Реалистичный подход к энергосбережению в существующем жилом фонде города

В. И. Ливчак, канд. техн. наук, начальник отдела энергоэффективности строительства Мосгосэкспертизы, вице-президент НП «АВОК»

В существующем жилом фонде имеются огромные резервы экономии тепла, расходуемого на теплоснабжение зданий, за счет утепления наружных ограждений и внедрения эффективных решений по автоматическому регулированию систем отопления и горячего водоснабжения. Но реализуются эти мероприятия очень медленно. Например, в Москве по правительственной программе энергосбережения на 3 года ставится задача провести с целью повышения теплозащиты наружных ограждений реконструкцию существующих жилых зданий общей площадью 108 тыс. м², в то время как весь жилой фонд города на 2000 год составляет 188 млн м², т. е. предполагается реконструировать менее 0,001 части жилого фонда города.

Такие низкие темпы связаны с тем, что при реконструкции зданий используется тот же подход, что и в новом строительстве. Однако в отличие от нового строительства, где дополнительные мероприятия, способствующие энергосбережению, входят в сметную стоимость дома и их оплачивают покупатели нового жилья, в существующих зданиях, как правило, эти мероприятия оплачиваются из городского бюджета, т. к. затраты на их реализацию составляют значительную величину и жильцы не в состоянии принять их на себя. В то же время государство не настолько богато, чтобы дарить населению современные евроокна и бесплатно выполнять остекление балконов и лоджий.

Так, в одном из первых опытов такой реконструкции, реализованном в 9-этажном 4-секционном жилом доме на ул. Хабаровской, с целью доведения сопротивления теплопередаче наружных стен до нормативного уровня было выполнено утепление стен 10-сантиметровым слоем минеральной ваты из базальтового волокна, для крепления которой были вынуждены применить анкера, металлический каркас и навесные декоративные панели типа «Мармарок».

Стоимость утепления стен по исполнительным сметам составила 1 900 руб./м² поверхности стены (без площади окон), или 1 250 руб./м² общей площади квартир. Это мероприятие приводит к сокращению расхода тепла на 55 кВт•ч/м² за отопительный период, или к сокращению стоимости оплаты за тепло на 13 руб./м² общей площади в год (при стоимости 0,24 руб. за кВт•ч). Таким образом, окупаемость даже без учета амортизационных отчислений и процентов на кредит составит около 100 лет.

Стоимость замены окон на однокамерный стеклопакет с заполнением межстекольного пространства аргоном и низкоэмиссионным покрытием внутреннего стекла составила 1 000 руб./м² общей площади. Остекление балконов, не дающее существенного энергетического эффекта и выполненное из архитектурных соображений, а также удовлетворяя требования жильцов, у которых такое остекление было проведено, добавляет еще 630 руб./м². Более того, к перечисленным объемам энергосберегающих мероприятий прибавили ремонт кровли здания с дополнительным ее утеплением, замену отопительных приборов, трубных разводок систем отопления и водоснабжения. Затраты на «энергосбережение» превысили все приемлемые пределы.

Перемонтаж системы отопления с установкой термостатов на отопительных приборах стоил 650 руб./м² общей площади квартир. В то же время, если ограничиться только организацией профасадного авторегулирования отопления, не удовлетворяющего, конечно, индивидуальные запросы жильцов по поддержанию желаемой температуры воздуха в помещениях, как это имеет место в системе с термостатами, но обеспечивающего такую же экономию тепла с соблюдением комфортных температурных условий, – затраты были бы только 90 руб./м².

Поскольку вопросы совершенствования эффективности авторегулирования отопления при реконструкции жилых микрорайонов и зданий были рассмотрены в журнале «Энергосбережение» ранее [1], остановимся на решении задачи по снижению затрат на утепление существующих жилых зданий.

Первое, на что следует обратить внимание, – это то, что определяющим должно быть не стремление удовлетворения норматива по величине сопротивления теплопередаче, а соотношение цены – качества и результата. Если вдвое снизить толщину утеплителя (до 5 см), что все равно обеспечит повышение сопротивления теплопередаче стены почти в 2 раза, то возможно выполнять крепление не на дорогом металлическом каркасе, а на деревянных или пластмассовых рейках толщиной 5 см. По ним прибивается сетка, производится штукатурка фасада либо навешиваются декоративные панели, если утепление выполняется в зимних условиях или таково желание архитектора. Стоимость первого варианта утепления стен уже может достигать 250 руб./м² общей площади.

