Методологія техніко-економічної оцінки проектів термореновації житлових будинків, які експлуатуються

Размещено на http://www.allbest.ru/

Придніпровська державна академія будівництва та архітектури

УДК 65.011.4:721.011.12:003.13

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Методологія техніко-економічної оцінки проектів термореновації житлових будинків, які експлуатуються

05.13.22 - Управління проектами та розвиток виробництва

Меркушов Віктор Тимофійович

Дніпропетровськ 2000

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Одним із найважливіших пріоритетних напрямків державної політики України є підвищення енергетичної ефективності усіх галузей економіки. Комплексне рішення проблеми енергозбереження допоможе успішно перебороти економічну й енергетичну кризу в умовах обмеження енергетичних ресурсів і підвищення вартості енергоносіїв.

Програма енергозбереження повинна реалізовуватися як тривала і чітко спланована програма дій. Для цього створюється державна система енергозбереження, в основу якої закладаються принципи й елементи ринкової економіки. Одним із таких елементів є впровадження інвестиційних проектів, спрямованих на економію енергії.

При цьому для аналізу та оцінки доцільності проектів необхідно, спираючись на світовий досвід інвестування в умовах ринкової економіки, удосконалювати відповідно сучасному стану економіки України методологічну базу прийняття інвестиційних рішень державою або суб'єктами господарювання.

Серед галузей національної економіки України значна частина потенціалу енергозбереження припадає на житлово-комунальний сектор. Основні резерви енергозбереження в цьому секторі лежать у сфері підвищення енергоефективності раніше побудованих об'єктів. Структура енергоспоживання житловими будинками визначає пріоритетність заходів щодо термореновації житлових будинків.

Однак до цього часу в Україні відомі лише окремі приклади здійснення проектів термореновації будинків. Однією з головних причин такої ситуації є відсутність загальної методології прийняття інвестиційних рішень відносно термореновації будинків, які експлуатуються, особливо в частині технічного й економічного аспектів проектного аналізу.

У частині технічного аспекту проектного аналізу для більш точного обгрунтування енергоефективності заходів щодо термореновації вимагають удосконалення норми оцінки енергоспоживання житловими будинками в частині уточнення кліматичних умов експлуатації будинків, методика розрахунку тепловитрат.

Відмова держави від монопольної ролі інвестора, підрядчика, власника нерухомості, перехід України від жорсткого державного керування до ринкової економіки, радикальна реформа ціноутворення вимагають достовірної оцінки економічної ефективності заходів щодо термореновації житлових будинків, що відповідає новим економічним умовам.

Повільні темпи реалізації закону України “Про енергозбереження” вимагають аналізу причин і подальшого розвитку економічних, організаційних і правових умов енергозбереження в Україні.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалася відповідно до Комплексної державної програми енергозбереження України, Програми енергозбереження в житлово-цивільному будівництві, Галузевої програми енергозбереження в житлово-комунальному господарстві, Програми реконструкції житлових будинків перших масових серій, Комплексної програми енергозбереження в Дніпропетровській області на період до 2010 р., держбюджетної науково-дослідної теми Міністерства освіти і науки “Розробка наукових основ енергозбереження в житлових будинках старої забудови” 2000-2001 р.

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи є розробка методології техніко-економічного аналізу проектів термореновації житлових будинків, які експлуатуються, для прийняття інвестиційних рішень. Для досягнення поставленої мети вирішувалися наступні задачі:

1. Розробити загальну методологію прийняття інвестиційних рішень відносно термореновації житлових будинків, які експлуатуються, на основі техніко-економічного аналізу;

2. Систематизувати параметри й уточнити кліматичні умови експлуатації житлових будинків старої забудови міст України, істотно важливі при оцінці енергоефективності;

3. Удосконалити методику оцінки енергоефективності житлових будинків;

4. Розробити технічні вимоги до зовнішніх теплоізоляційно-оздоблювальних систем і методом чисельного моделювання дослідити енергоефективність термореновації житлових будинків (на прикладі м. Дніпропетровська);

5. Розробити методику й оцінити економічну ефективність термореновації житлових будинків які експлуатуються;

6. Сформулювати пропозиції відносно розвитку економічних і організаційно-правових умов енергозбереження в Україні.

