Расчет энергоресурсов

Пояснение.

Производительный капитал (фонды) состоит из двух частей стоимость которых проходит весь цикл кругооборота и возвращается к предпринимателю в денежной форме за совершенно разные сроки. Этими частями являются: основной и оборотный капитал.

Основной капитал — та доля производительного капитала, которая полностью в течение длительного срока участвует в производстве, но переносит свою стоимость на готовые изделия постепенно и возвращается к бизнесмену в денежной форме по частям. К нему относятся средства труда — заводские здания, машины, оборудование и т. п. Они покупаются сразу, а свою стоимость переносят на созданный продукт по мере износа.

В отличие от этого оборотный капитал — другая часть производительного капитала, стоимость которой полностью переносится на созданный продукт и возвращается в денежной форме в течение одного кругооборота. Речь идет о предметах труда и быстроизнашивающемся (за год) инструменте. Как известно, после обработки сырье и вспомогательные материалы утрачивают свои прежние полезные качества и принимают новые. Что касается топлива и электроэнергии, то они вещественно не входят в продукцию и по мере потребления исчезают, хотя без них невозможно создать нужное благо.

К оборотному капиталу на практике относят заработную плату, поскольку способ оборота денежных средств, затраченных на оплату труда, является одинаковым с оборотом стоимости предметов труда. Отсюда вытекает заинтересованность бизнесмена в ускорении движения оборотного капитала: чем быстрее возвращаются, в частности, деньги, затраченные на заработную плату, тем шире возможность за тот же год нанять больше работников.

А) сырьё — оборотный капитал.

Б) энергетические ресурсы — оборотный капитал.

В) здания — основной капитал.

Г) оборудование — основной капитал.

Д) готовая продукция — оборотный капитал.

Энергоресурсы и методы их расчета

Общее понятие, виды энергоресурсов и методы их измерения

Электрическая энергия (электричество) определяется как совокупность явлений, в которых проявляется существование, движение и взаимодействие (посредством электромагнитного поля) заряженных частиц. Электрическая энергия имеет ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с другими видами производной энергии — возможность получения практически любых количеств энергии как от элемента размером со спичечную головку, так и от турбогенераторов мощностью более 1000 МВт, сравнительная простота ее передачи на расстояние и легкость преобразования в энергию других видов. Основная проблема — это ее хранение. Здесь возможности очень ограничены.

В настоящее время трудно представить себе жизнь без электроэнергии. Так, в США на долю электроэнергии приходится около 45% используемой энергии. Электроэнергия находит применение и в электромобилях, и в производстве водородного топлива, в том числе и из воды.

Общие запасы энергии, на которые может рассчитывать человечество, оцениваются ресурсами, которые можно разделить на две большие группы: невозобновляющиеся и возобновляющиеся.

К первой группе следует отнести запасы органического топлива, ядерной энергии деления. К этой группе некоторые специалисты относят также и геотермальную энергию.

Возобновляющаяся энергия:

– падающая на поверхность Земли солнечная энергия;

– геофизическая энергия (ветра, рек, морских приливов и отливов);

– энергия биомассы (древесина, отходы растениеводства, отходы животноводства, хозфекальные стоки).

Запасы энергоресурсов на Земле огромны. Но использование их не всегда возможно или связано с большими затратами на разработку, транспортировку этих ресурсов, охрану труда и окружающей среды.

Из разведанных и легко добываемых запасов органических топлив на Земле можно привести следующие объемы на данный период, млрд. т у.т. (см. табл. 1.1):

Таблица 1.1 — Запасы органических топлив на Земле на данный период, млрд. т у.т.

№ п/п	Запасы органических топлив	Объем, млрд. т у.т.
	уголь (включая бурый)
	нефть
	газ
	торф

Таким образом, легкодобываемые запасы энергоресурсов никак нельзя назвать значительными, скорее ограниченными. Следует отметить, что распределение запасов органических топлив на земле очень неравномерно.

