Отличительная черта крышных котельных ― их интеграция в строительные конструкции отапливаемого здания. Наличие технологического оборудования котельной на крыше здания позволяет: существенно повысить энергоэффективность системы теплоснабжения за счет отсутствия теплотрасс, потери в которых достигают 30% и более от производимого количества тепла; снизить затраты на сооружение котельной , т.к. снимаются вопросы дополнительного землеотвода и строительства отдельно стоящего здания котельной и установки высокой дымовой трубы; использовать облегченную конструкцию котельного оборудования с алюминиевыми теплообменниками или медными оребренными трубками. Это возможно ввиду более благоприятных гидравлических условий работы оборудования, что связано с отсутствием статического давления, определяемого высотой водяного столба (высотой здания) по сравнению с наземным расположением котельной; улучшить экологические условия проживания жильцов , т.к. рассеивание продуктов сгорания на крыше более благоприятно, чем при расположении котельной внизу; обеспечить комфортные условия проживания жильцов за счет поддержания необходимого температурного режима для отопления данного конкретного здания. Специфика крышных котельных требует принятия необходимых мер, обеспечивающих шумогашение и снижение вибраций от работающего оборудования. Это достигается выбором соответствующего оборудования, а также использованием технологии плавающего пола помещения котельной и установкой виброкомпенсаторов на всех подводящих и отводящих трубопроводах. Эффективность этих мер позволяет жильцам забыть о том, что на крыше дома находится работающая котельная. Нормативными документами предусмотрено использование для крышных котельных наиболее безопасных и экологичных котлов ― водогрейных, работающих на природном газе, с температурой теплоносителя до 115°С. Вопросы реализации автономного теплоснабжения с использованием крышных котельных часто дискутируются в среде профессионалов. Приятно отметить, что в последнее время эти дискуссии стали переходить в практическую плоскость: специалисты обсуждают вопросы, связанные в первую очередь с тем, как получить максимальный эффект от оборудования автономных котельных. Опыт ≪Фирмы МАГИ-Э≫, занимающейся вопросами проектирования, монтажа, пусконаладки и эксплуатации крышных котельных с 1999 г., позволяет провести взвешенный анализ ряда обсуждаемых вопросов о тенденциях и путях развития систем автономного теплоснабжения и оценить, что дает на практике использование децентрализованных систем отопления и обеспечения горячей водой жилых комплексов. Для анализа ситуации мы выбрали один из действующих объектов ― комплекс жилых домов в одном из микрорайонов Куркино, расположенном на северо-западе Москвы. При планировании застройки Куркино была принята децентрализованная схема теплоснабжения, предполагающая поэтапный ввод тепловых мощностей по мере сдачи в эксплуатацию жилых объектов. Генпланом предусматривалось строительство автономных котельных в пристраиваемом (непосредственно примыкающее к жилому зданию строение) и крышном (котельная располагается на кровле здания) вариантах, а также использование индивидуальных систем теплоснабжения для жилья улучшенной планировки в зонах малоэтажной застройки. Одним из первых объектов, пущенных в эксплуатацию, стал жилой дом в 16-м микрорайоне, скомпонованный из шести корпусов этажностью от 7 до 10. Каждый корпус был теплофицирован от отдельной крышной котельной. Суммарная мощность шести крышных котельных составляет 2,8 МВт. Общая площадь по шести зданиям составляет 24 тыс. м2, число квартир ― 253, число жителей домов― 1200. Пять корпусов оснащены однотипными котельными мощностью по 400 кВт. Один корпус, состоящий из трех подъездов, снабжается от котельной мощностью 800 кВт. Все шесть котельных смонтированы с применением отечественного оборудования. В качестве теплогенератора в крышных котельных использован газовый котел ГУТ-100, разработанный российскими учеными в рамках конверсионной программы и серийно выпускаемый отечественным предприятием. Здесь следует сказать, что к оборудованию для автономных крышных котельных предъявляются особые требования: полная автоматизация работы котла, повышенная степень безопасности, высокий коэффициент полезного действия, низкий уровень шумов и вредных выбросов в атмосферу, а также все качества, включаемые в понятие ремонтопригодность, поскольку с расчетом на длительный срок эксплуатации должна быть предусмотрена