• Материалы
  • 20.05.2013

Критерий энергоэффективности – эксплуатация

Какие сложности обеспечения расчетных параметров энергоэффективности нового жилья существуют и как они могут быть преодолены?

1 июня 2013 г. в Беларуси с учетом экономических наработок и имеющихся возможностей установлены новые показатели энергосбережения домов: для систем отопления расход тепловой энергии не должен превышать 30–40 кВт•ч/м2/год для многоэтажных зданий и 90 кВт•ч/м2/год – для малоэтажных. Об этом 28 февраля в Минске на V Международной конференции «Энергоэффективное строительство в Республике Беларусь. Современные технологии энергосбережения» сообщил министр архитектуры и строительства Беларуси Анатолий Ничкасов.

Организаторами конференции выступили Министерство архитектуры и строительства, агентство бизнес-коммуникаций «Отраслевые форумы», Союз строителей, журнал «Мастерская. Современное строительство».

ГЛАВНОЕ – ЗАИНТЕРЕСОВАННОСТЬ

На форуме участники проанализировали опыт стран Европы в области возведения и эксплуатации энергоэффективных зданий. Анатолий Ничкасов подробно рассказал о государственной политике в деле энергоэффективного строительства, а также о мерах, которые будут приняты правительством Беларуси в целях снижения потребления тепловой энергии при строительстве и эксплуатации новых и модернизации старых домов.

Повышение энергоэффективности жилых зданий достигается за счет применения в строительстве комплексных конструктивно-технологических решений. Для неоднородного по контуру здания применение сопротивления теплопередаче для ограждающих конструкций может меняться с R = 3,2 м2•°С/Вт для его ограждающих стен в середине до R = 3,2 м2•°С/Вт для угловых участков фасада. Нужные параметры теплосбережения могут достигаться за счет применения окон нового поколения с сопротивлением теплопередаче выше R = 1,0 м2•°С/Вт, использования системы принудительной вентиляции с рекуперацией тепла и ряда других мер.

Для обеспечения массового строительства энергоэффективных зданий, а также тепловой модернизации существующего жилого фонда правительство еще 4 года назад приняло комплексную Программу по проектированию, строительству и реконструкции жилых домов на 2009–2010 гг. и на перспективу до 2020 г. (утверждена 01.06.2009 постановлением Совета Министров № 706). В ходе ее реализации были разработаны новые научно-технические, инженерные решения, обеспечивающие переход к массовому проектированию, строительству и реконструкции энергоэффективных жилых домов, новые типовые конструктивные решения непрозрачных ограждающих конструкций зданий с повышенным сопротивлением теплопередаче, типовые технические решения тепловой изоляции ограждающих конструкций при реконструкции зданий старой застройки.

Кроме того, созданы новые конструктивно-технологические системы энергоэффективных жилых зданий индустриального домостроения, а также внесены изменения в действующие и принятые новые технические нормативно-правовые акты, регламентирующие вопросы проектирования и строительства энергоэффективного жилья, нормирование потребления тепловой энергии на отопление. Предприятиями страны налажен выпуск комплектующих, инженерного оборудования для энергоэффективных жилых домов.

За 2009–2012 гг. в Беларуси было построено и введено в эксплуатацию свыше 1 млн м2 энергоэффективных жилых домов. Суммарная экономия тепловой энергии на отоплении построенных энергоэффективных жилых домов составила около 140,5 млн кВт•ч, что эквивалентно 21 тыс. т.у.т. По словам министра, объемы строительства новых энергоэффективных домов растут из года в год. «Однако стоить признать, что в подавляющем количестве построенных жилых домов применены лишь пассивные формы обеспечения энергоэффективности», – подчеркнул Анатолий Ничкасов.

Теплосбережение в таких домах, по замыслу проектировщиков, достигается только за счет применения ограждающих конструкций зданий с повышенным сопротивлением теплопередаче. И это нехорошо. Лишь в единичных энергоэффективных домах из числа построенных в целях отопления использованы возможности вторичной тепловой энергии за счет применения систем приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла. Ведь наряду с обеспечением экономии на отоплении около 20–30% тепловой энергии применение систем приточно-вытяжной вентиляции одновременно позволяет устранить и возникающие в жилых помещениях с недостаточной циркуляцией воздуха проблемы повышенной влажности, образование плесени.

