Вклад ИКТ в повышение энергоэффективности строительного сектора

 

Люди, принимающие решения, зачастую не знают об уровне собственного энергопотребления, а технологии могут дать информацию необходимую, чтобы подтолкнуть их к действию, если только такие технологии используются разумно и не заменяют собой другие важные меры по энергосбережению.

Мерой энергоэффективности является отношение реального потребления к расчетному или оценочному количеству энергии, требуемой для удовлетворения различных потребностей при стандартной эксплуатации задания. Согласно директиве ЕС «Об энергопотреблении зданий (EPBD), при расчете энергоэффективности учитываются следующие виды потребления тепловой и электрической энергии [1]: отопление, горячее водоснабжение (ГВС), охлаждение, вентиляция, освещение, другие виды энергопотребления.

В соответствии с Директивой ЕС «Об энергопотреблении зданий (EPBD) более 40% потребления энергии в Европе связано с проведением отопления и освещения в зданиях. Кроме того, здания являются крупнейшим источником выбросов CO2, а потребление энергии стремительно растет с 1990 г. [3]

Таким образом, здания можно рассматривать как энергоинтенсивные системы на протяжении всего их жизненного цикла, что является особенно важным показателем, связанным с этапом эксплуатации здания, на долю которого приходится 80% общего потребления энергии. Влияние поведения «пользователя» и управления в реальном времени находится в диапазоне 20% [4] (рис. 1).

Использование энергии на протяжении всего жизненного цикла здания

Рис.1 Использование энергии на протяжении всего жизненного цикла здания

Проблемы (следовательно, решения) по энергоэффективности существуют на протяжении всего жизненного цикла строительного здания. На каждом этапе жизненного цикла можно упускать из виду решения и подходы, которые вносят положительный вклад в создание более энергоэффективных зданий. 

Концепция использования энергии в зданиях

Рис. 2 Концепция использования энергии в зданиях

Рассмотрев жизненный цикл здания можно выделить три основных этапа - это этап проектирования (ранний и детальный дизайн и проектирование), этап реализации и этап поддержки (техническое обслуживание, ремонт и т. д.). На каждой из фаз жизненного цикла можно было бы установить несколько соображений в отношении энергетической эффективности (ЭЭ) зданий, а именно [3]:

Этап проектирования: на этапе проектирования акцент на ЭЭ должен заключаться в реализации наилучшего эффективного дизайна с учетом многих переменных, которые могут быть потенциально учтены (показатели работоспособности и комфорта, затраты на строительство, затраты на весь период эксплуатации и т. д.).

Для проектировщика и инженера, а также с точки зрения энергетической эффективности необходимо иметь всеобъемлющий и расширенный порядок для оптимизации (например, путем тестирования альтернативных проектных решений, изменений материалов, испытаний различных сценариев и т.д.) общего проекта к наиболее подходящей конструкции, которая обеспечивает оптимальную энергию.

Этап реализации: при реализации первым аспектом является закупочная деятельность и необходимость создания процесса устойчивых закупок, исходя из типичных критериев цен и качества для учета в случае энергоэффективности приобретенных материалов. Другим аспектом, который имеет большое значение для властей (и, следовательно, для заинтересованных сторон строительства), является оценка соответствия здания с учетом существующих кодов и правил для энергоэффективности, создание рейтингов, которые устанавливали бы отдельные уровни налогообложения с учетом уровня эффективности или адаптировать строительные нормы и правила для ЭЭ к конкретным характеристикам и свойствам данных местоположений или приложений.

Этап поддержки: с точки зрения фазы поддержки выделяется два вида процессов, которые в значительной степени влияют на энергоэффективность зданий - эксплуатация и реконструкция. С точки зрения операционной деятельности существует много возможностей для того, чтобы так называемые интеллектуальные здания могли поддерживать более эффективную работу, а именно посредством наблюдения с использованием сетевого интеллекта и управления строительными устройствами и системами для поддержания комфортного и оперативного уровня, в то же время более энергоэффективного. Учитывая реконструкцию, важным аспектом является то, как поддерживать реформирование существующих зданий в сторону повышения энергоэффективности, обеспечивая таким образом устойчивую модернизацию и обновление зданий.

