автореферат диссертации по строительству, 05.23.19, диссертация на тему:Эколого-экономическая модель жизненного цикла здания на основе концепции "зеленого" строительства

На правах рукописи

Бенуж Андрей Александрович

«ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ЗДАНИЯ НА ОСНОВЕ КОНЦЕПЦИИ «ЗЕЛЕНОГО» СТРОИТЕЛЬСТВА»

05.23.19 - «Экологическая безопасность строительства и городского

хозяйства»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

2 о и:он 2013

Москва - 2013

005061913

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный строительный университет»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация -

доктор технических наук, заслуженный деятель науки РФ, академик РААСН, профессор Теличенко Валерий Иванович.

Табунщиков Юрий Андреевич, доктор технических наук, член-корреспондент РААСН, профессор, ФГБОУ ВПО «Московский архитектурный институт (Государственная академия)», заведующий кафедрой инженерного оборудования зданий.

Тарасова Елена Владимировна, кандидат технических наук, Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы, главный специалист отдела технологических решений.

Закрытое акционерное общество «Научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт экологии города».

Защита состоится «26» июня 2013 г. в 16:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.138.07, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» по адресу: 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, зал Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет».

Автореферат разослан «24» мая 2013 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Потапов Александр Дмитриевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Здания всего мира используют около 40% всей потребляемой первичной энергии, 67% всего электричества, 40% всего сырья и 14% всех запасов питьевой воды, а также производят 35% всех выбросов углекислого газа и около половины всех твердых городских отходов.

Рост населения планеты - главная причина увеличения потребности в зданиях. Этот рост так же подразумевает увеличение потребления природных ресурсов и образования отходов. Если в 1950 г. население планеты составляло 2,535 млрд. человек, в 2000 г. 6,124 млрд. человек, то в 2050 г. население планеты по прогнозам составит 9,191 млрд. человек. Если вся площадь урбанизированной территории Земли в 1980 г. составляла 4,69 млн.км.кв., то по прогнозам, в 2070 году она достигнет 19 млн.км.кв, или 12,8% всей и более 20% жизнепригодной территории суши.

Россия, несмотря на значительную площадь своей общей территории, является высокоурбанизированным государством, где в городах и поселках городского типа проживает 109 млн. человек, или 74% всего населения. Тенденция увеличения городского населения сохраняется в силу политических, социальных, экономических и других причин.

Вместе с тем для подавляющего большинства современных городов остается актуальной проблемой непродуманно спланированные городские пространства, некачественные жилые дома и сооружения - плохое освещение и вентиляция, дорогая эксплуатация и высокая энергоемкость, убогие архитектурные формы, недостаточно продуманная транспортная инфраструктура; как следствие загрязненные акватории рек, громадные неорганизованные свалки мусора, снижение биологического разнообразия, сжигание углеводородного топлива — это только малая часть неграмотной градостроительной политики.

Такой подход автор считает не может гарантировать устойчивого, гармоничного развития территории и экономики страны, потому что людям не комфортно жить в такой среде. Среда обитания во многом определяет

человеческую жизнь, а природные, включая экологические, ресурсы обеспечивают три важные функции жизнедеятельности человека: основы его жизни как биологического организма, удовлетворение материальных потребностей и его духовное и социальное развитие. В этом случае экономика служит для оптимального обеспечения второй функции с учетом первой и третьей функций, а экономическая деятельность является своего рода механизмом между природой и обществом.

Относительно строительства, устойчивое развитие подразумевает обеспечение безопасности и создание благоприятных условий жизнедеятельности человека, ограничение негативного воздействия от строительной деятельности на окружающую среду и обеспечение охраны и рационального использования всех видов природных ресурсов при осуществлении любого вида градостроительной деятельности. Устойчивое развитие территорий экстраполирует общее положение устойчивости на комплекс мероприятий, который охватывает управление земельными ресурсами, создание жилой, деловой, торговой, промышленной зон, транспортную и энергетическую инфраструктуру для функционирования и взаимодействия этих зон.

В этой связи «зеленое» строительство может рассматриваться как эффективный инструмент для обеспечения устойчивого развития территории, на которой размещается строительный объект. Концепция «зеленого» строительства дополняет теорию и практику экологического строительства такими понятиями, как экономия, комфортность, полезность, долговечность. «Зеленые» здания представляют собой высокое качество строительства при минимизации затрат и максимизации комфорта, а «зеленые» стандарты призваны ускорить переход от традиционного проектирования и строительства зданий и сооружений к устойчивому.

Цель диссертационной работы - обеспечение устойчивого развития территории и стимулирование увеличения объемов «зеленого» строительства

через повышение конкурентоспособности зданий, имеющих более высокие

эколого-экономические показатели на всех этапах жизненного цикла.

