Исходные данные и сводный ресурсный баланс комплекса
Настоящее приложение фиксирует единую исходную базу проекта. Все последующие расчеты электрических и тепловых нагрузок, водопотребления, газопоршневой генерации, расхода СУГ и природного газа должны выполняться именно на основании этих показателей. Изменение площади, количества номеров, состава общественных помещений или инженерного оборудования требует пересчета соответствующих разделов.
Расчеты имеют предпроектный статус. Они позволяют определить масштаб инженерной инфраструктуры, сравнить варианты энергоснабжения и подготовить технические задания. Они не являются рабочим проектом, закупочной спецификацией или гарантией будущих эксплуатационных расходов.
Загрузка 75%, укрупнённые электрические и тепловые показатели, расходы воды и топлива являются принятыми предпроектными допущениями. Они не заменяют нормативный расчёт, технические условия, измерения и гарантии производителя. Повторяющиеся денежные результаты рассчитаны от неокруглённых величин; округлены только конечные показатели.
Исходный земельный участок расположен в поселке Турбаза Катунь Чемальского района Республики Алтай. Площадь участка составляет 5,21 гектара, или 52 100 квадратных метров. Участок находится на берегу Катуни, поэтому размещение зданий, энергоцентра, газгольдеров и очистных сооружений необходимо подтвердить инженерно-геологическими, гидрологическими и паводковыми изысканиями.
Суммарное пятно гостиничных корпусов предварительно принято равным 12 000 квадратных метров. При трех надземных этажах расчетная площадь комплекса может достигать 36 000 квадратных метров. Это верхняя граница, а не обязательная площадь строительства.
Фактический показатель может быть меньше из-за террас, атриумов, двухсветных помещений, неполных верхних этажей и особенностей архитектурной посадки.
Полный комплекс включает два гостиничных корпуса и единое общественное, сервисное и инженерное ядро. Целевой номерной фонд составляет 600 номеров. Средняя внутренняя площадь номера принимается равной 30 квадратным метрам без балконов, лоджий и открытых террас.
Чистая площадь номерного фонда определяется по формуле: 600 номеров × 30 квадратных метров = 18 000 квадратных метров. Валовая площадь номерных блоков принимается около 24 000 квадратных метров. Разница в 6 000 квадратных метров приходится на коридоры, стены, лестницы, лифты, инженерные шахты и поэтажные служебные помещения. Оставшиеся 12 000 квадратных метров общей площади предназначаются для общественных, ресторанных, медицинских, сервисных и инженерных функций.
Таким образом, на один номер приходится в среднем около 60 квадратных метров общей площади комплекса. Этот показатель подтверждает арифметическую совместимость площади 36 000 квадратных метров и номерного фонда на 600 номеров, но окончательный результат определяется архитектурной экспликацией.
При двухместном размещении максимальная вместимость полного комплекса составляет 1 200 гостей. Среднегодовая загрузка принята равной 75 процентам. При такой загрузке в среднем заняты 450 номеров и одновременно проживают около 900 гостей. Годовой объем составляет 164 250 реализованных номеро-суток и 328 500 человеко-суток.
Первая очередь рассчитывается приблизительно на 300 номеров и 600 гостей при полной загрузке. При среднегодовой загрузке 75 процентов в среднем будут заняты 225 номеров и проживать около 450 гостей. Расчетный годовой объем первой очереди составляет 82 125 номеро-суток и 164 250 человеко-суток.
Полный ресторан предварительно принимается вместимостью от 250 до 400 мест. Для первой очереди рассматривается от 125 до 200 мест. Фактическая вместимость зависит от режима питания проживающих, количества посадок, банкетов, конференций и внешних посетителей. Физкультурно-оздоровительный центр предварительно рассчитывается не менее чем на 120 человек.
Архитектурная программа предусматривает гостиничные номера, ресторан, производственную кухню, лобби, административные, общественные, служебные и инженерные помещения. В ресурсной модели пока рассчитаны только перечисленные далее гостинично-ресторанные нагрузки; само наличие функции в архитектурной программе не означает полного учёта её оборудования. Крупный бассейн, самостоятельный медицинский или термальный центр, промышленная прачечная, жилье персонала, система снеготаяния и другие дополнительные функции в базовые расчеты не включены.
