Эффективность по сценарию: инженерные системы учатся подстраиваться под потребителя и меняют жизнь
Сергей Зеленцов Энергоэффективность давно перестала быть просто модным термином. Современные технологии позволяют снижать использование ресурсов в разы, а отдельные здания и вовсе имеют «нулевой уровень» потребления. Но кто в этой цепочке формирует запрос на инновации — девелопер, ориентированный на бюджет и сроки строительства, проектировщик, который видит возможности технических решений, или производитель, предлагающий рынку оборудование с искусственным интеллектом и облачными сервисами? И главное — насколько рынок, начиная от жилых комплексов и заканчивая режимными объектами, готов эти инновации принимать? Эти и другие вопросы обсуждали участники круглого стола «Инновационные инженерные решения для энергоэффективных зданий», организованного «Строительной газетой» в рамках выставки «Мир климата» 17 февраля. Модератором мероприятия выступил генеральный директор АНО «Национальное агентство развития территорий» Сергей Львов.
Осторожный интерес
Строительство любого здания, как известно, начинается с проектирования, а оно, в свою очередь, с технического задания (ТЗ). При этом девелопер обязательно подсвечивает те моменты, которые ему важны. «Однако энергоэффективность для застройщиков не является основополагающей или несущей большую важность», — задал тон обсуждению руководитель отдела инженерных систем проектной компании «ГЕФЕСТ» Денис Фишман. В целом это понятно, считает эксперт: речь идет о коммерческих организациях, нацеленных на извлечение максимальной прибыли. Фокус девелопера смещен на уменьшение затрат, снижение стоимости технологического присоединения, удешевление оборудования, сокращение сроков строительства, пусконаладки и монтажа. В ТЗ требования к энергоэффектовности, как правило, ограничиваются фразой — «выполнить в соответствии с нормативной документацией». Этого достаточно для получения положительного заключения экспертизы и последующей сдачи объекта.
«При этом в России уже построено несколько объектов с нулевым потреблением энергии. Все решения известны и есть на рынке, а поставщики оборудования всегда охотно поддерживают проекты с новыми разработками», — подчеркнул Денис Фишман. Однако это далеко не всегда интересно застройщикам.
«За всю мою практику запросов на комплексные и сложные энергоэффективные решения было не больше трех-четырех», — отметил эксперт. Обычно интерес возникал, когда не хватало выделенных мощностей. В таких случаях заказчики рассматривали когенерацию (процесс совместной выработки электрической и тепловой энергии) или тригенерацию (процесс одновременной выработки трёх видов энергии: электричества, тепла и холода — из одного источника энергии). Но каждый раз отказывались либо из-за высокой стоимости оборудования, либо из-за опасений, что не смогут его правильно эксплуатировать.
По словам Дениса Фишмана, в его практике был реализован проект с аккумуляторами холода для торгового центра в Волгограде — там проблема упиралась в технические условия на электроснабжение. А в Адыгее была попытка спроектировать торговый центр на тепловых насосах. Но возникли проблемы с грунтами, экспертизой — и решения были пересмотрены в пользу «классических».
Несмотря на неполную готовность рынка к энергоэффективному проектированию, этой сфере есть куда развиваться. Перспективное направление — использование искусственного интеллекта в управлении климатическими системами строений. «Было бы интересно сформировать новый подход к проектированию систем автоматизации, где зданием управляет ИИ», — добавил Денис Фишман.
Новая энергия
Если сами проектировщики только присматриваются к теме ИИ, то в сегменте климатического оборудования искусственный интеллект уже становится рабочим инструментом. Руководитель технического и продуктового маркетинга ГК «АЯК», занимающейся поставками систем кондиционирования — от бытовых сплит-систем до крупных чиллеров, Егор Байчиков констатировал, что за последние 10 лет в плане разработок на уровне «железа» сделано практически все возможное. Дальнейшее развитие энергоэффективности идет преимущественно через софт и подключение к сети.
