Make profit intelligently

Юрий Бубнов, 24.12.2014 1

Тэги: Зеленое строительство, Энергосбережение, Экономия, Интегрированный проектный процесс

Комиссинг энергопотребляющих систем зданий на примере США Commissioning of Building Energy Systems on the US example

Аннотация Рынок услуг комиссинга энергопотребляющих систем зданий растет вместе с рынком LEED сертификации и, согласно прогнозу Pike Research1, достигнет годового объема в 4,4 млрд. долл. США в 2020 году. В статье приводятся данные об экономической эффективности комиссинга и описываются методы данной практики. The commissioning of building energy systems services market is growing along with the LEED certification market and according to a report from Pike Research will reach $4.4 billion worldwide in annual market value in 2020. The article presents figures on the commissioning cost-effectiveness and describes the methods of this practice.

Обзор Комиссинг зданий (англ. Building Commissioning, «ввод в эксплуатацию», «технический надзор») – это ориентированный на качество процесс, повышающий результативность проекта строительства. Процесс сфокусирован на освидетельствовании и документальном оформлении того, что планирование, проектирование, монтаж, испытания, эксплуатация и техобслуживание здания и всех его инженерных систем и компонентов отвечают требованиям Собственника (ASHRAE Guideline 0-20052). Комиссинг энергопотребляющих систем и ограждающих конструкций является одной из ключевых составляющих Интегрального проектного процесса3, обеспечивая исполнение проектных решений по энергоэффективности здания. Пользуясь терминологией системной инженерии комиссинг принадлежит процессам верификации, передачи и валидации4. Специалист по комиссингу (Commissioning Authority, СК) работает в интересах Собственника, чтобы убедиться, что другие участники проекта строительства выполняют свою работу качественно. СК функционально относится к службе технического заказчика, осуществляющей контроль проекта в целом и удостоверяющейся, что генеральный подрядчик выполняет свои договорные обязательства. Однако работа СК ориентирована на обеспечение энергетической и экологической эффективности проекта и качество технических решений. Независимость СК позволяет избежать конфликта интересов подрядчиков, с их стремлением сделать работу как можно быстрее с минимальными усилиями и затратами.

Согласно исследованию Lawrence Berkeley National Laboratory [1] средняя стоимость услуг комиссинга составляет $3.22/м2 для существующих зданий и $12.48/м2 для нового

1 http://www.navigantresearch.com/newsroom/building-commissioning-services-will-reach-4-4-billion-in-

market-value-by-2020 (дата обращения: 19.01.2015) 2 Commissioning Process: A quality-focused process for enhancing the delivery of a project. The process focuses

upon verifying and documenting that the facility and all of its systems and assemblies are planned, designed, installed, tested, operated, and maintained to meet the Owner's Project Requirements. 3 Integrated Design Process, IDP (интегрированный проектный процесс) - Подход к реализации проекта

строительства, обеспечивающий достижение заданных показателей производительности объекта: уровня энергетической эффективности, соответствия требованиям рейтинговой системы, исполнения графика строительства, соблюдения бюджета и др. См. подробнее статью «Информационное моделирование зданий» 4 ГОСТ Р ИСО/МЭК 15288-2005, п. 5.5.7-9.

Make profit intelligently

Юрий Бубнов, 24.12.2014 2

строительства (или 0.4% от общей стоимости строительства)5. Минимальная стоимость составила $2/м2 для существующих зданий и $6.4/м2 для нового строительства. В указанную стоимость входят как затраты на выявление недостатков (стоимость услуг СК, стоимость участия представителей генерального подрядчика, субподрядчиков и производителей оборудования, проектировщиков), так и на их устранение. На российском рынке Собственник готов платить за услугу комиссинга $1-2/м2, вынуждая сокращать объем аналитической работы и уменьшая тем самым возможность извлечения выгоды для себя. Решение в ходе комиссинга проблем с энергопотребляющими системами в среднем обеспечивает 16% энергосбережения для существующих зданий и 13% в новом строительстве, со сроком окупаемости в 1.1 и 4.2 года соответственно. В терминах других стоимостных индикаторов: среднее отношение «выгода/стоимость» (benefit-cost ratio) составляют 4.5 и 1.1, а «чистый доход» (cash-on-cash returns) 91% и 23%. Проекты с доскональным подходом к комиссингу достигают вдвое большего от среднего энергосбережения и в пять раз большего - от проектов с наименее тщательным подходом. Дальнейшее повышение ценности комиссинга за счет его других, не-энергетических выгод (см. рис. 1) значительно превосходит большинство практик энергетического менеджмента. Значительные сокращения капитальных затрат (например, за счет снижения мощности оборудования ОВК, исключения избыточных решений) позволяет возместить часть стоимости услуг специалиста – полностью в некоторых случаях. С учетом этой выгоды чистая средняя стоимость услуг СК может быть снижена на 49%, в то время как во многих случаях эти выгоды превзошли прямое значение энергосбережения. Комиссинг также повышает качество внутренней среды, увеличивает компетенцию службы эксплуатации, снижает операционные расходы, уменьшает затраты подрядчика на исполнение гарантийных обязательств и техническое обслуживание.