Наукова новизна отриманих результатів полягає в:

- розробці загальної методології прийняття інвестиційних рішень на основі техніко-економічного аналізу термореновації житлових будинків, які експлуатуються (розроблено вперше);

- уточненні даних про кліматичні умови експлуатації будинків в Україні (удосконалено);

- удосконаленні інженерної методики оцінки енергоефективності будинків в частині обліку неоднорідності теплового потоку через огороджуючі конструкції будинків, що обумовлено впливом лінійних теплопровідних включень, а також кількості тепла, що проходить через вузли огороджуючих конструкцій і приміщення або об'єми, які не опалюються (одержало подальший розвиток);

- одержанні кількісних даних про теплові витрати і їх ранжуванні по елементах огороджуючих конструкцій, а також внаслідок повітрообміну для великопанельного житлового будинку серії 1-464Д в умовах м. Дніпропетровська до і після проведення термореновації (установлено вперше);

- формулюванні технічних вимог до зовнішніх теплоізоляційно-оздоблювальних систем для розробки вітчизняних систем утеплення будинків (запропоновано вперше);

- розробці методики й оцінки економічної ефективності і термінів окупності термореновації житлових будинків при зміні вартості теплової енергії, вартості систем утеплення і ставки дисконту (норми прибутку на капітал) (розроблено вперше);

- розробці пропозицій щодо розвитку економічних і організаційно-правових умов енергозбереження в Україні (одержало подальший розвиток).

Практичне значення отриманих результатів полягає в вирішенні важливої науково-технічної проблеми по створенню науково-технічних і економічних основ, розвитку організаційних і правових умов термореновації житлових будинків старої забудови в Україні для підвищення їх енергоефективності.

Результати роботи впроваджені в законодавчі і нормативно-технічні документи:

1. Постанова Кабінету Міністрів України від 30 листопада 1999 р. № 2183 “Про скорочення енергоспоживання бюджетними установами, організаціями та казенними підприємствами”.

2. Основні методичні положення з нормування питомих витрат паливно-енергетичних ресурсів у суспільному виробництві.- К.: Держкоменергозбереження, 1997.- 22с.

3. Енергетичний паспорт підприємства. - К.: Абрис, 1997.- 112с.

4. Тимчасова методика розрахунку теплових витрат і питомого енергоспоживання житловими будинками / Держбуд України - Держкоменергозбереження України. - Дніпропетровськ: ПДАБА, 1999.- 8 с.

5. Тимчасова методика розрахунку економічної ефективності енергозбереження в житлових і громадських будинках / Держбуд України - Держкоменергозбереження України. - Дніпропетровськ: ПДАБА, 2000.- 8 с.

6. ТУ-У 01422826.01-98. Зовнішні теплоізоляційно-оздоблювальні системи з захисними тонкошаровими штукатурками (ЗТОС “Термощит”) / К.: Київ ЗНДІЕП, 1998.- 22с.

Результати досліджень використані при реалізації міжнародних проектів “Створення української енергосервісної компанії (УкрЕСКО)”, “Енергозбереження в адміністративних та громадських будинках м. Києва”; при термореновації будинків у містах Києві, Харкові, Дніпропетровську; розробці бізнес-планів і пілотних проектів по утепленню будинків бюджетної сфери, енергоаудиту житлових і громадських будинків у м. Дніпропетровську; використовуються в навчальному процесі, в курсовому і дипломному проектуванні ПДАБА й інших навчальних закладів.

Економічний ефект тільки від реалізації проекту “Енергозбереження в адміністративних і громадських будинках м. Києва” для державного бюджету складає 9 млн. долл. США.

Особистий внесок здобувача

1. Розроблено теоретичні положення загальної методології прийняття інвестиційних рішень на основі техніко-економічного аналізу термореновації житлових будинків які експлуатуються.

2. У технічній частині проектного аналізу:

удосконалена методика оцінки енергоефективності будинків, які експлуатуються, шляхом уточнення кліматичних умов експлуатації будинків і методики розрахунку тепловитрат;

установлені кількісні дані і проведене ранжування елементів огороджуючих конструкцій будинків у забезпеченні їх енергоефективності;

сформульовано технічні вимоги до зовнішніх теплоізоляційно-оздоблювальних систем для розробки вітчизняних систем утеплення будинків.

