О необходимости совершенствования нормативно-методического обеспечения энергосбережения в зданиях

А. Л. Наумов, вице-президент НП «АВОК», генеральный директор ООО «НПО ТЕРМЭК»

Чтобы решить проблему установленной мощности инженерных систем: систем отопления, теплоснабжения, вентиляции, холодоснабжения,?– нужно руководствоваться определенными нормативными документами.
Главный нормативный документ для выбора оптимальных или допустимых параметров микроклимата в помещениях – ГОСТ 30494–2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях». Расчетные параметры наружного воздуха с учетом обеспеченности занормированы в СП 131.13330.2012 «Строительная климатология» (актуализированная редакция СНиП 23–01–99* «Строительная климатология»).

Установленная мощность систем теплоснабжения и климатизации зданий должна соответствовать как расчетным внутренним, так и расчетным наружным условиям. А вот каким образом установить это соответствие, по каким правилам – здесь возникают очень большие проблемы. Каким образом на стадии проектирования рассчитать мощности этих систем, чтобы они соответствовали расчетным условиям? Принятые модели для этих расчетов совершенно разные.

Учет внутренних тепловыделений

Если анализировать проблемные ситуации, то первая из них – нужно ли учитывать внутренние тепловыделения при определении мощности системы отопления? Ряд специалистов считает, что нужно снижать установленную мощность системы отопления на величину внутренних тепловыделений.

Есть и иное мнение: внутренние тепловыделения учитывать не нужно, потому что когда здание вводится в эксплуатацию, оно еще не имеет жильцов, не имеет внутренних тепловыделений (от холодильников, телевизоров). При сдаче здания в эксплуатации оно находится еще только в процессе подготовки к нормальному режиму эксплуатации, и этот процесс зачастую длится год, два и даже более. Ставится задача: надо принять этот дом в эксплуатацию и проверить на соответствие расчетным условиям.

На практике получается, что расчетные условия, температура воздуха в помещениях, составляют 20 °C, а инструментальные замеры дают 16–18 °C. Формально этот дом нельзя принимать у застройщика, поскольку не выдержаны условия. Застройщик в таких случаях возражает: когда дом будет полностью заселен, там будут бытовые внутренние тепловыделения в полном объеме и температура будет выше. Но утвержденных, узаконенных правил нет.

С такой ситуацией мы уже сталкивались. Нас пытались обвинить в неправильном проекте системы отопления, поскольку температура в некоторых помещениях составляла 18–19 °C, а в техническом задании было указано 20 °C. С очень большими трудностями в холодном доме безо всяких тепловыделений удалось обеспечить требуемые 20 °C. Оказалось, что для того, чтобы обеспечить требуемую по техническому заданию температуру, нужно иметь 30 %-ный запас мощности. Оправдан он или нет? Этот вопрос тоже должен найти отражение в нормативах.

Стартовая влажность строительных конструкций

Сейчас строятся многоэтажные здания разной конструкции: есть монолит, кирпич, панельные здания. Но все эти здания имеют стартовую влажность выше равновесной. Здание приходит в равновесное по влажности состояние в течение 1,5–2,0 лет.

Что такое приведение здания в равновесное состояние по влажности? Это испарение из строительных конструкций (из пола, стен, потолков) избыточной влаги. Процесс испарения сопряжен с большим теплопоглощением. Это теплопоглощение зачастую может составлять на стартовом этапе 5–15 Вт на 1 м² площади пола. Если взять условия Москвы, то установленная мощность системы отопления в современном многоэтажном здании составляет порядка 30–40 Вт/м², то есть величина 10–15 Вт на высушивание здания вполне сопоставима с расчетной мощностью системы отопления. Если не принимать во внимание этот фактор, не получается выдерживать расчетные внутренние условия.

Эта проблема тоже не решена на нормативном уровне, непонятно, каким образом ее надо учитывать. Нужно ли закладывать сразу запас мощности системы отопления или необходимо объяснять жителям, что в первые годы температура может падать до 16–17 °C? Этот момент следует явно прописать в нормативно-методических документах.

Термостатические регуляторы на отопительных приборах

Чтобы термостатические регуляторы на отопительных приборах выполняли свою функцию регулирования, необходим запас поверхности нагрева отопительных приборов порядка 15–20 %. Как этот запас должен корреспондироваться с характеристиками теплового пункта? Надо ли закладывать эти 15–20 % тепловой мощности в тепловой пункт или нет? Единого мнения не существует.

Ряд специалистов считают, что запас закладывать надо, другие не закладывают, поскольку есть некий коэффициент неравномерности. Термостаты устанавливаются на разную температуру: и на 18, и на 22, и на 24 °C, и в силу неравномерности их срабатывания все можно стабилизировать на тепловом пункте без увеличения нагрузки. Этот вопрос тоже надо анализировать.

