Проектирование инженерных систем в BIM

г. Москва, ул. Пятницкая, д. 50/2 стр. 5

+7 (495) 120-20-76
article
Выпуск
№ 53

ABOK_2024_1 Сравнение стоимости
6скачали

Данная статья написана для журнала «АВОК», выпуск 01 2024 года.

При выборе типа центрального кондиционирования обычно принимается во внимание стоимость оборудования и, иногда, электропотребление системы. С таким подходом можно согласиться, когда собственник помещения приобретает систему для себя. Однако, если это делает застройщик крупного жилого комплекса, он обязан учитывать такой фактор, как потеря продаваемых площадей из-за технических помещений для размещения оборудования кондиционирования.

Профильным инженерам статья может показаться упрощенной и спорной, но итоговый результат, на наш взгляд, окажется полезным в том числе и им.

На примере реального жилого комплекса бизнес-класса, расположенного в историческом районе Москвы, выполним комплексный анализ стоимости различных вариантов системы кондиционирования.

Параметры анализируемого здания:

  • 27 надземных этажей;
  • Здание представляет собой прямоугольную башню с габаритами 40,0х23,0 м;
  • Площадь типового этажа составляет около 920 кв.м;
  • На типовых этажах размещаются от 7 до 12 квартир;
  • На первом этаже – арендные помещения;
  • В подземной части – автомобильная стоянка;
  • Средняя стоимость квартиры – 480 000 руб./кв.м;
  • Стоимость машино-места – 3 500 000 руб.;
  • Расчетная мощность системы кондиционирования – 1 300 кВт

Учитывая высокий класс жилья, девелопер принял решение оборудовать комплекс на этапе строительства центральной системой кондиционирования.

В контексте данного материала под центральным кондиционированием жилого комплекса мы понимаем систему, которая обслуживает более одной квартиры. При этом основное оборудование устанавливает застройщик, а собственник приобретает и монтирует только внутренние блоки или фанкойлы.

К примеру, если на техническом балконе размещается наружный блок мульти-сплит системы для одной квартиры, то это индивидуальная система кондиционирования. Если на балконе устанавливается наружный блок VRF системы для двух и более квартир – это уже центральная система. Очевидно, что к центральному кондиционирования относятся и все виды системы «чиллер-фанкойлы».

В статье мы рассматриваем только центральное кондиционирование, исключая сплит- и мульти-сплит системы. Если не принимать во внимание экзотические, то в наше сравнение попадают только пять вариантов.

В табл. 1 указаны типы систем и варианты размещения их основных компонентов. Для облегчения восприятия на 3D видах мы намеренно не показали множество дополнительных элементов, входящих в систему.

Таблица 1. Типы систем центрального кондиционирования

Тип системы и 3D видВариант размещения элементов системы
VRF воздушного охлаждения

Привычное размещение наружных VRF блоков жилых комплексов – на поэтажных технических балконах. Один наружный блок обслуживает сразу несколько квартир или один большой пентхаус. Фасад техбалкона закрывается архитектурной решеткой той или иной степени красоты и площади живого сечения.

Перекрытия техбалконов выполняются из решетчатого (воздухопроницаемого) настила, но через каждые 3-5 этажей применяются глухие перекрытия. Это выполняется для защиты от перегрева верхних наружных блоков из-за восходящих потоков горячего воздуха от блоков, расположенных в нижней части здания.

Важно знать, что балконы с глухим перекрытием входят в параметр «суммарная поэтажная площадь в габаритах наружных стен» (ГНС), поэтому снижают полезную площадь.

VRF водяного охлаждения

Наружные блоки водяной VRF системы (обычно один-два на этаж) устанавливаются в техническом помещении в ядре здания и обслуживают все квартиры этажа. Это помещение, безусловно, снижает продаваемую площадь этажа.

Для охлаждения наружных блоков на кровле устанавливаются четыре V-образных драйкулера. В качестве холодоносителя используется 40-45% раствор пропиленгликоля.