Это ограничение является принципиальным. Появление крупного бассейна или термального центра может заметно увеличить потребление тепла, воды и электричества. Промышленная прачечная добавит тепловую, электрическую и водную нагрузку. Жилье персонала создаст еще один круглогодичный контур потребления. Такие функции должны добавляться отдельными расчетными блоками.
Существующая трансформаторная подстанция имеет заявленную мощность 250 киловатт. Это значение должно быть подтверждено техническими условиями, договором технологического присоединения, актами разграничения и обследованием оборудования. В расчетах 250 киловатт рассматриваются как предел одновременной нагрузки, а не как годовой объем доступной электроэнергии.
Для одного номера предварительно принимается установленная электрическая мощность 5 киловатт. Суммарная установленная мощность 600 номеров составляет 3 000 киловатт. Однако все подключенные приборы не работают одновременно, поэтому установленная мощность не используется как максимальная расчетная нагрузка комплекса.
Для гостиничной части применяется укрупненный показатель 0,2 киловатта одновременной активной нагрузки на одного гостя. При максимальной вместимости 1 200 гостей расчетная нагрузка гостиницы составляет 240 киловатт.
Установленная мощность ресторана на 250–400 мест оценивается в 50–80 киловатт. После применения коэффициента несовпадения максимумов 0,8 расчетная нагрузка ресторана составляет 40–64 киловатта.
Базовая максимальная электрическая нагрузка полного комплекса определяется как сумма гостиничной и ресторанной частей: 240 + 40–64 = 280–304 киловатта. При предварительном коэффициенте мощности 0,9 это соответствует полной мощности 311–338 киловольт-ампер.
По отношению к заявленной мощности трансформаторной подстанции минимальный базовый дефицит составляет 30–54 киловатта. Фактический дефицит будет выше после включения собственных нужд энергоцентра, очистных сооружений, водоподготовки, насосов, вентиляции, физкультурно-оздоровительного центра, лифтов, холодильного оборудования, зарядной инфраструктуры и дополнительных функций.
Для первой очереди гостиничная нагрузка составляет 120 киловатт, а расчетная нагрузка ресторана — 20–32 киловатта. Общая базовая нагрузка первой очереди равна 140–152 киловаттам. Предварительная полная мощность составляет 156–169 киловольт-ампер.
Без учета вспомогательных и общих потребителей существующая мощность 250 киловатт оставляет первой очереди резерв 98–110 киловатт. После включения общей инфраструктуры этот резерв уменьшится. Поэтому возможность работы первой очереди без газопоршневой генерации подтверждается только после составления полного реестра оборудования.
Контрольное годовое потребление электричества рассчитывается с использованием предварительного коэффициента использования максимальной мощности 0,55. Для полного комплекса расчет имеет вид: 280–304 киловатта × 8 760 часов × 0,55. Полученный диапазон составляет 1,349–1,465 миллиона киловатт-часов в год, или округленно 1,35–1,46 гигаватт-часа.
Для первой очереди расчет выполняется аналогично: 140–152 киловатта × 8 760 часов × 0,55. Контрольное годовое электропотребление составляет 675–732 тысячи киловатт-часов, или округленно 0,67–0,73 гигаватт-часа.
Эти показатели относятся только к базовой гостинично-ресторанной модели. Полное годовое электропотребление будет выше после добавления очистных сооружений, водоподготовки, собственных нужд энергоцентра, медицинских функций, бассейнов и другого оборудования.
Тепловая нагрузка включает отопление, приточную вентиляцию, горячее водоснабжение номерного фонда и ресторана. До выполнения полноценного теплотехнического расчета отопление оценивается по двум сценариям: 55 и 70 ватт на один квадратный метр отапливаемой площади.
Для 36 000 квадратных метров максимальная отопительная нагрузка составляет 1,98–2,52 мегаватта. Контрольное годовое потребление тепла на отопление оценивается в 5,60–7,13 гигаватт-часа. Этот диапазон должен быть заменен расчетом по фактическим стенам, кровле, полу, окнам, остеклению, инфильтрации и ориентации зданий.
