Есть мнение Энергосбережение

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.