Запровадження енергоаудиту та системи енергоменеджменту: загальні засади

  • Для чого потрібний енергоаудит і який він буває?
  • Яка мета та засади здійснення теплотехнічного обстеження? Які прилади для цього використовуються?
  • Система енергоменеджменту: завдання, механізм запровадження та ефекти для підприємства

Україна має значний нереалізований потенціал енергозбереження, особливо в промисловості та житлово-комунальному секторі. Це пояснюється домінуванням енергоємних виробництв, зношеністю основних фондів підприємств і житлово-комунального господарства, несучасними технологіями виробництва (схема 1).

Схема 1

Відповідно до cередньострокового Плану пріоритетних дій уряду до 2020 року, політика енергетичної незалежності України визначена пріоритетною.

_____________
Про стандарти та вимоги до проектування енергоефективних будівель і споруд читайте у №3 (2019).

Модернізація є важливим інструментом відновлення промислової і технологічної бази економіки, підвищення її енергоефективності та конкурентоспроможності. Вона нерозривно пов’язана з реалізацією енергоефективних рішень.

Здійснюючи модернізацію, підприємства одночасно вирішують низку важливих завдань — збільшують ефективність виробництва, заощаджують енергоресурси, зменшують викиди в атмосферу, підвищують безпеку обладнання та праці.

У масштабах країни це забезпечує поліпшення загального енергобалансу та стану екології, і що особливо актуально — підвищення енергобезпеки.

Мета, об’єкти та рівні енергоаудиту

Робота з енергомодернізації будь-якої будівлі розпочинається з її енергетичного аудиту.

Енергетичний аудит (енергетичне обстеження) — обстеження підприємств, організацій і окремих виробництв, що проводиться за ініціативою споживача з метою визначення можливості економії паливно-енергетичних ресурсів, здійснення заходів з економії на практиці шляхом упровадження механізмів енергетичної ефективності, а також з метою впровадження на підприємстві системи енергетичного менеджменту.

Відповідно до Закону України «Про енергозбереження» (остання редакція — 23.07.2017), енергетичний аудит дозволяє визначити, наскільки ефективно використовуються паливно-енергетичні ресурси, та розробити рекомендації щодо зменшення їх споживання.

Мета енергетичного аудиту — сприяння суб’єктам господарської діяльності у визначенні своєї політики з енергозбереження, рівня ефективності використання паливно-енергетичних ресурсів, потенціалу енергозбереження, надання допомоги в розробці науково обґрунтованих норм і нормативів питомих витрат, енергобалансів, заходів з енергозбереження, їх фінансовій оцінці та оцінці впливу на охорону праці та довкілля.

Енергетичний аудит включає збирання всіх доречних даних і записів, обстеження на місці (включно з опитуванням і збиранням зауважень від персоналу), подальший докладний аналіз зібраної інформації та обґрунтування пропозицій.

Згідно з найновішим міжнародним стандартом ISO 50002 «Енергетичні аудити. Вимоги з інструкцією щодо застосування» (ISO 50002:2014 Energy audits Requirements with guidance for use), процес енергоаудиту складається з наступних стадій:

  • Приготування енергоаудиту;
  •  Вступна зустріч;
  •  Збирання даних;
  •  Розробка плану вимірювань;
  •  Інспектування місця проведення енергоаудиту;
  •  Аналіз зібраної інформації;
  •  Звітування за результатами енергоаудиту;
  • Заключна зустріч.

___________
Докладно про етапи проведення енергоаудиту будівель на виробництві читайте у №3 (2018).

Об’єкти енергоаудиту з переліком відповідних заходів наведено у схемі 2.

Схема 2

Розрізнять три рівні енергетичного аудиту за глибиною обстеження:

  • попередній (простий, демонстраційний, наскрізний) енергоаудит є базовим та надає загальне уявлення про наявні проблеми об’єкту обстеження на основі аналізу рахунків за енергію та короткого огляду будівлі. Результатом аудиту є пропозиції безкоштовних або недорогих можливостей покращення енергоефективності. Основне завдання цього аудиту полягає у визначенні напрямків для подальшого обстеження.
  • повний (загальний, вузловий) енергоаудит є типовим. Він складається з докладного обстеження включно з класифікацією використання енергії в будівлі. Такий аудит забезпечує замовника чіткими рекомендаціями щодо капіталомістких енергоефективних заходів з урахуванням місцевих можливостей управління і технічного догляду, наявних незручностей та економічних критеріїв. За кожним із заходів визначається рівень видатків та економічний ефект.
  • інвестиційний (всебічний, докладний) енергоаудит забезпечує найвищу якість моніторингу, збирання даних та інженерного аналізу, від попереднього відрізняється більшою докладністю й точністю. Його виконують для перевірки результатів енергоаудиту нижчих рівнів, якщо ті виявили можливість особливо великих і капіталомістких заощаджень енергії, перед тим, як перейти до практичних дій з енергоефективної модернізації будівлі. Інформація у звіті має високий ступінь достовірності, достатній для прийняття рішень стосовно великих інвестицій. Відповідно, цей рівень енергоаудиту найдорожчий.

