конструкций позволяет уменьшить через них теплопоступле- ния в летний период и теплопотери в зимний период. Однако главная причина выбо- выбора такой необычной формы здания - максимальное уменьшение теплопоступлений от солнечной радиации в летний период. Теплозащита и е Большая площадь свегопрозрачных наружных ограждающих конструкций позволяет использовать в помещениях здания преимущества естественного освещения — создание комфортной среды обитания людей и снижение затрат электрической энергии на искус- искусственное освещение. Наклон здания на южную сторону и использование элементов фа- фасада в качестве солнцезащитных устройств позволяет минимизировать теплопоступле- ния от солнечной радиации в летний период и воздействие прямого солнечного освещения, которое может вызвать дискомфорт. Кроме этого, в качестве солнцезащитных элементов использованы шторы-жалюзи, расположенные внутри двухслойного фасада здания. С северной стороны свегопрозрачные ограждающие конструкции также занима- занимают значительную площадь, что позволяет в помещениях, расположенных с север- северной стороны (например, в зале заседаний), также использовать преимущественно 102
се экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия Рис 39. Схема нового здания мэрии естественное освещение. В зимний период снижение теплопотерь обеспечивается вы- выбором высокоэффективной теплоизоляции и использованием свегопрозрачных ог- ограждающих конструкций с повышенными теплозащитными характеристиками. Теп- лопотери данного здания существенно ниже значений, требуемых британскими строительными нормами. Сопротивление теплопередаче свегопрозрачных элементов наружных ограждающих конструкций составляет 0,83 м2 • °С/Вт, непрозрачных ограж- ограждающих конструкций - 5,0 м2 • "С/Вт. Необычная форма фасада и широкое использование свегопрозрачных ограждающих конструкций потребовало специального изготовления этих элементов. Каждая из па- панелей свегопрозрачных ограждающих конструкций уникальна по форме при ширине около 1,5 м. При изготовлении путем лазерной обработки панелям была придана не- необходимая конфигурация. Это гарантировало высокую точность изготовления и обес- обеспечило легкость последующего монтажа конструкций (рис. 40). свегопрозрачных конструкций фасада (северная сторона,
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин Естественное освещение в дневное время используется и в выставочном зале Visitor Centre. Дневной свет отражается от потолочных конструкций в форме концентрических эллипсов, выполненных из отполированной до зеркального блеска нержавеющей стали. В здании мэрии, как и во многих других зданиях, созданных Норманом Фостером, инженерные решения неотделимы от архитектурного облика самого здания и направ- направлены на снижение энергопотребления, экологичность и повышение качества микро- микроклимата в помещениях. Это позволяет создателям здания говорить об «интегрирован- «интегрированной» энергосберегающей системе климатизации. В здании используется комбинация естественной и механической вентиляции. Офисные помещения, расположенные по периметру здания, могут проветриваться ес- естественным образом через щелевые вентиляционные отверстия, расположенные под окнами (рис. 41). Естественному проветриванию способствует открытая планировка с большими внутренними объемами помещений. При открывании вентиляционных от- отверстий в данном помещении системы отопления и механической вентиляции могут отключаться автоматически, что позволяет минимизировать потери энергии. Рис 41. Схема естественной вентиляции помещений Обозначения: 1 — приток воздуха через щелевое отверстие в нижней части окна; 2 - удаление воздуха через щелевое отверстие в верхней ч 3 - солнцезащитные устройства (шторы-жалюзи) В новом здании мэрии использована концепция двухслойного вентилируемого фа- фасада (рис. 42,43), примененная также в другом здании, спроектированном Норманом Фостером - здании «Commerzbank» во Франкфурте-на-Майне. Внутренняя оболоч- оболочка двухслойного фасада представляет собой стеклопакет, заполненный инертным га- газом. Наружная оболочка (первый слой) выполняет роль ветрозащитного экрана и сни- снижает конвективный тепловой поток между поверхностью окна и наружным воздухом. Между этими двумя слоями расположен воздушный промежуток, а также солнцеза- солнцезащитные устройства в виде штор-жалюзи. Внешний слой остекления имеет отверстия в нижней части (ниже вентиляционных шелевых отверстий). При естественном про- проветривании наружный воздух, прежде чем попасть в здание, попадает в промежу- промежуток между слоями, где нагревается под воздействием солнечной радиации. Затем 104
Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегаюоле мероприятия приточный воздух попадает в помещение через щелевое отверстие, расположенное в нижней части окна. Эти щелевые отверстия открываются вручную людьми, находя- находящимися в данном помещении. Удаление воздуха происходит через щелевое отверстие в верхней части помещения. На наружном слое и в воздушном промежутке также про- происходит первоначальное ослабление солнечной радиации. Дальнейшее резкое умень- уменьшение солнечной радиации происходит посредством солнцезащитных устройств. Рис. 42. Схема конструкции северного фосода здания Рис 43. Схема конструкции южного фасада здания Широкое использование двухслойных вентилируемых фасадов началось в 1990-х го- годах, особенно часто такие конструкции применяются при строительстве высотных зда- зданий. Следует отметить, что в настоящее время у специалистов к таким фасадам сложи- сложилось неоднозначное отношение. Наряду с достоинствам»!, концепция двухслойного вентилируемого фасада имеет и ряд недостатков, в частности высокие капитальные и эксплуатационные затраты, связанные с трудностью очистки внутренних поверхностей. Нет единого мнения среди специалистов о влиянии двухслойных вентилируемых фаса- фасадов на теплопотери зданий. Опыт эксплуатации зданий с двухслойными вентилируемы- вентилируемыми фасадами и накопление результатов практических измерений энергопотребления та- таких зданий поможет выработать единое мнение о целесообразности применения этих конструкций. При неблагоприятных погодных условиях (в очень жаркую или холодную погоду) щелевые вентиляционные отверстия перекрываются, и вентиляция помещений осу- осуществляется посредством механической системы. В холодную погоду воздушный про- промежуток двухслойного фасада образует статичную воздушную прослойку, обладающую хорошими теплоизоляционными свойствами. Механическая приточно-вытяжная вентиляция организована по схеме вытесня- вытесняющей вентиляции (displacement ventilation). Приточный воздух подается в верти- вертикальный вентиляционный канал, расположенный в центральной части здания, откуда на каждом этаже распределяется по помещениям по горизонтальным воздуховодам, расположенным в пространстве под фальшполом. Воздухораздача осуществляется через воздухораспределительные решетки в полу. Удаление воздуха осуществляется из верхней зоны помещения. Воздух собирается в горизонтальные воздуховоды, рас- расположенные выше подвесного потолка, а затем попадает в вертикальный сборный 105
А Н Дмитриев, ИНК в, Ю А. Табунщиков, Н В Шилкии вентиляционный канал, находящийся, как и вертикальный канал приточного возду- хг, в центре здания. Организация воздухообмена по схеме вытесняющей вентиляции позволяет обес- обеспечить более высокое качество воздуха в обслуживаемых помещениях и снизить зат- затраты энергии по сравнению с более традиционной схемой перемешивающей венти- вентиляции (рис. 44). Рис 44. Схема механической вентиляции. 1 - подача воздуха системой механической 2 - удаление воздуха из верхней зоны помещения; 3 - конвектор системы отогления; через воздухораспрад Для охлаждения воздуха в офисных помещениях мэрии в летний период использу- используются охлаждающие потолки (рис. 45). Холодная вода циркулирует по пустотелым бал- балкам в конструкциях потолка. Металлические части потолка охлаждаются и охлаждают низкотемпературных фунтовых к
Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия воздух, который поступает в нижнюю часть помещения под действием гравитаци- гравитационных сил. Теплый воздух от находящихся в помещении людей, компьютеров, прин- принтеров, осветительных приборов и другого оборудования поднимается вверх, где осты- остывает и вновь очень медленно опускается, не вызывая при этом сквозняков. Таким образом обеспечивается практически одинаковая температура воздуха по всей высоте помеще- помещения. В качестве источника холодоснабжения используются грунтовые воды с относи- относительно низкой температурой, составляющей 12—14 °С. Для получения грунтовой воды используются две скважины глубиной 125 м, пробуренные до водоносного горизонта непосредственно под зданием мэрии. Использование этого природного ресурса взамен воды, охлажденной в чиллерах, снижает потребление электрической энергии. Преимуществом такой схемы является повышенный тепловой комфорт в обслужи- обслуживаемом помещении - отсутствие сквозняков, низкая скорость воздушных потоков в помещении, равномерность температуры воздуха по высоте помещения. Кроме этого, такие системы отличаются бесшумностью, низкими эксплуатационными затратами, компактностью. После завершения цикла циркуляции по охлаждающим потолкам грунтовые воды собираются в сборном резервуаре, откуда затем сбрасываются непосредственно в Темзу. Часть этой воды используется для смыва в туалетах здания и для полива растений, что позволяет снизить потребление водопроводной воды. Кроме непосредственного охлаждения помещений при циркуляции холодной воды в охлаждающих потолках, низкотемпературные фунтовые воды используются в охлаж- охлаждающих змеевиках центральной механической системы вентиляции для центрального охлаждения приточного воздуха. Традиционные чиллеры, располагаемые на крыше зда- здания, исказили бы его архитектурный облик. В зимний период теплота удаляемого вентиляционного воздуха, включая теплоту бытовых теплопоступлений (главным образом тепловыделения от компьютеров, офис- офисной техники и осветительных гфиборов), а также его влагосодержание, может быть ис- использована для подогрева и увлажнения приточного воздуха. Для этого воздух, удаля- удаляемый из помещений, собирается в вертикальном сборном вентиляционном канале, расположенном в центре здания, и пропускается через гигроскопические роторные ре- рекуператоры, подогревая и увлажняя приточный воздух. Роторные рекуператоры имеют самую высокую