В бытовом сегменте, по словам эксперта, управление со смартфона уже стало стандартом: без этой функции пользователи не готовы рассматривать сплит-систему, если только они не ориентируются на самые дешевые решения. «Еще одна тенденция последних лет — внедрение искусственного интеллекта в работу кондиционеров», — подчеркнул Егор Байчиков.
Принцип действия таких систем он объяснил через аналогию с навигатором: «когда пользователь указывает точку на карте и устройство просчитывает, как можно быстрее всего до нее добраться. В случае с кондиционерами с ИИ принцип такой же». Устройство постоянно подключено к интернету и имеет доступ к базе данных в «облаке» производителя. Там накоплена статистика эксплуатации всего парка оборудования: какие модели и куда поставлены, в каких условиях работают, какие привычки и паттерны поведения пользователей встречаются чаще всего. На основе этих данных ИИ подбирает режимы работы, которые максимально эффективно позволяют достичь нужных параметров в помещении. «Это реально работает. И если вы пользуетесь приложением, то видно, сколько бы вы заплатили за использование без оптимизации и сколько экономите с помощью искусственного интеллекта», — пояснил эксперт.
«В VRF-системах (мультизональных системах кондиционирования, которые позволяют одновременно управлять температурой в нескольких помещениях независимо друг от друга) ИИ и облачные решения необходимы прежде всего для закрытия сервисных задач», — рассказал Егор Байчиков. Если система подключена к «облаку», специалист на удаленном доступе сразу видит, что случилось и почему. Это исключает холостые вызовы: ремонтная бригада выезжает с готовым набором инструментов, зная, что нужно делать. Кроме того, облако накапливает статистику эксплуатации и может распознать ненормальное поведение системы, предупреждая пользователя о возможной неисправности заранее. Например, что через какое-то время может потребоваться замена компрессора, — это позволяет подготовиться или скорректировать режим работы системы.
Еще одна функция «облачного» управления — защита от неправильных действий пользователя. «По статистике, больше 90% излишнего потребления энергии связано с тем, что пользователи просто не умеют правильно пользоваться системой кондиционирования. Не понимают, как она работает и что нужно с ней делать», — отметил Егор Байчиков. Решение — удаленно ограничить неправильные действия через расписание работы VRF-системы.
Эксперт привел пример с магазином: за 15 минут до открытия система может запускаться и создавать для персонала и посетителей комфортные условия. Индивидуальные настройки при этом блокируются, чтобы сотрудники не могли их изменить. Если известны заполняемость и пиковые часы, их тоже можно задать, и система будет подстраиваться. Через 15 минут после закрытия система может выключаться автоматически. «Такие простые вещи могут сильно сэкономить электроэнергию, — подчеркнул Егор Байчиков, — намного больше, нежели какие-то конструктивные доработки системы — до 30-40%».
Готовность рынка к внедрению упомянутых технологий, по наблюдениям эксперта, высокая. «ИИ уже проник в повседневную жизнь. Люди понимают, что это полезная вещь и готовы пользоваться», — заявил он. Облачные сервисы тоже воспринимаются позитивно: шлюзы для подключения стоят недорого, плата за пользование небольшая, а экономия на эксплуатации существенная.
«Несмотря на высокий уровень развития VRF-систем, разработчики все же продолжают находить и новые технические решения в отношении самого оборудования», — продолжил эксперт. Одно из них — интеграция с возобновляемыми источниками энергии. Новые VRF-системы разрабатываются с возможностью прямого подключения к ним, что позволяет экономить на потерях в передающих устройствах. Другая тенденция связана с ростом цен на медь, которая является основным металлом в кондиционировании. Производители ищут замену: осваивают новые способы сварки, используют нержавеющую сталь.
