LU pētnieki izstrādā ēku apsildes sistēmu energoefektivitātes projektu priekšizpētes rīku

Latvijas Nacionālais enerģētikas un klimata plāns 2021.g.–2030.g. paredz lēnu ēku energoefektivitātes programmas attīstību: līdz 2030.g. renovēt 7.5% no daudzdzīvokļu un 3% no viendzīvokļu mājām, kuras ir lietderīgi renovēt līdz 2050.g. Bet arī šim mazumiņam ir iezīmēti tikai 15% nepieciešamā finansējuma daudzdzīvokļu un 0,73% (!) viendzīvokļu mājām.  Skaidrs, ka būs nepieciešamas lielas publisko un privāto ēku īpašnieku investīcijas, kuru atdeves periods būs ļoti garš. Tā kā ir jau iedibināta ES mēroga atskaitīšanās sistēma par sasniegto siltuma patēriņa un saistīto SEG emisiju samazināšanu, apsildes sistēmu rekonstrukcijas projektu efektivitāte (siltuma daudzuma un emisiju samazinājums par rekonstrukcijā ieguldītajiem līdzekļiem) kļūst par noteicošo faktoru projektu izstrādē un finansējuma piešķiršanā.

LU starpnozaru pētnieku komanda no Eksakto zinātņu un tehnoloģiju un Ekonomikas un sociālo zinātņu fakultātēm izpildot Latvijas Zinātnes padomes projektu lzp-2021/1-0108 “Pilsētas apsildes sistēmas ilgtspējīga pārvaldība saskaņā ar ES paketi Fit for 55: metodoloģijas un rīka izpēte un izstrāde“ ir izstrādājusi tiešsaistes rīku projektu efektivitātes ātrai vienkāršotai priekšizpētei un projektu variantu analīzei pirmsprojektēšanas stadijā atsevišķo ēku un projektu, kā arī kopējā programmas optimuma atrašanai. Rīka lietošana neprasa  specifiskas zināšanas siltumfizikā, ekonomikā, un/vai būvniecībā, tiek izmantots minimums datu, kuri visi ir pieejami ēku energosertifikātos un citos esošajos dokumentos. Rīks aprēķina siltuma, primārā energoresursa un dominējošo CO₂ emisiju samazinājumu veikto rekonstrukcijas darbu rezultātā, nepieciešamās investīcijas un projekta efektivitāti, kā arī sekojošās apsildes izmaksu izmaiņas.

Rīks ir paredzēts lietošanai:

• valsts iestādēm, lai pārvaldītu ēku energoefektivitātes programmas  un uzraudzītu Fit for 55 normatīvo prasību izpildi valstī,
• pašvaldībām, lai racionalizētu apkures sistēmu ilgtspējīgu plānošanu un pārvaldību savā  teritorijā, atvieglojot noteikt prioritātes un līdzsvarot rīcību,
• iedzīvotājiem un uzņēmumiem, lai pieņemtu objektīvus lēmumus savu īpašumu modernizēšanai un ilgtspējīgai apsaimniekošanai.

EZTF Datorikas nodaļas Inovatīvo informācijas tehnoloģiju katedra veica kopējo projekta pārvaldību un koordinēšanu starp trim iesaistītajām vienībām - Ekonomikas un sociālo zinātņu fakultātes Vadībzinātnes nodaļu, EZTF Skaitliskās modelēšanas institūtu un EZTF DN Inovatīvo informācijas tehnoloģiju katedru.

Pielietoto siltuma izolācijas materiālu (ar fiksēto siltumvadītspēju) biezumu variantu skaits tiek limitēts atkarībā no siltināmās konstrukcijas veida (ārsiena, bēniņu pārsegums vai pagrabs). Ar nelielu skaitu tiek fiksēts arī maināmo stikloto konstrukciju veids, kas automātiski saistīts ar ēkas hermētiskuma uzlabošanu. Ja ventilācijas sistēmas modernizācija ir daļa no renovācijas projekta, tad tās ietekme uz energoefektivitāti tiek ņemta vērā ar diviem faktoriem – gaisa apmaiņas izmaiņu un siltuma atgūšanu. Tehnisko sistēmu uzlabojumi (pamatā temperatūras regulācijas optimizācija) tiek tuvināti ietverti kā vidējās apkures temperatūras izmaiņas. Rezultātā kopējais ēkas siltumenerģijas patēriņa samazinājums, kas iegūts renovācijas rezultātā, tiek aprēķināts kā atsevišķu elementu nomaiņas samazinājumu summa. Ir veikts vairāku desmitu renovācijas kombināciju rezultātu salīdzinājums ar detalizētās mēneša siltuma bilances modeļiem, kas ļāva optimizēt vienkāršotajā modelī ietilpstošo parametru vērtības, nodrošinot labi precizitāti, kļūdai nepārsniedzot 10% (lielākajai variantu daļai tā ir <5%).

EZTF Datorikas nodaļas Inovatīvo informācijas tehnoloģiju katedra projekta ietvaros izstrādāja tiešsaistes rīku atbilstoši EZTF Skaitliskās modelēšanas institūta speciālistu izveidotajiem modeļiem. Rīka iespējas:

• ļauj elastīgi, ātri un vienlaikus pietiekami precīzi un objektīvi pirmsprojektēšanas stadijā analizēt dažādu apsildes sistēmu rekonstrukcijas projektu un to variantu potenciālu, ieguvumus un efektivitāti noteiktā teritorijā;
• veidot dažāda mēroga projektus: no atsevišķas ēkas līdz pilsētas sistēmai vai tās daļai, aptverot ēkas, centralizētās siltumapgādes tīklu, centralizētos un vietējos siltuma avotus;
• projektam veidot vairākus rekonstrukciju variantus un analizēt tos, nosakot atsevišķo variantu optimumu;
• vairāku projektu integrācija;
• dažādu fiskālo instrumentu prasību izpilde;
• izmanto minimumu datu, visi dati ir pieejami ēku energosertifikātos un citos esošajos dokumentos;
• vienkārša izmantošana, nav nepieciešamas specifiskas zināšanas siltumfizikā, ekonomikā, un/vai būvniecībā.

Rīks katram projekta variantam izrēķina virkni rezultātu:

• siltuma patēriņa samazinājums;
• primārā energoresursa ietaupījums;
• dominējošo CO₂ emisiju samazinājums;
• nepieciešamās investīcijas;
• apsildes izmaksu samazinājums;
• projekta efektivitāte.

Izstrādātais rīks ir lietojams dažāda mēroga projektu novērtēšanai, sākot ar vienģimenes privātmājām, beidzot ar daudz daudzdzīvokļu ēku  rekonstrukciju viena projekta ietvaros.

Rekonstrukciju ieguvumu aprēķini ir diezgan precīzi salīdzinot ar profesionāļu izmantotajām sistēmām, bet to izmantošana ir daudz vienkāršāka un to izmantot var neprofesionāļi.

Analizējot vienas ēkas dažādus variantus, var redzēt, kuri varianti dod vislielāku siltumefektivitāti, un kuri ir ekonomiski visizdevīgākie.

316. sērijas tipveida projekta ēkas rekonstrukcijas projektu salīdzinājums. Esošais siltuma patēriņš Q = 174.4 MWh/gadā.

602. sērijas tipveida projekta ēkas rekonstrukcijas projektu salīdzinājums.  Esošais siltuma patēriņš Q = 233 MWh/gadā.

LU intelektuālā īpašuma izsolē ekskluzīvas tiesības izmantot un izplatīt aprēķinu metodiku un rīku ieguva SIA DIVI GRUPA, kura no 2025.g. to piedāvās izmantošanai.