Задачи, которые необходимо решить для достижения цели:

• обоснование «зеленого» строительства, как эффективного инструмента для обеспечения устойчивого развития территории, на которой размещается строительный объект;

• выявление преимуществ сертификации зданий и сооружений в соответствии с «зелёными» стандартами для инвесторов, владельцев недвижимости, девелоперов, проектировщиков и управляющих компаний, а также для окружающей среды, здоровья человека и общества;

• изучение и освоение международных рейтинговых систем оценки объектов «зеленого» строительства, информационного подхода к проектированию, строительства зданий на основе методологии оценки жизненного цикла;

• разработка эколого-экономической модели жизненного цикла эффективного здания с учетом совокупных затрат, определяемых количественными и качественными показателями и характеристиками «зеленого» строительства;

• исследование эколого-экономической модели жизненного цикла эффективного здания и написание алгоритма расчета приведенной стоимости владения жилым домом с введением количественного показателя «зеленого» строительства - коэффициента «зелености»;

• разработка методических рекомендации по применению эколого-экономической модели в целях Государственной корпорации - Фондом содействия и реформированию ЖКХ;

• апробация и внедрение разработанной модели на реальных строительных объектах.

Объект исследования - здания и сооружения, возводимые по стандартам

«зеленого» строительства, жизненный цикл строительного объекта.

Предмет исследования - архитектурно-конструктивные и инженерные

решения, технологии и процессы, энергоэффективные материалы и

оборудование, применяемые в «зеленом» строительстве, и их учет в эколого-экономической модели жизненного цикла здания.

Теоретические и методологические основы исследования включают системы рейтинговых оценок, экспертные методы, информационное моделирование и оценку жизненного цикла. Используются положения, содержащиеся в трудах отечественных и зарубежных ученых в области экологической безопасности строительства: Теличенко В.И., Потапова А.Д., Щербины Е.В., Слесарева М.Ю., Болыперотова A.JL, Енговатова И.А., Волкова A.A., Табунщикова Ю.А., Наумова А.Л., Акиева P.C., Бородач М.М., Гоулдинга Д.С.идр.

Научная новизна диссертации:

• Проведен системный анализ стандартов «зеленого» строительства и существующих методик по оценки жизненного цикла задний.

• Разработана и исследована эколого-экономическая модель жизненного цикла эффективного здания на основе выявления и систематизации количественных и качественных показателей и характеристик для расчета совокупной стоимости здания.

• Впервые разработана и практически внедрена методика расчета совокупной стоимости эффективного жилого дома с учетом принципов устойчивого развития и коэффициента «зелености» для целей экологической безопасности строительства.

Выносимые на защиту результаты, имеющие научную новизну:

• понятие «зеленого» строительства, преимущества сертификации зданий и сооружений по «зеленым» стандартам;

• принципы функционирования и роли рейтинговых систем оценки объектов «зеленого» строительства;

• перспективы для развития «зеленых» стандартов по оценке полного жизненного цикла строительной продукции;

• концепция внедрения рейтинга стандарта по «зеленому» строительству в расчеты стоимости эффективного здания;

• эколого-экономическая модель жизненного цикла эффективного здания с учетом совокупных затрат и коэффициента «зелености».

Практическая значимость работы. Полученные в диссертационной работе результаты будут использованы Государственной корпорацией -Фондом содействия реформирования ЖКХ в целях расчета предельных цен строительства эффективных домов и методического обеспечения по определению приоритетности выделения средств на реализацию программ по переселению граждан из ветхого и аварийного жилья в субъектах РФ. Разработанная модель также может применяться региональными и муниципальными органами власти и коммерческими организациями, проводящими конкурсные процедуры по отбору застройщиков и поставщиков оборудования для строительства эффективных жилых домов. Также эколого-экономическая модель предназначены для управляющих компаний, заинтересованных в долгосрочном управлении жилыми домами и в уменьшении эксплуатационных расходов за период эксплуатации и жителей домов являющихся конечными пользователями здания и нуждающихся в уменьшении оплаты услуг за ЖКХ.

Апробация результатов исследования. Положения диссертационной работы обсуждались на заседаниях кафедры СТАЭ, докладывались за круглым столом «Зеленые дома России», в комитете Государственной Думы РФ по жилищной политике и жилищно-коммунальному хозяйству (г. Москва, 2012 г.), обсуждались на симпозиуме «Энергоэффективность и устойчивое развитие в строительстве» в МГСУ (г. Москва, 2012 г.), обсуждались с зарубежными коллегами на конференциях «Зеленое строительство» и «Энергоэффективного и пассивного домостроения», конференц-залов отелей Шератон и Интэрконтиненталь (г. Москва, 2012 г.), представлены на фестивале «Зеленый проект», МИВЦ «ИнфоПространство» (г. Москва, 2012 г.), разъяснялись на форуме «Техники безопасности», Крокус Экспо (г. Москва, 2013 г.), докладывались за круглым столом «Зеленое строительство в России: перспективы развития», Российский инвестиционно-строительного форум,