эффективность теплоутилизации (до 80 %), однако основным их недостатком является возможность взаимного пере- перетекания воздушных потоков, что делает их непригодными в тех помещениях, где тре- требуется полное разделение приточного и удаляемого воздуха. Увлажнение приточно- приточного воздуха может привести к его дополнительному загрязнению, т. к. пары влаги создают благоприятную среду для различных микробов и органических загрязнений. В летний период охлажденный удаляемый воздух используется для предваритель- предварительного охлаждения приточного воздуха. Комбинация устройств утилизации теплоты (холода), использования грунтовых вод в качестве источника холодоснабжения, а также выбор формы, ориентации здания и солнцезащитных устройств позволила отказать- отказаться от каких-либо традиционных холодильных установок. В здании мэрии используется комбинированное отопление - система воздушного отопления, совмещенная с вентиляцией, и система водяного отопления. В системе во- водяного отопления в качестве отопительных приборов используются конвекторы, уста- установленные в зале заседаний и в офисах, а также напольное панельно-лучистое отопле- отопление в фойе. В офисных помещениях конвекторы установлены по внешнему периметру и располагаются в пространстве под фальшполом, что предотвращает выпадение конден- конденсата на относительно холодных свегопрозрачных наружных ограждающих конструкциях, предупреждает образование сквозняков и освобождает пространство в помещениях. Горячая вода также используется для подогрева приточного воздуха в центральной приточной установке. Для приготовления горячей воды используются два газовых 107
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин бойлера. Для снижения расхода энергии, затрачиваемого на циркуляцию теплоноси- теплоносителя, использованы насосы с регулируемой скоростью вращения, которые позволя- позволяют увеличить или уменьшить расход теплоносителя в зависимости от времени года, времени суток, занятости помещений и т. д. По расчетам проектировщиков, удельные годовые затраты энергии на климатиза- цию нового здания мэрии составят 112 кВт • ч/м2 в год. Система автоматизации и ущ Для поддержания и контроля требуемых параметров микроклимата в помещениях была разработана система автоматизации и управления зданием (Building Management System, BMS). Эта система запрограммирована на эффективное использование уста- установленного инженерного оборудования и сбережение энергии при требуемом качес- качестве микроклимата. Например, охлаждение воздуха в зале заседаний и в залах собра- собраний осуществляется только в там случае, когда обслуживаемые помещения используются. Контролируется уровень воздухообмена и температура приточного воздуха, что поз- позволяет обеспечить требуемый микроклимат в обслуживаемых помещениях.
Приложение Положение об экономическом стимулировании проектирования и строительства энергоэффективных зданий и выпуска для них энергосберегающей продукции
Положение об экономическом стимулировании проектирования и строительства энергоэффективных зданий и выпуска для них энергосберегающей продукции* Введение Положение об экономическом стимулировании проектирования и строительства энергоэффективных зданий и выпуска для них энергосберегающей продукции раз- разработано во исполнение постановления Правительства Москвы от 9 октября 2001 г. № 912-ПП «О Городской программе по энергосбережению на 2001-2003 гг. в городе Москве» (раздел 1 Мероприятий городской программы по энергосбережению, п. 15) с учетом постановлений Правительства Москвы от 3 декабря 2002 г. № 989-ПП «О ре- реализации Основ политики Российской Федерации в области науки и технологий за пе- период до 2010 г. и на дальнейшую перспективу», от 3 августа 2004 г. № 537—ПП «О Пе- Перечне объектов экспериментального проектирования и строительства города Москвы на 2004-2006 гг.», а также МГСН 2.01-99 «Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению», утвержденные Правительством Москвы постановлением от 23 февраля 1999 г. № 138. 1. Область применения 1.1. Настоящее Положение устанавливает механизм экономического стимулиро- стимулирования проектирования и строительства зданий с пониженными показателями энергопотребления по сравнению с нормативными их значениями (далее - энергоэффективные здания). 1.2. Проектирование и строительство энергоэффективных зданий осуществляет- осуществляется с целью снижения городским хозяйством энергопотребления и экономии расходов городского бюджета. 1.3. Положение распространяется на проектирование и строительство жилых и обще- общественных зданий, финансируемых за счет бюджетных ассигнований и включен- включенных в Перечень объектов экспериментального проектирования и строительства * В процессе работы над «Руководством по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия» авторы пришли к выводу, что для лучшего понимания материала логичнее было бы ввести в тексте иные обозначения, нежели используемые в «Положении об экономическом стимулировании проектирования и строительства энергоэффективных зданий и выпуска для них энергосберегающей продукции». Соответствие обозначений в положении и в руководстве приведено ниже. Положение АК ДЭ Г, Руководство к L Положение ид. Руководство ДДт„ на.