Максимальная тепловая нагрузка приточной вентиляции составляет приблизительно 0,645–0,665 мегаватта. Годовое полезное теплопотребление вентиляции оценивается в 1,37–1,41 гигаватт-часа.
Для горячего водоснабжения номерного фонда принимаются температура холодной воды 5 градусов, температура приготовленной горячей воды 65 градусов и расчетный перепад 60 градусов. Максимальный часовой расход горячей воды номерного фонда составляет 12,24 кубического метра в час. Необходимая тепловая мощность равна приблизительно 0,854 мегаватта.
При среднегодовой загрузке 75 процентов номерной фонд потребляет около 39 420 кубических метров горячей воды в год. Полезная энергия, необходимая для ее нагрева, составляет приблизительно 2,75 гигаватт-часа.
Горячее водоснабжение ресторана создает дополнительную максимальную нагрузку 0,196–0,313 мегаватта. Годовая потребность в полезном тепле оценивается в 0,236–0,754 гигаватт-часа. Внешние посетители ресторана в этот расчет не включены.
Максимальная полезная тепловая нагрузка базовых функций полного комплекса определяется суммированием отопления, вентиляции, горячего водоснабжения номеров и ресторана. Нижняя граница составляет 1,98 + 0,645 + 0,854 + 0,196 = 3,67 мегаватта. Верхняя граница составляет 2,52 + 0,665 + 0,854 + 0,313 = 4,35 мегаватта.
Годовое полезное теплопотребление полного комплекса определяется как сумма отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.
Контрольный диапазон составляет 9,96–12,04 гигаватт-часа в год.
Для первой очереди при условной отапливаемой площади 18 000 квадратных метров максимальная полезная тепловая нагрузка оценивается в 1,84–2,18 мегаватта. Годовое потребление тепла первой очереди нельзя автоматически принять равным половине полного комплекса, поскольку часть общего ресторанного, медицинского и инженерного ядра может быть построена уже на первом этапе.
Контрольная установленная мощность котельной с 15-процентным запасом составляет не менее 2,51 мегаватта для первой очереди и не менее 5,01 мегаватта для полного комплекса. Отдельно проверяется условие, при котором после остановки крупнейшего котельного модуля сохраняется необходимая мощность теплоснабжения.
Максимальный суточный расход воды полного комплекса составляет 319,56–415,39 кубического метра. В том числе горячая вода составляет 156,34–183,49 кубического метра, а холодная — 163,22–231,90 кубического метра. При среднегодовой загрузке 75 процентов расчетное годовое водопотребление составляет 87 480–113 714 кубических метров.
Для первой очереди максимальный суточный расход воды оценивается в 159,78–207,70 кубического метра, включая 78,17–91,75 кубического метра горячей воды. Расход бассейнов, медицинских процедур, прачечной, полива, промывки фильтров и других технологических потребителей добавляется отдельно.
Сводный электрический баланс записывается в виде: энергия внешней сети + энергия газопоршневых установок = общее электропотребление комплекса. Для полного комплекса это 1,35–1,46 гигаватт-часа в год, для первой очереди — 0,67–0,73 гигаватт-часа.
Фактическое распределение между внешней сетью и собственной генерацией определяется почасовым графиком. Номинальная мощность генераторов не означает, что они должны непрерывно работать на полной нагрузке в течение всего года.
Для предварительного расчета принят газопоршневой модуль класса около 250 киловатт чистой электрической мощности. При работе полного комплекса совместно с внешней сетью рассматривается одна рабочая и одна резервная установка. Для полностью автономного режима с резервированием N+1 предварительно требуются две работающие и одна резервная установка. Энергоцентр должен допускать подключение четвертого модуля.
Для автономной работы первой очереди предусматриваются одна рабочая и одна резервная установка. Если внешняя сеть надежна и покрывает все уточненные нагрузки первой очереди, покупку рабочей газопоршневой установки можно отложить до подтверждения дефицита или необходимости повышенной автономности.
В расчетном сценарии газопоршневая установка производит 1,14 киловатт-часа потенциального тепла на каждый киловатт-час электрической выработки. Если газопоршневые установки условно произведут весь годовой объем электричества полного комплекса, потенциальная выработка тепла составит 1,538–1,670 гигаватт-часа.