«Увеличение плотности застройки также диктует свои требования: места для инженерных систем остается все меньше. Системы кондиционирования должны эффективно работать в стесненных условиях. Производители по этой причине предлагают новые идеи — начиная со специальных систем охлаждения электроники и заканчивая технологиями изготовления теплообменников, позволяющими вписать максимальный объем теплообменной поверхности в минимальный объем оборудования», — объяснил Егор Байчиков.
В системах с чиллерами (централизованными системами кондиционирования и отопления зданий, основанными на циркуляции воды или водно-гликолевого раствора в качестве теплоносителя), по словам Егора Байчикова, также можно наблюдать технологическое усовершенствование: до разумного уровня доработана технология магнитных подшипников. Идея подвесить вал в магнитном поле существует давно — она дает отсутствие трения, масла, высокую эффективность и тишину. Но были проблемы при внезапном отключении питания: вал, вращающийся с огромной скоростью, падал на подшипники и ломал их. Буквально пару лет назад ведущие производители эти проблемы решили, и центробежные компрессоры на магнитных подшипниках начинают активно применяться — сначала на машинах большой мощности, теперь технология переходит в более компактные модели.
Приоритеты меняются
Несмотря на заинтересованность девелоперов в снижении затрат и увеличении прибыли, упомянутые Денисом Фишманом, их приоритеты при выборе инженерных систем все же постепенно меняются, рассказал руководитель проектов по цифровым продуктам компании DOGMA Дмитрий Гвозданный. Он отметил, что девелоперы перестали смотреть на цену оборудования как на определяющий фактор. «Иногда низкая стоимость может заманить покупателя. Но если качество не соответствует требованиям и системы дают сбой, это несет дополнительные расходы на устранение неполадок, вызывает недовольство клиентов, падает индекс потребительской лояльности. В итоге затраты компании могут возрастать в разы», — подчеркнул эксперт. Поэтому сейчас девелоперы просчитывают стоимость не только самого оборудования, но и сервисного обслуживания и эксплуатации на несколько лет вперед.
«В целом при выборе инженерных систем сегодня застройщик смотрит на качество, простоту внедрения и экономическую целесообразность», — продолжил Дмитрий Гвозданный. Важную роль играет поддержка поставщиков. При этом меняется формат взаимодействия: девелоперы постепенно уходят от классической схемы, когда поставщики продают оборудование, а монтажники его устанавливают, в сторону комплексных контрактов, когда оба этих направления сосредоточены в одних руках. Тем самым снимается извечный вопрос «Кто виноват?», когда что-то ломается.
Дмитрий Гвозданный также подтвердил тренд на повышение компактности инженерного оборудования. Он, по его словам, характерен для продукции как российских, так и зарубежных производителей. «Если раньше под центральную вентиляцию надо было закладывать условно 500 кв. м, то сейчас гораздо меньше. Это позволяет девелоперам зарабатывать на создании дополнительных коммерческих площадей или кладовых», — пояснил эксперт.
Он также отметил важность бесшовной интеграции инженерных систем в экосистему «умного» дома. Причем «умного» в глобальном смысле — не квартиры с датчиками, а всего здания, где полностью контролируется состояние коммуникаций и инженерных систем. «От этого мы никуда не уйдем, это однозначный тренд», — уверен он.
При управлении инженерными системами сегодня также важно переходить на сценарные подходы. По словам Дмитрия Гвозданного, можно выстраивать алгоритмы работы вентиляции и отопления исходя из загруженности дома и сценариев жизни конкретного человека. Это позволяет создавать более комфортные условия для жителей и оптимизировать потребление ресурсов.
Для любого застройщика важно правильно выбирать поставщиков и подрядчиков оборудования. «В климатическом сегменте проблемы с подрядчиками случаются редко, — отметил Дмитрий Гвозданный. — Сложности возникают скорее с поставщиками — обычно это отсутствие запчастей или задержки с поставками. Но если оборудование не подходит или что-то идет не так, возможна замена, вплоть до корректировки проектной документации».
