Повышение энергоэффективности инженерного оборудования зданий.
Стимулы и барьеры

Г. П. Васильев, доктор техн. наук, руководитель Центра энергосбережения и эффективного использования нетрадиционных источников энергии в строительном комплексе ГУП «НИИМосстрой», руководитель ГИК «ИНСОЛАР»

А. Л. Наумов, канд. техн. наук, вице-президент НП «АВОК», ген. директор ООО «НПО ТЕРМЭК»

Н. Д. Евстратова, заместитель руководителя Центра энергосбережения и эффективности использования нетрадиционных источников энергии в строительном  комплексе ГУП «НИИМосстрой»

Анализ¹ фактических показателей энергопотребления инженерных систем зданий показывает, что сегодня в жилых зданиях на привод инженерного оборудования тратится около 5–7% электроэнергии, а в общественных – 10–15%.

Но уже сегодня в новых домах при переходе на современные нормативы энергопотребления зданий и значительном сокращении потребления тепловой энергии, удельный вес электропотребления на нужды инженерного оборудования будет возрастать. Этому будет способствовать применение приточно-вытяжных систем вентиляции с рекуперацией и утилизацией теплоты вентвыбросов, без которых невозможно достижение показателей энергоэффективности, вводимых с 1 января 2016 года в соответствии с законом «Об энергосбережении…».

Кроме того, в связи с глобальными климатическими изменениями, по-видимому, будут возрастать затраты электроэнергии на кондиционирование зданий. Прогноз изменений удельного веса затрат энергии на электроснабжение общедомовых помещений и оборудования в суммарном энергопотреблении дома приведен на рисунке.

Данные, представленные на рисунке, достаточно наглядно иллюстрируют необходимость повышения энергетической эффективности инженерного оборудования зданий в целом и в частности циркуляционных и повысительных насосов, промышленных кондиционеров, вентиляторов и вентустановок, а также компрессоров и холодильных установок для центральных систем кондиционирования.

Одним из эффективных путей решения этой проблемы является маркировка энергетической эффективности как зданий в целом, так и их инженерного оборудования.

Рисунок (подробнее) Прогноз изменений удельного веса затрат энергии на электроснабжение общедомовых помещений и оборудования в суммарном энергопотреблении жилых зданий

Маркировка энергетической эффективности

Сегодня системами маркировки энергоэффективности пользуется более 50 стран, причем все они схожи либо с американской, либо с европейской системами.

В США используется система оценки энергоемкости изделий, получившая название Energy Guide. Из всего диапазона энергоемкости однотипных изделий выбирается 25%-ный диапазон наименьшего энергопотребления, добившиеся которого получают престижный знак Energy Star.

В Европе система маркировки энергоэффективности была разработана специалистами Германии, но вскоре распространилась во всем ЕС. Отличие европейской модели от американской состоит в оценке энергоемкости изделий по 7 классам («A»–«G»). Класс «А» – самый энергоэффективный, «G» – самый энергорасточительный.

Маркировка энергоэффективности, зародившись как система добровольной сертификации, к настоящему времени превратилась в действенный экономический и административный регулятор энергетической политики стран.

Новый импульс для развития маркировки энергоэффективности получила в 2005 году с введением критерия «Стоимость жизненного цикла» (Life Circle Cost). Показатель LCC, характеризующий стоимость изделий и издержки на энергию за период эксплуатации, оказался очень эффективной экономической моделью, стимулирующей как покупательский спрос энергоэффективной техники, так и инвестиции в ее разработку.

В Российской Федерации, как уже упоминалось, толчок к повышению энергетической эффективности инженерного оборудования зданий был дан законом № 261-ФЗ, но, к сожалению, анализ законодательной и нормотворческой работы при развитии данного закона свидетельствует о ряде системных недостатков и недооценке возникающих барьеров.

Показатели энергоэффективности

Одной из ключевых проблем, от решения которой будет зависеть успех государственной политики в области энергосбережения, является организация «натурного» контроля фактических показателей энергетической эффективности зданий, достигнутых при новом строительстве, реконструкции или капремонте. Если мы не сможем решить эту проблему, то огромные средства, которые государство и частные инвесторы начинают вкладывать в энергосбережение, окажутся просто выброшенными на ветер!

Сегодня показатели энергетической эффективности зданий контролируются только государственной экспертизой на стадии утверждения проекта здания. При сдаче-приемке зданий в эксплуатацию такой контроль отсутствует.

Тепловизионный контроль, осуществляемый на некоторых объектах, не в счет, поскольку он может дать лишь качественную информацию о наличии дефектов в теплозащитной оболочке и практически бесполезен в определении количественных параметров энергетической эффективности зданий.