Насосная станция и ее гидравлическая обвязка размещаются в подземной части здания.

Вертикальные трассы к наружным блокам и драйкулерам располагаются в шахте ядра здания.

Чиллер воздушного охлаждения
(чиллер-моноблок)
Два чиллера по 650 кВт (50% от общей мощности каждый) размещаются на кровле здания. Насосные станции, теплообменники и гидравлическая обвязка – в помещении холодильного центра в подземной части.

Уличный контур заполнен 40-45%-ным раствором пропиленгликоля. Вертикальные стояки контуров располагаются в шахте в ядре здания.

В последние годы хорошим тоном становится использование коллекторных шкафов (размещенных в местах общего пользования на этаже) фанкойлов, от которых трубопроводы разводятся к квартирам.

Шахты для вертикальных трасс и ниша для коллекторов несколько уменьшают продаваемую площадь квартир.

Рис. На схеме типового этажа шахты холодоснабжения и ниша для коллекторов условно не показаны

Чиллер водяного охлаждения

Два чиллера по 50% мощности каждый, насосные станции и гидравлическая обвязка устанавливаются в большом машинном зале в подземной части здания. На кровле устанавливаются четыре драйкулера.

В наружном контуре применяется 40-45%-ный раствор пропиленгликоля.

На каждом этаже выделяется пространство для ниш коллекторных шкафов фанкойлов и трасс внутреннего и наружных контуров.

Рис. На схеме типового этажа шахты и ниша для коллекторов условно не показаны

Чиллер с выносными конденсаторами

 

Из-за серьезных ограничений на длину фреонопроводов, два чиллера (по 650 кВт каждый) размещаются в отапливаемом техническом помещении на кровле или на верхнем этаже. Фреоновые трассы от чиллеров подводятся к четырем конденсаторам на кровле.

В техпомещении вместе с чиллерами устанавливается насосная станция и обвязка внутреннего водяного контура (к фанкойлам).

Как и для других вариантов с чиллерами, на этажах предусматриваются места для стояков и коллекторов.

Рис. На схеме типового этажа шахты и ниша для коллекторов условно не показаны

Как можно заметить, в разных схемах кондиционирования климатическое оборудование и трассы требуют технических помещений и пространств разных размеров, а значит и потери продаваемой площади будут отличаться. Этот параметр имеет первостепенную важность для застройщика.

Разумеется, следует учитывать, что стоимость квадратного метра технического помещения на жилом этаже и на подземной стоянке отличается в несколько раз. Поэтому итоговый выбор в пользу той или иной системы кондиционирования далеко не так очевиден, как может показаться на первый взгляд. Чтобы выбрать наиболее рациональный вариант, необходимо выполнить скрупулезные расчеты. Что мы и сделали.

Расчет финансовых потерь на технические помещения

Для начала определим, какие суммы недополучит застройщик из-за технических помещений под оборудование и обвязку.

Стоимость квадратного метра технического помещения на жилом этаже принимаем за 480 000 руб./кв.м., а в подземной стоянке – 116 667 руб./кв.м. Второе значение получено, исходя из стоимости машино-места 3 500 000 руб. К площади самого машино-места добавляем проезды и вспомогательные помещения подземной части здания, что в сумме можно принять за 30 кв.м. Разделив 3 500 000 руб. на 30 кв.м. получим 116 667 руб./кв.м. Для простоты расчетов это же значение возьмем в качестве стоимости за кв.м. помещения холодильного центра на кровле. Сведем результаты в таблицу 2.

