Есть мнение Энергосбережение Энергосбережение на стадии проектирования малоэтажных домов

Энергосбережение на стадии проектирования малоэтажных домов

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАЛОЭТАЖНЫХ ДОМОВ

Я. ПАПЛАВСКИС, канд. техн. наук, А. ФРОШ, дипломированный инженер, Aeroc AS
В статье приводится сравнительный анализ директив Европейского союза в области снижения энергозатрат в строительстве с требованиями отечественного СНиП в сфере энергосбережения при проектировании и строительстве в РФ.

В северных странах из общих энергозатрат ориентировочно 40-50% составляют энергозатраты на отопление помещений и подготовку горячей воды. Стоимость энергоносителей, т.е. нефти, газа, электроэнергии постоянно увеличивается. Поэтому вопросу экономии энергозатрат во многих странах уделяется большое внимание. Это отражается не только в дискуссиях, в средствах массовой информации, но и в нормативных документах. Так, например, в странах Европейского союза начиная с 1 января 2009 г. каждое здание, как проектируемое, так и построенное ранее, должно иметь энергетический паспорт (энергосертификат). В этом энергетическом паспорте приводятся данные об общих теплопотерях зданий в кВт-ч на 1 м2 отапливаемой площади, а также данные об эмиссии углекислого газа. Требование об уменьшении выделений С02 связано с усилиями ведущих стран мира препятствовать неблагоприятным изменениям климата, связанным с постоянным повышением средней температуры воздуха земного шара.

Директивы Евросоюза не устанавливают единые требования для всех входящих в него стран, т.к. климатические условия стран ЕС существенно отличаются. Однако методика определения общих теплопотерь зданий для всех стран является единой и изложена в стандарте EN ISO 13790:2008. Каждая страна в отдельности при определении требований по энергозатратам должна руководствоваться как присущими ей климатическими условиями, так и своим экономическим уровнем. Увеличение требований по теплозащите зданий всегда связано с ростом стоимости строительства. В странах Евросоюза банки, осуществляющие кредитование, пользуются правилом, согласно которому при получении кредита стоимость 1 м2 жилья должна быть приблизительно равна месячному окладу за вычетом налогов. В противном случае возникают проблемы с возвращением кредитов. Поэтому, поскольку месячные оклады в странах Евросоюза существенно отличаются, а стоимость строительства приблизительно равна, то не могут быть единые требования по теплозащите зданий в Финляндии и Швеции по сравнению, например, с Эстонией и Латвией.

Если их установить едиными, то тогда очень многие лишатся возможности решить свои жилищные проблемы вследствие отсутствия возможности получения кредита. Какова ситуация с вопросом энергосбережения при проектировании и строительстве в России? В Российской Федерации действительны строительные нормы СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Этими нормами в отличие от СНиП II-3-79 установлены требования не только ктеплоизоляционным свойствам ограждающих конструкций, но и к нормативным теплопотерям зданий qreg(h) (кДж°С-сут) на 1 м2 отапливаемой площади в году.

При этом для ограждающих конструкций при определении теплопотерь в расчет должны приниматься:
- характеристики теплопроводности;

- влажностный режим наружных ограждений;

- воздухонепроницаемость.

Наряду с этим в СНиП 23-02-2003 приведена методика составления и форма энергетического паспорта дома.

С появлением в РФ современных заводов, выпускающих автоклавный ячеистый бетон с плотностью 400 кг/м3 и классом по прочности не ниже В1,5 (например, ООО «ПСО «Теплит»), для многих климатических зон можно применять наружные однослойные стены без дополнительного утепления. Таким образом, в общем балансе стеновых материалов страны складывается новая ситуация, т.к. современный ячеистый бетон - это вызов стенам из кирпича с дополнительным утеплением, которые до сих пор являлись наиболее распространенными конструкциями наружных стен. Поэтому, по аналогии с ситуацией в других странах, организации и ведомства, лоббирующие производство кирпича и утеплителей, будут и в РФ ходатайствовать о пересмотре и увеличении требований по нормативным величинам значений коэффициентов теплопередачи, установленных в СНиП 23-02-2003. На первый взгляд, такой подход может показаться обоснованным, если сопоставить требования, установленные в РФ и других странах (табл. 1). Для крыши, пола и окон в РФ требования для U существенно не отличаются от требований, установленных в других странах. Однако для наружных стен коэффициент теплопередачи существенно превышает рекомендуемые требования, установленные в Эстонии, Латвии и Финляндии.