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин города Москвы, утвержденный в установленном порядке в соответствии с поста- постановлением Правительства Москвы от 3 августа 2004 г. № 537-ПП «О Перечне объектов экспериментального проектирования и строительства города Москвы на 2004-2006 гг.». 2. Показатели энергетической эффективности зданий 2.1. Основным показателем энергетической эффективности здания является удель- удельный расход тепловой энергии системой отопления здания за отопительный период в расчете на 1 м2 общей площади квартир в кВт • ч/м2, нормируемый по МГСН 2.01-99 (табл. 3.3). 2.2. Повышение уровня энергоэффективности здания определяется степенью сни- снижения удельного расхода энергоресурсов по сравнению со стандартным (нор- (нормативным) уровнем согласно МГСН 2.01-99 (табл. 3.6). 2.3. Проектная энергоэффективность здания определяется по данным энергетиче- энергетического паспорта в составе утвержденного проекта строительства этого здания. 2.4. Экономическому стимулированию подлежат проектирование и строительство зданий, проектная энергоэффективность которых превышает стандартный (нормативный) уровень за счет снижения удельного расхода энергоресурсов не менее чем на 15 %. 3. Механизм экономического стимулирования проектирования и строительства энергоэффективных зданий 3.1. Экономическое стимулирование осуществляется путем применения повышаю- повышающего коэффициента к стоимости проектирования энергосберегающих меро- мероприятий, предусмотренных в утвержденном проекте здания. 3.2. Размеры повышающих коэффициентов к стоимости проектирования энерго- энергосберегающих мероприятий дифференцируются в зависимости от степени сни- снижения удельного расхода энергоресурсов по сравнению с их стандартным (нор- (нормативным) уровнем, установленным табл. 3.6 МГСН 2.01-99, с учетом сроков окупаемости дополнительных инвестиционных средств, обеспечивающих про- проектируемый повышенный уровень энергоэффективности здания. 3.3. Сумма увеличения стоимости проектирования, определенная по приведенным в таблице коэффициентам, включается в смету на проектирование и выплачи- выплачивается проектной организации в установленном порядке в 2 этапа: 50 % этой суммы выплачивается после утверждения проекта здания, оставшаяся сумма вы- выплачивается после утверждения акта сдачи и приемки здания в эксплуатацию и подтверждения категории повышенной его энергетической эффективности по МГСН 2.01—99 с учетом результатов натурных теплотехнических испытаний. 3.4. Расходы предприятий (разработчиков) по проектированию выпускаемых ими Таблица .ЭффИ1 ской эффективности здания Повышенная Высокая, очень высокая Степень снижения удельно- удельного расхода энергии за ото- отопительный период,% 15-29 30-50 и выше до Зле 1,35 1,5 Срок окупаемости т отЗдо 5 лет 1,3 1.45 от5до 7 лет 1,25 1,4
экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия средств энергосбережения, примененных в проекте здания и обеспечивших повышенный уровень его проектной энергоэффективности, оплачиваются проектной организацией за счет полученной суммы повышения стоимости проектирования энергосберегающих мероприятий согласно п. 3.2. 3.5. Для дополнительного анализа эффективности инвестиций, направляемых на повышение стоимости проектирования энергосберегающих мероприятий, мо- может быть рассчитан срок окупаемости этих инвестиций на основе «Временно- «Временного руководства по проектированию энергоэффективных зданий и сооружений гражданского назначения» (утверждено распоряжением Премьера Правительства Москвы от 10 октября 1996 г. № 9595—РП) и в соответствии с прилагаемыми Методическими рекомендациями.