В настоящее время энергетические характеристики зданий в основном обусловлены регулированием. Преобладающая рыночная практика обусловлена первоначальными инвестиционными затратами с минимальными затратами на жизненный цикл. 

Большая часть энергии, потребляемой зданием на протяжении всего жизненного цикла, потребляется на этапе поддержки. Решения, которые влияют на потребление энергии, в основном выполняются на этапе проектирования, а также во время ремонта. В целом, вовлечены многие заинтересованные стороны в этапы жизненного цикла.

Таким образом использование ИКТ способствуют повышению энергоэффективности зданий в основном через средства проектирования, системы автоматизации и управления и поддержки принятия решений для различных заинтересованных сторон [2]: 

Краткосрочная перспектива: ИКТ будут использоваться для обеспечения того, чтобы существующие и новые здания отвечали текущим и новым требованиям энергоэффективности.

Среднесрочная перспектива: средства ИКТ позволят оптимизировать проектирование жизненного цикла и управление энергопотребления.

Долгосрочные перспективы: ИКТ позволят использовать новые бизнес-модели и процессы по реализации энергоэффективности. Здания будут эволюционировать от потребителей энергии к «prosumers» (производитель + потребитель: producer + consumer).

Данное видение ИКТ позволяет повысить эффективность использования энергии в краткосрочной, среднесрочной и долгосрочной перспективе.

Эта идея состоит в том, чтобы объединять и измерять потребление энергии и факторы, которые влияют на её потребление. Полученные данные будут использоваться для информирования владельцев и зданий, их жителей и других заинтересованных сторон, а также для контроля потребления энергии и ресурсов (например, воды, воздуха, топлива, строительных материалов), чтобы добиться максимальной эффективности использования энергии, снижения ее потребления в здании, а также повышения комфорта и «благоустроенности» здания. Идея «умного» здания широко используется на основе ИКТ технологий экологичного проектирования, таких как BIM, распределенные энергетические ресурсы (РЭР) и других технологий с целью повышения энергосбережения в процессе строительства и при эксплуатации, а в некоторых случаях для оптимизации сбора энергии из окружающей природной среды.

Различные компоненты «умного» здания взаимосвязаны между собой и могут контролироваться централизованной ИКТ-системой. Системы могут быть также подключены к Интернету и управляться удаленно. Примером служат различные крупные корпорации. Они могут использовать подключенные к Интернету систему управления и защиты (СУЗ) с целью контроля и оптимизации использования энергии, а также сокращения выбросов парниковых газов [2].

При рассмотрении различных вариантов использования ИКТ в целях решения проблемы энергетической эффективности зданий консорциумом REEB, финансируемым Европейской Комиссией, можно выделить пять приоритетных и ключевых областей, которые показаны на рис. 3 [4]: 

  • Энергоэффективное проектирование и управление возведением;
  • Интеллектуальный и интегрированный контроль;
  • Информированность пользователей и поддержка принятия решений;
  • Регулирование потребления энергии и энерготрейдинг;
  • Технологии интеграции.

Приоритетные области в ИКТ для проектирования энергоэффективных зданий

Рис.3 Приоритетные области в ИКТ для проектирования энергоэффективных зданий

Роль ИКТ в этих приоритетных областях предусматривается следующим образом:

