АНАЛИЗ ВЫБРОСОВ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА (СО2) В ПЕРИОД ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБЪЕКТОВ ЖИЛОЙ НЕДВИЖИМОСТИ НА ПРИМЕРЕ Г. КРАСНОЯРСКА

Основным загрязнителем атмосферы является СО₂, образующийся в результате сжигания органического топлива при выработке электроэнергии и тепла. Для комплексной оценки общей нагрузки на окружающую среду от строительства объектов жилищно-гражданского назначения необходимо оценить уровень вредного воздействия эмиссии углекислого газа (СО₂) в атмосферу на отдельных этапах жизненного цикла здания, а именно: производство строительных материалов, возведение объекта, эксплуатация, реконструкция и снос. В связи с обширностью данного вопроса, оценим уровень неблагоприятного воздействии на стадии эксплуатации, как наиболее продолжительного периода жизненного цикла, объектов строительства г. Красноярска.

Расчеты выбросов углекислого газа (СО₂) лучше всего поддаются контролю, поскольку они базируются на уравнении окисления углерода:

С + О₂ = СО₂

или в молярных массах: 12 + 2 * 16 = 12 + 16 * 2 = 44

Следовательно, на 12 молярных масс углерода приходится 44 массы двуокиси углерода. Соответственно, на одну молярную массу углерода приходится массы двуокиси углерода, т.е. на каждую сожженную тонну углерода выбрасывается или примерно 3,67 т двуокиси углерода.

Формулой для расчета выбросов СО₂ [3], образующегося при сжигании органического топлива за определенный период времени является формула (1):

                                                           (1)

где:

 – объем годового выброса СО₂, т.;

 – масса сожженного топлива, т.;

 – низшая теплотворная способность данного вида топлива, ГДж.;

 – коэффициент выбросов углерода для данного вида топлива т С/Гдж.;

 – коэффициент фракции окисленного углерода для данного вида топлива;

 – коэффициент преобразования углерода в диоксид углерода, равный 44/12, или 3,67.

При анализе вредного воздействия на этапе эксплуатации в расчетах используются различные виды топлива. В таблице 1 представлены, подготовленные Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК), коэффициенты выбросов углерода, выделяемого при сжигании различных видов топлив [2; 4], коэффициенты низшей теплотворной способности и удельной теплоты сгорания отдельных видов топлив.

Таблица 1.

Расчетные коэффициенты

Подставив данные в формулу (1) получаем результаты по объемам выбросов двуокиси углерода при сжигании 1 т топлива (табл. 2).

Таблица 2.

Количество выбросов СО₂ в атмосферу при сжигании топлива

Объем топлива, требуемого для отопления жилого дома определяется по формуле (2):

                                                                                        (2)

где  – количество выделившейся теплоты (МДж),

q - удельная теплота сгорания, табл. 20 (МДж/кг),

m - масса сгоревшего топлива (кг).

На основании полученных данных можно оценить нагрузку на окружающую среду от эксплуатации данного объекта недвижимости за весь расчетный период по формуле (3):

,                                                                          (3)

где  – общий объем выброса СО₂, т.;

Q_co2 – объем годового выброса СО₂, т.;

m – масса сгоревшего топлива, т.

В работе проведена оценка нагрузки на окружающую среду от эксплуатации следующих объектов жилищно-гражданского назначения:

1. Многоэтажный жилой дом №12 в микрорайоне «Белые росы» в районе Абаканской протоки, жилого района «Пашенный», Свердловского района г. Красноярска (далее – Объект №1):

• 24-этажное здание;
• конструктивное решение – кирпичное;
• класс энергетической эффективности – В «Высокий».

2. Комплекс многоэтажных жилых домов 5-го микрорайона жилого района «Нанжуль-Солнечный» по адресу: г. Красноярск, жилой массив индивидуальной застройки «Нанжуль-Солнечный», уч. №ХХI. Жилой дом №6 (далее – Объект №2):

• 10-этажное здание;
• каркасное  конструктивное решение;
• класс энергетической эффективности – В «Высокий».