Означает ли это, что и в РФ следует пересмотреть величину Rqmin для наружных стен? Для ответа на этот вопрос необходимо проанализировать, от чего зависят общие теплопотери в жилом доме и какую долю в них составляют наружные стены, крыша, пол, окна, двери и другие, не менее важные факторы. Следует отметить, что изложенная в своде правил СП 23-101-2004 методика определения общих энергозатрат требует от проектировщика определенной подготовки в строительной физике. Поэтому до появления и опубликования компьютерной программы расчет для проектировщиков является трудновыполнимым. В Европе опубликовано несколько компьютерных программ по определению общих теплопотерь статическим или динамическим способом. Все они позволяют определить общие теплопотери с приемлемой точностью при условии использования обоснованных исходных данных. Мы в данной публикации пользовались версией компьютерной программы DOF-Energia 2.0, которая разработана в Финляндии. На наш взгляд, эта программа не только обеспечивает точность расчета, но и наглядна и понятна для специалиста, который ее применяет. Во многом это обусловлено тем, что в ее составлении принимали участие не только специалисты в области строительной физики, но и архитекторы, конструкторы, специалисты отопления, вентиляции и др. При использовании программы DOF-Energia 2.0 мы брали следующие исходные данные. Ограждающие конструкции. Характеристики ограждающих конструкций двухэтажного дома приведены в табл. 2.

Расход электроэнергии. В расчетах приняты следующие расходы электроэнергии:
- для освещения ~ 7 кВт-ч/год;

- для принудительных вентиляционных систем с подогревом воздуха - 7 кВт-ч/год;

- для бытовой техники - 36 кВт-ч/год.
Итого - 50 кВт-ч/год. Если в здании естественная вентиляция, то общий расход электроэнергии составляет 43 кВт-ч/год. Инфильтрация. Инфильтрация или воздухонепроницаемость наружных ограждающих конструкций имеет не менее важное влияние на теплопотери, чем характеристики теплосо-противления. Согласно экспериментальным данным, для стен из ячеистого автоклавного бетона воздухопроницаемость при разнице давлений 50 Па составляет 1 м3 на 1 м2 стены в час, то есть п50 = 1. Программа DOF-Energia 2.0 принимает в расчет не только потери энергии, но и поступление энергии, которое возникает из-за выделения тепла от находящихся внутри людей, бытовой техники и солнечной энергии. При определении общего баланса энергии из общих энергозатрат вычитается поступление энергии. Как видно из вышеприведенного, при расчете энергозатрат на 1 м2 жилых помещений во внимание должна приниматься не только теплопроводность ограждающих конструкций Rqmin, но и целый ряд других важных факторов. Итоговые результаты расчета теплозатрат на 1 м2 жилой площади приведены на рис. 1.

Необходимо отметить, что СНиП 23-02-2003 в отличие от нормативов стран Евросоюза не требует учета энергозатрат на подготовку горячей воды, электроэнергию, экономию от применения принудительной вентиляции с рекуперацией и учета тепловой инерции. Каковы наиболее эффективные пути снижения энергозатрат на отопление жилых зданий? Нами при помощи программы DOF-Energia 2.0 проведены расчеты, в которых естественная вентиляция заменена принудительной вентиляцией с подогревом (рекуперацией) воздуха. Помимо этого для подготовки теплой воды, кроме энергии, используемой котельной, может быть использована энергия земли с применением тепловых насосов и солнечная энергия (табл. 3). Возможно, результаты, приведенные в табл. 3, для многих окажутся весьма неожиданными. Тем не менее это наглядно показывает, в каком направлении нужно искать реальные возможности эффективного снижения энергозатрат. Так, например, только от замены естественной вентиляции на принудительную вентиляцию с подогревом (рекуперацией) воздуха удельный расход на отопление уменьшается на 50% и здание согласно СНиП согласно СНиП 23-02-2003, qre\= 125,4 (кДж/ м2-°С-сут) или 23-02-2003, имеет класс А, т.е. очень высокий /отассэнергетической эффективности. При этом дополнительное использованиетепловых насосов и солнечной энергии для подготовки теплой воды - это разовая инвестиция, нацеленная на использование энергии, за которую в последующем не потребуется платить.

Вопросы энергосбережения необходимо решать уже на стадии проектирования, т.к. исправление проекта на стадиях строительства и эксплуатации зданий связано с большими затратами. Это касается не только разработки конструктивной части проекта, но и разработки проекта по вентиляции и отоплению здания, а также участия архитектора. Архитектор должен выбрать правильное соотношение площади наружных поверхностей к отапливаемому объему здания, оптимальное соотношение площади окон и площади пола, а также ориентацию здания относительно южной и северной сторон.