«Надо признать, что применение в энергоэффективных жилых зданиях новых стеновых и оконных конструкций с повышенным показателем сопротивления теплопередаче, а также использование современного энергосберегающего инженерного оборудования, в т.ч. и системы принудительной вентиляции, неизбежно приводит к удорожанию 1 м2 жилья в среднем на 6–8%, – констатировал министр. – Однако нужно иметь в виду, что эти дополнительные расходы окупаются в течение 6–8 лет».

По мнению Анатолия Ничкасова, учитывая, что проблема энергосбережения имеет общегосударственный характер, необходимо уделять внимание механизму заинтересованности застройщиков и инвесторов в расширении масштабов строительства энергоэффективного жилья, а населения – в покупке таких квартир. Наряду с разработкой новых энергосберегающих технологий и инженерного оборудования совершенствуются и конструктивно-технологические системы жилых зданий индустриального домостроения.

Так, ГП «Институт жилья – НИПТИС им. Атаева С. С.» разработал новые конструктивные системы для домостроительных комбинатов и заводов железобетонных конструкций. Дальнейшее развитие энергоэффективного строительства предполагает более широкое применение вторичных и возобновляемых источников тепловой энергии в целях отопления и горячего водоснабжения зданий, в т.ч. с учетом утилизации сточных вод, использование тепла геотермальных источников, применение в системах отопления геотермальных насосов. В индивидуальных жилых домах необходимо активно внедрять системы нагрева воды, а также гелиоколлекторы.

ПУТЬ – МОДЕРНИЗАЦИЯ

Наряду с масштабами расширения строительства энергоэффективных жилых домов, совершенствованием проектных решений не менее большое значение для снижения потребления топливно-энергетических ресурсов будет иметь модернизация старого жилого фонда (возводился в 60–90-е гг. прошлого столетия). По данным Министерства жилищно-коммунального хозяйства, проведение тепловой модернизации в панельных домах различных серий позволяет снизить удельный расход тепловой энергии на отопление в среднем на 50% и более за отопительный период.

Проведенная за последние годы работа в области энергоэффективного строительства позволила в целом решить задачи по снижению удельного уровня потребления топливно-энергетических ресурсов во вновь построенных жилых домах до уровня 60 кВт•ч/м2/год. Созданы реальные предпосылки для перехода Беларуси начиная с 2015 г. на строительство и проектирование исключительно энергоэффективных жилых домов. Для решения этой задачи Минстройархитектуры совместно с экспертами подведомственных институтов подготовило новую редакцию комплексной Программы по развитию энергоэффективного строительства, реконструкции и модернизации жилых домов на 2013–2015 гг. и на перспективу до 2020 г. Основной целью этого документа, как отмечалось выше, является переход с 1 июля 2013 г. на энергоэффективное проектирование в новом строительстве, а также на обеспечение уровня энергопотребления на отопление при энергоэффективной реконструкции и модернизации многоэтажных домов 40 кВт•ч/м2/год, а для домов коттеджного типа – 90 кВт•ч/м2/год.

С 2014 г. программа предусматривает строительство, реконструкцию и модернизацию 50% прогнозных объемов с использованием новых конструктивно-технологических решений и современного инженерного оборудования. А с 2015 г. планируется возводить исключительно энергоэффективные дома и проводить только энергоэффективную реконструкцию и модернизацию жилого фонда с указанными выше параметрами.

В рамках реализации комплексной программы предусматривается решение следующих оперативных задач: совершенствование технических нормативно-правовых актов, освоение в Беларуси производства элементов инженерных систем, которые в настоящий момент закупаются за рубежом, и разработка новых проектных и технических решений, необходимых для проектирования энергоэффективных жилых зданий. Как и в прежние годы, нужно обеспечить мониторинг проектирования, строительства и реконструкции жилого фонда на 2013–2015 гг. «Мы видим, что необходимо усилить методы контроля и мониторинга, – отметил на форуме Анатолий Ничкасов. – И планируем проводить оценку качества строительства, энергоэффективной реконструкции и модернизации жилого фонда путем применения тепловизионной съемки, что будет обеспечиваться, скорее всего, при введении в эксплуатацию каждого объекта».

С целью реализации комплексной программы разработаны определенные мероприятия по обеспечению строительства энергоэффективных жилых домов, определены планируемые объемы их возведения, подготовлены задания для Минска и областей на период до 2020 г. Также определены объемы энергоэффективной реконструкции и модернизации жилого фонда. Строительным организациям предстоит освоить конструктивные решения и технологии производства работ по обеспечению сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций зданий, герметичности жилых помещений, монтажу дополнительного энергосберегающего инженерного оборудования.

