Предпроектные проработки вариантов теплоснабжения районов комплексной застройки

М. А. Шарипов, заместитель генерального директора ОАО «СантехНИИпроект»

На сегодняшний день системы автономного и индивидуального теплоснабжения от пристроенных крышных котельных, настенных теплогенераторов заняли равноправное положение в ряду с традиционными централизованными системами. Практически, доказательство права существования, безопасности применения таких систем осталось в прошлом. А несомненные достоинства автономного теплоснабжения иногда приводят к нецелесообразному использованию, без учета всех факторов конкретного объекта или района застройки. Кроме того, рост инфраструктурных ограничений, в частности в обеспечении комплексной застройки электроэнергией, приводит к необходимости учета требований утилизации тепла в случае местного производства электроэнергии. Недостаток опыта реального проектирования систем автономного теплоэнергоснабжения, завышение нагрузок, ошибки в оптимальном выборе параметров, схем и оборудования источников тепловой и электрической энергии могут привести к дискредитации самой идеи, неоправданным финансовым и временным потерям. Решить данную проблему позволяет выполнение предпроектной проработки вариантов схем инженерного обеспечения районов комплексной застройки.

К сожалению, предпроектная проработка вариантов инженерного обеспечения районов комплексной застройки не предусмотрена действующим законодательством в сфере проектирования. В соответствии с Градостроительным кодексом, единственным документом, определяющим схему инженерного обеспечения территории застройки, является проект планировки территории, в составе которого должна быть разработана схема вертикальной планировки и инженерной подготовки. Как показывает практика, на этом этапе не уделяется достаточного внимания детальной проработке схемы инженерной подготовки. Как правило, в проект планировки закладываются традиционные решения, не обеспечивающие оптимального использования финансовых, временных, материальных и природных ресурсов. Такому положению существует вполне логичное объяснение. Во-первых, инженерная подготовка территории застройки является именно обеспечением, т. е. вспомогательным мероприятием по отношению к основным, архитектурно-строительным, решениям; во-вторых, разработка проекта планировки осуществляется организациями, специализирующимися на комплексном градостроительном планировании. В таких организациях как правило нет специалистов, обладающих достаточной квалификацией для выбора оптимального варианта схем инженерной подготовки с учетом всех значимых факторов. Это приводит в лучшем случае к необходимости корректировки проекта планировки, в худшем – к срыву сроков строительства или отказу от строительства в принципе. Все это значительно увеличивает затраты инвестора и ведет к повышению уровня финансовых и репутационных рисков.

В соответствии с п. 7 раздела I «Положения о составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию» «необходимость разработки требований к содержанию разделов проектной документации, наличие которых согласно настоящему Положению не является обязательным, определяется по согласованию между проектной организацией и заказчиком такой документации». Таким образом, заказчик с целью минимизации финансовых, временных и репутационных рисков и принятия обоснованного решения по инженерному обеспечению застройки вправе заказать разработку предпроектных вариантов (концепций) инженерного обеспечения. Выполнение данного вида работ должно начинаться после определения основных параметров застройки, т. е. в середине этапа проекта планировки, таким образом, чтобы к моменту разработки схем вертикальной планировки и инженерной подготовки заказчик на основании предпроектной проработки вариантов инженерного обеспечения мог выбрать оптимальный вариант.

Ниже рассмотрим только варианты схем теплоснабжения, а также в связи с дефицитом электроэнергии и необходимостью ее производства непосредственно на территории застройки частично и схемы электроснабжения. Однако не менее интересны и полезны результаты осуществления предпроектных вариантов схем водоснабжения, водоотведения и ливневой канализации, выполняемые партнерами ОАО «СантехНИИпроект» – фирмой ПСК ИНСО – в рамках проекта застройки Рублево-Архангельское.

Автономный источник энергии в Куркино, 4 МВт

За последние годы институт ОАО «СантехНИИпроект» выполнил несколько работ такого характера: для экспериментального жилого района Куркино в Москве, застройки Рублево-Архангельское, микрорайона Южный по проекту застройки «Большое Домодедово», в Московской области, для района Платоновский лес в Туле.

