Энергетическая эффективность зданий: что новенького

Под тепловой защитой зданий понимают теплозащитные свойства совокупности наружных и внутренних ограждающих конструкций, обеспечивающих заданный уровень расхода тепловой энергии на отопление при оптимальных параметрах микроклимата его помещений. Под энергетической эффективностью зданий понимают теплотехнические и энергетические параметры здания (совокупность теплозащиты и инженерных систем), которые позволяют обеспечивать нормируемое энергопотребление. Для оценки энергетической эффективности зданий должны быть определены критерии энергоэффективности и выявлены способы их достижения.

До недавнего времени критерии оценки энергоэффективности зданий и их численных значений в нормах отсутствовали. Такая возможность появилась в результате разработки и утверждения нового СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий". Какие основные особенности нового СНиП и критерии по тепловой защите зданий? Что такое классы зданий по энергетической эффективности? Каковы способы достижения заданной энергоэффективности зданий? На эти и другие вопросы отвечает в своей статье заведующий лабораторией энергосбережения и микроклимата зданий НИИ Стройфизики РААСН Юрий МАТРОСОВ.

КРИТЕРИИ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ

Установлены две группы обязательных к исполнению взаимосвязанных критериев тепловой защиты здания, а также два способа проверки на соответствие этим критериям. Они основаны на:

а) нормируемых значениях сопротивления теплопередаче для отдельных ограждающих конструкций тепловой защиты здания, рассчитанных на основе нормируемых значений удельного расхода тепловой энергии на отопление и сохранившихся от прежнего СНиП П-3-79*. Нормируемые значения сопротивления теплопередаче установлены по видам зданий и помещений, а также по отдельным ограждающим конструкциям. Они определяются по табличным значениям или по формулам, установленным в зависимости от градусо-суток отопительного периода в районе строительства;

б) нормируемом удельном расходе тепловой энергии на отопление здания, позволяющем варьировать теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий (за исключением производственных зданий) с учетом выбора систем поддержания микроклимата и теплоснабжения для достижения нормируемого показателя. Нормируемые значения удельного расхода тепловой энергии не зависят от района строительства, поскольку они отнесены к градусо-суткам отопительного периода. В таблице 1 приведены нормированные значения этого показателя.

Способ, по которому будет вестись проектирование, выбирает проектная организация или заказчик. Методы и пути достижения этих нормативов выбираются при проектировании.

Новые нормы гармонизированы с международными стандартами. В частности, согласованы показатели энергоэффективности с требованиями законов (директив) Европейского Содружества (директивы 2002/91/ЕС и 93/76 SAVE).

Выбор отдельных элементов теплозащиты начинают с определения расчетной удельной потребности тепловой энергии на отопление, анализируя влияние отдельных составляющих на тепловой баланс и выделяя элементы теплозащиты, где происходят наибольшие потери тепловой энергии. Затем для выбранных элементов теплозащиты и системы отопления и теплоснабжения разрабатывают конструктивные и инженерные решения, обеспечивающие нормируемое значение удельной потребности тепловой энергии на отопление здания.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЗДАНИЙ ПО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

В таблице 2 представлена классификация зданий по степени отклонения расчетных или измеренных нормализованных значений удельных расходов тепловой энергии на отопление здания от нормируемого значения. Эта классификация относится как к вновь возводимым и реконструируемым зданиям, проекты которых разработаны в соответствии с требованиями норм, описанных выше, так и к эксплуатируемым зданиям, построенным по нормам, действовавшим до 1995 г.

К классам А, В и С могут быть отнесены здания, проекты которых разработаны по новым нормам. В процессе эксплуатации энергетическая эффективность таких зданий может отличаться от данных проекта в лучшую сторону (классы А и В) в пределах, указанных в таблице. В случае выявления класса А и В, органам местного самоуправления или инвесторам рекомендуется применить мероприятия по экономическому стимулированию. Например, в Москве в мае 2005 г. распоряжением первого заместителя премьера Правительства Москвы Владимира Ресина утверждено "Положение о стимулировании проектирования и строительства энергоэффективных зданий, выпуске для них энергосберегающей продукции".

Классы D и Е относятся к эксплуатируемым зданиям, возведенным по действующим в период строительства нормам. Класс D соответствует нормам, действовавшим до 1995 г. Эти классы дают информацию органам местного самоуправления или собственникам зданий о необходимости принятия срочных или менее срочных мероприятий, направленных на улучшение энергетической эффективности. Так, например, для зданий, попавших в класс Е, необходима срочная реконструкция сточки зрения энергетической эффективности.

ПРЕИМУЩЕСТВА ВТОРОГО СПОСОБА

Выбор уровня теплозащиты для отдельных элементов наружных ограждений зданий осуществляют таким образом, когда комбинация этих уровней приводит к одному главному результату - удельному расходу в тепловой энергии на отопление. Это означает, что уровень теплозащиты для отдельных наружных ограждающих конструкций может быть ниже, равным или выше поэлементного уровня, установленного в нормах. Другая возможность - это компенсация пониженного по сравнению с поэлементным уровнем теплозащиты для одних элементов ограждающих конструкций повышенным для других. Например, для 10-этажного трехсекционного жилого здания в Екатеринбурге применена конструктивная схема - каркас с заполнением стен из легкого бетона. При выборе величины нормируемого сопротивления теплопередаче для стен по первому способу получим 3, 57 м2*°С/Вт, а по второму способу - 2, 57 м2.°С/Вт. Такое снижение нормируемого значения сопротивления теплопередаче получено за счет учета дополнительных факторов, влияющих на расход энергии на отопление. При этом удельная потребность в энергии по расчету 71, 3 кДж/(м2*°С*сут) при нормативе 72 кДж/(м2*°С*сут).