Мероприятия, которые запланированы в ходе реализации комплексной программы, позволят в среднем в 1,5 раза, по словам Анатолия Ничкасова, снизить энергопотребление на отопление при эксплуатации вновь построенных жилых домов, а также в 3–4 раза – эксплуатируемого жилого фонда после проведения его энергоэффективной реконструкции и модернизации. Однако, как показывает белорусский опыт, при эксплуатации нового энергоэффективного жилья эти параметры удается обеспечить не всегда.

О ЧЕМ ГОВОРИТ ЭКСПЛУАТАЦИЯ?

При эксплуатации новых энергоэффективных зданий на практике нередко возникает вопрос: насколько расчетные характеристики зданий соответствуют фактическим? В феврале в МЖКХ с участием его руководства прошло совещание, где была поставлена задача разобраться, насколько на самом деле энергоэффективные здания сберегают тепло. По словам начальника научно-исследовательского и проектно-конструкторского отдела энергоэффективных технологий в строительстве ГП «Институт жилища – НИПТИС им. Атаева С. С.» Сергея Терехова, иногда бывает так, что при расчетах предполагается получить один результат, а на практике выходит иной. К тому же отмечаются случаи, когда при эксплуатации обычное здание потребляет меньше энергии, чем энергоэффективное.

Специалисты института провели сравнение эксплутационных параметров энергоэффективного жилья и обычных домов с естественной вентиляцией. Исследование проводилось с таким расчетом, чтобы естественная вентиляция работала в полном объеме. При этом принимались во внимание те значения воздухообмена, которые предусмотрены в нормативной документации. Также были учтены разные режимы функционирования естественной вентиляции. В результате было замечено, что если в стандартном доме с показателем сопротивления теплопередаче стен R = 2,6 м2•°С/Вт и окон R = 0,6 м2•°С/Вт вентиляция закупорена, то такой дом потребляет энергии гораздо меньше, чем энергоэффективный с принудительной системой вентиляции с рекуперацией тепла.

Эксперты убедились, что в осенне-зимний период в Минске, если подойти близко к энергоэффективному дому, можно заметить в подъездах множество открытых жильцами окон. Воздух должен оставаться в пределах отапливаемой оболочки здания, но получается, что тепловая энергия в буквальном смысле «улетает в трубу». Пример является ответом на вопрос, почему эти здания при эксплуатации могут не достигать расчетных параметров энергоэффективности. По мнению С. Терехова, основная причина такой несознательности в том, что пока жилец не платит за отопление, получая дотации государства, достичь хороших результатов в энергосбережении при эксплуатации энергоэффективных домов сложно. Поэтому строительство энергоэффективных домов – это тот инструмент, который заработает в полной мере тогда, когда жилищная политика станет «негуманной по отношению к жильцу». «Ведь если отключается система рекуперации тепла и открываются окна в энергоэффективном доме, то такой дом по объему тепловых потерь становится одинаковым со стандартным неэнергоэффективным домом», – рассуждает С. Терехов.

Наряду с тепловой энергией здание с системой вентиляции с рекуперацией тепла потребляет и электрическую энергию. Дом с рекуперацией тепла потребляет на 40 кВт•ч электрической энергии больше, чем обычный дом. По сути дела это и есть плата жильца за комфортные условия проживания.

Существуют и другие причины несоответствия фактических параметров энергоэффективности здания расчетным. Приточно-вытяжные установки с рекуперацией, системы автоматики, системы мониторинга инженерного оборудования, воздуховоды в системе вентиляции – все это инженерные системы, при эксплуатации которых в энергоэффективном доме были выявлены сопутствующие проблемы. Например, у любой приточно-вытяжной установки есть ряд доминирующих и основополагающих характеристик. В частности, это КПД установки и температурная эффективность. Поэтому очень важно обеспечить соответствие фактического КПД системы рекуперации заявляемому. Если рекуператор заявляется с КПД 80%, а фактически равен 60%, то проигрыш при затратах тепловой энергии будет очевиден – потребление возрастет в 2 раза.

Следующий пример – потребление электрической энергии в системе вентиляции. Если вентилятор имеет мощность 50 Вт вместо 30 Вт, то разница в объеме потребления электроэнергии может составлять около 30 кВт•ч/мес. Кроме того, расход энергии необходим и для обеспечения других функций системы, например предотвращение замерзания конденсата в теплообменнике. Отсюда вывод: установка, которая используется для системы вентиляции с рекуперацией тепла, должна обладать оптимальной конструкцией, которая снижает потребление электрической энергии на технологические нужды.