Второе – это окна. Предлагается не заменять существующие окна, а добавлять к ним одностекольную раму с форточкой, открывающейся наружу. Эта рама, нераскрывающаяся, расположена в плоскости наружной поверхности стены и крепится на тех же деревянных рейках. Наружная поверхность стекла централизованно моется с люльки 1–2 раза в год, как это делается в административных зданиях, а внутренняя поверхность – по мере необходимости жильцами (существующие окна открываются во внутрь). Поскольку дополнительная оконная рама не открывается, она повышает сопротивление воздухопроницаемости оконного проема до уровня витража, что сокращает излишнюю инфильтрацию наружного воздуха через существующие окна.

Балконы не стеклятся. Там, где они застеклены жильцами с нарушением архитектурного облика, жителям предписывается снять остекление. Если остекление выполнено удовлетворительно, утепление заканчивается на границе остекления. В случае если остекления нет, утепление доводится до дверного проема и устанавливается дополнительная балконная дверь в плоскости наружной поверхности утепления, открывающаяся наружу. Лоджии, как правило, не выступают за поверхность наружных стен, и их проще застеклить централизованно, предварительно утеплив внутренние стены лоджии.

Монтаж утепления стен и установки дополнительной рамы может производиться с подвесной двухзахватной люльки. Бригада при этом должна быть сосредоточена только на этой работе, не отвлекаясь ни на ремонт и утепление кровли, ни на другие работы. Дополнительное утепление верхнего и цокольного перекрытий нецелесообразно, т. к. теплопотери через них в многоэтажных зданиях составляют незначительный процент в тепловом балансе. Однако, если это утепление будет выполнено, оно нарушит соотношение теплопотерь по отдельным помещениям, а это, в свою очередь, вынудит проводить замену отопительных приборов.

Утепление только наружных стен и окон приведет к относительно равномерному снижению теплопотерь каждого помещения здания. В этих условиях площадь поверхности существующих отопительных приборов окажется завышенной, что при сохранении расчетной циркуляции теплоносителя и его температурных параметров приведет к перегреву отапливаемых помещений. Для снятия этого перегрева необходимо снизить расчетную температуру теплоносителя, подаваемого в систему отопления, в соответствии с методикой, изложенной в [2].

Поскольку в вертикальных однотрубных системах отопления, которые применяются в наших типовых домах, снижение начальной температуры теплоносителя вызывает равномерное сокращение теплоотдачи каждого отопительного прибора, будет достигнуто равновесие между теплопотерями каждого помещения и теплоотдачей установленного в этом помещении отопительного прибора, и тогда замену отопительных приборов на меньшую теплопроизводительность проводить не требуется.

Приводится таблица результатов расчета Энергетического паспорта на примере жилого дома по ул. Хабаровской в вариантах до реконструкции, по проекту реконструкции, выполненной институтом «МосжилНИИпроект» (100 мм теплоизоляция стен, замена окон, утепление чердачного и цокольного перекрытий, замена и оснащение термостатами отопительных приборов, авторегулирование отопления на вводе в здание), при реализации предлагаемых в статье решений: 50 мм теплоизоляция стен, установка третьего стекла и пофасадное авторегулирование системы отопления без замены отопительных приборов и, дополнительное по сравнению с предыдущим решением, утепление чердачного и цокольного перекрытий.

Таблица (открыть таблицу)

Выбранный дом имеет следующие характеристики: общая площадь квартир, включая полезную площадь нежилых помещений 1 этажа – 7 231 м², площадь жилых комнат квартир – 4 532 м², строительный объем отапливаемой части здания – 30 200 м³, общая площадь наружных ограждений – 7 468 м², соотношение площади окон и балконных дверей к площади фасада здания – 0,21. Стены существующего здания выполнены из керамзитобетонных панелей толщиной 400 мм (Rw = 0,83 м²•°C/Вт), окна – двойное остекление в деревянных спаренных переплетах (RF = 0,34 м²•°C/Вт). Цокольное перекрытие без утепления (Rf = 0,41 м²•°C/Вт) при расчетной температуре воздуха в техподполье 15°C, после утепления эта температура принята 10°C.