Инновации в подземке
«Если девелоперы и проектировщики жилья могут позволить себе эксперименты с энергоэффективностью, то для метростроения любые инженерные решения проходят через фильтр безопасности и жестких регламентов. Московский метрополитен — не только элемент транспортной инфраструктуры, но и режимный объект гражданской обороны», — напомнил главный механик ООО «СМУ-8 Метростроя» дочерней компании АО «Мосметрострой» ( ГК АО «МИП») Александр Гончаров. Это накладывает особые требования к проектированию инженерных систем.
Инновации здесь все же появляются, хотя и с поправкой на специфику. «Средний срок строительства станции составляет 3-5 лет, и в каждую из них так или иначе вносятся изменения в системы вентиляции», — пояснил Александр Гончаров. Для благоприятного климата в метро особенно важна вентиляция тоннелей. Также в подземных сооружениях используется приточная вентиляция с рекуперацией воздуха, а в последнее время устанавливаются еще и промышленные сплит-системы. «Движение в плане инноваций есть. Но полностью дать волю проектировщикам в этой сфере, скорее всего, невозможно», — отметил Александр Гончаров.
В связи с санкционным режимом метростроители полностью перешли на инженерное оборудование, произведенное в России или дружественных странах. Главное, чтобы техника соответствовала проектным характеристикам. В выборе стран-производителей действует консерватизм, продиктованный спецификой режимных объектов. Оборудование для тоннельной вентиляции, особенно то, которое касается пожарной безопасности и дымоудаления, метростроители стараются заказывать у отечественных производителей. Требования к поставщикам жесткие: оборудование должно служить 20-30 лет, а значит, нужны опыт сервисного обслуживания, наличие базы запчастей и готовность работать с проектировщиками.
А максимально применить инновации проектировщики могут в системах управления. «Если раньше управление инженерными системами включало много ручного труда — диспетчер где-то что-то включал, выключал, поворачивал рычажки, — то сейчас появляются автоматические системы, увязывающие в единую сеть работу вентиляции и кондиционирования для создания комфортного климата на станциях и в вестибюлях», — рассказал эксперт. Системы управления инженерными системами на станциях за последние годы продвинулись на несколько шагов вперед. Инновации внедряются, и это видно.
Главный вопрос сегодня по поставке оборудования из дружественных стран , по словам Александра Гончарова — логистика: как привезти необходимое оборудование, сколько времени это займет. Были моменты, когда возникали сложности, связанные с проектами: когда документация, которая разрабатывалась в течение длительного срока, уже прошла экспертизу, а в начале работ выясняется, что нужная техника под санкциями и ее нет в наличии. Такие проблемы были в 2022 году. Однако эти проблемы оперативно решились. В отношении подрядных организаций, связанных с поставкой систем вентиляции или монтажом иногда возникают проблемы, но в целом они оперативно решаются. Организации уходят и приходят, но специалисты остаются в профессии, поэтому явных проблем с поиском профессионалов в этой сфере нет.
Тема искусственного интеллекта и других инноваций, по словам эксперта, пока не проникла в отрасль в полной мере из-за ее консерватизма. Но это не значит, что работы не ведутся. Группа компаний АО «Мосинжпроект» включает мощный проектный институт, и одно из его основных направлений деятельности — снижение энергозатрат при эксплуатации метро. «Метрополитен потребляет много электроэнергии, поэтому задача энергоэффективности стоит остро», — отметил Александр Гончаров. Во многом она зависит от правильного моделирования подземных сооружений и инженерной инфраструктуры. «Сейчас, когда строительство тоннелей метро ведется тоннелепроходческими комплексами, появилась возможность заранее просчитывать, используя компьютерное моделирование для оптимизации аэродинамики тоннелей, расположения вентиляционных шахт, клапанов и сбоек. Это позволяет снизить нагрузку на вентиляционное оборудование, улучшить микроклимат на станциях, исключить сквозняки и завихрения воздуха», — добавил Александр Гончаров.