Гостиный двор (г. Москва, 2013 г.), обсуждались за круглым столом «Современные энергоэффективные и энергосберегающие технологии и опыт их применения при строительстве малоэтажных поселков», Центральный Дом Художника (г. Москва, 2013 г.), представлены на съезде «Совета по экологическому строительству», МосБилд, Экспоцентр (г. Москва, 2013 г.), докладывались на конференция "Русский Эко-Дом. Новая организация градостроительных подходов", БИЛДЭКС, Крокус Экспо (г. Москва, 2013 г.), представлены на международной научной конференции «Зеленая» экономика: стандартизация, оценка и энергоэффективность, Университет «Синергия» (г. Москва, 2013 г.).

Внедрение результатов исследования. Экспериментальная проверка и практическое внедрение результатов диссертационной работы осуществлялось в обществе с ограниченной ответственностью «Управляющая компания ЭкоДолье» на 12-ти квартирном энергоэффективном жилом доме в составе энергоэффективного поселка «ЭкоДолье Оренбург», расположенного в Оренбургской области, с. Ивановка, ул. Андреева 51 и для общества с ограниченной ответственностью строительной компании «ЖИЛСОЦСТРОЙ» на 17-ти этажном энергоэффективном жилом доме в г. Климовск на ул. Советская 16.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 7 научных работ. Получен гран Президента РФ для обучения за рубежом в 2011/2012 учебном году. Выполняется НИР для подведомственных учреждений РААСН 2013. Получена стипендия согласно указу Президента РФ от 13 февраля 2012 г. N 181 «Об учреждении стипендии Президента Российской Федерации для молодых ученых и аспирантов, осуществляющих перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики» по направлению «Энергоэффективность и энергосбережение».

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и списка использованной литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показаны актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования.

В первой главе обозначается взаимодействие экологической безопасности строительства (ЭБС) и «зеленого» строительства (ЗС). Выделяются преимущества сертификации зданий и сооружений в соответствии с «зелёными» стандартами. Рассмотрены примеры реализации комплексных подходов ЗС через взаимодействия архитектурных и инженерных решений, в территориальном планировании. Выделен перечень необходимых требований, которые должны использоваться в ЗС.

В настоящее время понятие «зеленое» строительство стало применяться в профессиональной практике российских архитекторов и строителей, ученых и специалистов. Поэтому использование таких терминов, как экологическое строительство ЗС и ЭБС не противоречат друг другу, а только расширяют понятийный аппарат этого нового направления архитектурно-строительной науки.

При этом термин ЭБС — более общий. Он выражает важнейшую функцию экологизации строительной деятельности — создание не только комфортной, но и безопасной среды жизнедеятельности человека, увязывая ее с таким понятием, как «комплексная безопасность строительства». На основе изложенного в данной главе можно сделать вывод о том, что экологическое и ЗС могут выступать как инструменты решения задач ЭБС.

«Зеленые» стандарты служат элементом обеспечения устойчивого развития территории, т.к. направлены на создание благоприятной среды обитания человека и охрану окружающей природы, что служит доминантой и движущем фактором их разработки и реализации. Строительные объекты, соответствующие стандартам ЗС, позволяют получить преимущества каждой целевой группе, которые могут быть выражены в следующих показателях:

• большая конкурентоспособность в продвижении «зеленого» объекта строительства или решения как экологически чистого и соответствующего принципам устойчивого развития территории;

• гарантия, что при строительстве объекта применялись технологии, соответствующие основным принципам устойчивого развития;

• активизация поиска инновационных решений, которые минимизируют воздействие на окружающую среду;

• снижение эксплуатационных расходов и повышение качества рабочей и жилой среды.

Преимущества для окружающей среды:

• сокращение выбросов парниковых газов, мусора и загрязнённых вод;

• защита естественной среды обитания и биологического разнообразия;

• сохранение природных ресурсов.

Преимущества для здоровья и общества:

• создание комфортных условий в помещениях по качеству воздуха, а также тепловым и акустическим характеристикам;

• снижение уровня загрязнений, попадающих в воду, почву и воздух, и как следствие, сокращение нагрузки на городскую инфраструктуру;

• повышение качества жизни с помощью оптимального градостроительного проектирования.

В исследовании было выявлено, что эксплуатация «зелёных» зданий по сравнению с традиционными сооружениями является экономически более выгодной, т.к.: в среднем на 25 % снижается энергопотребление; потребления воды уменьшается на 30 %; сокращаются затрат на обслуживание здания; резко снижается количество отказов от аренды; уменьшаются потери от выплат по медицинской страховке; снижаются эксплуатационные издержки; повышается успеваемость школьников, студентов и пр.