возможность замены самого котла или его узлов. А ведь это оборудование приходится доставлять на крышу многоэтажки и монтировать на месте. Забегая чутьчуть вперед, отметим, что ГУТ-100, как показал опыт, вполне отвечает перечисленным требованиям. Жилые корпуса были введены в эксплуатацию поочередно в период с мая по октябрь 2001 г. Одновременно со сдачей жилья была проведена приемка автономных котельных, и с заселением домов начался этап их промышленной эксплуатации. С ретроспективой на три отопительных сезона подведем некоторые итоги. Безусловно, основной итог — бесперебойное и качественное обеспечение жильцов домов теплом и горячей водой с момента пуска до настоящего времени. Что включается в понятие качества теплоснабжения и за счет каких факторов достигается его повышение? На вопрос что можно считать первостепенным критерием качества систем теплоснабжения? любой, наверное, ответит: отсутствие температурного дискомфорта в помещении и постоянное наличие горячей воды в требуемом объеме, желательно с определенной температурой. Такое понимание комфорта вполне укладывается в возможности автономных крышных котельных. Главное, что позволяет реализовать эти возможности,― полная автоматизация технологического процесса. Система автоматики котельной отслеживает соответствие параметров теплоносителя в системах отопления и горячего водоснабжения задаваемым уставкам, контролирует параметры безопасной работы основного и вспомогательного оборудования и осуществляет непрерывный обмен данными с объединенной диспетчерской, которая оборудована в помещении диспетчерской службы Дирекции единого заказчика на первом этаже в одном из жилых корпусов. Высокий уровень автоматизации обеспечивает эксплуатацию автономных котельных без постоянного присутствия на объектах обслуживающего персонала. Ниже мы вернемся к вопросам организации обслуживания крышных котельных, а сейчас продолжим обсуждение технических аспектов их функционирования. Автоматическое регулирование количества тепла, расходуемого на отопление, предусматривает коррекцию температуры сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха. Однако теплопотери каждого здания зависят от многих факторов: от конструкции ограждений и вида используемых строительных материалов, от расположения здания относительно розы ветров, от ориентации относительно воздействия солнечной радиации. При отоплении зданий от крышных котельных появляется возможность учесть эти особенности каждого строения путем подбора индивидуального графика по температуре воды, подаваемой в отопительную сеть. На практике такая коррекция таблиц температурных уставок была проведена на основе замеров температур в квартирах верхнего и нижнего этажей. Это внесло дополнительный вклад в повышение энергоэффективности крышных котельных. Что касается точности поддержания температуры воды относительно уставок, то и по сети отопления и по расходуемой горячей воде, она не выходит за пределы ±2°С. Выбором режима работы сетевого насоса решается задача выравнивания температурных режимов квартир нижнего и верхнего этажей. Говоря о погодной чувствительности, примененной в крышных котельных схемы управления отоплением, можно привести один пример: весной 2002 г. с наступлением временного похолодания (среднесуточная температура опустилась ниже 7°С) отопление в обслуживаемых домах автоматически возобновилось. Жители были приятно удивлены таким поворотом событий. Вообще для жителей домов, обеспечиваемых теплом от крышных котельных, такие понятия, как начало и конец отопительного сезона становятся менее ощутимыми. Как показывает эксплуатация крышных котельных, это далеко не единственный плюс автономного теплоснабжения, непосредственно ощущаемый жильцами. Дело в том, что крышные котельные построены по блочному принципу, когда полная тепловая мощность котельной набирается как суммарная мощность нескольких параллельно включенных котлов, в нашем случае ГУТ-100. К тому же, количество тепла, вырабатываемого каждым котлом, можно плавно регулировать в диапазоне от 10 % до 100 % номинальной производительности. Все это на практике дает возможность в течение всего времени суток автоматически обеспечивать баланс производимого котельной и потребляемого домом тепла на отопление и горячее водоснабжение. Номинальная производительность котельной выбрана из расчета обеспечения пиковых нагрузок по отоплению и разбору горячей воды. В среднем, как показывает практика эксплуатации, котельная работает в режиме 70­75 % номинальной производительности в отопительном сезоне и около 25 % в летний период. Это дает возможность проведения профилактических и ремонтных работ с частичным отключением тепловых мощностей в любой период. При этом такое отключение никак не сказывается на теплообеспечении объекта. Благодаря возможности длительного отключения горячей воды на время летних профилактических работ по техническому обслуживанию крышных котельных составляет не более трех дней. Вернемся теперь к экономической стороне вопроса. Рассмотрим две главные составляющие: капитальные затраты на строительство и ввод в действие автономной котельной; расходы, связанные с ее эксплуатацией. Для инвестора основное значение имеет первая составляющая, ведь речь идет об объеме вкладываемых средств. Проведем несложные расчеты. На каждые 1000 м2 жилых площадей требуется около 100 кВт тепловой мощности от автономного источника. Стоимость 1 кВт устанавливаемой тепловой мощности крышной котельной с котлами ГУТ-100 составляет 110 у.е. Таким образом, дополнительные капитальные вложения в застройку объекта составят 11 у.е./м2. Если допустить, что эти затраты будут учтены в стоимости реализуемого жилья в размере, скажем примерно 15 у.е./м2, то при сложившихся на рынке ценах на жилье эта цифра оказывается не столь существенной. К тому же альтернативный вариант централизованного теплоснабжения также не является беззатратным, и при более детальном рассмотрении получается, что удельный объем инвестиций в тепловые сети также составит 10­15 у.е./м2. Немаловажно, что инвестор, принимая решение в пользу строительства автономного источника теплоснабжения, избавляет себя от необходимости согласований на присоединение дополнительных мощностей к существующим тепловым магистралям. Переходя к обсуждению эксплуатационных затрат, остановимся прежде всего на вопросе организации технического обслуживания крышных котельных. О том, что эти объекты оснащены многофункциональной автоматикой, позволяющей исключить присутствие дежурного оператора в котельной, мы уже говорили. Тем не менее, все автономные котельные находятся под постоянным контролем диспетчерской службы, размещенной в удаленном помещении. Сюда, на компьютер дежурного оператора, по кабельной линии передаются все необходимые параметры работы каждой котельной. Сбои в работе оборудования регистрируются и, по мере необходимости, дежурный производит вызов технической бригады сервисного обслуживания. Опыт двухлетней работы по обслуживанию крышных котельных в Куркино привел нас к следующей схеме: четыре сменных оператора-диспетчера с суточным режимом работы и два инженера в бригаде техобслуживания, для которых крышные котельные дома №17― не единственный объект. Крышная котельная ― объект высокого уровня сложности и ее обслуживание, безусловно, требует соответствующей квалификации персонала. Их заработная плата плюс текущие расходы по ремонту― одна из составляющих эксплуатационных расходов. Другая составляющая ― прямые затраты в виде платежей за расходуемые газ и электроэнергию. Проведенные нами расчеты показывают, что стоимость 1 Гкал тепла, производимого крышными котельными, в среднем в 1,4 раза ниже стоимости тепловой энергии, вырабатываемой централизованными системами. Справедливости ради следует отметить, что на сегодняшний день жители обслуживаемых домов не ощущают реальной разницы в стоимости услуг. Причина этого ― сложившаяся система централизованных расчетов в коммунальном хозяйстве, в которой размер оплаты никак не зависит от их качества и объема. Остается надеяться, что вопросы увязки оплаты за коммунальные услуги с их реальной стоимостью будет решен в рамках проводимой реформы ЖКХ. Тогда жители домов, оборудованных автономными источниками теплоснабжения, получат не только дополнительный бытовой комфорт, но также почувствуют, что они на этом могут и экономить. Допустимый уровень звукового давления и уровня звука в котельной в процессе эксплуатации не должны превышать 60 дБ. Ограждающие конструкции крышной котельной должны обеспечивать допустимый уровень шума в помещениях, расположенных под котельной, а в прилегающих к крышной котельной квартирах не выше 35 дБ. Крышная котельная должна быть оборудована молниезащитой. Все детали котельного оборудования, которые при аварийном состоянии могут оказаться под напряжением, должны иметь защитное заземление с занулением. Пол котельной должен иметь гидроизоляцию, рассчитанную на высоту залива водой до 10 см. Эксплуатация котельной