В итоге достоверная информация о фактическом энергопотреблении вводимых в эксплуатацию зданий полностью отсутствует. Построенные, они очень часто отличаются от проекта, технологии устройства теплозащитной оболочки в реальных условиях строительной площадки нарушаются и, в конечном счете, мы получаем здания с повышенным энергопотреблением.

Натурные обследования жилых домов в Москве, которые были построены после 2000 года (по второму этапу повышения теплозащиты) и в которых удельные затраты тепловой энергии на отопление и вентиляцию не должны были бы превышать 95 кВт·ч на 1 м² за отопительный сезон, в реальности потребляют 160 кВт·ч/м² и более.

Очевидно, что без организации эффективного контроля за реально достигнутыми показателями энергетической эффективности зданий мы не получим желаемых результатов и повышение энергетической эффективности отечественного строительства, скорее всего, произойдет лишь на бумаге.

Определенный оптимизм и надежды на решение этой проблемы дает принятое 25 января 2011 года постановление Правительства России № 18, утвердившее «Правила установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов». П. 13 этих правил гласит: «в гарантийных обязательствах по вводимому в эксплуатацию зданию во всех случаях предусматривается обязанность застройщика по обязательному подтверждению нормируемых энергетических показателей как при вводе дома в эксплуатацию, так и по последующему подтверждению (в т.ч. с использованием инструментальных или расчетных методов) не реже чем 1 раз в 5 лет».

Это очень важная норма, и совершенно справедливо введение инструментального подтверждения нормируемых энергетических показателей именно при сдаче-приемке дома в эксплуатацию. На этой стадии у застройщика есть финансовые ресурсы для осуществления такого подтверждения, а теперь появилась и обязанность.

Но каков механизм этого «подтверждения» показателей каждые 5 лет и на чьи деньги? Это пока вопрос. Вряд ли ТСЖ согласятся на проведение каждые 5 лет энергоаудита. Но в любом случае – это движение в правильном направлении.

Инструментальное подтверждение нормативных показателей

Теперь стоит поговорить о самих нормативных показателях: что, собственно, а главное, как должен подтверждать застройщик?

Сегодня, согласно федеральным и московским требованиям к энергопотреблению зданий, установленным соответственно постановлениями Правительства РФ № 18 и Правительства Москвы² № 900-ПП, нормируется годовое суммарное удельное потребление зданием энергии на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и электроснабжение общедомовых помещений и оборудования.

Например, для многоэтажных жилых домов в Москве нормируемое суммарное энергопотребление составляет 160 кВт·ч/м² в год. При этом вспомним, что примерно столько же энергии только на отопление и вентиляцию потребляют дома, запроектированные по нормативам, действовавшим до 2011 года, а среднее суммарное удельное энергопотребление существующего жилого фонда Москвы – около 340 кВт·ч/м² в год.

Вернемся к проблеме инструментального подтверждения нормируемых энергетических показателей дома. Что и как измерять?

Совершенно очевидно, что камнем преткновения будут являться методики измерений, которые сейчас отсутствуют. В принципе созданы СРО, специализирующиеся в области энергетических обследований, и они по заказу застройщика могли бы выполнить роль «независимых» организаций, обеспечивающих проведение инструментального подтверждения этих показателей, но им нужно дать методику! Причем, на наш взгляд очевидно, что методика должна быть не одна, а как минимум две:

1. Для инструментального подтверждения нормируемых показателей энергетической эффективности зданий при сдаче-приемке их в эксплуатацию;
2. Для инструментального подтверждения нормируемых показателей энергетической эффективности зданий в процессе эксплуатации.

Методики измерений

Главной особенностью первой методики должна являться ее полная независимость от влияния на энергопотребление здания субъективных поведенческих факторов.

Фактически по показаниям общедомовых приборов учета должны измеряться показатели энергетической эффективности инженерных систем здания, при этом в помещениях здания должны обеспечиваться нормируемые требования к параметрам микроклимата – воздухообмен, температура внутреннего воздуха, температура горячей воды и пр. После чего в показателях, полученных непосредственным измерением, должны быть расчетным путем учтены потери энергии, связанные с сушкой ограждающих конструкций (при новом строительстве), а также бытовые тепловыделения.

Измерения проводятся в незаселенном доме и в отопительный сезон. В случае сдачи дома в эксплуатацию летом, измерения откладываются до начала отопительного сезона либо под банковскую гарантию застройщиком их (измерений) проведения, либо откладывается подписание акта о вводе дома в эксплуатацию.