Более 80 % всех этих запасов сосредоточены на территории Северной Америки, бывшего СССР и развивающихся стран. Это уже является основанием для возникновения всякого рода чрезвычайных ситуаций и кризисов. Предполагалось, что ХХI век будет веком ядерной энергетики. Но, как отмечалось, Чернобыльский синдром привел к существенным ограничениям дальнейшего развития атомной энергетики.

В настоящее время мировое потребление невозобновляемых энергоресурсов в год составляет, по разным данным, 12 — 15 млрд. т у.т. Из них более 50% составляют нефть и газ.

Из возобновляемых источников энергии наибольшее развитие получила гидроэнергетика, до 9% от общей выработки электроэнергии. Пока возможный технически гидроэнергетический потенциал используется в мировой практике примерно на 10% из общего мирового потенциала 7 млрд. т у.т./год. Но строительство ГЭС — это затратное дело, особенно ГЭС большой мощности. Окупаемость затрат здесь несколько десятков лет. При этом 80% всего гидроэнергетического потенциала сосредоточено в Латинской Америке, Африке, Азии, бывшем СССР. Все эти страны с весьма ограниченным или неопределенным инвестиционным потенциалом.

Общий вклад в современное энергопроизводство таких источников энергии, как солнечная, ветровая, приливная, очень мал и не превышает 0,1%. Оценки, выполненные в Японии, свидетельствуют, что максимальный вклад этих источников при современных методах использования предельно может достичь 3% от современного уровня энергообеспечения (для Японии). Следует учесть, что не каждая страна может себе позволить необходимые инвестиции в освоение этих видов энергоресурсов.

Достаточно перспективно использование энергии биомассы, в первую очередь дров. По разным оценкам, в год на Земле в энергетических целях сжигается дров до 1,5 млрд. т у.т., а общий энергетический потенциал биомассы оценивается в 5,5 млрд. т у.т./год. В ряде стран (Китай, США, Индия) для освоения энергии биомассы широко используются биогазовые установки для получения искусственного горючего газа. Подобные установки имеются и в нашей стране, производят также высокоэффективные удобрения. Считается, что в российском животноводстве и птицеводстве в год образуется около 150 млн. т органических отходов. В случае их переработки в биогазовых установках можно ежегодно получать дополнительно 95 млн. т у.т., что эквивалентно 190 млрд. кВт·ч электроэнергии. Этой энергии достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией весь агрокомплекс Украины. Плюс к тому — полученные в биореакторах более 100 млн. т высокоэффективных удобрений (без следов нитритов и нитратов, болезнетворной микрофлоры и даже семян сорняков).

Однако темпы освоения возобновляемых источников энергии в нашей стране чрезвычайно низки.

Украина располагает запасами всех видов органических топлив, ядерного топлива, а также огромным гидроэнергетическим потенциалом. При достаточно оптимистическом прогнозе технически возможный энергетический потенциал Украины в первичном топливе можно оценить в таких объемах, указанных в табл. 1.2, 1.3.

Приведем здесь примерные темпы потребления первичных энергоресурсов в Украине в конце ХХ столетия и начале ХХI столетия, млн. т у.т.

Таблица 1.2 — Примерные темпы потребления первичных энергоресурсов в Украине

Год	Произведено энергоресурсов	Собственное потребление	Экспортная составляющая

Таблица 1.3 — Энергетический потенциал Украины

Вид энергетического ресурса	Технический потенциал, млрд. т у.т.	Доля в общем потенциале, %
Невозобновляемые ресурсы
Уголь		85,8
Нефть		0,86
Газ		2,6
Ядерное топливо		8,6
Торф		2,14
Всего
Возобновляемые ресурсы, млрд. т у.т./год
Гидроэнергия	0,8	57,1
Древесина и отходы полеводства	0,05	3,6
Органические отходы	0,2	14,3
Энергия ветра	0,25	17,9
Солнечная энергия	0,1	7,1
Всего	1,4

Примерная структура потребления энергоресурсов, млн. т у.т./год (%) приведены на рис. 1.1-1.2

Рисунок 1.1 — Диаграмма потребления энергоресурсов, млн. т у.т./год.

Рисунок 1.2 — Структура потребления энергоресурсов, %.