Таблица 2. Потери стоимости на технические помещения

Тип системы

Потери площадей на жилых этажах, кв.м. *Площадь техпомещений в подземной части или на кровле, кв.м.Итого потерянные площади, кв.м.Потери на техпомещения, руб.
VRF воздушного охлаждения94,5 **94,545 400 000,0
VRF водяного охлаждения115,135,0150,159 400 000,0
Система с чиллерами воздушного охлаждения32,155,087,121 900 000,0
Система с чиллерами водяного охлаждения32,1100,0132,127 100 000,0
Система с чиллерами с выносными конденсаторами21,175,096,118 900 000,0

* К потерям на типовых этажах отнесены технические помещения (для варианта с водяными VRF), шахты для трасс и ниши для коллекторов фанкойлов

** Применительно к VRF-системам воздушного охлаждения учтена совокупная площадь техбалконов с монолитными перекрытиями. Принимаем, что они располагаются на каждом четвертом этаже

 Как видим, разница в расходах на организацию технических помещений может быть трехкратной. Очевидно, что размещение наружных водяных блоков на жилых этажах – самое дорогое удовольствие, которое могут себе позволить разве что жильцы премиальных комплексов.

 

Расчет стоимости систем кондиционирования

Рассчитаем стоимость оборудования, материалов и монтажных работ по каждой из систем.

В качестве поставщиков были выбраны крупные производители, которые поставляют свое оборудование в Россию официально или выпускают его непосредственно в стране:

  • Чиллеры TICA (Китай), компания входит в топ-4 крупнейших китайских и мировых производителей климатической техники;
  • VRF-системы Samsung (Южная Корея), одного из технологических лидеров мирового уровня;
  • Драйкулеры и конденсаторы LU-VE производятся в Липецке и пользуются хорошей репутацией;
  • Насосы Wilo (Германия), именитого производителя со 150-летней историей;
  • «Ридан» (Россия) в данный момент является самой известной маркой трубопроводной арматуры в нашей стране.

Мы подсчитали общие затраты на приобретение и монтаж основных элементов систем, результаты расчетов представлены в таблице 3. Курс доллара принят 103 руб., евро – 110 руб.

Таблица 3. Стоимость оборудования, материалов и монтажных работ

НаименованиеVRF воздушного охлажденияVRF водяного охлажденияСистема с чиллерами воздушного охлажденияСистема с чиллерами водяного охлажденияСистема с чиллерами с выносными конденсаторами
Основное холодильное оборудование28 800 000 ₽58 700 000 ₽22 700 000 ₽37 000 000 ₽31 100 000 ₽
Водяная обвязка холодильного центра (насосное оборудование, трубопроводная арматура, элементы обвязки) —19 700 000 ₽36 300 000 ₽39 280 000 ₽20 300 000 ₽
Трубопроводы, изоляция, трубопроводная арматура, крепежные и расходные материалы и т.п.11 500 000 ₽20 100 000 ₽38 300 000 ₽39 300 000 ₽37 800 000 ₽
Монтажные и пуско-наладочные работы16 000 000 ₽31 700 000 ₽29 100 000 ₽33 000 000 ₽27 300 000 ₽
Итого, руб.56 300 000 ₽ 130 200 000 ₽ 126 400 000 ₽ 148 580 000 ₽ 116 500 000 ₽

Сразу бросается в глаза, что разница стоимости между традиционной VRF и всеми остальными системами на удивление велика.

Мы нашли этому следующее объяснение. В относительно недалеком прошлом такого дисбаланса не было, ведь количество производителей чиллеров и VRF систем было невелико, рынок делили американские, европейские и японские бренды, спрос и предложение были сбалансированы, поэтому снижать цену не было необходимости.

Но в какой-то момент на рынок стали выходить десятки брендов VRF систем из Китая. Качество и функционал этого оборудования постоянно росли, конкуренция становилась жестче, как следствие, все производители, в т.ч. именитые, начали существенно снижать наценку на свое оборудование.

Что касается более мощной техники – чиллеров и драйкулеров, то они не подешевели. Наоборот, сейчас данное профессиональное оборудование из Китая можно купить по более высокой цене, чем топовые модели из США и Европы несколько лет назад. Такая ситуация может быть вам знакома по автомобильному рынку.

Одной из причин дисбаланса стоимости воздушных VRF и чиллеров является цена риска. VRF – это модульные системы (собираемые из типовых модулей), в которых выход из строя одного наружного блока не приводит к потере источника холода всего здания. Поэтому эксперименты с неизвестными производителями VRF систем не так опасны.