  • Подход, основанный на жизненном цикле: Интегрированные команды разработчиков, используя совместимые инструментальные средства на основе моделей и платформы связи, оптимизируют всю жизнь в зданиях.
  • «Умные» здания: большинство зданий будут «умными» и сами будут поддерживать требуемую и оптимальную производительность и активно реагировать на внешние условия и поведение пользователей, ожидая их, а не реактивно. Целостная работа подсистем поддерживается интегральными архитектурными системами, коммуникационными платформами и стандартными протоколами для взаимодействия, датчиков и технологий беспроводного управления.
  • Строительство как индустрия, основанная на знаниях. Промышленные решения доступны для конфигурирования гибких новых зданий, а также для модернизации существующих зданий. Индивидуальные решения разрабатываются путем настройки повторно используемых данных из каталогов в организациях и в масштабах всей отрасли.
  • Бизнес-модели и правила руководствуются воспринимаемой пользователем оценкой. Модели финансирования дают стимулы заинтересованным сторонам в отношении всей жизни зданий. Инструменты ИКТ поддерживают измерение эффективности, валидацию и целостное принятие решений.

Благодаря рассмотренным исследованиям можно сделать вывод, что внедрение и улучшение информационных технологий позволит решить проблемы по энергосбережению на ранних стадиях планирования и проектирования зданий, что позволит оптимизировать производительность всего здания и сократить выбросы СО2.

Список использованных источников

  1. Автоматизация зданий - влияние на энергоэффективность. Соответствие стандарту EN 15232 [Электронный реурс]: Сертификация изделий ассоциацией eu.bac - Режим доступа: http://dom.esco.agency/images/art/1-2016/art63.pdf.
  2. Ричард Лабель ИКТ, изменение климата и «зеленый» рост / Ричард Лабель – М.: UN-APCICT, 2011. – 262 с.
  3. ICT for a Low Carbon Economy. Smart Buildings [Электронный ресурс]: Findings by the High-LevelAdvisory Group and the REEBConsortium- Режим доступа: http://ec.europa.eu.
  4. ICT Supported Energy Efficiency in Construction [Электронный ресурс]: ISBN 978-951-38-7432-2 - Режим доступа: http://ec.europa.eu.
  5. Мищенко В.Я., Горбанева Е.П., Ждамирова Е.А. Методология проектирования организационных структур управления жилой недвижимостью / Научный вестник ВГАСУ. Серия: Гуманитарные науки. – Воронеж, 2005 г. – С.40-43.
  6. Мищенко В.Я., Горбанева Е.П. Оптимизация распределения ресурсов в задачах по созданию и содержанию объектов недвижимости/ Межвузовский сборник научных трудов «Актуальные проблемы строительства и недвижимости». Воронежский государственный архитектурно-строительный университет. - Воронеж, 2004. – С. 81-86.
  7. Мищенко В.Я., Горбанева E.П., Мануковский А.Ю., Сафонов А.О. Повышение энергоэффективности в бюджетной сфере Воронежской области/ Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. -2014 - №3(35). – С.71-76.
  8. Мищенко В.Я., Горбанева Е.П., Йюн Р., Фан Н.Л. Применение поточного метода строительства малоэтажной городской жилой застройки в условиях жаркого климата / Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2015. № 3 (39). С. 28-38.
  9. Мищенко В.Я., Горбанева Е.П., Арчакова С.Ю., Добросоцких М.Г. Моделирование выполнения бригадами комплекса технологических процессов в организационно-технологическом проектировании / ФЭС: Финансы. Экономика. Стратегия. Серия «Инновационная экономика: человеческое измерение»: научно-практический и методологический журнал, ООО «Финэкономсервис 2000» – Воронеж, 2017. – №6. – С. 37-43.

Авторы:

  • Елена Горбанева, к.т.н., доцент кафедры технологии, организации строительства, экспертизы и управления недвижимостью, ВГТУ, г. Воронеж;
  • К. Севрюкова, ВГТУ, г. Воронеж
Просмотрено 77 раз

Оставить комментарий

Убедитесь, что Вы ввели всю требуемую информацию, в поля, помеченные звёздочкой (*). HTML код не допустим.

Сетевое издание «Институт стоимостного инжиниринга и контроля качества строительства» зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 31.05.2017. Свидетельство о регистрации ЭЛ № ФС 77 - 70023.

Наверх

Фото