3. У економічній частині проектного аналізу:

розроблена методика оцінки економічної ефективності термореновації житлових будинків які експлуатуються;

проведена оцінка економічної ефективності і термінів окупності термореновації великопанельних житлових будинків;

сформульовано пропозиції щодо розвитку економічних, організаційних і правових умов енергозбереження в Україні.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційної роботи представлялися, доповідалися, обговорювалися й одержали позитивну оцінку на засіданнях робочих груп Кабінету Міністрів України, Міжнародній виставці-конференції “Енергозберігаюча техніка і технології” (“ЕТТ Дніпро-98”) (м. Дніпропетровськ, 12-14 травня 1998 р.), виставці-конференції “Реконструкція житла-99” (м. Дніпропетровськ, 2-5 листопада 1999 р.), Міжнародній науково-технічній конференції “Карпати-99. Енергоефективні технології в будівництві та комунальному господарстві” (м. Гута, Івано-Франківська обл., 22-26 лютого 1999 р.), Міжнародній науково-технічній конференції “Проблеми реконструкції та експлуатації промислових і цивільних об'єктів” (м. Дніпропетровськ, 1999 р.), Міжнародній конференції “Проблеми сучасного матеріалознавства” (м. Дніпропетровськ, 1999 р.), науково-практичному семінарі “Енергозбереження в системах енергозабезпечення промислових підприємств і будинків” (м. Дніпропетровськ, 2000 р.), наукових семінарах кафедри залізобетонних і кам'яних конструкцій, теплотехніки і газопостачання, опалення і вентиляції, організації і планування будівництвом ПДАБА (1997 - 2000 р.).

Публікації. Основні положення дисертації опубліковані в 14 наукових статтях, у т.ч. 7 - у наукових журналах, 5 - у збірниках наукових праць, 1 - у тезах доповідей, 1 - в аналітично-інформаційній газеті.

Структура і обсяг дисертаційної роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, п'ятьох розділів, загальних висновків, списку використаних джерел, додатку і містить 148 сторінок основного тексту, у тому числі 22 рисунки і 20 таблиць.

Основний зміст роботи

оцінка проект термореновація будинок

У вступі обґрунтовується актуальність роботи для народно-господарського комплексу України, сформульовані мета і задачі дослідження, показані наукова новизна і практична цінність роботи.

У першому розділі проводиться аналіз раніше виконаних досліджень, формулюються загальні принципи і методологія (етапи) прийняття інвестиційних рішень у проектному аналізі термореновації житлових будинків які експлуатуються.

Техніко-економічний аналіз термореновації житлових будинків, які експлуатуються, пропонується виконувати в наступній послідовності:

1. Збір, обробка й аналіз структури житлового фонду України (міста) для основних періодів будівництва.

2. Відбір будинків - представників масових серій.

3. Аналіз об'ємно-планувального і конструктивного рішення конкретного будинку або типової блок-секції.

4. Встановлення теплотехнічних характеристик огороджуючих конструкцій будинків.

5. Оцінка кліматичних умов експлуатації будинків.

6. Оцінка енергоефективності будинків.

7. Ранжування елементів будинків по величині внеску в тепловитрати.

8. Розробка технічних рішень і проектних пропозицій по підвищенню енергоефективності будинків.

9. Поелементна оцінка енергоефективності заходів щодо термореновації будинків.

10. Оцінка витрат, необхідних для впровадження технічних рішень і проектів теплозбереження.

11. Оцінка експлуатаційних витрат на опалення й енергоспоживання.

12. Оцінка економічної ефективності технічних рішень при врахуванні умов кредитування і тарифної політики.

13. Визначення розмірів власних інвестиційних можливостей для впровадження енергоефективних заходів.

14. Визначення прийнятних умов надання інвестицій з боку зовнішніх інвесторів на проекти теплозбереження і гарантій з боку держави і місцевих адміністрацій.

15. Підготовка пропозицій по конкретних проектах з енергозбереження для власника будинку (замовника).

16. Ранжування проектів з енергозбереження по критеріям переваги для замовника й інвестора.

17. Відбір проектів з енергозбереження для реалізації.

З приведеного огляду робіт зроблені наступні висновки:

1. Головним питанням підвищення енергетичної ефективності експлуатації існуючих житлових будинків є інвестиційна політика, що повинна бути, з одного боку, спрямована на реалізацію технічних рішень по реальному зниженню капітальних вкладень на виконання енергозберігаючих заходів у будинках і економію теплової енергії, з іншого боку - забезпечувати інвестору швидке повернення капіталу при високій ефективності результатів.