Инфильтрация наружного воздуха принята в квартирах и в рабочее время в нежилых помещениях из расчета 3 м³/ч на 1 м² жилой (полезной) площади, для здания до реконструкции – с увеличением на 30% из-за большой воздухопроницаемости окон (Ra = 0,2 м²•ч/кг). После реконструкции Ra = 0,6 м²•ч/кг – из-за появления отдельного 3-го стекла и с учетом коэффициента встречного теплового потока k = 0,8 при определении расхода тепла на инфильтрацию. Внутренние тепловыделения в квартирах и в нежилых помещениях во всех вариантах расчета приняты одинаковыми: соответственно 17 и 6,1 Вт/м². Теплопоступления с солнечной радиации – также одинаковыми в соответствии с МГСН 2.01-99, только коэффициент, учитывающий затенение окна непрозрачными элементами в 2-стекольных окнах, принять 0,8, а в 3-стекольных – 0,7.

Эффективность авторегулирования отопления в соответствии с Пособием к МГСН 2.01-99 [3] принята для дома до реконструкции h = 0,5 (авторегулирование только в ЦТП), в остальных вариантах h = 0,9 – в однотрубной системе отопления с термостатами и с центральным регулированием на вводе (вариант «МосжилНИИпроекта») или в системе отопления без термостатов и с пофасадным авторегулированием на вводе (вариант, предлагаемый в данной статье).

Расчеты показывают, что расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление жилого здания, сооруженного по типовому проекту в 70-х годах прошлого столетия, составляет 292 кВт•ч/м² при нормируемом сейчас значении для нового строительства 110 кВт•ч/м².

Реконструкция по проекту МосжилНИИпроекта позволяет достигнуть 100 кВт•ч/м², но окупаемость мероприятий при нынешней стоимости тепловой энергии приближается к длительности века.

В то же время благодаря реализации предложений, изложенных в данной статье, стоимостью 430 руб./м² общей площади можно в 2,2 раза сократить потребление тепла на отопление зданием (до 132 кВт•ч/м² с окупаемостью в 12 лет). Это позволяет за те же средства, что были израсходованы на одном доме по ул. Хабаровской, выполнить утепление 8 аналогичных зданий, получив в 7 раз большую экономию тепла на отопление.

Как видно из таблицы, дополнительное утепление чердачного и цокольного перекрытий увеличивает экономию тепла всего на 12% (на 16 кВт•ч/м² по сравнению со 160 кВт•ч/м² от реализации предложений, изложенных в этой статье), но потребует примерно таких же средств на их осуществление, что неэффективно.

В заключение хотелось бы остановиться на терминологии. Как назвать одним словом выполнение работ по утеплению зданий и осуществлению авторегулирования подачи тепла на отопление? Реконструкция больше предполагает преобразование, «перестройку здания для улучшения его функционирования или для использования по новому назначению» (Политехнический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1976.) В нашем случае сути дела больше отвечает слово «модернизация», в том же словаре сказано: «…модернизация – один из путей (способов) улучшения функциональных свойств, внешнего вида изделий, повышения их эксплуатационной надежности, состоящей в изменении отдельных деталей, узлов, конструкции, внешнего вида без принципиального преобразования».

Такое название позволит не вступать в противоречие с нормативами, продекларированными в СНиП 11-3-79* «Строительная теплотехника», т. к. последний распространяется только на проектирование новых и реконструируемых зданий и сооружений.

Литература

1. Ливчак В. И. Энергосбережение при строительстве и реконструкции жилых зданий в России // Энергосбережение. 2001. № 5. С. 26–28.
2. Ливчак В. И. Энергоаудит и энергетическая паспортизация жилых зданий – путь стимулирования энергосбережения // АВОК. 2002. № 2. С. 8–15.
3. Пособие к МГСН 2.01-99. Энергосбережение в зданиях. Вып. 1. М., 2000.