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А. Табунщиков, Н В Шилкин Методические рекомендации по расчету срока окупаемости дополнительных инвестиций в проектирование повышенного уровня энергоэффективности зданий 1. Расчет срока окупаемости и дополнительных показателей эффективности ин- инвестиций в проектирование повышенного уровня энергоэффективности зданий про- производится для сравнения различных вариантов энергосберегающих мероприятий и выбора наиболее эффективного варианта решений. 2. Дополнительные инвестиции в проектирование, обеспечивающие повышение уровня энергоэффективности зданий (ДА), приводят к ежегодному среднему допол- дополнительному доходу (A3) за счет экономии энергоресурсов в течение всего срока (Гм) эксплуатации в зданиях энергосберегающих мероприятий. 3. Сравнение различных вариантов энергосберегающих решений производится на основе расчетов и сопоставления сроков окупаемости инвестиций в проектирование повышенного уровня энергосбережения зданий и следующих дополнительных пока- показателей эффективности инвестиций: • чистый доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энерго- энергосберегающих мероприятий; • индекс доходности инвестиций в проектирование энергосберегающих меро- мероприятий, обеспечивающих указанный доход. Перечисленные выше показатели могут рассчитываться в двух вариантах: 1) при дисконтировании поступающих доходов за срок службы инвестиционного оборудования; 2) при наращении (капитализации) указанных доходов. 4. Срок окупаемости инвестиций 4.1. Срок окупаемости инвестиций в проектирование повышенного уровня энерго- энергосбережения зданий с учетом дисконтирования поступающих доходов за счет экономии энергоресурсов Т„ лет, определяется по формуле: 7; = -ln[l-r7;]/ln(l+r), A) где г — расчетная норма дисконта, %; норму дисконта рекомендуется при- принимать равной 10-12 %; Го — бездисконтный срок окупаемости инвестиций, лет; определяется в соответствии с п. 4.2. 4.2. Бездисконтный срок окупаемости инвестиций Го, лет, определяется по формуле: Т„ = ЬК/ЬЭ, B) где АК - инвестиции в проектирование повышенного уровня энергосбере- энергосбережения зданий, руб.; A3 — ежегодный средний дополнительный доход за счет экономии энергоресурсов в течение всего срока эксплуатации энергосбере- энергосберегающих мероприятий, руб./год. 4.3. Срок окупаемости инвестиций в проектирование повышенного уровня энергосбережения зданий с учетом наращения (капитализации) поступающих доходов за счет экономии энергоресурсов Т^, лет, определяется по формуле: 71яр = 1п[1 + г7;]/1пA+г), C) где г, То — то же, что и в формуле A). 5. Чистый доход за счет экономии энергоресурсов за весь период эксплуатации энергосберегающих мероприятий.
экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия 5.1. Чистый дисконтированный доход за счет экономии энергоресурсов за весь период эксплуатации энергосберегающих мероприятий ЧДД, руб., опреде- определяется по формуле: ЧДЦ=ЬЭй-АК, D) где АЭЛ — полный дисконтированный доход за счет экономии энергоресур- энергоресурсов за весь период эксплуатации энергосберегающих мероприятий, руб.; определяется в соответствии с п. 6.1; АК— то же, что и в формуле B). 5.2. Чистый доход за счет экономии энергоресурсов за весь период эксплуата- эксплуатации энергосберегающих мероприятий при наращении (капитализации) по- поступающих доходов ЧНД, руб., определяется по формуле: ЧНД = АЭ^-АК, E) где АЭЩ - полный доход за счет экономии энергоресурсов за все время эксплу- эксплуатации энергосберегающих мероприятий при наращении (капитализации) поступающих доходов, руб., определяется в соответствии с п. 6.2; АК—то же, что и в формуле B). 6. Полный доход за счет экономии энергоресурсов за весь период эксплуатации энергосберегающих мероприятий. 6.1. Полный дисконтированный доход за счет экономии энергоресурсов за весь период эксплуатации энергосберегающих мероприятий АЭД, руб., определя- определяется по формуле: АЭй = АЭ [I - (I + г)-т«] / г, F) где АЭ, г—то же, что и в формулах B) и A) соответственно; Та — срок эксплу- эксплуатации энергосберегающих мероприятий, лет, определяется по нормативным показателям или по данным фирм-производителей. 6.2. Полный доход за счет экономии энергоресурсов за все время эксплуатации энергосберегающих мероприятий при наращении (капитализации) посту- поступающих доходов АЭнр, руб., определяется по формуле: АЭнр = ДЭ[A + г)т"-1]/г, G) где АЭ, г, 7^ - то же, что и в формуле F). 7. Индекс доходности инвестиций. 7.1. Индекс доходности инвестиций при условии дисконтирования всех посту- поступающих доходов ИДа в течение срока эксплуатации энергосберегающих ме- мероприятий определяется по формуле: ЯД = ДЭД/Д#, (8) где АЭ, - то же, что и в формуле F); АК - то же, что и в формуле B). 7.2. Индекс доходности инвестиций при условии наращения (капитализации) всех поступающих доходов ЯД,Р в течение срока эксплуатации энергосбере- энергосберегающих мероприятий определяется по формуле: ИД„ = ЬЭ„/ЬК, (9) где АЭнр — то же, что и в формуле G); АК - то же, что и в формуле B).