Комиссинг является стратегией риск-менеджмента, которая должна быть интегрирована в каждый системный подход к энергосбережению в зданиях. Одним из распространенных по всему миру системных методов проектирования, строительства и эксплуатации зданий является американская рейтинговая система LEED, обязательное к исполнению требование которой EAp1 (Fundamental Commissioning of the building energy systems) заключается в производстве комиссинга энергопотребляющих систем здания и связанной с ними системы автоматизации. Расширенный комиссинг (Enhanced Commissioning) проводится на выбор Собственника и позволяет получить 2 балла для повышения рейтинга в LEED v3 2009. Британской рейтинговой системой BREEAM 2011 комиссинг также предлагается к производству в рамках критерия Man 1 Sustainable Procurement.

В соответствии с требованиями LEED v3 2009 в границы рассмотрения комиссинга входят только системы зданий, влияющие на энергопотребление: 1) Отопление, вентиляция, кондиционирование, холодоснабжение (HVAC&R):

бойлеры,

отопительные приборы,

насосы,

вентиляционные установки,

устройства воздухораспределения,

холодильные машины,

градирни,

фанкойлы,

охлаждающие балки,

5 Приводимые в исследовании [2] значения получены в 2009 году, в основном по проектам в штатах

Калифорния, Техас и Колорадо в США, отличающихся от России не только климатом, но наличием развитой практики и льгот энергосбережения.

Make profit intelligently

Юрий Бубнов, 24.12.2014 3

сплит-системы,

тепловые завесы и т.п.

2) Автоматизация, контрольно‐измерительные приборы и автоматика (система автоматизации и диспетчеризации здания, запорно-регулирующая и термостатическая арматура, датчики);

3) Освещение и управление освещением (внутреннее и наружное);

4) Система горячего водоснабжения;

5) Другие системы, которые требуются по LEED (такие как солнечные батареи).

По желанию Собственника границы рассмотрения могут быть расширены.

Make profit intelligently

Юрий Бубнов, 24.12.2014 4

Рис. 1. Не-энергетические выгоды комиссинга зданий Согласно исследованию [2] основные мотивы проведения комиссинга следующие:

Добровольная сертификация по рейтинговым системам «зеленого строительства» (LEED, ENERGYSTAR и др.) – 68%

Корпоративные цели Собственника в части энергетической и экологической эффективности – 64%

Make profit intelligently

Юрий Бубнов, 24.12.2014 5

Законодательство – 45%

Коммунальные льготы – 32% Результаты исследования мотивов согласно [1] приведены на рисунке 2.

Рис. 2. Мотивы проведения комиссинга зданий

Make profit intelligently

Юрий Бубнов, 24.12.2014 6

Процесс Комиссинг может быть рассмотрен как процесс, состоящий из трёх стадий, начинающийся на стадии проектирования, продолжающийся во время строительства, и заканчивающийся по истечению первого года эксплуатации объекта.

Рис. 3. Действия по комиссингу согласно LEED 2009

Make profit intelligently

Юрий Бубнов, 24.12.2014 7

Ответственность участников команды Специалист по комиссингу руководит командой, планирует и координирует все действия по комиссингу в сотрудничестве с генеральным подрядчиком, субподрядчиками, производителями и поставщиками оборудования. Генеральный подрядчик, подрядчик по механическим системам, подрядчик по системе электроснабжения и все субподрядчики несут ответственность за сотрудничество с СК, за производство деятельности по установке компонентов и систем, производству их освидетельствования и испытаний в ходе комиссинга и выработке решений по устранению выявленных недостатков. Детальные требования к генеральному подрядчику и субподрядчикам в части комиссинга должны стать неотъемлемой частью их договоров, что необходимо не только для управления процессом, но и для разделения ответственности за риски повреждения имущества в ходе испытаний. Оптимальным вариантом является заключение договора непосредственно между Собственником здания и СК, хотя, в зависимости от площади здания, LEED 2009 допускает вариативность6.