Если рассматривать вопрос, на какое время хватит энергоресурсов в Украине, как арифметическую задачу, то можно условно говорить, что еще 800-1000 лет такой проблемы практически не существует. Хотя возникает много других — обеспечение техники безопасности при добыче твердого топлива, охрана окружающей среды и т.д. Но если говорить о сроках возможного запаса самых легкодоступных и удобных энергоресурсов (газ, нефть), то на сегодняшний день можно говорить о 60 — 70 годах. Несомненно, жизнь введет свои поправки, но пока возможные запасы оцениваются сроками, которые по своей продолжительности можно оценить периодом жизни одного, двух поколений. И в этих условиях уже возникает очевидная проблема увеличения и сохранения запасов легкодоступных энергоресурсов. Человечество здесь идет несколькими направлениями:

– всемерная экономия и рациональное использование топлива и энергии,

– освоение возобновляемых источников энергии,

– разведка и освоение новых месторождений,

– создание стратегических запасов легкодоступных энергоресурсов и др.

Все эти направления сохраняют свою актуальность и для Украине. Кроме того, в нашей стране есть и свои собственные проблемы:

– чрезмерно высокая экспортная составляющая в объеме производимых энергоресурсов — более 400 млн. т у.т./год, т. е. более 30% от всего объема производства. Это свидетельствует о том, что в нашей стране существует проблема сохранения природных запасов энергоресурсов, защиты интересов будущих поколений;

– в структуре промышленного производства нашей страны преобладают энергоемкие сырьевые отрасли (горнодобывающая, энергетическая, металлургическая и т.п.). Мировой опыт показывает, что путь энергетического и сырьевого доминирования в экономике разорителен и в долгосрочной перспективе неприемлем.

Необходима более глубокая и комплексная переработка природных ресурсов, развитие машиностроительного и других комплексов, производящих товарную продукцию, имеющих платежеспособный спрос не только в нашей стране, но и за рубежом.

На рис. 1.3 показано соотношение удельного валового внутреннего продукта (ВВП) и удельной энергоемкости в различных странах. Наша страна, имея достаточно высокий уровень душевого энергопотребления (на уровне стран с высоким достатком), по показателю удельного ВВП находится в числе стран с минимально достаточным уровнем жизни. Ввиду этого для Украине принципиально важен перелом в тенденциях развития — переход от вектора энергетической доминанты (вдоль горизонтальной оси, рис. 1.3) к вектору энергоэффективности (вдоль вертикальной оси).

Рисунок 1.3 — Соотношение удельного ВВП и удельной энергоемкости различных стран

Переход к такому вектору развития вряд ли возможен без освоения возобновляемых источников энергии. Наша страна имеет возможность уже в самом ближайшем будущем осваивать вплоть до 0,7 — 0,8 млрд. т у.т. в год только за счет гидроэнергии, отходов. А эти объемы соразмерны с объемами потребления энергоресурсов в Украине в настоящее время, причем в стране разработаны эффективные технологии, возможен выпуск оборудования в требуемом объеме. Необходимо создание и реализация на государственном уровне комплекса административно-законодательных мер, направленных не только на повышение эффективности использования топлива и энергии в различных сферах экономики, но и на целевое массовое развитие технологий и оборудования, использующих возобновляемые источники энергии. Без создания альтернативной, многоукладной энергетики невозможно обеспечение необходимой надежности и экономичности бытовой и промышленной сфер, а также создание условий, обеспечивающих сохранение стратегического запаса легкодоступных природных энергоресурсов для будущих поколений.

Требования к экономии и рациональному использованию тепловой энергии, расходу жидкого и газообразного топлива сегодня в Украине возведены в ранг государственной политики.

В этой связи одной из важнейших в области энергосбережения стала проблема создания надежных, с требуемой точностью, средств измерений.

Актуальной остается проблема создания приборов, достаточно простых в эксплуатации и по ценам, доступным основной массе российских потребителей. Сегодня украинский рынок средств измерений наполнен большим количеством измерительных приборов, выпускаемых как зарубежными фирмами, так и отечественными предприятиями, но, к сожалению, имеющих в отдельных случаях сомнительные показатели качества, которые требуют проверки.