3. 1-й квартал V микрорайона жилого массива «Слобода Весны». IV очередь строительства: 5 этап - многоэтажный жилой дом №4.2 со встроенными нежилыми помещениями и инженерным обеспечением (далее – Объект №3):

• 26-этажное здание;
• конструктивное решение – монолитно-каркасное;
• класс энергетической эффективности – В «Высокий».

4. 1-й квартал V микрорайона жилого массива «Слобода Весны». IV очередь строительства: 4-й этап - многоэтажный жилой дом №4.3 со встроенными нежилыми помещениями и инженерным обеспечением», почтовый адрес - г. Красноярск, ул. 9 Мая, 83 (далее – Объект №4):

• 26-этажное здание;
• конструктивное решение - монолитный железобетон с несущими поперечными и продольными стенами;
• класс энергетической эффективности – В «Высокий».

За расчетный период примем минимальный срок эксплуатации объектов жилищно-гражданского назначения – 50 лет.

Исходные данные принимаем согласно фактическим данным энергетического паспорта каждого объекта. Информация по потребности в тепловой энергии приведена в сводной таблице 3.

Таблица 3.

Расчетные характеристики энергетических паспортов

На основании исходных данных по формуле (2) определим кол-во необходимого топлива на отопление помещений рассматриваемых объектов жилищно-гражданского назначения в течение расчетного периода - 50 лет (табл. 4).

Таблица 4.

Потребность в топливе для отопления объектов

На основании данных таблиц 2, 4 определим нагрузку на окружающую среду от эксплуатации объектов жилищно-гражданского назначения за весь расчетный период по формуле (3).

Т.к. рассматриваемые объекты недвижимости имеют различную площадь, для проведения сравнительной характеристики приведем полученные данные по выбросам СО₂ к единообразию, т.е. определим кол-во выделенного СО₂ за расчетный период на 1 м², результаты представлены в таблице 6.

Таблица 6.

Объемы выбросов СО₂ от сжигания топлива на стадии эксплуатации объектов недвижимости за 50 лет на 1 м²

Наибольшие теплопотери приходятся на объект №2 (рис.1) (Комплекс многоэтажных жилых домов 5-го микрорайона жилого района «Нанжуль-Солнечный» по адресу: г. Красноярск, жилой массив индивидуальной застройки «Нанжуль-Солнечный», уч. №ХХI. Жилой дом №6), в результате чего требуется больше энергии и топлива для отопления 1м² на протяжении периода эксплуатации объекта, и, как следствие, наибольшее количество выбросов двуокиси углерода в атмосферу.

Рисунок 1. Объем выделения СО₂ на стадии эксплуатации объектов недвижимости за 50 лет на 1 м²

Таким образом, в результате проведенных расчетов наиболее экологически чистым топливом для отопления жилого дома является природный газ. При отоплении природным газом выделяется СО₂ почти в половину меньше от количества выделяемого СО₂ при отоплении бурым углем.

Список литературы:

1. Белоусов, В. Н. Энергосбережение и выбросы парниковых газов (СО2): уче. пособие/ В. Н. Белоусов, С. Н. Смородин, В. Ю. Лакомкин. – Санкт –Петербург, 2014. – 53 с.
2. ГОСТ Р 54257-2010. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования – Введ. 01.09.2011. – Москва: Стандартинформ, 2011. – 14 с.
3. Жусип, Ж. А. Оценка загрязнения окрестностей города Алматы при сжигании угля [Электронный ресурс] / Ж. А. Жусип, А. В.  Омарова // Научное сообщество студентов XXI столетия. – 2013. – № 12. – Режим доступа: https://sibac.info.
4. РНД Методические указания по расчету выбросов парниковых газов от тепловых электростанций и котельных Введ. 2010. – Астана, 2010. – 15 с.