производится без постоянного нахождения обслуживающего персонала. Осмотр состояния оборудования котельной и контроль за нормальным функционированием должен производиться не реже одного раза в сутки. При наличии диспетчеризации показания приборов крышной котельной следует вывести на диспетчерский пункт. Ремонт оборудования, контрольно-измерительных приборов и автоматики крышной котельной должен производиться по утвержденному графику специализированной теплоснабжающей организацией. При остановке теплогенераторов температура воздуха в помещении котельной не должна опускаться ниже 5°С. Вентиляцию котельной необходимо организовать независимо от вентиляции зданий. При утечке газа из приборов и аппаратов, а также при неисправности автоматики безопасности, дымоходов, вентиляционных каналов, разрушении оголовков труб следует отключить соответствующие установки от действующего газопровода с установкой заглушки. Работы по регулировке и ремонту систем автоматизации, противоаварийной защиты и сигнализации в условиях загазованности запрещаются. Нормативное регулирование проектирования и эксплуатации крышных котельных в России Для крышных котельных производственных зданий и промышленных предприятий допускается применять котлы с давлением пара до 0,07 МПа (0,7 кгс/см2) и температурой воды до 115°С. Для крышных котельных жилых домов допускается применение только водогрейных котлов, работающих на природном газе, с температурой теплоносителя до 115°С. Не допускается размещать крышные котельные над производственными помещениями и складами категорий «А» и «Б» по взрывопожарной и пожарной опасности. Не допускается проектирование крышных котельных в зданиях детских дошкольных и школьных учреждений, лечебных корпусах больниц и поликлиник с круглосуточным пребыванием больных, спальных корпусах санаториев и учреждений отдыха. Не допускается размещение крышной котельной непосредственно на перекрытии жилых помещений, а также смежно с жилыми помещениями. Возможность установки крышной котельной на зданиях любого назначения выше 26,5 м должна быть согласована с местными органами Государственной противопожарной службы. При уклоне кровли более 10 % проектом должны быть предусмотрены ходовые мостики шириной 1 м, с перилами от выхода на кровлю до котельной и по всему периметру котельной. Конструкции мостиков и перил должны быть выполнены изнегорючих материалов. Кровельное покрытие здания непосредственно под котельной и на расстоянии 2 м от ее стен должно быть выполнено из негорючих материалов или защищено от возгорания бетонной стяжкой толщиной не менее 20 мм. Все системы крышной котельной должны заполняться водой, исключающей коррозионные повреждения и отложения накипи. Перед подключением к котельной отопительной системы следует ее предварительно промыть гидропневматическим или химическим способом для удаления скопившейся грязи и накипи. Умягчение и химводоочистку воды нужно проводить обязательно в соответствии с проектом или рекомендациями пусконаладочной организации. Давление газа в газопроводе в помещении котельной не должно превышать 5 кПа. Газопровод подводится к котельной по наружной стене здания открыто, в местах, удобных для обслуживания и исключающих возможность его повреждения. Газопроводы не должны пересекать вентиляционные решетки, оконные и дверные проемы. Газопроводы должны быть оборудованы продувочными трубопроводами диаметром не менее 20 мм, концы которых необходимо защитить от попадания в них атмосферных осадков. При отключении котлоагрегата от газовой магистрали запорная арматура на продувочном газопроводе должна находиться в открытом положении. Продувать газопроводы теплогенераторов через горелочные устройства запрещается. Газопроводы в помещении котельной должны быть проложены открыто, обеспечивая доступ для регулярного осмотра и контроля по всей длине. Технический осмотр внутренних газопроводов и теплогенераторов необходимо проводить не реже одного раза в месяц, текущий ремонт — не реже одного раза в год. В местах установки отключающей и регулирующей арматуры необходимо провести искусственное освещение. Высота выступающей части дымоотвода крышной котельной над плоской крышей должна быть не менее 1,2 м; для неплоской крыши дымоотвод должен выступать над коньком крыши на 0,8 м, а если расстояние до соседнего здания не превышает 3 м, то дымоотвод должен на 0,8 м выступать над уровнем крыши этого соседнего здания. Необходимо не реже одного раза в год проводить очистку дымовых труб.