В качестве представителя Собственника СК ответственен за решение следующих основных задач:

Управление процессом комиссинга и вовлеченными в него сторонами в целях выполнения требований к комиссингу;

Надзор за созданием документов «Требования Собственника» (Owner Projects’s Requirements, OPR) и «Основные проектные решения» (Basis of Design);

Разработка документа «План комиссинга» (Commissioning Plan): роли и ответственность, расписание, документооборот;

Экспертиза рабочей документации;

Надзор за закупками оборудования;

Надзор за созданием документа «Последовательность операций» (Sequence of operation), представляющим собой текстовое и графическое описание алгоритмов работы управляющих программ систем автоматизации;

Разработка протоколов Освидетельствования монтажа7 (Prefunctional Checking), надзор за проведением;

Разработка протоколов Функциональных испытаний8 (Functional Performance Testing);

Планирование, надзор и протоколирование функциональных испытаний;

Разработка рекомендаций по устранению выявленных недостатков;

Надзор за созданием руководства по эксплуатации;

Надзор за обучением обслуживающего персонала;

Написание итогового отчета;

Заполнение отчетных форм для сертифицирующего органа (GBCI). По договоренности с Собственником СК может взять на себя большее количество задач, вплоть до ремонтных работ и перепрограммирования контроллеров, например.

6 Who can be the commissioning authority? (USGBC) 7 Освидетельствование монтажа (Installation inspections или Prefunctional checking) – систематичный

набор процедур, нацеленный на удостоверение в том, что отдельные компоненты инженерных систем здания смонтированы должным образом. Освидетельствование монтажа осуществляется с заполнением ведомости результатов проверок (checklists). Освидетельствование монтажа обеспечивает контроль качества, позволяющий быть уверенным, что относительно незначительные недостатки будут выявлены и устранены до начала функциональных испытаний. LEED 2009 не требует, но рекомендует проведения освидетельствования монтажа. 8 Функциональные испытания работоспособности (Functional Performance Testing) – систематичный

набор динамических процедур воспроизведения различных режимов работы и оценки работоспособности в них инженерных систем здания. Работоспособность оценивается по соответствию результатов испытаний сведениям, изложенным в документе «Последовательность операций» (sequence of operation).

Make profit intelligently

Юрий Бубнов, 24.12.2014 8

. Квалификации СК в основном фокусируются на системах ОВК и системах управления. Дополнительные технические квалификации могут потребоваться для ввода в эксплуатацию других систем, таких как солнечные батареи, водоподготовка. Требуемая квалификация специалиста по комиссингу 1) Опыт в области проектирования, монтаже или испытаний механических, управляющих

и других систем коммерческих зданий. 2) Опыт работы в междисциплинарных и международных командах, управлении

проектами и проведении совещаний; хорошие организационные навыки; навыки коммуникации, особенно документирования.

3) Опыт ввода в эксплуатацию по крайней мере двух зданий аналогичного размера с аналогичным оборудованием. Этот опыт должен включать в себя написание программ функциональных испытаний и составление плана комиссинга.

4) Опыт прямой ответственности за управление проектами по крайней мере двух коммерческих зданий со стоимостью инженерных систем больше или равной стоимости текущего проекта.

5) Опыт в установке и/или поиске и устранении неполадок в системах прямого цифрового управления или систем управления энергопотреблением.

6) Знание методов измерения и мониторинга. 7) Знание методов испытания и балансировки систем распределения воздуха и воды. 8) Опыт в планировании и проведении обучения эксплуатирующего персонала. Прохождение процесса комиссинга не исключает или уменьшает ответственность подрядчиков за поставку оборудования и систем, установку и обеспечение их работоспособности в соответствии с договорами подряда. Перечень оборудования, которое может понадобиться при проведении освидетельствования монтажа и функциональных испытаний в зависимости от степени доскональности реализуемого подхода комиссингу:

Термометр (контактное и безконтактное измерение температуры в HVAC&R системах);

Промышленный осфиллограф (важно наличие интерфейса с ПК для сохранения измерений);

Тестер качества воздуха (температура, влажность, концентрация СО2);

Тепловизор;

Мультиметр;

Фотоаппарат со вспышкой;

Цифровой люксметр.