Для защиты прав потребителей от некачественной продукции в Украине введена обязательная сертификация. Разрешительными органами проводятся испытания каждого типа приборов независимо от места выпуска и предназначения. В случае положительных результатов испытаний выдается сертификат утверждения типа средства измерения, который является документом, разрешающим применение данного средства измерения в Украине. Его назначение, основные технические и эксплуатационные характеристики приведены в обязательном приложении к сертификату.

Каждым потребителем (это может быть предприятие или объект коммунального хозяйства, это может быть квартиросъемщик или хозяин дома и т.д.) сегодня ставятся вопросы: нужен ли прибор, который бы учитывал расход энергоресурсов, какие средства измерения выпускаются, каковы их технические характеристики, надежность, во что обойдется установка прибора, эксплуатация, имеется ли сервисное обслуживание и кто его осуществляет, даст ли установка приборов экономическую выгоду?

Следует также отметить, что в последнее время наблюдается рост расхода энергоресурсов, вызванный приростом объемов валового внутреннего продукта.

При использовании какого-либо метода измерения расхода среды необходимо связать скорость среды с определенными физическими характеристиками среды, которые имеют однозначную зависимость от ее скорости и которые могут быть измерены приборами. Широко применяемыми для измерения расхода различных сред являются следующие методы:

– переменного перепада давления среды на сужающем устройстве;

– вихревой;

– гидродинамический;

– тахометрический;

– силовой.

В числе методов, пригодных для измерения расхода главным образом жидкостей, используются:

– ультразвуковой;

– электромагнитный.

В предлагается перечень методов измерений основных показателей энергоэффективности изделий. Следует учитывать, что подтверждение показателей энергетической эффективности проводят на различных стадиях жизненного цикла продукции. Оно включает в себя в общем случае операции по определению потребления (потерь) энергии при разработке и изготовлении изделий; по контролю экономичности энергопотребления изготовляемых, изготовленных, модернизированных и отремонтированных изделий; оценке экономичности энергопотребления изделий при эксплуатации; проверке соответствия показателей энергетической эффективности нормативным требованиям независимыми организациями, в том числе при сертификации.

Объектами подтверждения показателей энергетической эффективности являются все изделия, при использовании которых по назначению применяется топливо или различного вида энергия .

3.9.4. Расчет потребности строительной площадки в электроэнергии

Электроэнергия на строительной площадке потребляется для питания машин, т.е. производственных нужд, для наружного и внутреннего освещения и на технологические нужды. Расчет расхода электроэнергии надо выполнять на день максимального ее потребления по календарному графику.

Общую потребную мощность трансформаторов, необходимых для обеспечения электроэнергией строительной площадки, следует определять по формуле:

, где

a — коэффициент, учитывающий потери мощности в низковольтной сети (a = 1.05);

cos φ — коэффициент мощности (Приложение 16);

Рс — силовая мощность машины или установки, КВт (Приложение 17);

Pт — потребная мощность на технологические нужды, кВт (Приложение 17);

Pов — потребная мощность, необходимая для внутреннего освещения, кВт (Приложение 18);

k1,k2,k3,k4 — коэффициенты спроса, зависящие от числа потребителей (Приложение 16).

Силовую мощность машин и установок следует принимать по таблице «Ведомости потребности в строительных машинах», а потребная мощность на технологические периоды — по технологической карте. Площадь внутреннего освещения надо принимать по табл. 11, наружного — определяется по стройгенплану. Нормативы потребности электроэнергии для внутреннего и наружного освещения принимать по данным Приложения 18.

Расчет потребности строительства в электроэнергии необходимо производить по табл. 12.

Таблица 12. Ведомость расчета потребления электроэнергии

Наименование потребителей	Ед. изм.	Кол-во, объем, площадь	Норма на ед. изм. или установленная мощность, кВт	Общая установленная мощность, кВт

По величине требуемой мощности трансформатора надо подобрать источник электроснабжения строительной площадки (Приложение 19), указать место его установки и подключения к постоянной сети.

Пример.

Электроэнергия на строительной площадке потребляется на питание машин, т.е. производственных нужд, для наружного и внутреннего освещения и на технологические нужды.