За результатами обстежень готується енергетичний паспорт.

Паспортизація енергетичної ефективності будівель, що підлягають термомодернізації, реконструкції чи капітальному ремонту, здійснюється під час розроблення проектної документації з метою визначення розрахункових/фактичних показників енергетичної ефективності будівель після термомодернізації, реконструкції чи капітального ремонту та проведення оцінки відповідності зазначених показників установленим мінімальним вимогам до енергетичної ефективності будівель.

Теплотехнічне обстеження об’єктів і необхідні прилади

Теплотехнічне обстеження дозволяє виявити порушення теплозахисних функцій огороджувальних конструкцій будівлі, що виникають унаслідок наступних причин: помилок проектування; порушень технології виготовлення будівельних матеріалів, правил зберігання, перевезення і т. п.; помилок і порушень технології будівництва будівель; неправильного режиму експлуатації, в тому числі техніки.

Перераховані фактори призводять до передчасного зниження теплозахисних властивостей в окремих місцях огороджувальних конструкцій унаслідок впливу навколишнього середовища і режиму експлуатації будівлі. Це, в свою чергу, спричиняє збільшення тепловтрат, погіршення мікроклімату всередині будівель і перевитрати палива на обігрів.

Інфрачервона термографія (ІЧТ) дозволяє визначити шляхи усунення помилок проектування, в результаті яких температура в приміщеннях не відповідає вимогам нормативних документів.

Крім загального аналізу стану теплозахисту вельми важливою є така функція ІЧТ, як виявлення прихованих дефектів будівництва, наявність яких знижує комфорт усередині будівель і може призводити до їх передчасного руйнування.

Основними видами дефектів, що виявляються за допомогою ІЧТ, є:

  • місця протікання повітря і води (дефекти швів, дефекти віконних блоків і прорізів: неякісне ущільнення стін мастикою, наскрізні щілини);
  • «теплові мостики»;

«Тепловий мостик», або «температурний місток» — ділянка захисної конструкції будівлі (закінчення бетонного елемента, стики стін і т. п.), що має знижений термічний опір. Це може бути стик між частинами конструкції або конструктивний елемент, що складається з матеріалів з більш високою теплопровідністю. Такі ділянки охолоджуються сильніше, ніж інші частини огорожі, тому їх ще називають «містками холоду». Наявність температурних мостів значно знижує ефективність теплозахисту будівлі. Температурні містки є причиною утворення конденсату.

  • погіршення опору теплопередачі (існуюча теплоізоляція, яка не відповідає вимогам діючих нормативних документів, відсутність теплоізоляції, аномальна зволоженість огороджувальної конструкції, неякісна захисна конструкція, некоректні архітектурні та будівельні рішення, порушення товщини і розміщення шарів конструкції, відшарування зовнішніх шарів огороджувальної конструкції, адсорбція вологи в утеплювачі, осідання утеплювача і т. п.).

Сучасні тепловізійні системи дозволяють швидко і точно виявити дефектні ділянки та визначити їхні межі. Кількісну оцінку виявлених дефектів виконують у лабораторних умовах з використанням стандартного математичного апарату та відповідних програмних засобів.

Виявлення прихованих дефектів засноване на використанні принципу порівняння поточної зони контролю з еталонною (бездефектною) зоною. Еталонну зону вказують з технологічних міркувань або визначають у ході тепловізійного огляду, наприклад, шляхом оцінки опору теплопередачі. При цьому тепловізор або пірометр використовують як засіб вимірювання поверхневої температури.

Тепловізійний огляд можна проводити як всередині, так і зовні будівлі. Результати огляду представляються у вигляді чорно-білих і/або кольорових зображень на моніторі тепловізора або комп’ютера, а також у вигляді твердої копії з можливістю виведення значень в окремих точках.

Перед початком тепловізійної зйомки проводяться виміри температури поверхні на контрольованому об’єкті контактним методом, температури в центрі приміщень і на відстані близько 10 см від поверхні зовнішніх стін, а також виміри температури, вологості зовнішнього повітря і швидкості вітру.

Обстеження зовнішніх огороджувальних конструкцій проводиться у вечірній, нічний час, а також ранні ранкові години за відсутності прямих сонячних променів. Тепловізійні вимірювання здійснюють при перепаді температур між зовнішнім і внутрішнім повітрям не менше 10‑15 °С. На обстежуваних поверхнях не повинно бути снігу, ожеледі, бруду та ін.