Такая возможность получается потому, что учитывается влияние факторов, которые не берутся в расчет при поэлементном нормировании. Например, объемно-планировочные решения, в частности ширина здания, оказывают существенное влияние на потребность в тепловой энергии. В СНиПе приведены рекомендуемые значения соотношений площадей внутренних поверхностей наружных ограждающих конструкций к замкнутому в них объему, при которых будут получаться энергоэффективные компоновки зданий. Эти требования являются рекомендуемыми, и поэтому они не ограничивают выбор архитектурных решений. В случае, если архитектурное решение здания не энергоэффективное, то следует выбрать повышенные требования к теплозащите, с тем чтобы компенсировать эту расточительность.

Немаловажную роль играет ориентация здания. При более удачном выборе ориентации здания становится более существенным влияние солнечной радиации, поэтому в этом случае уровень теплозащиты как в целом, так и по отдельным элементам может быть снижен.

Из приведенных примеров видно, что достичь требования СНиП можно различными путями или их комбинациями. СНиП стимулирует проектировщика к поиску наиболее выгодных комбинаций. Например, при проектировании поставлена задача: установить новый уровень теплозащиты для | наружных стен на 30 % ниже ' уровня, установленного при поэлементном нормировании. Такую задачу при использовании второго способа возможно решить несколькими путями. Первый путь - выбрать более эффективное объемно-планировочное решение, увеличив ширину здания с 12 до 16 м. Если этого будет недостаточно, то можно попытаться установить повышенный по сравнению с поэлементным уровень теплозащиты для чердачных или цокольных перекрытий. Или же провести замену окон на более энергоэффективные либо снизить площадь остекленности фасада здания. Другой способ - использование децентрализованной системы теплоснабжения, например газовой котельной, установленной на крыше здания, вместо подключения к централизованной системе теплоснабжения.

КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АУДИТ ЗДАНИЙ

Новый СНиП потребовал осуществлять контроль качества теплоизоляции каждого здания при приемке его в эксплуатацию методом термографического обследования согласно ГОСТ 26629. Такой контроль поможет выявить скрытые дефекты и устранить их до ухода строителей со строительного объекта. Также новый СНиП потребовал осуществлять выборочный контроль воздухопроницаемости помещений зданий согласно новому ГОСТ 31167.

В новом СНиПе также содержатся указания по контролю теплотехнических и энергетических параметров при эксплуатации зданий. Контроль параметров осуществляют с помощью энергетического аудита по новому ГОСТ 31168.

Энергетический аудит здания определяется как последовательность действий, направленных на определение энергетической эффективности здания. Результаты энергетического аудита являются основой классификации и сертификации зданий по энергоэффективности.

В новом СНиПе предусмотрена обязательная разработка нового раздела проекта зданий "Энергоэффективность". В этом разделе должны быть представлены сводные показатели энергоэффективности проектных решений в соответствующих частях проекта здания. Сводные показатели энергоэффективности должны быть сопоставлены с нормативными показателями действующих норм. Указанный раздел выполняется на утверждаемых стадиях предпроектной и проектной документации. Разработка этого раздела осуществляется проектной организацией. Органы экспертизы должны осуществлять проверку соответствия нормам предпроектной и проектной документации в составе комплексного заключения.

ВЫБОР КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ НЕОБХОДИМУЮ ТЕПЛОЗАЩИТУ ЗДАНИЙ

Ограждающие конструкции зданий должны обеспечивать нормируемое сопротивление теплопередаче с минимумом теплопроводных включений и герметичностью стыковых соединений в сочетании с надежной пароизоляцией, максимально сокращающей проникновение водяных паров внутрь ограждения и исключающей возможность накопления влаги в процессе эксплуатации. Ограждающие конструкции должны обладать необходимой прочностью, жесткостью, устойчивостью, долговечностью. С внутренней и наружной сторон они должны иметь защиту от внешних воздействий. Кроме того, они должны удовлетворять общим архитектурным, эксплуатационным, санитарно-гигиеническим требованиям.

Необходимый приток воздуха должен обеспечиваться через специальные регулируемые приточные отверстия в стенах, располагаемых либо в светопрозрачных конструкциях, либо в стенах, а также частично за счет воздухопроницаемости светопрозрачных конструкций. Вытяжка воздуха, как правило, осуществляется за счет системы вентиляции с естественным побуждением.

Одним из примеров применения новых материалов являются модифицированные легкие полистиролбетоны. Этот материал имеет преимущества с теплотехнической точки зрения для создания энергоэффективных ограждающих конструкций.

Наша позиция: все материалы и конструкции из них имеют полное право на существование. Необходимо знать их свойства, находить рациональную область их применения и правильно их использовать с теплотехнической точки зрения. С этой целью был разработан свод правил СП 23-101-2004 "Проектирование тепловой защиты зданий".

***

НАША СПРАВКА

Зачем нужен энергетический паспорт здания?

Назначение паспорта - доказать энергетическое качество здания (проекта, возведенного или эксплуатируемого) и его соответствие нормативным требованиям.

При использовании компьютерной версии энергетического паспорта значительно упрощаются расчеты энергетического баланса и выбор наиболее оптимальных вариантов тепловой защиты, используя методологию "что - если?", когда необходимо найти значение параметра, например нормируемого значения сопротивления теплопередаче наружной стены, при котором значение целевой функции удельного энергопотребления стало равным требуемому значению.

Энергетический паспорт дает потенциальным покупателям и жильцам конкретную информацию о том, что они могут ожидать от энергетической эффективности здания. Более энергоэффективным зданиям может отдаваться предпочтение, поскольку в них размер платежей за энергию значительно ниже. Энергетический паспорт удобен также для обоснования льготного налогообложения, кредитования, дотаций для объективной оценки стоимости жилой площади на рынке жилья и т.п.