Выявление недостатков Процедуры комиссинга – инспекции в ходе строительства, освидетельствование монтажа и функциональные испытания – позволяют выявить разнообразные недостатки в монтаже и наладке аудируемых систем здания. Типы выявляемых недостатков приведены на рисунке 4.

Make profit intelligently

Юрий Бубнов, 24.12.2014 9

Рис. 4. Типы выявляемых недостатков

Отчет о выявленных недостатках (Issues Log) предоставляется Собственнику, который принимает решение о необходимости их устранения. LEED 2009 позволяет подать документацию на сертификацию, не дожидаясь устранения всех выявленных недостатков. За выработку мер по устранению недостатков отвественны все члены команды. Типы применяемых мер по устранению недостатков приведена на рисунке 5.

Make profit intelligently

Юрий Бубнов, 24.12.2014 10

Рис. 5. Типы применяемых мер по устранению недостатков Примеры выявленных недостатков - из практики автора настоящей статьи:

Закуплен менее энергоэффективный чиллер;

Избыточность водонагревателей в системе отопления;

Температура подающей электрического котла регулируется только локально (задание уставки с панели котла), что не позволяет реализовать управлением им по временным диаграммам через SCADA-систему. Недостаток был вызван тем, что зарубежный производитель оборудования не предоставил возможности удаленного управления нагревательными элементами;

Аварийные сигналы от котлов не поступают на компьютер оператора;

Не реализовано автоматическое управление задвижками чиллера;

У службы эксплуатации отсутствует инструкция оператора BMS (в том числе – таблица аварийных сигналов с условиями генерации и способом реагирования на них);

Неполнота комплектации измерительным оборудованием (отсутствие стрелочных приборов в некоторых узлах);

Намерено деактивирован пожарный извещатель.

Заключение Согласно исследованию компании Jones Lang LaSalle [4] «на конец 3-го квартала 2014 года объем рынка «зеленых» зданий в России составляет около 2 млн м2. До конца 2015 года ожидается сертификация ряда новых объектов общей площадью около 1,5 млн м2, таким образом, рынок «зеленого» строительства к концу следующего года увеличится на 75%». Чемпионат Мира по футболу в 2018 году может стать дополнительным стимулом к дальнейшему росту рынка «зеленого» строительства ввиду того, что 5-е издание

Make profit intelligently

Юрий Бубнов, 24.12.2014 11

технических рекомендаций и требований ФИФА к футбольным стадионам от 2011 года [5] рекомендует сертифицировать стадионы по системе LEED9. В процессе сертификации по системе LEED находятся более 10 объектов Инновационного центра «Сколково», общей площадью более 0,5 млн м2. Отмечая и приветствуя рост рынка комиссинга энергопотребляющих систем зданий за счет соответствующего роста рынка сертификации «зеленых» зданий, автор надеется, что реальные финансовые выгоды комиссинга будут распознаны Собственниками зданий и описанный подход станет эффективным инструментом повышения качества и снижения издержек строительства. Автор: Юрий Бубнов, инженер ICS Group

Источники 1. Building Commissioning. A Golden Opportunity for Reducing Energy Costs and Greenhouse

Gas Emissions. Evan Mills, Ph.D. Lawrence Berkeley National Laboratory, 2009. http://cx.lbl.gov/cx.html

2. 2013 Building Commissioning Survey. National Conference on Building Commissioning (NCBC), PECI и Building Commissioning Association (BCA).

3. LEED 2009 Reference Guide for New Construction and Major Renovations. USGBC. 4. Обзор рынка экологического строительства в России. Jones Lang LaSalle IP, INC. 2014.

http://www.jll.ru/russia/ru-ru/Research/Sustainability_and_Green_Development_in_Russia_RUS.pdf?7c9ac994-9305-4b97-b282-30ecb578df87

5. Футбольные стадионы. Технические требования и рекомендации. 5-е издание. 2011. ФИФА. http://www.fifa.com/aboutfifa/footballdevelopment/stadiumbook2011/index.html

6. http://www.leeduser.com/ 7. http://www.usgbc.org/ 8. http://www.navigantresearch.com/newsroom/building-commissioning-services-will-reach-4-

4-billion-in-market-value-by-2020 (дата обращения: 19.01.2015)

9 All stadiums should incorporate green building principles and techniques into their design. New stadiums are

encouraged to achieve at least a minimum LEED certification.