Со второй методикой все значительно сложнее. Дело в том, что в энергопотребление заселенного дома существенный вклад вносит субъективный поведенческий фактор, который с большим трудом поддается учету. Прежде всего, это и постоянно меняющаяся заселенность дома, уклад жизни, социальный статус, привычки жильцов и пр., даже их средний возраст. Конечно, никто из жильцов не озабочен поддержанием нормативных параметров микроклимата, поэтому температурный и воздушный режим квартир постоянно меняется, что, в свою очередь, сказывается на энергопотреблении дома. К тому же у всех людей разное ощущение комфортности микроклимата: кому-то комфортно при температуре воздуха 18 °C, а кому-то при 25 °C и выше.

Таким образом, оценивать энергоэффективность дома во время его эксплуатации только по общедомовым приборам учета не получится. Дом может быть энергоэффективным, а жильцы – энергорасточительны. Наверное, результаты инструментального измерения энергопотребления дома по общедомовым приборам учета расчетным путем должны быть скорректированы и учтено влияние на энергопотребление субъективных факторов, в том числе меняющаяся плотность заселения дома.

В качестве примера можно привести ситуацию с удельным потреблением энергии на приготовление горячей воды в Москве и в Европе, например в Голландии. Если предположить, что один человек и у нас, и в Европе будет тратить на приготовление горячей воды 1,2 МВт·ч в год, то при средней плотности заселения российских домов в 20 м²/чел. и в Голландии – 40 м²/чел., мы только за счет этого фактора получим двукратную разницу в удельном энергопотреблении на нужды ГВС: соответственно у нас 60 кВт·ч/м² в год, а в Голландии – 30 кВт·ч/м² в год.

Таким образом, для получения корректных выводов об энергетической эффективности здания мы должны результаты инструментальных измерений привести к сопоставимым условиям. То же самое мы должны сделать и с затратами энергии на отопление и вентиляцию – они должны быть приведены к «типовому климатическому» году.

Отметим, что и результаты измерений по первой методике также должны быть приведены к сопоставимым условиям расчетного «типового климатического года».

Данные строительной климатологии

К сожалению, корректные климатические данные, которые можно было бы сегодня использовать в качестве «типового климатического года» в нашей нормативной литературе отсутствуют. Мы до сих пор пользуемся нормативными документами, составленными на основе климатологических баз данных второй половины XX века.

Эти документы, естественно, не учитывают тех изменений климата, которые произошли в последнее десятилетие. Специалисты закладывают в проекты миллиардные убытки на будущее — завышенную продолжительность отопительного сезона, расчетные температуры наружного воздуха в наиболее холодную пятидневку, глубину промерзания, заниженные расчетные температуры наружного воздуха в летнее время. Кстати, именно поэтому мы сегодня в массовом жилье не устанавливаем системы кондиционирования, хотя всем уже очевидно, что они необходимы.

Самым неприятным является отсутствие в наших нормативных документах по строительной климатологии почасовых расчетных значений климатических параметров, прежде всего температур наружного воздуха.

Все европейские стандарты в области энергосбережения построены на использовании почасовых значений температур наружного воздуха, а в наших нормах — среднемесячные! Нашему проектировщику просто негде взять среднечасовые расчетные значения температур, статистически обработанные и с достаточной достоверностью представляющие «типовой климатический год».

Это связано с тем, что раньше нас практически никогда не интересовала эксплуатация зданий, а только установленные мощности инженерных систем. А теперь нам важно знать, сколько они потребляют энергии. Очевидно, что без решения проблемы обновления нормативной базы в области строительной климатологии говорить о каком бы то ни было достоверном контроле достигнутых показателей энергоэффективности бессмысленно.

В заключение необходимо отметить, что целевые показатели повышения энергетической эффективности зданий и сооружений, установленные Президентом России, федеральными и городскими распорядительными документами, являются весьма амбициозными и достаточно сложными даже с точки зрения организации контроля за их достижением и фактически предполагают кардинальное технологическое перевооружение строительной индустрии страны.

¹ Статья подготовлена по результатам исследований, проведенных в рамках темы «Организация системы обучения и технической поддержки российских производителей для продвижения энергоэффективного инженерного оборудования зданий» – совместного проекта Минобрнауки России, ООН и Глобального экологического фонда «Стандарты и маркировка для продвижения энергоэффективности в РФ».

² Постановление Правительства Москвы от 5 октября 2010 года № 900-ПП «О повышении энергетической эффективности жилых, социальных и общественно-деловых зданий в городе Москве».