Автор выделяет два ключевых направления используемых в ЗС применительно к возведению зданий и сооружений, позволяющие обеспечивать энергоэффективность:

1. Пассивные системы энергоснабжения: суперизоляция строительных материалов для сбережения тепла; застекленные пространства для использования максимума дневного света; рекуперация тепловой энергии для повторного использования тепла; технология двойного застекления и заградительные инсоляционные панели для контроля микроклимата, тепла, прохлады, вентиляции; расчет по максимальной ориентации фасадов к солнцу, сторонам света, а также формы здания для максимального улавливания солнечного света и тепла; подземное охлаждение воздуха для естественного кондиционирования; инженерные системы естественной вентиляции, а также вентилируемые фасады; и т.д.

2. Альтернативные системы энергоснабжения: солнечные батареи, панели или фотогальванопластины; ветряные мельницы и турбины; установки для получения электроэнергии из энергии водяных волн, приливов и течений; установки по получению энергии из биотоплива; электростанции, работающие на геотермальной энергии; двигатели внутреннего сгорания с переработкой С02; и т.д.

Обозначены семь типов архитектурно-планировочных решений заложенных в концепции ЗС:

1. Энергоэффективное здание с низким или нулевым потреблением энергии.

2. Пассивное здание, в котором используются энергосберегающие строительные материалы и возобновляемые источники энергии.

3. Биоклиматическая архитектура с ярко выраженным использованием остекленных пространств, естественной освещенностью.

4. Интеллектуальное или умное здание, в котором оптимизированы потоки света и тепла в помещениях и ограждающих конструкциях.

5. Здание высоких технологий - здание с ультрасовременными решениями в архитектуре с точки зрения конструкций и материалов.

6. Здоровое здание, в котором приоритетными являются экологически чистые природные строительные материалы.

7. Жизнелоддерживакяцее здание с нулевым показателем отходов жизнедеятельности и с нулевым показателем энергозатрат.

Определен перечень необходимых требований, которые должны использоваться для реализации объектов ЗС: квалифицированная проектная группа; энергоэффективные технологии и решения; рациональное водопользование; грамотный выбор месторасположения объекта; экономический анализ; ландшафтный дизайн; устойчивое проектирование; подбор материалов; переработка и вторичное использование отходов строительства.

Вторая глава диссертации посвящена изучению и освоению международных рейтинговых систем оценки объектов «зеленого» строительства.

К настоящему времени в мире существует 32 национальных рейтинговых системы оценки устойчивости зданий и сооружений в 24 странах (рис.1.). Тем не менее, возможности рейтинговой системы оценки строительства в России практически не используется.

Рис.1. Рейтинговые системы сертификации зданий и сооружений. На рис.2, представлены диаграммы с процентным соотношением баллов между категориями двух первых и самых признанных во всем мире

рейтинговых систем ЗС: а) - BREEAM (Экологический метод оценки строительного исследовательского института, разработан в 1990г. в Великобритании); б) - LEED (Руководство в энергетическом и экологическом проектировании, разработан в 1997г. в США).

а) ю,о%

10,0%

■ Управление

■ Здоровье и благополучие

■ Энергия

• Транспорт

■ Вода

■ Материалы

■ Отходы

Использование земли в Экология » Загрязнение

■ Выбор строительной площадки Эффективное использование воды

■ Энергия и атмосфера

■ Материалы и ресурсы

■ Благоприятные условия внутри помещения

Рис.2. Распределение баллов в рейтинговых системах BREEAM и LEED.

В третей главе рассмотрен подход информационного моделирования к возведению, оснащению, обеспечению эксплуатации и ремонту здания, который предполагает сбор и комплексную обработку в процессе проектирования всей архитектурно-конструкторской, технологической, экономической и иной информации о здании со всеми ее взаимосвязями и зависимостями, когда здание и все, что имеет к нему отношение, рассматриваются как единый объект, преследуя принципы ЗС. Однако, на основании изученного в главе материала был сделан вывод о том, что этот метод накладывает определенные требования на пользователя программным продуктом, что ограничит доступ к широким возможностям информационного моделирования для создания «зеленых» зданий.

Изучив в главе метод оценки жизненного цикла (ОЖЦ) строительной продукции, проанализировав его возможности, особенности и ограничения,

автор определил, что этот метод является наиболее перспективным для разработки эколого-экономической модели. Применение метода ОЖЦ подразумевает включение его в другие инструменты строительного проектирования, в том числе рейтинговые системы ЗС.

В четвертой главе проводится разработка и исследование эколого-экономической модели жизненного цикла эффективного здания с учетом совокупных затрат и написание алгоритма расчета совокупной стоимости жилого дома в целях его применения Государственной корпорацией - Фондом содействия и реформированию ЖКХ.