Зйомка тепловізором здійснюється послідовно за попередньо визначеними ділянками з покадровим записом термограм і одночасною фотозйомкою цих ділянок.

Роботи проводяться в кілька етапів:

  • аналіз наданої проектної та виконавчої документації;
  • огляд об’єкта, визначення конструктивної схеми будівлі;
  • визначення мікроклімату всередині приміщень;
  • підготовка до проведення тепловізійного обстеження будівлі;
  • проведення тепловізійного обстеження;
  • обробка отриманих даних;
  • проведення розрахунків опору теплопередачі огороджувальних конструкцій будівлі;
  • складання звіту за результатами обстеження.

Теплотехнічний контроль якості будівельних споруд завдяки своїй оперативності, наочності та достовірності отриманих результатів встиг зарекомендувати себе як один з основних методів діагностування огороджувальних конструкцій після закінчення будівництва і в період експлуатації.

Розглянемо деякі найбільш вживані прилади для проведення енергоаудиту будівель і мереж.

Тепловізор — це високоточний прилад, що відноситься до класу професійної вимірювальної техніки, яка дозволяє контролювати якість будівництва, виявляти приховані дефекти в будівлях і контролювати ефективність систем опалення.

Висока термочутливість і якісна оптика тепловізора визначили головну сферу його застосування — комплексний енергоаудит будівель і споруд.

Портативний пірометр забезпечує безконтактні вимірювання температури з частотою 2 вимірювання в секунду. Прилад оснащений лазером, який показує центр вимірювальної зони. Оптична частина приладу має коефіцієнт 10:1 і забезпечує комфортні вимірювання з відстаней до 5 м.

На відстані 1 м діаметр вимірюваної зони становить 116 мм. Це означає, що прилад вимірює одне середнє значення, яке береться з площі, обмеженою колом 116 мм.

Пірометр оснащений функцією зміни ступеня емісії. Також у приладі можна задати граничні значення температури, при перевищенні яких лунає звуковий сигнал з відповідною індикацією на дисплеї. Крім того, на дисплей пірометра можна викликати мінімальне і максимальне значення з моменту включення приладу, а також зафіксувати миттєве значення.

Багатофункціональний вимірювальний прилад (канал вимірювання температури, вологості, точки роси) має вбудовану пам’ять на 10 000 вимірювань і програмне забезпечення для передачі, архівації та обробки даних на ПК.

У пам’яті приладу всі виміряні параметри зберігаються у вигляді блоків даних, які містять дату проведення, виміряні параметри, максимальне, мінімальне та середнє значення.

Застосування вбудованої пам’яті дозволяє використовувати додаткові зонди, наприклад, для вимірювання відносної вологості; температури; рівня комфорту (для визначення швидкості повітря на різній висоті); коефіцієнта теплопередачі (найважливіша характеристика при вимірюванні тепловтрат будівлі, споруди або будівельної конструкції).

Вимірювання тепловтрат таким приладом у комплекті з інфрачервоною зйомкою тепловізором дозволяють не тільки якісно, але й кількісно визначити тепловтрати у Вт/м2 через огороджувальні конструкції.

Такий прилад призначений для професійних інсталяторів і наладчиків систем опалення, вентиляції та кондиціювання, а також для всіх фахівців, які займаються енергоаудитом або проблемою ефективного використання енергії.

Система енергетичного менеджменту

Результати енергоаудиту, розроблений енергетичний паспорт є основою для запровадження системи енергетичного менеджменту.

Енергетичний менеджмент — діяльність, спрямована на забезпечення раціонального використання паливно-енергетичних ресурсів, що дозволяє значно оптимізувати обсяги енерговитрат.

Енергоменеджмент включає:

  • моніторинг енергоспоживання;
  • аналіз існуючих показників як основи складання нових бюджетів;
  • розроблення нових маловідходних і безвідходних технологій;
  • розроблення енергетичних бюджетів;
  • розроблення енергетичної політики;
  • планування нових енергозберігаючих заходів;
  • розроблення ефективних систем і засобів контролю за енергоспоживанням, захисту довкілля від забруднення;
  • організація інтегрованого енергетичного та економічного менеджменту.

Енергетичний менеджмент є ефективним інструментом скорочення видатків на придбання енергетичних ресурсів.

Коментар експерта

2011 року Міжнародна організація зі стандартизації запровадила стандарт ISO 50001 Система енергетичного менеджменту (СЕМ) (в Україні наразі чинний ідентичний стандарт ДСТУ ISO 50001:2014). Він підтримує організації з усіх галузей у намаганні використовувати енергію більш ефективно за допомогою розробки СЕМ. Згідно з ISO 50001, СЕМ — це набір взаємопов’язаних або взаємодіючих елементів, необхідних для розробки і впровадження енергетичної політики та енергетичних цілей, а також процесів і методик для досягнення цих цілей.