Неравномерность нагрузки

Есть расчетное значение заполняемости помещения. Допустим, здание административное, и расчетное количество персонала в нем составляет 1 000 чел. На это количество людей мы должны обеспечить воздухообмен по нормативам, тепловые и холодильные нагрузки по этому воздухообмену.

Но при реальной работе возникают обыкновенные житейские проблемы:
– некоторые уходят в отпуск, а это сокращение численности работающего персонала примерно на 10 %;
– кто-то болеет, что сокращает численность пребывающих на рабочих местах примерно на 5 %;
– а часть сотрудников в местных и дальних командировках, в зависимости от специфики работы, что также сокращает персонал на 5–10 %.

Таким образом, в этом примере невостребованный потенциал мощности инженерных систем составляет 20–25 %. Нужно ли это учитывать при проектировании инженерных систем?

Здесь имеет место следующее обстоятельство. Учреждение якобы работает в одну смену, но всегда находится 5–10 % сотрудников, которые просят по домашним обстоятельствам передвинуть им начало рабочего дня на 1–2 ч вперед и, соответственно, уйдут раньше. Всегда находятся и 5–10 % сотрудников, которые не успевают сделать очень срочную, очень важную работу, они задерживаются на 2–3 ч.

Получается, что вместо односменной работы в данной организации, по существу, двухсменная при одинаковом количестве персонала. Причем первые и последние 2 ч заполняемость помещения составляет по 10 %, а системы вентиляции и холодоснабжения работают на полную мощность. Каким образом это учесть при выборе установленной мощности, тоже не очень понятно. Есть современная система адаптивной вентиляции, но пока не прописано ни в технических рекомендациях, ни в сводах правил, каким образом эти показатели следует учитывать, чтобы у экспертизы не возникло претензий.

На сегодняшний день нет общепринятой и официально утвержденной методики, есть некие экспертные оценки. Одни считают, что в жилых зданиях нормативная вытяжная вентиляция – 50 м³/ч на ванную комнату, 25–50 м³/ч – на туалет с унитазом, что они эксплуатируются не круглые сутки, а какой-то период времени. Принимается, что эти помещения эксплуатируются 30, 40 или 50 % времени – нормативно это нигде не прописано.

Есть еще коэффициент одновременности: кто-то ушел в школу, а кто-то на работу. Все это действительно существует, и учет этих обстоятельств позволил бы оптимизировать мощность инженерных систем, но каким образом выразить эти факторы в установленную мощность, в годовую мощность? Пока четких критериев и моделей нет.

Пиковые нагрузки по холоду

Есть потребители с ярко выраженными пиковыми нагрузками по холоду, здесь учитывается и солнечная радиация, и персонал. Есть технические решения: использовать аккумуляторы холода для теплого периода года, аккумуляторы теплоты для холодного. Но где найти золотую середину, в какой степени замещать эти пиковые нагрузки, какую допускать необеспеченность – эти моменты в нормативно-методических документах не прописаны.

Если раньше в СНиП «Отопление, вентиляция и кондиционирование» было дано определение вентиляции и кондиционирования в заданной степени необеспеченности, то сейчас эти цифры ушли. Означает ли это, что мы должны проектировать системы на абсолютный минимум и абсолютный максимум или допускаются какие-то отступления, связанные с тем, что мы проектируем на расчетные температуры с обеспеченностью на 0,95 или 0,98?

Это весьма важный вопрос, поскольку, с одной стороны, можно вызвать недовольство жителей, с другой – завышать установленную мощность инженерных систем зачастую невыгодно инвестору.

Вопросы, связанные с определением энергетических характеристик, на сегодня не имеют четкого определения. Ими необходимо заниматься и давать более понятные рекомендации проектировщикам. С другой стороны, инновации, новейшие технологии и оборудование так или иначе пробиваются на наш рынок, и грамотному их применению тоже надо учить, это тоже надо отражать в сводах правил.

Годовые характеристики энергопотребления

На сегодняшний день понятие энергоэффективности формализовано в виде годовых расходов энергии – и тепловой, и электрической. Надо обеспечивать соответствие базовых требований расчетным характеристикам, а потом подтверждать их в процессе эксплуатации здания. Все это приводит к необходимости четкого, формализованного и утвержденного алгоритма определения годовых характеристик энергопотребления.

Представляется, что, скорее всего, самый разумный путь формализации этих расчетов – разработка соответствующего программного обеспечения, его сертификация с тем, чтобы оно было легитимным.

Расчет этих характеристик позволяет не только выполнить требования по энергоэффективности, но и произвести технико-экономическую оценку принимаемых инженерных решений. Ошибочная оценка эксплуатационных годовых затрат не позволяет найти оптимальное соотношение установленной мощности, что, в свою очередь, не позволяет использовать весь потенциал энергосбережения при эксплуатации инженерных систем здания.