Все эти примеры свидетельствуют о том, что планы по строительству нового энергоэффективного и тепловой реабилитации старого жилья мало претворить в жизнь. Главное – не допускать ошибок при выборе инженерного оборудования и преодолеть безразличное отношение жильцов к энергосбережению.

ТРИ КИТА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

О том, как реализуются проекты по строительству энергоэффективных домов в Украине, рассказала член Национального союза архитекторов Украины, кандидат архитектуры Татьяна Эрнст. Прежде всего, при строительстве энергоэффективных домов должен учитываться вопрос комфорта проживания в таких домах. «Мы хотим максимального комфорта для жизни, – пояснила Т. Эрнст. – То есть мы не желаем строить энергоэффективные дома ниже уровня земли, где не обеспечивается связь с окружающим миром, как, собственно, и строительство космических кораблей. В нашем понимании строительство пассивных и энергоэффективных домов должно базироваться на трех китах.

Первый – понятие комфорта проживания, удобства для жильцов.

Второй – здоровье, мы ни в коем случае не должны делать нездоровой атмосферу в доме. При этом нужно понимать, что невозможно сделать дом энергоэффективным при помощи точечных мероприятий, например, когда в старом жилом фонде меняются окна на энергосберегающие.

А ведь неправильная эксплуатация последних нередко становится причиной возникновения в жилом помещении грибка и плесени, проблем с вентиляцией. И если раньше дом был неэнергоэффективным и на его эксплуатацию требовались значительные энергозатраты, но при этом он обеспечивал связь с окружающей средой, то тепловая модернизация существенно ухудшила качество проживания в угоду снижения энергозатрат на эксплуатацию здания. Ведь в старом доме до модернизации все стены были хорошо прогреты и таким образом с учетом нормально функционирующей вентиляции обеспечивался нормальный микроклимат внутри помещений. Но даже с учетом утепления ограждающих конструкций, как правило, не удается избежать мостиков холода. Ухудшение параметров естественной вентиляции, когда воздух в необходимом объеме поступал через естественные щели в ограждающих конструкциях, а теперь имеет преграды для поступления, также не лучшим образом сказывается на микроклимате помещении, что, естественно, недопустимо в современном экодоме.

И, наконец, третий кит – это экономия, которая закладывается еще на стадии проектирования, когда необходимо на 75% уменьшить энергопотребление в здании. Более высокий результат достигается с учетом отнесения энергосбережения на долю других источников, когда необходимый процент снижения энергозатрат возможно набрать за счет их применения».

Таким образом, пассивные экодома, которые в настоящее время проектируются и строятся в Украине, сочетают в себе принципы пассивных домов, сформулированных доктором Фаестом. К слову, одним из главных принципов пассивного дома считается архитектурный. Потому что особенность архитектуры пассивного дома уменьшает энергопотребление всего здания. Также в данном контексте учитываются правильное соотнесение внутренних помещений к ограждающим конструкциям, эффективная и в то же время энергосберегающая система вентиляции, которая исключает использование естественных щелей в ограждающих конструкциях, правильная ориентация пассивного дома по сторонам света с учетом возможности пассивного использования солнечной энергии для жизнеобеспечения здания.

В пассивном доме северная стена проектируется максимально утепленной, западная – с учетом минимального использования естественного освещения. Южная должна быть как можно больше осветленной, так как такой подход позволяет максимально использовать энергию солнца. Таким образом, в конструкции дома реализован принцип теплицы, который позволяет при теплоснабжении здания наиболее эффективно использовать энергию солнца.

Также проектом пассивного дома предусмотрена система вентиляции с рекуперацией тепла, а система отопления и охлаждения здания предусматривает эффективное использование излучающей способности теплых и холодных стен. Обязательным для экодома является наличие аккумулирующего массива в здании, который позволяет внутри дома пассивно регулировать использование тепла и холода, а также задействовать энергию, которая имеется в окружающей среде.

Кроме инженерных систем, пристальное внимание уделяется внутренней отделке здания. Многие проектировщики наверняка знакомы с таким выражением, как «дыхание стен». Однако из-за неточного перевода немецкого источника многие путают это понятие с «вентиляцией через стены». К счастью, большинство специалистов понимают, что «вентиляция через стены» – это неверное толкование. Также некоторые неправильно воспринимают это понятие как стену, через которую можно вытеснить лишнюю влагу на улицу. В принципе, по словам Татьяны Эрнст, в наших климатических условиях это невозможно, т.к. влага в стене встретится с воздействием отрицательной температуры наружного воздуха, при этом может достигать точки росы, а затем превращаться попросту в лед.