ПРАВИТЕЛЬСТВО МОСКВЫ ДЕПАРТАМЕНТ ГРАДОСТРОИТЕЛЬНОЙ ПОЛИТИКИ, РАЗВИТИЯ И РЕКОНСТРУКЦИИ ГОРОДА МОСКВЫ РАСПОРЯЖЕНИЕ В целях снижения расходов городского бюджета и создания условий для заинтересо- заинтересованности организаций строительной отрасли города Москвы в производстве энергосбе- энергосберегающей продукции, а также в соответствии с п. 3.2 постановления Правительства Москвы от 03.12.2002 г. № 989 «О реализации основ политики Российской Федерации в области науки и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу»: 1. Утвердить и ввести в действие с 1 июня 2005 года разработанное НП «АВОК» и согласованное с Департаментом экономической политики и развития города Москвы, Москомархитектурой, ОАО «Москапстрой», Инспекцией Госархстройнадзора города Москвы Положение о стимулировании проектирования и строительства энерго- энергоэффективных зданий и выпуска для них энергосберегающей продукции (далее — Положение) согласно приложению к настоящему распоряжению. 2. Рекомендовать организациям — субъектам инвестиционной деятельности в строительстве применение настоящего Положения при заключении договоров на проектирование объектов экспериментального строительства на территории горо- города Москвы. 5. Контроль за исполнением настоящего распоряжения возложить на заместителя руководителя Департамента градостроительной политики, развития и реконструк- реконструкции города Москвы Амбарцумяна С. А. Руководитель
Литература 1. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зда- зданий [Текст] / Ю. А. Табунщиков, М. М. Бродач. - М.: АВОК-ПРЕСС, 2002. 2. Табунщиков, Ю. А., Бродач, М. М. Научные основы проектирования энергоэффек- энергоэффективных зданий [Текст] / Ю. А. Табунщиков, М. М. Бродач // АВОК. - 1998. - № 1. - С. 5-10. 3. Tabunschikov, Y. A. Mathematical models of thermal conditions in buildings. - CRC Press, 1993. 4. Энергоэффективные здания [Текст] / Ю. АТабунщиков, М. М. Бродач, Н. В. Шил- кин. - М.: АВОК-ПРЕСС, 2003. 5. Табунщиков, Ю. А. Энергоэффективное здание: синтез архитектуры и техноло- технологии [Текст] / Ю. А. Табунщиков // Архитектура и строительство Москвы. - 2003. - № 2-3. - С. 14-23. 6. Табунщиков, Ю. А Здания высоких технологий: возможности современного стро- строительства [Текст] / Ю. А Табунщиков // Архитектура и строительство Москвы. - 2004. - №2-3. -С. 85-91. 7. Шилкин, Н. В. Здание высоких технологий [Текст] / Н. В. Шилкин //АВОК. - 2003. - № 7. - С. 18-27. 8. МГСН 2.01—99. Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и теп- ловодоэлектроснабжению [Текст]. - М.: ГУЛ «НИАЦ», 2000. 9. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических устано- установок [Текст] /Л. С. Попырин. - М.: Энергия, 1978. 10. Типовая методика определения экономической эффективности капитальных вложений и новой техники в народном хозяйстве СССР [Текст]. - М.: АН СССР, 1966. 11. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных про- проектов [Текст] / рук. авт. кол. В. В. Косов, В. Н. Лившиц, А. Г. Шахназаров; М-во экон. Рос. Федерации, М-во фин. Рос. Федерации, ГК по строительству, архитектуре и жи- жилищной политике. - 2-е изд. — М.: Экономика, 2000. 12. Нормативно-методические материалы по выполнению «Ежегодного анализа и прогноза развития ЕЭС и ОЭС России на десятилетний период» [Текст]. - М.: ОАО «Энергосетытроект», 2001. 