Концепция автономного теплоснабжения экспериментального жилого района Куркино в настоящий момент находится на стадии завершения строительства, этот проект получил высокую оценку у представителей органов государственной власти, бизнес-сообщества и населения. В 2005 году данный проект получил первую премию в конкурсе Национальная экологическая премия в номинации «Экоэффективность».

Основной целью предпроектной разработки вариантов является предоставление заказчику максимально возможного объема обработанной информации с рекомендациями специалистов для выбора оптимального варианта схемы теплоснабжения. Ключевыми параметрами выбора являются минимальная величина капитальных вложений в целом, минимальная стоимость эксплуатации, максимальная экологическая эффективность и надежность. В состав документации, выполняемой институтом в рамках проработки вариантов схем теплоэнергоснабжения застройки, входит:

1. Техническое задание на выполнение работы;

2. Пояснительная записка с описанием основных технических, экономических, экологических характеристик вариантов;

3. Приложения (таблицы, схемы).

Важнейшим этапом работы является составление технического задания на выполнение предпроектной проработки вариантов теплоэнергоснабжения. В нем указываются предполагаемые варианты, которые выбираются на основании местных условий, пожеланий заказчика, плотности застройки, категории жилья и др. В качестве основных рассматриваются следующие схемы:

1. Традиционная централизованная система теплоснабжения от РТС, с магистральными тепловыми сетями и регулированием в ИТП зданий.

2. Автономная система теплоснабжения на базе встроенных, пристроенных, крышных источников тепла, с квартальными тепловыми сетями и регулированием в ИТП зданий от пристроенных котельных для нескольких объектов или непосредственно в котельных для встроенных, пристроенных или крышных котельных на одно здание.

3. Индивидуальная система теплоснабжения для коттеджной застройки или таунхаузов, а также поквартирная система теплоснабжения для многоэтажных жилых домов на основе настенных двухконтурных газовых котлов.

В случае дефицита электроэнергии в районе застройки в схеме теплоснабжения рассматривается также несколько вариантов утилизации тепла от производства электроэнергии. Так, для экспериментального жилого района Куркино были рассмотрены три варианта: от двух РТС, четырех мини-ТЭС и автономная система от пристроенных и крышных котельных.

Для Рублево-Архангельского были рассмотрены варианты централизованного производства тепла на ТЭЦ для всей застройки, автономных источников тепла и электричества для каждого микрорайона и комбинированный вариант электроснабжения от ТЭЦ на весь район с тепловыми сетями для прилегающей застройки и автономными источниками тепла для остальной части.

В пояснительной записке приводятся исходные данные для разработки, в том числе климатические, геологические, экологические условия, возможность подключения к существующим тепловым, газовым и электрическим сетям, требования по обеспечению резервным и аварийным топливом, основные технико-экономические и социальные параметры застройки, существующие и проектируемые нагрузки. Так как данная стадия предпроектных проработок не имеет законодательного регулирования, ее можно проводить до получения официальных технических условий на основании предварительных технических условий или договоренностей с организациями-поставщиками коммунальных услуг.

Далее идет описание каждого варианта теплоэнергоснабжения, и приводятся основные технические и экономические характеристики варианта, в том числе размер капитальных затрат по годам строительства, стоимость эксплуатации, срок окупаемости, надежность и экологическая безопасность, потребность в земельных и других природных ресурсах. Все результаты расчетов даны в приложениях в виде таблиц и на схемах с указанием трассировок основных магистралей, размещением объектов инженерной инфраструктуры для каждого варианта (котельные, ТЭЦ, тепловые сети, газопроводы, ГРП, ПС, ТП и др.). Расчет капитальных вложений производится на основании укрупненных показателей или по проектам-аналогам. В конце пояснительной записки дается всесторонний анализ всех вариантов с учетом экономических, технических, экологических показателей, на основании которого рекомендуется один из рассмотренных вариантов.