Разрабатываемая эколого-экономическая модель будет оценивать совокупную стоимость строительного объекта с учетом затрат на проектирование, строительство, эксплуатацию и утилизацию элементов здания или здания в целом. Модель особенно будет полезна, когда существуют альтернативные проекты, которые выполняют одинаковые требования по энергоэффективности, экологичности и характеристикам здания, но отличаются по отношению к начальным и эксплуатационным затратам. В таких случаях должно быть выполнено сравнение в эколого-экономической модели, чтобы выбрать тот проект, который максимизирует выгоды и минимизирует совокупную стоимость объекта строительства.

Для обозначения строительного объекта, который выполняет необходимые требования по энергоэффективности и экологичности в эколого-экономическую модель вводится специальное понятие эффективное здание -это энергоэффективное здание, спроектированное и построенное с учетом предварительного расчета совокупной стоимости.

Главная задача эколого-экономической модели заключается в оценки совокупной стоимости проектного решения будущего эффективного здания, которая будет обеспечивать низкую стоимость владения за весь период жизненного цикла объекта. Конечным критерием оценки эффективного здания является приведенная стоимость владения, равная отношению совокупной стоимости к его плановому периоду эксплуатации.

Рабочая гипотеза эколого-экономической модели заключается в том, что первоначальные затраты на применение энергоэффективных и экологичных технологий, а также подходов ЗС на стадии проектирования и строительства в результате существенно сокращают операционные расходы на стадии эксплуатации здания, которые в среднем составляют 75 % от общих затрат, что приводит к уменьшению совокупной стоимости здания (рис.3). юо% 90% -;

80% Н 75%

Проектирование Строительство Эксплуатация Утилизация

Рис.3. Усредненные затраты на протяжений жизненного цикла здания.

В проведенном исследовании автор выделил четыре группы затрат, которые имеют значительное отношение к принятию обоснованного решения о количестве необходимых инвестиций для строительства эффективного здания: I. Единовременные затраты до ввода в эксплуатацию:

• Стоимость земельного участка.

• Стоимость подключения к коммунальным сетям. II. Затраты на строительство:

•Стоимость проектирования.

• Стоимость материалов и оборудования. •Стоимость строительных и монтажных работ.

•Издержки, связанные с отвлечением средств на срок строительства. III. Затраты в течение планового периода эксплуатации:

•Стоимость содержания.

•Стоимость потребляемых коммунальных ресурсов.

•Стоимость текущего и капитального ремонта конструкций и систем. IV. Затраты на утилизацию:

•Стоимость работ по сносу.

•Стоимость материалов повторного использования.

Концепция внедрения рейтинга стандарта по «зеленому» строительству в расчеты совокупной стоимости эффективного здания заключается в том, что негативное влияние на окружающую среду и человека от стандартного здания всегда будет выше по сравнению с «зеленым», поэтому для расчета совокупной стоимости в эколого-экономическую модель вводится понижающий коэффициент «зелености» - вк, который будет учитывать конечный рейтинг здания по системе распределения баллов В КЕБАМ, как показано в таблице 1.

Таблица 1. Значение Ос на основе рейтинговой системе ВЯЕЕАМ.

Рейтинг ВНЕЕАМ Количество набранных баллов (%) Ос

Не сертифицирован <30 1,00

Сертифицировал >30 0,85

«Хорошо» >45 0,70

«Очень хорошо» >55 0,55

«Отлично» >70 0,45

«Великолепно» >85 0,30

Тем самым коэффициент «зелености» дает возможность учесть все количественные и качественные показатели и характеристики «зеленого» строительства входящие в фундаментальный метод экологической оценки В КЕБАМ.

В общем виде формула для расчета совокупной стоимости жизненного цикла эффективного здания будет иметь вид:

Совокупная стоимость жизненного цикла

п

Земля + Се

= ( Ч 1 + г п

.Земля + Сети

и

Проектирование + Строительство + Материалы и Оборудование + Издержки - Налоги

1 + г п

□

Содержание + Коммунальные ресурсы + Ремонты текущий и капитальный - 1 + г п

а

Снос — Вторичные материалы, . 1 + г п '

О * Ск,

(1)

14

где п - плановый период эксплуатации; И, ¡2,13, Ы - соответственно время проектирования, строительства, эксплуатации, утилизации; г - ставка дисконтирования; Ос - коэффициент «зелёности».

В целях Государственной корпорации - Фонда реформирования и содействия ЖКХ плановый период эксплуатации эффективного жилого дома был установлен в размере 30 лет. Совокупная стоимость эффективным домом была разделена на две группы затрат: I. Единовременные затраты на строительство и ввод в эксплуатацию: •Стоимость проектирования.