Make profit intelligently

Юрий Бубнов, 24.12.2014 12

Замечание о переводе термина Commissioning На текущий момент нет общепринятого перевода термина Commissioning на русский язык. Сообщество АВОК (Гуткин, Власенко и Бурцев С.И.) использует перевод "Комиссинг". В BREEAM-сообществе и публикациях "Сочи 2014" используется перевод "Ввод в эксплуатацию". В Сколково (LEED) используют "Технический аудит". Близки по смыслу "технический надзор" и "строительный контроль". Последние три варианта адресуют уже устоявшиеся, сложившиеся практики. "Ввод в эксплуатацию" - отсылает к ст. 55 ГрК. "Технический надзор" отсылает к Ростехнадзору. Строительный контроль отсылает к СНиП 12-01-2004 "Организация строительства" (СП 48.13330.2011). Сфера действия строительного контроля шире комиссинга - отвечает за сроки, стоимость и качество, частью которого могло бы стать и соответствие требованиям собственника по энергопотреблению. Комиссинг может стать одним из элементов строительного контроля. В транскрипции "Комиссинг" вложены: "комиссия" как контролирующий орган, и -ing как практика, и прямой отпечаток американской звукоформы. Слово "Аттестация" ассоциировано с проверкой персональных компетенций и также не является русским словом. Можно предложить и другие, смежные по смыслу термины - освидетельствование, пуско-наладка, опробование, но все они не вполне подходят. В соответствии с ASHRAE Guideline 0-2005 Commissioning Process: A quality-focused process for enhancing the delivery of a project. The process focuses upon verifying and documenting that the facility and all of its systems and assemblies are planned, designed, installed, tested, operated, and maintained to meet the Owner's Project Requirements. Комиссинг зданий — это ориентированный на качество процесс, повышающий результативность проекта строительства. Процесс сфокусирован на освидетельствовании и документальном оформлении того, что планирование, проектирование, монтаж, испытания, эксплуатация и техобслуживание здания и всех его инженерных систем и компонентов отвечают требованиям собственника. Подробнее в статье http://www.icsgroup.ru/library/publications/detail.php?ID=282449 Из словаря Ожегова: ПРОВЕРИТЬ, -рю, -ришь; -ренный; сов., кого-что. 1. Удостовериться в правильности чего-н., обследовать с целью надзора, контроля. П. кассы. П. исполнение. П. билеты при входе. 2. Подвергнуть испытанию для выяснения чего-н. П. знания учащихся. П. работу механизма. Проверенный работник (доказавший свои деловые качества). || несов. проверять, -яю, -яешь. || сущ. проверка, -и, ж. || прил. проверочный, -ая, -ое. Проверка (работоспособности энергопотребляющих систем здания) не подходит, так как в комиссинг входит и помощь при постановке целей собственником, и выработка рекомендаций по повышению энергетической эффективности систем, и обучение персонала, и разработка руководства по эксплуатации систем. Кроме того, проверка (verification) отличается от функциональных испытаний (validation), а

Make profit intelligently

Юрий Бубнов, 24.12.2014 13

в комиссинг входят обе эти практики. Проверка - это включить на 72 часа сплит-систему и посмотреть, что она работает: хладагент перегоняется, пульт задает режимы и т.п. Функциональные испытания - это удостовериться, что с помощью сплит-системы в помещении поддерживается требуемая температура при разных погодных условиях. Комиссия - это просто уполномоченный рабочий орган, создаваемый для производства некоего процесса. Комиссия, например, может заниматься реорганизацией бизнеса филиала компании. В рабочую комиссию по производству комиссинга входят обычно представители собственника, тех.заказчика, ген.подрядчика, подрядчиков, эксплуатирующей организации. Я бы не хотел, чтобы слово "комиссинг" осталось в русском языке, но чтобы эта отрефлексированная практика органично влилась в строительный контроль. Пока же для нового дела нужно новое слово.