Жилой дом с поквартирным теплоснабжением, Серпухов

Отдельно представлен раздел «Газоснабжение». Как правило, для крупных районов комплексной застройки рекомендуется осуществлять подключение от двух независимых газопроводов, схема газоснабжения внутри района строится на базе нескольких кольцевых газопроводов с целью обеспечения максимальной надежности в обеспечении топливом источников тепла. К сожалению, обеспечение источников тепла при использовании автономной системы теплоснабжения резервным топливом представляет значительные затруднения. Использование в качестве такого резерва мазута или солярки сводит на нет все преимущества, получаемые за счет децентрализации, а применение хранилища сжиженного природного газа влечет значительные затраты. В Куркино было предложено использовать единое хранилище сжиженного природного газа для всего района, однако данное предложение не было реализовано. В любом случае при сравнении показателей надежности централизованной и автономной систем необходимо принимать во внимание характеристики всех звеньев цепи, от топливоснабжения до тепловых сетей. Как показывает опыт эксплуатации и статистика, аварии на тепловых сетях происходят как минимум на порядок чаще, чем на газопроводах.

Для района Куркино была выбрана система автономного теплоснабжения на базе пристроенных, отдельно стоящих и крышных котельных мощностью от 0,4 до 8 МВт. В основном были использованы пристроенные котельные мощностью 4–5 МВт, электроснабжение от сетей Мосэнерго. Для Рублево-Архангельского был рекомендован комбинированный вариант – электроснабжение всего района от ТЭЦ электрической мощностью 64 МВт и тепловой – 120 МВт, остальная часть застройки обеспечивается теплом от крышных котельных мощностью 0,4–3 МВт и индивидуальных теплогенераторных для коттеджей, вилл и таунхаузов. Для Платоновского леса в Туле был выбран вариант крышных котельных.

Основными факторами, влияющими на выбор того или иного варианта, являются:

• величина капитальных вложений с учетом распределения по срокам строительства, стоимости земли, занимаемой инженерными сооружениями;
• стоимость эксплуатации, срок окупаемости, необходимость привлечения эксплуатирующей организации или создания собственной. Вопросы передачи на баланс инженерных сооружений;
• требования обеспечения экологической безопасности и надежности систем теплоснабжения;
• требования к категории жилья, сохранению ландшафта территории, эстетической привлекательности района.

В каждом конкретном случае имеется свое уникальное сочетание этих факторов, кроме того, их влияние может изменяться с течением времени. Так, например, при выборе варианта для экспериментального жилого района Куркино одним из важнейших аргументов в пользу автономной системы теплоснабжения была низкая надежность и большие потери для централизованной системы. Однако сейчас, при внедрении современных технологий прокладки трубопроводов с ППУ-изоляцией, полимерных труб, использовании количественно-качественных методов регулирования отпуска тепла и погодозависимых автоматизированных ИТП, надежность централизованных систем повысилась, потери снизились, и на первый план выходит увеличение стоимости земли, повышение плотности застройки. Для застройки Рублево-Архангельское пришлось отказаться от варианта поквартирного теплоснабжения в связи тем, что планировалось строительство жилья категории бизнес- и элиткласса, и заказчик был категорически против размещения настенных котлов в квартирах.

Кроме того, в процессе выполнения предпроектных проработок возможно рассмотрение вопроса использования альтернативных источников тепла, таких как солнечные коллекторы, тепловые насосы и др. Например, при использовании автономных источников электроснабжения применение тепловых насосов позволит повысить уровень равномерности нагрузки на генерирующие мощности. В схеме теплоснабжения второй очереди микрорайона Южный будет рассмотрен вопрос применения установки тепловых насосов на очистных сооружениях микрорайона.

Безусловно, предпроектная проработка вариантов теплоэнергоснабжения не дает ответов на все вопросы, возникающие в процессе строительства. На основе выбранного варианта ОАО «СантехНИИпроект» предлагает заказчику разработку ранее законодательно существовавшей стадии «Схема инженерного обеспечения», в которой более детально выполняются расчеты выбранного варианта, определяются технические характеристики зданий и сооружений схемы инженерного обеспечения, выполняются детальные трассировки магистралей с указанием диаметров и других важных характеристик, приводятся тепломеханические схемы источников тепла, уточняются экономические параметры. Такое построение процесса выполнения проектных работ для районов комплексной застройки позволяет повысить качество проектирования, а соответственно, и качество конечного продукта – места нашего проживания.

Актуальность именно такого порядка выполнения проектных работ показывает рост числа запросов от заказчиков на выполнение предпроектных вариантов теплоэнергоснабжения многофункциональных комплексов, т. е. экономия достигается и при меньших масштабах строительства.