_____________
Про переваги запровадження системи енергоменеджменту на підприємстві читайте у №4 (2018).

Цей стандарт дозволяє організації будь-якого рівня незалежно від географічних, культурних та соціальних умов:

  • виробити політику для більш ефективного використання енергії;
  • визначити цілі й завдання, що відповідають цій політиці;
  • користуватися даними для кращого розуміння та прийняття рішень щодо споживання енергії;
  • виробити чіткий і реалістичний енергетичний план;
  • якісно втілити заплановане в життя;
  • кількісно оцінити отримані результати;
  • переглянути дієвість політики;
  • постійно вдосконалювати енергоменеджмент.

Модель системи енергоменеджменту відповідно до ISO 50001 наведена у схемі 3.

Схема 3

Коментар експерта

Формування СЕМ починається з визначення відповідної енергетичної політики. Однак більшість практиків відзначають необхідність попереднього створення сприятливих умов на різних рівнях, починаючи від органів місцевого самоуправління до місцевої громади, для розробки та впровадження системи, оскільки успішність виконання будь-якої програми та стратегії можлива лише за підтримки широкого кола учасників.

Енергетична політика є офіційною заявою вищого керівництва організації про основні наміри та напрямки діяльності організації стосовно її енергетичного функціонування, що фіксується документально. Дана політика визначає рамки для дій персоналу і служить основою для постановки енергетичних цілей і завдань.

Відповідальність за реалізацію енергетичної політики має бути покладено на топ-менеджмент, який повинен забезпечити виконання наступних завдань:

  • відповідність кількості використовуваних енергоресурсів характеру роботи і масштабам організації;
  • постійне підвищення енергоефективності;
  • інформаційне та ресурсне забезпечення діяльності, спрямованої на досягнення поставлених цілей і завдань;
  • дотримання всіх правових та інших вимог у галузі енергозбереження, енергоефективності, відновлюваної енергії, прийнятих на себе організацією;
  • забезпечення основ для постановки енергетичних цілей і завдань та їх перегляду;
  • підтримка придбання енергоефективних продуктів і послуг;
  • документування політики та її зрозумілість в рамках організації;
  • перегляд і оновлення політики.

Безпосередньо впровадженням заходів, що розробляються в рамках СЕМ, та забезпеченням безперервного покращення енергетичного функціонування організації має займатись група з енергоменеджменту (одна або кілька осіб). Розмір групи відповідає розміру та специфіці діяльності організації, а також наявним ресурсам.

Цілі для роботи системи енергоменеджменту мають бути конкретні, вимірні, контрольовані. Вони мають офіційно затверджуватися на відповідних функціональних рівнях, у процесах та на об’єктах організації. Плани дій з досягнення цілей необхідно документувати та затверджувати.

Механізм упровадження СЕМ відображає схема 4.

Схема 4

У процесі реалізації СЕМ важливим є обмін інформацією, який має бути чітко регламентований, і мати окремі вимоги для внутрішньої та зовнішньої інформації.

Усі співробітники, які мають залучатися до процесу впровадження системи енергоменеджменту, повинні мати доступ до внутрішньої інформації. Кожен з них має бути наділений правом вносити пропозиції щодо вдосконалення СЕМ, які надалі мають аналізуватися керівництвом. Корисні пропозиції мають відзначатися публічно або винагороджуватися. Зовнішній обмін інформацією передбачає обмін інформацією із зовнішнім середовищем.

Запровадження подібних систем визначається безпосередньо керівництвом. Керівництво повинно перевіряти роботу системи енергоменеджменту зі встановленою періодичністю. Стандартом передбачено, що аналіз має спиратися на об’єктивну інформацію (вхідні дані), а рішення та рекомендації (вихідні дані) мають прийматися на базі об’єктивних і прозорих процедур, в т. ч. рішення про виділення ресурсів.

Результати запровадження СЕМ включають організаційний, фінансовий і репутаційний ефекти (схема 5).

Схема 5

Висновок експерта

Підвищення енергоефективності є найдешевшим, найшвидшим і найбільш екологічно чистим способом задоволення енергетичних потреб більшої частини населення світу. Водночас на заваді підвищенню енергоефективності стають технічні та цінові бар’єри, необізнаність і несприйняття населенням, відсутність належних фінансових, інформаційних та освітніх стимулів. Виняток — деякі промислові варіанти гібридних транспортних засобів і деякі форми вироблення електроенергії.

Читайте у подальших номерах «Журналу головного енергетика» практичні поради щодо виконання енергоаудиту адмінбудівлі.