13. Мисриханов, М. Ш. О технико-экономическом сравнении вариантов электро- электроустановок при проектировании [Текст] / М. Ш. Мисриханов, К. В. Мозгалев, Б. Н. Нек- лепаев, А. В. Шунтов // Электрические станции. — 2004. - № 2. 14. Табунщиков, Ю. А. Оценка экономической эффективности инвестиционных средств в энергосберегающие здания [Текст] / Ю. А. Табунщиков, И. Н. Ковалев, Е. О. Гегуева // АВОК. - 2004. - № 7. - С. 36-40. 15. Табунщиков, Ю. А. Основные принципы оценки экономической эффектив- эффективности средств энергосбережения зданий [Текст] / Ю. А. Табунщиков, И. Н. Ковалев, Е. О. Гегуева // Энергосбережение. - 2004. - № 5. - С. 26-32. 16. ПЛ АВОК-7-2005. Положение об экономическом стимулировании проектиро- проектирования и строительства энергоэффективных зданий и выпуска для них энергосберега- энергосберегающей продукции [Текст]. - Введ. 2005-05-12. - М. : АВОК-ПРЕСС, 2005. 117
А Н Дмитриев, И Н Ковалев, Ю А Табунщиков, Н В Шилкин 17. Финансовая математика: Теория и практика финансово-банковских расчетов [Текст]: пер. с серб. / Е. Кочович - М.: Финансы и статистика, 1994. 18. Организация и финансирование инвестиций [Текст]: учеб. пособие /Я. С. Мел- кумов. - М.: ИНФРА-М, 2002. 19. Экономическая мысль в ретроспективе [Текст]: пер. с англ. / М. Блауг. - 4-е изд. - М. : Дело Лтд, 1994. 20. Об экономически целесообразных плотностях тока в линиях электропередачи энергосистем [Текст] / И. Н. Ковалев, М. А. Осипов. // Электричество. — 1999. — № 9. 21. Выбор компенсирующих устройств при проектировании электрических сетей [Текст] / И. Н. Ковалев. - М.: Атомэнергоиздат, 1990. 22. Ковалев, И. Н. Непрерывная модель инвестиционного процесса при неопре- неопределенности исходной информации [Текст] / И. Н. Ковалев // Международная кон- конференция «Новые технологии в управлении, бизнесе и праве» / ИУБиП. — Невинно- мысск, 2004. 23. Экономическая школа [Текст] / Предприятие «Экономическая школа», СПб. Университет экономики и финансов. — Вып. 2. - СПб., 1992. 24. Проблемы оптимальности в теоретической кибернетике [Текст] / Л. Н. Волгин. - М.: Советское радио, 1968. 25. Ковалев, И. Н. Метод расчета компенсации переменных реактивных нагрузок в электрических сетях [Текст] / И. Н. Ковалев // Изв. АН СССР: Энергетика и тран- транспорт. - 1973.-№ 2. 26. Энергетическая стратегия России [Текст] / А. Ю. Воронин. - М. : Финансо- Финансовый контроль, 2004. 27. Оценка относительных погрешностей основных критериев эффективности инвес- инвестиций при изменениях во времени будущих доходов и норм дисконта [Текст] / Е. О. Ге- гуева; ИУБиП. - Ростов-на-Дону, 2005. 28. Гагарин, В. Г. Экономические аспекты повышения теплозащиты ограждающих конструкций здания в условиях рыночной экономики [Текст] / В. Г. Гагарин // Свего- Свегопрозрачные конструкции. - 2002. - № 3. - С. 2-5; № 4. - С. 50-58. 29. Стандарт АВОК-1—2004. Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена [Текст]. - М.: АВОК-ПРЕСС, 2004. 30. Табунщиков, Ю. А. Основы математического моделирования теплового режима здания как единой энергетической системы [Текст]: дис.... д-ра техн. наук / Ю. А. Табун- щикова. - М.: НИИСФ, 1983. 31. Тепловая защита ограждающих конструкций зданий и сооружений [Текст] / Ю. А. Табунщиков, Д. Ю. Хромец, Ю. А. Матросов. - М.: Стройиздат, 1986. 32. Бродач, М. М. Теплоэнергетическая оптимизация ориентации и размеров здания [Текст] / М. М. Бродач // Тепловой режим и долговечность зданий: науч. тр. НИИСФ. — М., 1987. 33. Daniels, К. The Technology of Ecological Building. - Birkhauser, 1997. 