Поэтому правильное понятие, связанное с дыханием стены, – это грамотная отделка внутри помещения. Она, например, должна состоять из 2-, 3-, 4-сантиметрового слоя штукатурки.

Нужно сказать, что влажные обои и другие подобные материалы подпадают под определение «открытый слой», который в случае надобности будет отдавать влагу внутрь помещения. Например, известно, что зимой в помещениях зачастую недостает влажности. Поэтому, когда происходит точечное выпадение влаги в доме, когда, например, человек принимает душ, то открытые материалы впитывают излишки этой влаги и отдают обратно в помещение, когда уровень влажности в нем падает. Таким образом, в пиковые моменты происходит регулирование влажности в помещении и вся необходимая влага остается в доме, что очень важно для обеспечения оптимального микроклимата.

Что касается устройства пола, то, как правило, в пассивных экодомах в Украине используется монолитная железобетонная плита, плавающая стяжка на определенной подоснове без шумоизоляции. По плавающей стяжке укладывается либо паркет, например в гостиной, либо натуральный линолеум, который применяется в большинстве случаев. Как известно, натуральный линолеум производится из дерева. Это тонкий материал, который позволяет использовать весь массив стяжки как аккумулирующий. Но нужно признать, что с аккумулирующим массивом в первую очередь работает даже не пол, а стены. Это очень важно, поскольку с южной стороны дома проектом предусмотрено сверху донизу сплошное остекление, а низкие лучи зимнего солнца, как правило, попадают на стены. При этом зимние солнечные лучи падают на стены перпендикулярно и даже способны освещать наполовину противоположную стену, которая находится на расстоянии 8 м от сплошного остекления южного фасада. Это означает, что вся эта стена принимает тепловую энергию.

У проектировщиков нередко возникают вопросы, которые касаются применения тепловых насосов в системе теплоснабжения здания. По словам Т. Эрнст, имеет смысл в большей мере применять скважинные тепловые насосы. Также среди других важных инженерных систем используется грунтовый теплообменник. Он укладывается горизонтально в районе отмостки и проходит вокруг дома в грунте на глубине 2–3 м.

Также интересным видится вопрос, сколько же тепловой энергии потребляет современный украинский пассивный экодом. Известно, что норма потребления тепловой энергии, согласно немецким источникам, для пассивных домов не должна превышать 15–16 кВт•ч/м2/год. Украинский пассивный дом в зимний период 2012–2013 гг. по предварительным подсчетам потреблял в среднем не меньше 20 кВт•ч/м2/год. Это связано с тем, что нынешняя зима была достаточно морозной и к тому же малосолнечной, что не позволяло в системе теплоснабжения дополнительно использовать энергию солнца.

Что касается требований к остеклению пассивных домов, то проектировщики исходят из того, чтобы применялись сертифицированные изделия, обеспечивающие такой уровень теплопотерь через светопрозрачные конструкции, который был бы меньше, чем уровень тепловых потоков, поступающих сквозь светопрозрачные конструкции извне. В целом требования к светопрозрачным конструкциям украинского пассивного дома устанавливают коэффициент теплопроводности U = 0,8 Вт/м•К.

КАК ЛУЧШЕ БЕРЕЧЬ ЭНЕРГИЮ?

В феврале в Гродно под председательством премьер-министра Беларуси Михаила Мясниковича прошел семинар, на котором рассматривались 2 важных вопроса:

-расширение применения индустриальных методов возведения индивидуального жилого фонда и многоэтажного строительства;

-энергосбережение в жилом фонде: методы и прогнозы по внедрению комплексной Программы по развитию энергоэффективного строительства, энергоэффективной реконструкции и модернизации жилых домов на 2013–2015 гг. и на перспективу до 2020 г.

Премьер-министр поручил такую программу немедленно внести на рассмотрение и принятие в правительство. Перед утверждением в начале марта она находилась на рассмотрении заинтересованных министерств и ведомств. Этот документ предусматривает проведение не только технических мероприятий.

Коммунальным службам не только предстоит совершенствовать механизмы поквартирного учета потребляемых энергоресурсов, но также ввести дифференцированную оплату за потребляемое тепло, в чем напрямую должно быть заинтересовано население.

Из журнала «Мастерская. Современное строительство» №2, 2013. 

Комментарии
Комментариев к материалу пока нет
Оставить комментарий