Готовность к изменениям
«В индустриальном и коммерческом девелопменте тема энергоэффективности тоже не праздная. Однако готовность к внедрению тех или иных инноваций часто зависит даже от вида объекта», — рассказал директор по строительству Development Group Роман Шульгин. — Наименьшую заинтересованность в энергоэффективных решениях демонстрируют склады». Он привел пример: зима, подмосковный склад класса В, внутри холодно. Но есть отдельная комната, работники периодически заходят туда для обогрева. «Со складами все достаточно примитивно. Инженерных решений там практически никаких нет. Там задача — минимальные затраты на эксплуатацию», — констатировал он.
В торговых центрах ситуация выглядит более позитивно. Ее во многом определяет покупатель, которому важен комфорт внутри помещения. Поэтому даже те торговые центры, которые сейчас проходят через редевелопмент, помимо внешнего вида, делают упор на переоборудование инженерных систем. «Офисный кластер в этом отношении близок к торговым центрам, но с поправкой на длительность пребывания сотрудников», — отметил Роман Шульгин. Качественный микроклимат стал настолько важен для работников офисов, что это вызвало формирование нового тренда — арендаторы из объектов классов С и В стали активнее переходить в классы А и А+, где инженерные системы максимально продуманы для комфорта человека.
Аналогичную тенденцию эксперт видит и в жилом сегменте. По его словам, эпоха маркетинга с «красивыми бусами» в виде эффектных объектов благоустройства заканчивается. Люди начинают больше внимания обращать на инфраструктуру, энергоэффективность и качество вентиляции. Предпочтения покупателей в целом смещаются от эконом-плюса к бизнес-классу.
«Во многом отношение к энергоэффективности у владельцев зданий определяются экономической моделью», — считает Роман Шульгин. Когда склад или, к примеру, торговый центр строят под аренду, расходы на энергопотребление ложатся на арендатора. Застройщик их не замечает и потому на инженерных системах может экономить. Ситуация меняется, когда объект заказчик строит для себя. Пример — термальные центры. «Там энергоэффективность — на первом плане, инженерные решения на 10 уровней выше. Это как своя квартира: сколько накрутил по счетчику, столько и заплатил», — пояснил эксперт.
«Главная боль отрасли — не в проектировании, а в эксплуатации. Показательный пример — домофон за 100 тысяч рублей, который сломался, месяц ждали ремонтников, потом искали нужную деталь. Итог — четыре месяца простоя, а люди пользовались обычными ключами. Если ты спроектировал и построил, будь добр, умей этим управлять и эксплуатировать», — подчеркнул Роман Шульгин.
Вторая боль — кадры. Службу эксплуатации надо возрождать, она практически умерла. Найти толкового главного инженера, который разбирается в инженерных системах, сейчас очень сложно. В промышленном строительстве цена ошибки особенно высока: поломка автоматики может остановить производство.
Есть куда расти
Эксперты не пришли к единодушному мнению, чьи решения предпочесть — отечественные или зарубежные — при выборе инженерного оборудования? Но вывод напрашивается сам собой — все зависит от конкретной задачи. «Китай на рынке инженерных решений сегодня лидирует. Выигрывает за счет масштаба производства и господдержки: субсидирование ставок и поддержка экспорта дают буст и в цене, и в качестве», — отметил Дмитрий Гвозданный. Но есть системная проблема, характерная и для турецкого производства — отсутствие складов запчастей. «Дело не в том, чтобы привезти оборудование, смонтировать и начать эксплуатировать. А что вы будете делать, если оно выйдет из строя?» — обозначил риск эксперт.
«Российские производители традиционно сильны в вентиляции — там, где работает инженерная школа, а не конвейер», — добавил Егор Байчиков. Китайская вентиляция, по его оценке, пока не дотягивает. Также отечественные компании выигрывают в нестандартных решениях — чиллерах с особыми характеристиками. В массовом же производстве, где нужны дешевые компоненты и налаженные цепочки поставок, еще есть куда расти.