2. Для підвищення ефективності теплозабезпечення існуючих будинків необхідно удосконалення всіх ланок: джерел виробництва, систем розподілу і об'єктів споживання енергії (існуючих житлових будинків). На першому етапі реалізації програми з енергозбереження в житлово-комунальному секторі економіки України більш кращим є шлях теплозбереження на стадії споживання.

3. До цього часу ефективність інвестицій в Україні оцінюється з використанням методики приведених витрат, що відображає закономірності регульованої планової економіки.

4. Створення ринкової економіки в Україні вимагає перегляду методичної бази і врахування умов, що змінилися, при оцінці ефективності інвестицій у термореновацію житлових будинків, які експлуатуються.

5. У відомих роботах по оцінці економічної ефективності термореновації житлових будинків містяться суперечливі дані по термінах окупності інвестицій у термореновацію. Необхідна розробка методики оцінки економічної ефективності інвестицій, що враховує закономірності ринкової економіки.

6. В Україні визначені основні принципи і створена структура державного управління енергозбереженням. Однак повільні темпи реалізації закону України “Про енергозбереження” свідчать, що принципи державного управління енергозбереженням вимагають удосконалення.

7. Існуючі норми оцінки енергоспоживання житловими будинками вимагають удосконалення в частині врахування теплопровідних включень, наявності неопалюваних приміщень, уточнення кліматичних умов експлуатації будинків.

8. Дані досліджень тепловитрат через огороджуючі елементи конструкцій будинків шляхом теплопередачі і внаслідок повітрообміну неоднозначні і вимагають уточнення для визначення резервів енергозбереження на стадії теплоспоживання.

9. Найбільш доцільним для утеплення будинків в умовах України є застосування порівняно недорогих зовнішніх теплоізоляційно-оздоблювальних систем (ЗТОС) із штукатуркою фасадів. Для створення вітчизняних систем необхідна розробка технічних вимог до системи теплоізоляції.

У другому розділі наведено дані про архітектурно-конструктивні особливості житлових будинків старої забудови і перших масових серій в Україні.

Сформульовано пропозиції по уточненню значень градусодіб опалювального періоду для населених пунктів України. Для цього пропонується розраховувати кількість градусодіб опалювального періоду не по середній температурі опалювального періоду і його тривалості, як це зараз регламентується нормативними документами, а використовувати підсумовування або інтегрування градусодіб помісячно, враховуючи середньомісячну температуру опалювального періоду. Результати розрахунків свідчать, що уточнення характеристик клімату може складати від - 9,2% (для м. Чернівці) до 6,3% (для м. Кіровограда) у порівнянні з нормативним, що необхідно враховувати при уточненні тепловтрат будинками.

У третьому розділі вдосконалюється такий аспект технічного аналізу термореновації будинків, як методика оцінки енергоефективності будинків у частині розрахунку теплового потоку через огороджуючі елементи конструкцій, що містять протяжні теплопровідні включення або вузли (“містки холоду”), а також у частині розрахунку тепловитрат через приміщення або об'єми, які не опалюються.

Вплив “містків холоду” запропоновано оцінювати за допомогою лінійного коефіцієнту теплопередачі. Запропоновано методику його визначення.

Зв'язок між приведеним опором теплопередачі, що звичайно використовується в інженерних розрахунках неоднорідної огороджуючої конструкції і лінійним коефіцієнтом теплопередачі вузла, виражається рівнянням:

, (1)

де Rо,пр - приведений опір теплопередачі огороджуючої конструкції;

Fо- площа конструкції;

Rо,i , Fi - відповідно, опір теплопередачі і площа однорідної i-ї ділянки конструкції;

kj , Lj - відповідно, лінійний коефіцієнт теплопередачі і довжина вузла j.