34. Постановление Правительства Москвы от 10 февраля 2004 г. № 71—ПП «Об утверж- утверждении Положения о порядке стимулирования энергосбережения в системе жилищного хозяйства г. Москвы» [Текст] // Вестник Мэра и Правительства Москвы. - 2004. - № 13. 35. Постановление Правительства Москвы от 09 октября 2001 г. № 912-ПП «О Городской программе по энергосбережению на 2001-2003 гг. в г. Москве» [Текст] // Вестник Мэра и Правительства Москвы. - 2001. — Прил. за октябрь. 36. Руководство АВОК—8—2005. Руководство по расчету теплопотребления эксплу- эксплуатируемых жилых зданий [Текст]. - М.: АВОК-ПРЕСС, 2005. 37. Вентиляция многоэтажных жилых зданий [Текст] / И. Ф. Ливчак, А. Л. На- Наумов. - М.: АВОК-ПРЕСС, 2005. 38. Мировая энергетика: прогноз развития до 2020 года [Текст] / Под ред. Ю. И. Стар- шинова. - М.: Энергия, 1980. 118
се экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия 39. Управление энергосберегающими инновациями [Текст] /А. Н. Дмитриев. - М.: АСВ, 2001. 40. Энергия и энергетика [Текст] / В. В. Бушуев. - М.: ИАЦ «Энергия», 2003. 41. Табунщиков, Ю. А. Энергоэффективное демонстрационное многоэтажное жи- жилое здание [Текст] / Ю. А. Табунщиков, М. М. Бродач, Г. П. Васильев // Архитектур- Архитектурная наука и образование. Труды Московского архитектурного института (государ- (государственной академии). - М.: Стройиздат, 2003. - Т. 2. - С. 122-131. 42. Бродач, М. М. Оптимизация тепловой эффективности зданий [Текст] / М. М. Бродач, Н. В. Шилкин // Сборник докладов восьмой научно-практической конференции (академические чтения) «Стены и фасады. Актуальные проблемы теп- теплофизики». - М.: НИИСФ, 2003. - С. 191-196. 43. City Hall in London: Schief gewickelt // IntelligenteArchitektur. - 2003. - № 3-4. - С 22-35. 44. Табунщиков, Ю. А. Потребительские качества здания [Текст] / Ю. А. Табун- Табунщиков // АВОК. - 2004. - № 4. - С. 6-10. 45. Табунщиков, Ю. А. Энергосбережение — дефицит знаний и мотиваций [Техст] / Ю. А. Табунщиков //АВОК. - 2004. - № 5. - С. 6-7. 46. Табунщиков, Ю. А., Ковалев, И. Н. Экономика должна быть! [Текст] / Ю. А. Та- Табунщиков, И. Н. Ковалев // АВОК. - 2005. - № 2. - С. 4-7. 47. Табунщиков, Ю. А. Строительные концепции зданий XXI века в области тепло- теплоснабжения и климатизации [Текст] / Ю. А. Табунщиков // АВОК. - 2005. - № 4. - С. 4-7. 48. Табунщиков, Ю. А., Шилкин, Н. В. Оценка экономической эффективности ин- инвестиций в энергосберегающие мероприятия [Текст] / Ю. А. Табунщиков, Н. В. Шил- Шилкин // АВОК. - 2005. - № 7. - С. 10-17. 49. Табунщиков, Ю. А. «Положение об экономическом стимулировании...» с автор- авторскими комментариями [Текст] / Ю. А. Табунщиков //АВОК. - 2005. - № 5. - С. 4-6. 50. Наумов, А. Л .Энергоэффективный жилой дом в Москве [Текст] / А. Л. Наумов // АВОК. - 1999. - № 4. - С. 4-10. 51. Васильев, Г. П. Энергоэффективный экспериментальный жилой дом в микро- микрорайоне Никулино-2 [Текст] / Г. П. Васильев // АВОК. - 2002. - № 4. - С. 10-18. 52. Табунщиков, Ю. А. Теплоэнергетические нормативы для теплозащиты зданий [Текст] / Ю. А. Табунщиков, М. М. Бродач Н. В. Шилкин // АВОК. - 2001. - № 4. - С. 26-30. 53. Бродач, М. М. VIIKKI - новый взгляд на энергосбережение [Текст] / М. М. Бро- Бродач // АВОК. - 2002. - № 6. - С. 14-20. 54. Наумов, А. Л. Инженерные системы энергоэффективного жилого дома [Текст] / А. Л. Наумов, И. А. Агафонова, Л. В. Иванихина // АВОК. - 2003. - № 8. - С. 6-10.