Развитие энергетической сертификации жилых зданий в Москве

В. И. Ливчак, начальник отдела «Энергоэффективность зданий и сооружений, систем инженерного оборудования» Мосгосэкспертизы

Некоммерческое Партнерство «Инженеры по вентиляции, кондиционированию воздуха, отоплению, теплоснабжению  и строительной теплофизике» (НП «АВОК»), предвидя необходимость такой сертификации и ориентируясь на обязательность в соответствии с Директивой Европейского парламента и Совета ЕС для всех стран, входящих в Европейский Союз, составления энергетического паспорта эксплуатируемого здания, разработало специальное «Руководство по расчету теплопотребления эксплуатируемых зданий» (Руководство АВОК–8–2005). В нем приводится методика расчета энергетического паспорта, ожидаемого теплопотребления на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение здания с учетом фактических или задаваемых теплотехнических характеристик наружных ограждений, фактического количества проживаемых людей, нормативных требований по воздухообмену, расчетных теплопоступлений с солнечной радиацией и от внутренних тепловыделений и от состояния системы автоматического регулирования отопления.

Методика, изложенная в Руководстве, позволяет оценить вклад каждого ограждения в величину теплопотерь здания и объем снижения теплопотребления от реализации того или иного энергосберегающего мероприятия, установив тем самым приоритеты выполнения каждого. Помимо определения требуемого удельного теплопотребления обследуемого здания и сравнения его с нормируемым, по которому устанавливается класс энергоэффективности здания и очередность его модернизации, по этому Руководству можно рассчитать лимит необходимой тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

Только расчет по указанной методике может правильно определить требуемое количество тепла на отопление и вентиляцию данного здания. Теплосчетчик фиксирует величину теплопотребления, но из этого не следует, что это то количество, которое необходимо зданию, даже если температура внутреннего воздуха близка к комфортной. При завышенном расходе тепла на отопление внутренняя температура воздуха в квартирах уже не является индикатором соответствия фактического теплопотребления требуемому, т. к. при перегреве помещений жильцы открывают форточки, сбрасывая излишки тепла на улицу. Это подтверждается результатами натурных измерений.

Составлению энергетического паспорта должен предшествовать энергоаудит здания, заключающийся в том, что выполняется обмер наружных поверхностей отапливаемой части здания, выделяя площади оконных проемов, ориентированных на разные стороны света, устанавливается состав каждого наружного ограждения (толщина каждого слоя при многослойной конструкции, коэффициент теплопроводности материала) и рассчитывается его приведенное сопротивление теплопередаче с учетом коэффициента теплотехнической однородности. В зависимости от конструкции окон и заселенности квартир назначается величина инфильтрации наружного воздуха; устанавливаются тип системы отопления и схема ее подключения к тепловым сетям, примененные средства авторегулирования.

Этого достаточно для выполнения расчетов, связанных с заполнением энергетического паспорта. Для составления перечня мероприятий по снижению энергопотребления необходимо провести обследование как мест возможных утечек тепла – разбитые окна лестничных клеток и техподполья, отсутствие доводчиков для закрытия входных наружных дверей, дверей наружных переходов через лоджии и выхода на кровлю, – так и режима работы системы отопления и горячего водоснабжения. При этом важно вовремя исправить недостатки в работе систем, т. к. энергосбережение связано с изъятием излишков тепла, при котором могут возникнуть локальные отклонения в обеспечении требуемых параметров, перекрываемые ранее завышенным расходом тепла в целом на здание.

Результатом сертификации зданий, помимо энергетической паспортизации, должна быть реализация энергосберегающих мероприятий. Конечно, это утепление наружных стен, покрытий, цокольных перекрытий, замена окон на теплошумозащитные и с повышенной герметичностью. Повышение теплозащиты существующих зданий до нормируемых в настоящее время значений позволит сократить расчетный расход тепла на отопление более чем в 1,6 раза, а за отопительный период – в 2 раза. Но реализация этого высокоэффективного решения требует больших денежных затрат.

Еще более эффективное энергосберегающее решение в расчете на единицу вложенных затрат – осуществление авторегулирования системы отопления. Для существующих секционных зданий это, в первую очередь, реализация пофасадного авторегулирования, позволяющего малыми усилиями без выполнения сварочных работ в квартирах, необходимых при установке термостатов перед отопительными приборами, добиться такого же энергосберегающего эффекта. В зданиях башенного типа – осуществление центрального, на вводе в здание автоматического регулирования отопления с коррекцией графика подачи тепла по температуре внутреннего воздуха в квартирах.

Для реализации этих решений по авторегулированию отопления следует отказаться от центральных тепловых пунктов (ЦТП), через которые снабжаются теплом группа зданий (схема теплоснабжения широко распространенная в России), и переходить на индивидуальные тепловые пункты (ИТП) в каждом здании. Помимо повышения эффективности авторегулирования отопления, это решение за счет переноса узлов приготовления горячей воды ближе к местам ее потребления повысит качество и надежность горячего водоснабжения.

Замену ЦТП на ИТП в существующем фонде надо выполнять по мере износа оборудования и разводящих сетей. Расчеты показывают, что в этом случае, несмотря на увеличение единиц оборудования (теплообменники, насосы, регулирующие клапаны, задвижки, приборы авторегулирования, необходимые для установки в каждом здании), за счет исключения затрат в прокладку внутриквартальных трубопроводов горячего водоснабжения, снижения поэтому теплопотерь и расхода электроэнергии на перекачку теплоносителя, за счет получения дополнительной экономии тепла при внедрении оптимальных систем авторегулирования отопления и возможности использования здания ЦТП для иных целей, приведенные затраты в модернизацию систем теплоснабжения с ИТП оказываются ниже, чем в капитальный ремонт ЦТП с перекладкой внутриквартальных сетей от него до зданий и выполнения наладочных работ по распределению теплоносителя по субабонентам.