•Стоимость строительных и монтажных работ, включая материалы. •Стоимость оборудования, включая монтаж.

П. Периодические затраты в течение планового периода эксплуатации: •Стоимость содержания, текущего и капитального ремонта. •Стоимость потребляемых коммунальных ресурсов.

Для мониторинга и корректировки Фондом ЖКХ стоимости фактических периодических затрат в течение планового периода эксплуатации эффективного жилого дома по стоимости содержания и потреблению коммунальных ресурсов, в методические указания вводится поведенческий коэффициент К. Коэффициент К будет учитывать отклонения от нормативов и равняться отношению суммы плановых затрат за весь жизненный цикл эффективного дома рассчитанных по нормативным документам на плановый период его

эксплуатации и сумме фактических показателей стоимости периодических затрат за год.

К = Зпер.н./Т* Зпер.ф, (2)

где К - Поведенческий коэффициент.

Зпер.н. — сумма периодических нормативных затрат в течение всего жизненного цикла эффективного жилого дома.

Зпер.ф. - сумма периодических фактических затрат в течение одного года эксплуатации эффективного жилого дома.

Т- плановый период эксплуатации эффективного жилого дома.

Для пошагового определения совокупной стоимости жизненного цикла эффективного жилого дома автором был написан алгоритм расчета, который является основным элементом для функционирования эколого-экономической модели и состоит из четырех этапов:

На первом этапе определяются:

•Элементы дома и перечень оборудования.

•Срок планового периода эксплуатации для каждого элемента расчета.

•Количество и периодичность проведения капитальных ремонтов и замены оборудования.

На втором этапе рассчитываются единовременные затраты на:

•Проектирование.

•Строительные и монтажные работы, с учетом материалов.

•Оборудование, с учетом монтажа.

На третьем этапе определяются проектные периодические затраты в течение планового периода эксплуатации на:

•Воду; Электроэнергию; Топливо; Управление и оплату труда.

•Обслуживание; Текущий и Капитальный ремонт; Расходные материалы.

На четвертом этапе осуществляется расчет приведенной стоимости владения эффективным жилым домом, для этого необходимо:

•Посчитать сумму единовременных затрат, которые определяются на втором этапе.

•Посчитать сумма произведений периодов эксплуатации материалов и оборудования, обозначенных на первом этапе и соответствующих периодических затрат по каждому виду применяемого оборудования и материалу указанных на третьем этапе.

•Вычислить совокупную стоимость жизненного цикла эффективного жилого дома путем сложения суммы единовременных и периодических затрат.

•Учесть поправочный коэффициент вк.

•Для определения приведенной стоимости владения - рассчитать отношение совокупной стоимости к общей площади жилых и нежилых помещений за исключением площадей общего пользования и плановому периоду эксплуатации эффективного дома в целом.

В случае сравнения двух или более вариантов проектных решений бедующего эффективного жилого дома на завершающем этапе выбирается проект с наименьшей приведенной стоимостью.

В пятой главе приводятся результаты экспериментальной апробации и внедрения теоретических положений, разработанных в предыдущей главе.

Для автоматизированного расчета совокупной стоимости эффективного жилого дома, моделирования, мониторинга и анализа результатов расчета, а также выполнения проверки и документирования, алгоритм расчета, разработанный в предыдущей главе, был передан инженерам компании ИТ-сервиса для написания программы «Автоматизированная информационная система анализа стоимости жизненного цикла эффективного здания и оборудования» в целях её использования Фондом ЖКХ.

Первая апробация эколого-экономической модели в разработанной программе определила приведенную стоимость эффективного жилого дома, расположенного в Оренбургской области, с. Ивановка, ул. Андреева 51, равной - 3 740 руб./кв.м.*год. Результаты расчета представлены на рис. 4, 5:

Автоматизированная Информационная Система Анализа стоимости жизненного цикла эффективного здания я оборудования

Материалы и оборудование

Аатсгмагазироеанная Информационная Система | Анализа стоимости жизненно?« цикла аффективно« здания« оборудования I

Общие характеристики

12тякщ.'иамл> ¡нгртЫ«!

* *>««ав«ы л»

1-да

я»

¡¿3 евявоивдаяи«

Рис.4. Расчет в программе жилого дома «ЭкоДолье Оренбург».

Автоматизированная Информационная Система Анализа стоимости жизненного цикла эффективного здаммя и

Об-»'?« > Едоквдоювмыелатдеа*

Единовременные затраты

Автоматизированная Информационная Система Анализа стоимости жизненного цикла эффективного здания и оборудования

ммесизлы » ФФаскдоани«

Приведенные затраты жизненного цикла

ю наюдюапги»

С>г«э эдаваг жхжхохяъ «к

Рис.5. Расчет в программе жилого дома «ЭкоДолье Оренбург».