Використовуючи електротеплову аналогію, отримано вираз для визначення температури в приміщенні або об'ємі, які не опалюються і межують з приміщеннями, які опалюються і зовнішнім середовищем:

(2)

де L11, L22, L33,…- довжина вузлів, що межують з об'ємом, який опалюється;

Lаа, Lвв, Lсс,…- довжина вузлів, що межують із зовнішнім середовищем;

К1, К2, К3, …- коефіцієнт теплопровідності огороджень із площею А1, А2, А3,…;

Ка, Кв, Кс,…- коефіцієнт теплопровідності огороджень із площею Аа, Ав, Ас,…;

k11,k22,k33,…- лінійний коефіцієнт теплопровідності вузлів довжиною L11, L22, L33,…;

k аа, kвв, kсс,…- лінійний коефіцієнт теплопровідності вузлів довжиною Lаа, Lвв, Lсс.

При оцінці енергоефективності будинків, яка характеризується питомим теплоспоживанням, у формулу СНиП “Отопление, вентиляция и кондиционирование” пропонується внести корективи для врахування впливу теплопровідних включень на тепловий потік через огороджуючі конструкції:

, (3)

де К и А - відповідно, коефіцієнт теплопередачі і внутрішньої площі поверхні кожного огороджуючого елемента конструкції;

k і L - відповідно, лінійний коефіцієнт теплопередачі і довжина кожного вузла.

Інші позначення, ті ж що й у СНиП.

У четвертому розділі досліджується енергоефективність термореновації великопанельних житлових будинків на прикладі кліматичних умов і конструкцій будинків серії 1.464 Д, характерних для м. Дніпропетровська.

Проведено розрахунок теплових витрат через огороджуючі конструктивні елементи. Чисельним моделюванням установлено, що при виконанні вимог норм, що існували на момент проектування, витрати тепла шляхом теплопровідності складають біля 63%, а на підігрів зовнішнього повітря, що надходить у будинок - 37 %. Найбільші тепловитрати шляхом теплопровідності відбуваються через огороджуючі конструкції стін (32,3 %) і через вікна (22,6 %).

Розрахункове річне споживання тепла житловими будинками серії 1.464-Д для умов м. Дніпропетровська перевищує те, що регламентується сучасними нормами на 75 %.

Сформульовано технічні вимоги до зовнішніх теплоізоляційно-оздоблювальних систем і пропозиції по термореновації вікон.

З використанням удосконаленої методики визначені тепловитрати будинком серії 1.464-Д після проведення робіт з термореновації. Встановлено, що при виконанні вимог діючих норм проектування загальні тепловитрати будинком можуть бути знижені на 31,7 % у порівнянні з існуючим рівнем енергоспоживання (рис. 1).

Встановлено внесок термореновації кожного конструктивного огороджуючого елемента конструкцій, в економію теплоспоживання. Для розглянутого типу будинку вирішальне значення має утеплення стін і вікон, що складає, відповідно, 67,3 % і 25,5 % від загальної економії теплоспоживання (рис. 2).

Розроблена методика розрахунку тепловитрат дозволила оцінити ефективність термореновації через тепловитрати вузлів. Витрати через вузли після термореновації знизилися на 63,8 % і склали 21,4 % від загальної економії, що складає 100%.

У п'ятому розділі викладені теоретичні передумови методики оцінки економічної ефективності термореновації житлових будинків які експлуатуються на основі розрахунку сукупної дисконтованої вартості, що враховує умови ринкової економіки. Залежність для сукупної дисконтованої вартості має вигляд:

, (4)

де Зi,t - сукупна дисконтована вартість витрат на будинок згідно i-му варіанту;

Кi - капітальні вкладення (інвестиції) на термореновацію будинку згідно i-му варіанту;

Эi - річні експлуатаційні витрати на опалення будинку по i- му варіанту термореновації будинку;

t - термін служби (експлуатації), рік;

g - коефіцієнт накопичення: g=1+p;

p - норма дисконту, що дорівнює прийнятній для інвестора нормі прибутку на капітал;

gt- коефіцієнт дисконтування (дисконтний множник) на кінець розрахункового періоду: gt=(1+p)t;

(gt-1)/(g-1) - коефіцієнт зростання поточних платежів, приведених до майбутнього моменту часу для ряду однорідних по періодах платежів.

Отримано залежність для оцінки терміна окупності інвестицій:

, (5)

де То,і - термін окупності інвестицій;

DЭi - щорічна економія експлуатаційних витрат на опалення будинку за i-им варіантом термореновації.

Виконано порівняння запропонованої методики сукупної дисконтованої вартості з методикою приведених витрат.

Размещено на Allbest.ru