Преимущественное использование ИТП и систем местного автоматического регулирования отопления также отражено в цитируемом уже Постановлении Правительства Москвы, как одно из мероприятий по энергосбережению.

При капитальном ремонте зданий, как и в новом строительстве, одним из эффективных энергосберегающих решений является установка термостатов на подводках к отопительным приборам, обеспечивая индивидуальное авторегулирование теплопоступления в помещение по желанию жителей. Для повышения эффективности такого решения оно должно сопровождаться индивидуальным измерением количества тепла, прошедшего через прибор, т. к. в противном случае ничто не мешает жильцу открыть форточку, увеличив сверх нормативного значения величину воздухообмена, нагрев которого будет компенсироваться увеличением теплопоступления благодаря открытию термостата. Если такое действие жильца найдет отражение в увеличении оплаты за отопление, то в следующий раз он подумает, перед тем как открывать форточку без необходимости.

Как известно, поверхность нагрева отопительных приборов подбирается с учетом компенсации теплопотерь наружными ограждениями помещения и на нагрев нормативного воздухообмена. Но они не рассчитываются на возможные теплопотери через внутренние ограждения, когда соседи, покидая квартиру, могут выставить термостаты на поддержание температуры 5–10 °С. Во избежание этого термостаты должны иметь ограничители снижения задаваемой температуры не ниже 15–16 °С.

Нормативный воздухообмен в квартирах при старых двухстекольных деревянных окнах с раздельными или спаренными переплетами обеспечивается в морозный период за счет большого количества щелей. Новые теплозащитные окна со стеклопакетами и использованием европейской технологии обладают повышенной герметичностью и для обеспечения притока свежего наружного воздуха должны быть снабжены специальными притворами с фиксаторами, обеспечивающими пропуск некоторого количества воздуха с улицы (но объем его будет зависеть от направления и скорости ветра, и при этом происходит проникание уличного шума), либо специальными шумозащитными и саморегулируемыми клапанами пропуска наружного воздуха, которые широко предлагаются сейчас на рынке.

Наиболее экономичное решение – это применение гигрорегулируемого приточного клапана, изготавливаемого французской фирмой «Аэреко». Этот клапан открывается при достижении в помещении определенной влажности (причем переменной в зависимости от наружной температуры, что отвечает требованиям комфорта). Зачем вентилировать помещение, если в нем уровень влажности, а соответственно, содержание углекислого газа находится в норме, например, при отсутствии людей в нем? В этом случае клапан прикрыт, пропуская только минимальное количество воздуха, и экономится тепловая энергия на его нагрев. При повышении уровня влажности приточный клапан откроется.

Такие гигрорегулируемые приточные клапаны целесообразно ставить в паре с термостатами. При уменьшении поступления наружного воздуха ниже нормативного значения, на нагрев которого подобраны отопительные приборы, будет происходить перегрев помещения, и, соответственно, термостат прикроется, сократив подачу теплоносителя в отопительный прибор и выполнив энергосбережение, что отразиться на показаниях измерительного устройства, установленном, как было указано ранее, на отопительном приборе. Однако, поскольку погрешность измерения этого устройства превышает допустимую для коммерческого прибора, оно используется как распределитель расхода тепла, измеренного теплосчетчиком на всю систему отопления здания. Существует сервисная служба, которая отслеживает показания измерительных устройств, устанавливаемых на отопительных приборах отдельных квартир, фиксирует показания домового теплосчетчика и пропорционально показаниям теплораспределителей пересчитывает потребленное системой отопления здания количество тепловой энергии на каждую квартиру.

Следует иметь ввиду, что обычное широко распространенное элеваторное присоединение системы отопления к тепловым сетям снижает энергосберегающий эффект от применения термостатов на отопительных приборах. Элеватор устроен таким образом, что при неизменном диаметре сопла и одном и том же располагаемом напоре он пропускает постоянный расход теплоносителя через сопло, независимо от изменения расхода воды, циркулирующей в системе отопления. В результате, в двухтрубных системах отопления, в которых термостаты закрываясь приводят к сокращению расхода теплоносителя, циркулирующего в системе, при элеваторном присоединении будет расти температура воды в подающем трубопроводе выше требуемого графика, а затем из-за постоянного коэффициента смешения и в обратном трубопроводе, что приведет к увеличению теплоотдачи нерегулируемой части системы (стояков) и к недоиспользованию потенциала теплоносителя.

В однотрубной системе отопления с постоянно действующими замыкающими участками при закрывании термостатов горячая вода без остывания сбрасывается в стояк. Это также приводит к росту температуры воды в обратном трубопроводе и подъему температуры воды в подающем трубопроводе, т. е. к тем же последствиям, как и в двухтрубной системе отопления. Поэтому в таких системах обязательно осуществление автоматического регулирования температуры воды в подающем трубопроводе по графику в зависимости от изменения температуры наружного воздуха. Такое регулирование возможно за счет изменения схемного решения подключения системы отопления к тепловой сети: заменой обычного элеватора на регулируемый либо применением насосного смешения с регулирующим клапаном, либо присоединением через теплообменник с насосной циркуляцией и регулирующим клапаном на сетевой воде перед теплообменником.

Обязательность осуществления автоматического регулирования отопления на вводе в здание, как в системах с пофасадным авторегулированием, так и в системах с термостатами, недолговечность трубопроводов внутриквартальных сетей горячего водоснабжения, требования в современных рыночных условиях установки приборов учета тепла и воды в каждом здании – эти факторы еще раз подтверждают целесообразность перехода на теплоснабжение через ИТП.