Расчет жилого дома компании «ЖИЛСОЦСТРОЙ» производился в табличной форме, в программе MS Excel, согласно разработанному автором алгоритму. Результаты расчета представлены на рис. 6-9:

1 i I

i s i i

1 1 г | 2 8 1 1 г I В д е | 1 * 1 5 $ » ь 1 а If й С | J 5 | I 1 I I g | I f 5 1 г J 1 i I ¡1 » f 5 s | 1 I I I i 1 I 1 1 £ г i s I i 5. i г- | 1 § ft it £ J I

1 . Срыв ¡-.-.'i,. vitieaiMO н

2 • — ?

Ш «

111 |

III ii 11

lit II

1"... nag;: JЦД l.'il -y,,'.^. J

Рис.6. Арифметический расчет жилого дома «ЖИЛСОЦСТРОЙ».

Яодаат агдомшеаые

29

30 1

24

25

26

31-

Ж

33 28

27

Отделка мест обакго

Г^метйзашя швов с фасада дома

Вкугрсиаге аодоснабжеше цхдз фекаятаяялмкневаянзщлгоацця

Этап 2 - Единовременные затраты жизненного цикла

s №n/n Наименование Единовременные затраты, руб

6 1 Проектные рзботм US7S Я»

7 ■ 2 Утшсоагма «тара после сноса дона .43 9S 642,00

8 3 Подготовка строительной адощадш 1 494 744,30

9 4 Вшееяа&подедае 293 510.»

to 5 Мониторинг осадки рядом стояквк тланй 7«790,К

11 6 ТО ал сетей на стр. площадках 35 000,30

12 7 Освещение стройштошаахн 32 000,06

13 8 Поза часта, каркаса до ота 0£00 15 6905X0,74

14 9 Разработка грунта 1 S50 476,47

¡15.; 10 Разработка грунта? т 082.49

16 11 Деыонгкг гтерехр до ^,600. допработм 115 <64,5!

17 12 Мета*: демонтаж огрэзаениа с установкой sopor 44 666.54

18 13 ППРк, жслерпва пат»

is; 14 Устройспо основания подкранового пущ рзсцдфеяне «ремегаагх дорог W 540.5»

20 15 Переч5эанровка башенного крана. установка н снятие юфеигасиш т%тдш>Еихупоррв,«тройсгво и разборка подкрановых путей 169 56921

21 16 Ыщпкк монолитного каркаса вьпле огм 0&39- 109 191 362,51

22 17 ¡Мфтшая кладка нарутккых стен приямков н входных гр*,нл 47 110 765,90

23' 18 Кирпичная кладка лиутрояак стен перегородки 12 210 053,26

24 19 Кровля 3 760 000.00

25 20 Огра*дешя мегалдаческне (краща^кстк ыаршл, решетка на 1-м ттаже) S00 000,00

26 21 Окна ПВХ 4 529000,00

Рис.7. Арифметический расчет жилого дома «ЖИЛСОЦСТРОЙ».

17 Бытовые электроплиты 1S60000 2 3120 ООО

18 Наружные лестницы и крыльиэ 300000 1.5 450 000

19 Отмостка 150000 2 300000

20 Кровля МЯ1К8Я 1080000 3 3 240000

21 Система отопления 23500000 г 47000000

Этал За - Плановые показатели гареоднческид затрат а течении жизненного цикла.

л- №п( п Наименование Норматив ЁД.ИЗМ. Кол-во Ценаэз ед.изм.. руб. Расходы за 1 год, (1 цикл] Периодичность /количество в течение срока службы здания Общие затраты в течение жизненного цикла 840000

12000000

30 18 267 327 2040 000

X ? Канализация проект мЗ/сут 56,3 7 22,75 466421,6 30 13 992 649 22 890 ООО

3 Электроэнергия проект квт.ч/год S85000 2,03 1187550 30 35626 500 400000

4 Тепловая энергия проект Г кал/год 2630 1739,82 4575727 30 137 271 798

ja-; 5 Обслуживание проект «2/мес 7420,8 28,63 2549490 30 76 484 701 2000 000

12 б Итого: 281642984

7 Капитальный ремонт:

8 Оборудование ИТП {насосы! 1500000 6 9000000

!» 9 Оборудование 08 (Вентилляторы) 250000 6 1 500000 211 860 440

493 503424

zi 10 оборудование 8К {насосы} 9S00Ô0 6 5 940000

п Оборудование лифтовых 3100000 1-2 3 720000

12 Оборудование гдектросклоаое {вводные устройства, шкафы, щиты управления, преобраз.) <000000 1,5 6000000

13 Оборудование эле«троос8в1кений[саегильники| 540000 3 1620000

14 Радиаторы отопления 112SOOO г 2 250000

35 Пожарное оборудование (датчики, шкафы управления) 500000 6 3000000

'Ùr 16 Оборудование связи и телекоммуникаций 400000 б 2 400000

Рис.8. Арифметический расчет жилого дома «ЖИЛСОЦСТРОЙ».