Даже при полном использовании этого тепла оно покроет только около 13,9–15,4 процента годовой тепловой потребности комплекса. Остаточная нагрузка котельной составит 8,426–10,375 гигаватт-часа в год. Поэтому когенерация уменьшает расход котельного топлива, но не заменяет резервно-пиковую котельную.
На переходном этапе комплекс использует СУГ. Расход газопоршневой установки принят равным 0,358 литра на один киловатт-час произведенного электричества. Полезная тепловая отдача котельной принимается равной 6,17 киловатт-часа на один литр СУГ.
Если все электричество поступает из внешней сети, а тепло полностью производится котельной, базовый годовой расход СУГ составляет около 1,61–1,95 миллиона литров. Если весь принятый объем электричества производят газопоршневые установки и все когенерационное тепло используется, общий базовый расход газопоршневых установок и котельной составляет около 1,85–2,21 миллиона литров в год.
Увеличение общего расхода СУГ объясняется тем, что газопоршневая установка дополнительно производит электричество, которое в первом варианте поступает из внешней сети. Финансовый результат определяется не количеством литров топлива, а совокупной стоимостью полученных электричества и полезного тепла.
После подключения природного газа расход газопоршневой установки принимается равным 0,32 кубического метра на один киловатт-час электрической выработки. Полезная отдача котельной составляет 8,13 киловатт-часа тепла на один кубический метр газа.
Если все электричество покупается из сети, базовый расход природного газа котельной составляет около 1,23–1,48 миллиона кубических метров в год. Если весь расчетный объем электричества производят газопоршневые установки и их тепло полностью используется, совокупный расход генерации и котельной составляет около 1,47–1,74 миллиона кубических метров в год.
Для получения технических условий важен не только годовой, но и пиковый часовой расход газа. Для полного комплекса базовый максимум оценивается в 587,9 кубического метра в час при совместной работе с внешней сетью и 632,8 кубического метра в час при автономном режиме. С 15-процентным резервом требуется проверить подключение не менее чем на 680–730 кубических метров в час плюс нерассчитанные нагрузки.
Для первой очереди пиковый расход предварительно составляет 289,7 кубического метра в час при совместной работе с сетью и 317 кубических метров в час при автономном режиме. Контрольные показатели с 15-процентным запасом равны соответственно 335 и 365 кубическим метрам в час плюс дополнительные нагрузки.
В дополнительном сценарии предусматривается солнечное поле с поглощающей площадью около 2 800 квадратных метров, ориентировочно состоящее из 708 коллекторных модулей. Расчетная годовая выработка принимается равной 1,68 гигаватт-часа тепла. Это соответствует примерно 14–17 процентам базового годового теплопотребления полного комплекса.
Солнечный показатель пока не включается в гарантированный баланс. Он должен быть подтвержден расчетом солнечного ресурса, затенения, температуры теплоносителя, потерь, теплового накопления и сезонного потребления.
Итоговая расчетная основа полного комплекса выглядит следующим образом. Площадь — до 36 000 квадратных метров, номерной фонд — 600 номеров, максимальная вместимость — 1 200 гостей, базовая электрическая нагрузка — 280–304 киловатта, годовое электропотребление — 1,35–1,46 гигаватт-часа, максимальная полезная тепловая нагрузка — 3,67–4,35 мегаватта, годовое полезное теплопотребление — 9,96–12,04 гигаватт-часа, максимальный суточный расход воды — 319,56–415,39 кубического метра.
Для первой очереди принимаются 300 номеров, до 600 гостей, базовая электрическая нагрузка 140–152 киловатта, годовое электропотребление 0,67–0,73 гигаватт-часа, максимальная полезная тепловая нагрузка 1,84–2,18 мегаватта и максимальный суточный расход воды 159,78–207,70 кубического метра.
Все эти значения являются нижней расчетной основой. К ним должны быть добавлены собственные нужды энергоцентра, обязательные инженерные потребители, потери сетей и дополнительные функции. Окончательный ресурсный баланс формируется после утверждения архитектурной экспликации и почасового моделирования работы комплекса.