Общая мощность, требуемая для стройплощадки определяется по формуле:

, где

— требуемая мощность источника энергии или трансформатора, кВт.

— коэффициент, учитывающий потери мощности в сети //

— мощность отдельных машин и установок, кВт / Приложение 17/.

— мощность необходимая для производства отдельных видов СМР, кВт.

— мощность, требуемая для внутреннего освещения

— мощность, требуемая для наружного освещения

,, — коэффициенты мощности спроса, зависящие от характера загрузки и числа потребителей и степени их загрузки.

— коэффициент, зависящий от характера загрузки и числа потребителей.

Производственные мощности

Наименование	Кол.	Мощность, кВт	Общая мощность, кВт
Штукатурная станция		35,3	35,3
Малярная станция		24,6	24,6
Мачтовый подъемник

Для технологических нужд используем сварочный трансформатор СТЭ-24 мощностью 54 кВт.

Наименование потребителей	Ед. изм.	Кол.	Нормы на ед., кВт	Общая мощность, кВт
1. Внутреннее освещение
прорабская	100 м2	0,213	1,5	0,32
мастерская	100 м2	0,26	1,2	0,3
бытовые помещения	100 м2	0,95	1,0	0,95
закрытые склады и навесы	100 м2	0,648	0,3	0,38
Итого:				1,95
2. Наружное освещение
места производства каменных работ	1000 м2	0,616	0,8	0,49
освещение автодорог	1000 м2	0,613	3,0	1,84
освещение открытых складов	1000 м2	0,480	0,6	0,29
Освещение строительной площадки	1000 м3	5,971	0,35	2,09
Итого:				4,71

Общая максимальная мощность

Принимаем силовой трансформатор типа ТМ-100/6 мощностью 100 кВт, максимальное напряжение 6,3 кВ.

3.9.5 Расчет искусственного охранного освещения строительной площадки

Количество светильников для искусственного освещения надо подбирать в зависимости от освещаемой площади и мощности ламп накаливания.

Количество светильников (прожекторов) следует рассчитывать по формуле:

, где

E — нормируемая освещенность в люксах (Приложение 18);

k — коэффициент запаса, равный 1.5;

S — освещаемая площадь, м2;

F — световой поток ламп накаливания (Приложение 20);

n — к.п.д. прожектора (0.35-0.38);

v — коэффициент использования светового потока (при освещении

больших площадей 0.9 малых — 0.7-0.8);

z — коэффициент неравномерности освещения (0.75).

Типы светильников и их технические характеристики можно определить по Приложению 21.

3.9.6 Организация строительной площадки и строительного хозяйства

При разработке графической части стройгенплана следует пользоваться нормами проектирования, приведенными в Приложениях 22-25. Рекомендуется следующая последовательность разработки графической части стройгенплана:

• нанести в выбранном масштабе строящееся здание и расположенные близлежащие постоянные здания и сооружения; наметить трассы постоянных дорог и инженерных коммуникаций (масштаб 1:500 — 1:1000);

• разместить у строящегося здания строительные краны и подъемники, наметить пути их перемещения; определить зоны работы кранов и подъемников и опасные зоны для нахождения людей (Приложение 22);

• привязать временные подъездные автодороги с учетом зоны действия строительных кранов;

• в непосредственной близости от подъездных дорог в зоне работы кранов разместить открытые складские площадки, установить навесы и закрытые склады; организовать площадки укрупнительной сборки конструкций;

• расположить инвентарные административные и санитарно-бытовые временные здания, производственные помещения на участке строительной площадки вне зоны действия кранов в удалении от рабочих мест не далее, м: гардеробные, умывальные, душевые — 500, помещения для обогрева рабочих — 150, уборные — 100, питьевые установки — 75. Пункты питания располагать не ближе 25 м от туалетов, выгребных ям, мусоросборников. Указать пути подъезда и подхода к временным зданиям;

• нанести трассы временных сетей электроснабжения и электроосвещения, водоснабжения, телефонизации и диспетчерской связи, подключить их к источникам потребления (Приложения 24, 25);

• с учетом выполненных проработок определить границы территории строительной площадки и ее ограничение.