3 Этап 4 - приведенные затрат жизненного цикла эффективного дома.

; .№ п/п Наименование Ед.изм. Общие затраты в течение жизненного цикла

; 1 2 3 4

1 Сумма единовременных затрат жизненмогоцикла жилого дома руб. 346 527 645

] 2 Сумма периодических затрат жианенногоцикла жилого дома руб. 493 503 424

3 Поправочный коэффициент 1

S 4- Совокупная стоимость затрат жизненного цикла руб. 840031069

Ч 5 Общая площадь жилых и нежилых помещений дома, за исключением площадей общего пользования К8.М 7420,8

f б Количество лет планового периода эксплуатации лет 30

7 Приведенная стоимость владения (стоимость затрат жизненного и^лнпа домз на единицу площади в год) Руб./кв.м*год 3773

Рис.9. Арифметический расчет жилого дома «ЖИЛСОЦСТРОЙ».

Рассчитанная арифметическим путем приведенная стоимость владения эффективного жилого дома в г. Климовск, ул. Советская 16 Московской области равная 3 773 руб./кв.м*год, схожа с подсчитанной приведенной стоимостью эффективного жилого дома в Оренбургской области в программе «Автоматизированная информационная система анализа стоимости жизненного цикла эффективного здания и оборудования» равной 3 740 руб./кв.м*год (оба расчета выполнялись независимо), что доказывает корректность работы

программы и разработанного в диссертационном исследовании алгоритма

расчета для функционирования эколого-экономической модели жизненного

цикла здания на основе концепции ЗС.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. «Зелёное» строительство — это комплексное знание, структурируемое стандартами проектирования и строительства, уровень его развития напрямую зависит от достижений науки и технологии, от активности инженеров и от осознания обществом экологических принципов.

2. Использование методологии оценки жизненного цикла совместно с рейтинговыми системами по «зеленому» строительству является эффективным инструментом экологической безопасности строительства.

3. Разработана эколого-экономическая модель жизненного цикла эффективного здания с учетом совокупных затрат, определяемых количественными и качественными показателями и характеристиками «зеленого» строительства.

4. Теоретически обосновано и экспериментально доказано необходимость внедрения нового подхода к расчету стоимости строительства с учетом жизненного цикла и коэффициента «зелености».

5. Полученный в диссертационном исследовании алгоритм расчета приведенной стоимости эффективным жилым домом позволит стимулировать увеличение объемов «зеленого» строительства, способствуя принципам устойчивого развития.

6. Результаты работы могут применяться для государственных, региональных и муниципальных органов власти в расчетах предельных цен строительства эффективных домов и отбору застройщиков участвующих в строительстве и разрабатывающих проекты эффективных жилых домов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1) Бенуж A.A. Модель оценки качества и прогнозирования состояния окружающей среды системой дифференциальных уравнений.// «Вестник МГСУ» №2,2010, с. 105-109.

2) Слесарев М.Ю., Бенуж A.A. Система координат био-техно-социосреды для анализа экологической безопасности в строительстве. Сборник докладов: ХШ Международная межвузовская научно-практическая конференция молодых ученых, докторов и аспирантов, МГСУ. 2010, с. 248-251.

3) Слесарев М.Ю., Бенуж A.A. Анализ устойчивого состояния строительного объекта в системе координат био-техно-социо-среды. Сборник докладов: Международная научно-техническая конференция студентов института строительства и архитектуры, МГСУ. 2010, с. 9-11.

4) Бенуж A.A., Колчигин М.А. Анализ концепции «зеленого» строительства как механизма по обеспечению экологической безопасности строительной деятельности.// «Вестник МГСУ», №12,2012, с. 161-165.

5) Колчигин М.А., Бенуж A.A. Основы государственной политики по формированию национального стандарта «зеленого» строительства для оценки объектов недвижимости.// «Вестник МГСУ», №12, 2012, с. 177-181.

6) Теличенко В.И., Бенуж A.A. «Озеленение» строительной отрасли. Сборник докладов: VIII Международный научный конгресс. «Зеленая» экономика: стандартизация, оценка и ресурсоэффективность, МФПУ Синергия. 2013, с. 41-43.

7) Теличенко В.И., Бенуж A.A. Обзор и классификация рейтинговых систем сертификации зданий и сооружений.// «Вестник ВолгГАСУ», №31(50) 4.1, 2013, с. 239-243.

КОПИ-ЦЕНТР св.: 77 007140227 Тираж 100 зю. г. Москва, ул. Енисейская, д. 36. тел.: 8-499-185-79-54,8-906-787-70-86 www.kopirovka.ru