Приобретение чиллеров недорогих и неизвестных брендов намного более рискованна, ведь любая поломка может стать настоящей и долгосрочной проблемой для всех жителей или арендаторов. Поэтому в основном в нашу страну поставляются чиллеры серьезных китайских брендов, которые держат цены на высоком уровне.

На этом примере можно увидеть законы спроса и предложения, рисков и преимуществ в действии.

Как видим, самыми дорогими вариантами являются наиболее сложные системы центрального кондиционирования – с чиллерами и VRF системами водяного охлаждения, при этом вариант с чиллерами обойдется на 14% дороже.

Разница между двумя наименее дорогими вариантами (традиционные VRF системы и чиллеры с выносными конденсаторами) составляет внушительные 60 200 000 руб.

Результаты сводного расчета

Сложим результаты двух предыдущих расчетов и получим итоговые суммы расходов на системы кондиционирования с учетом стоимости потерянных полезных площадей.

Профиль графика и крутизна линий значительно изменились. Наиболее дорогим вариантом стала водяная VRF система, которая опередила системы с чиллерами водяного охлаждения почти на 8%.

Разница между наименее дорогими вариантами сократилась почти в два раза – до 33 700 000 руб. Таким образом традиционная VRF система с учетом потерь полезной площади подорожала на 80%!

Считается, что среди чиллеров наиболее экономичным вариантом является чиллер-моноблок, но как мы видим на данном примере, это не так. Незаслуженно забытая схема с выносными конденсаторами обходится почти на 9% дешевле.

Что касается судьбы данного жилого комплекса, то заказчик остановил свой выбор на варианте с чиллерами-моноблоками, что в общем-то, обоснованно, но небесспорно.

Дебаты о том, какая система предпочтительней – VRF или чиллер-фанкойлы никогда не закончатся, хотя сравнивать их далеко не всегда корректно, как и сопоставлять автобус и грузовик.

VRF системы воздушного охлаждения имеют ограничения на длину трасс, не могут использоваться для охлаждения больших объемов воздуха в приточных установках, не работают в режиме фрикулинга, поэтому в крупных комплексах в чистом виде не используются.

Применять чиллеры в нише, занятой VRF системами, тоже нерационально, уже по экономическим соображениям.

При этом сравнивать системы для тех объектов, которые занимают промежуточную область (таких объектов насчитывается очень много), требуется в обязательном порядке, но с учетом фактора стоимости потери полезных площадей.

Выводы

Мы не претендуем на то, что представленные расчеты является эталонными, а пропорция между вариантами – неизменная от проекта к проекту. При иных исходных данных, планировочных решениях, а также при использовании оборудования других производителей итоговая картина может измениться.

В данной статье мы хотели продемонстрировать, что уменьшение количества продаваемых площадей из-за отведения помещений под нужды климатического оборудования может оказать заметное влияние на экономические показатели проекта, а значит и на выбор систем. Судя по тому, как росла в последние годы стоимость каждого квадратного метра недвижимости, это влияние будет только нарастать.

Просторные машинные залы для холодильных центров, большие технические балконы, площадь которых определяется «из опыта», нерациональная расстановка и вольное назначение габаритов шахт уходят в далекое прошлое.

Сегодня профессиональные проектировщики уже на стадиях «Инженерная концепция» и «Проектная документация» должны с применением BIM технологий тщательно проработать варианты расстановки оборудования и его обвязки, выполнить разводку основных трасс холодоснабжения – и все это необходимо для того, чтобы максимально сократить потерю полезной площади здания. Раньше такую детализацию реализовывали на этапе рабочей документации, а сейчас – уже на этапе концепции.

Решение данной задачи требует огромных трудовых и временных затрат проектировщиков, но в конечном итоге это позволит застройщику сделать верный выбор, и как следствие – снизить свои расходы.

 

 

Назад
Поделиться
Другие статьи