На стройгенплане должны быть указаны места приема бункеров с раствором и бетоном, установки противопожарных щитов, стендов производственных показателей и информации, размещения наглядной агитации по безопасному производству работ и противопожарной техники, отмечены точки подключения временных сетей к постоянным.

Все элементы временного строительного хозяйства (дороги, коммуникации, ограждения, машины и механизмы и др.) на стройгенплане следует показывать условными обозначениями с их расшифровкой в табл. 13 (согласно Приложение 26).

Таблица 13. Условные обозначения

Обозначение

Наименование

Строящемуся объекту, временным зданиям и сооружениям, площадкам, складам на стройгенплане надо присваивать цифровые обозначения и составлять экспликацию (табл. 14).

Таблица 14. Экспликация временных зданий и сооружений

Наименование зданий и сооружений	Кол-во, шт.	Общая площадь, м2	Типовой проект

В пояснительной записке в этом разделе следует обосновать принятые решения по размещению временных объектов и сооружений на строительной площадке с учетом правил техники безопасности, охраны труда и пожарной безопасности. Надо, также, описать конструкцию временной автодороги, при необходимости привести расчет привязки подкрановых путей для башенного крана и мест проходок и стоянок для самоходного крана, расчет радиуса опасной зоны работы крана и другие расчеты.

Необходимо описать требуемые мероприятия по технике безопасности при организации стройплощадки и осуществления строительства в соответствии со СНиП III-4-80** «Техника безопасности в строительстве».

Следует указать на требования по ограждению площадки и опасных зон, организация стока с поверхности, устройству пересечений автомобильных и железных дорог, складированию и хранению материалов и конструкций, соблюдению противопожарных мероприятий (установка гидрантов, противопожарных щитов, запасных резервуаров). Указываются места проходов и проездов в опасных зонах, наглядной агитации по безопасности труда и противопожарной технике.

3.9.7 Проектирование графика подготовительных работ

К ним относятся работы по срезке растительного слоя грунта, планировке площадки строительства, установке временных зданий и сооружений, устройству ограждения строительной площадки, прокладке дорог, сетей энергоснабжения и другие виды работ, которые должны быть выполнены до начала основного периода строительства (см. раздел 3.9 настоящих методических указаний).

Со ссылкой на положения ДБН 3.01.01-85 «Организация строительного производства» в пояснительной записке дается описание работ по подготовке строительного производства и последовательность их выполнения, выделяются внутриплощадочные работы, выполняемые в подготовительный период.

График работ подготовительного периода необходимо строить на основе определенных номенклатуры и объемов работ и укрупненных норм затрат труда на устройство временных сооружений.

Номенклатуру и объемы работ следует определять по данным ранее выполненных расчетов (табл. 10, 11) и замерами на стройгенплане (протяженность дорог, сетей водо- и энергоснабжения, ограждения, площади складских площадок, временных зданий и сооружений и т.п.). Расчет и проектирование графика необходимо выполнять в табличной форме (табл. 15).

Таблица 15. График работ подготовительного периода

Наименование работ	Ед. изм	Кол.	Трудозатраты, чел-дн		Кол рабо- чих	Продол-житель- тность, дн	Месяцы
			на ед.	общие
							Дни
Вертикальная планировка площадки	м2		0,075
Прокладка электрокабеля	м		0,08
Устройство воздушной линии низкого напряжения	мп		4,5
Устройство трансформатор-ной подстанции	шт		23,2
Установка прожекторов	шт		8,5
Устройство внутреннего освещения	м2		5,2
Прокладка водопровода из стальных труб	100 м		38,0
Устройство временных дорог	км		176,0
Установка временных зданий	шт		0,5
Установка деревянного забора	10м2		0,54
Устройство навеса	м2		0,16
Прокладка канализации	м		0,45

3.9.8 Расчет технико-экономических показателей

Технико-экономические показатели стройгенплана должны включать:

Литература

Приложение 1 ­

Министерство аграрной политики Украины

Луганский национальный аграрный университет

Кафедра технологии и организации

строительного производства