Как оценивать энергоэффективные окна

Р. Абдурафиков, Финский центр технических исследований (VTT Finland)

А. В. Спиридонов, заведующий лабораторией «Энергосберегающие технологии в строительстве» НИИ строительной физики РААСН, президент ассоциации АПРОК, лауреат Премии Правительства РФ в области науки и техники

Основная функция окна – обеспечить естественное освещение помещений и способствовать обеспечению комфортных условий в помещениях. Решающую роль в выборе энергетических характеристик окна играют климатические условия.

В холодных регионах важно обеспечить хорошую теплоизоляцию, а окна должны пропускать солнечную энергию, чтобы снизить теплопотребление здания. В теплых же регионах теплоизоляционные свойства могут быть несколько ниже, а остекление окон должно обладать солнцезащитными свойствами, что позволит снизить затраты на охлаждение зданий летом.

Хотя в России и существуют минимальные обязательные требования к теплозащитным характеристикам окон², учитывающие климатические условия, эти требования установлены на довольно низком уровне, особенно для южных и центральных регионов.

Повышенные требования к светопрозрачным конструкциям

Выше приведенные расчеты³ показывают, что дополнительные вложения в светопрозрачные конструкции с повышенными теплотехническими характеристиками окупаются в достаточно обозримые сроки, а оценка чистого дисконтированного дохода за срок службы окон доказывает выгодность применения энергоэффективных окон. Это дает нам право рекомендовать потребителям использовать окна с более высокими теплотехническими характеристиками, чем это предлагается действующими нормативными документами. На основе нашего опыта и проведенных расчетов мы рекомендуем использовать окна с более высоким сопротивлением теплопередаче (табл. 3).

Таблица 3 Обязательные и рекомендуемые значения приведенного сопротивления теплопередаче R в зависимости от климатического региона места строительства

* Согласно СП 50.13330.2012 Свод правил «Тепловая защита зданий».

В последние годы российский рынок окон развивался довольно успешно⁴, серьезные компании готовы производить светопрозрачные конструкции практически любой сложности. На сегодняшний день даже средняя фирма может выпускать и энергосберегающие конструкции при небольшом увеличении стоимости. Незначительный объем производства энергоэффективных светопрозрачных конструкций объясняется недостаточным спросом потребителей, что вызвано в том числе и заблуждением заказчиков о невозможности окупить дополнительные затраты. Необходимостью опровергнуть подобные мифы и вызвано, в частности, написание этой статьи.

Примеры решений

В табл. 4 приведены примеры возможных решений светопрозрачных конструкций, обеспечивающих выполнение рекомендуемых повышенных требований к теплозащитным характеристикам окон (табл. 3). Указанные величины приведенного сопротивления теплопередаче предлагаемых окон (табл. 4) являются ориентировочными. Для получения точных значений необходимо провести соответствующие испытания в установленном порядке.

Таблица 4 Примеры решений светопрозрачных конструкций для выполнения рекомендуемых повышенных требований по сопротивлению теплопередаче (см. табл. 3)

* Согласно СП 50.13330.2012 Свод правил «Тепловая защита зданий».

Так, например, для Москвы (ГСОП = 4 600) рекомендуемое значение приведенного сопротивления теплопередаче составляет R = 0,75 м²•°С/Вт (табл. 4). Это может быть достигнуто при помощи двухкамерного стеклопакета (3 листа стекла), в котором одно из стекол обладает низким коэффициентом эмиссии, а газом заполнения стеклопакета является аргон.

Такой же результат может быть достигнут при помощи раздельного окна, имеющего в совокупности три листа стекла, из которых один в наружной створке, а два в однокамерном стеклопакете внутренней створки. Стеклопакет внутренней створки должен иметь одно низкоэмиссионное стекло и заполнение межстекольного пространства аргоном.

В любом случае необходимо подтвердить технические характеристики, влияющие на энергоэффективность окон, при помощи испытаний и сертификатов соответствия, выданных надежными лабораториями, в которых должен быть обязательно указан стандарт, в соответствии с которым испытания проводились.

Оценка экономии энергии

Быструю оценку величины экономии энергии при использовании различных светопрозрачных конструкций можно произвести с помощью табл. 5, составленной на основании вышеизложенных материалов. В таблице указаны рекомендуемые в зависимости от ГСОП характеристики светопрозрачных конструкций в различных регионах, а также показана область значений, запрещенных действующим СНиП «Тепловая защита зданий».

Так, если вместо наиболее распространенного окна с приведенным сопротивлением теплопередаче R = 0,55 м²•°С/Вт применяется энергоэффективное с характеристикой R = 0,95 м²•°С/Вт, ежегодная экономия энергии в киловатт-часах для здания, расположенного в различных регионах, составит:

- для региона с ГСОП = 4 000 / (175 – 101) = 74 кВт•ч/м² в год;

- для региона с ГСОП = 5 000 / (218 – 126) = 92 кВт•ч/м² в год;

- для Москвы с ГСОП = 4 600 экономия составит не менее 83 кВт•ч/м² в год⁵.

Более точное значение годовой экономии энергии можно рассчитать так:

QОП = (4600 • 0,024) / 0,55 – (4600 • 0,024) / 0,95 х 201 – 116 = 85 кВт•ч/м².

Эту величину можно перевести в Гкал, разделив на 1 163, получим около 0,073 Гкал/м².

При тарифе на тепловую энергию в Москве, составляющем во второй половине 2013 года 1 558 руб./Гкал без НДС, можно заключить, что 1 м² энергоэффективных окон будет экономить до 114 руб. за отопительный сезон.

Если вы желаете оценить абсолютную величину экономии, а площадь остекления здания неизвестна, ее можно принять ориентировочно как 15 % общей площади помещений.

Условные климатические зоны

На карте 6 (рис. 1) установлены условные климатические зоны территории РФ по рекомендуемым значениям используемых в том или ином регионе светопрозрачных конструкций.

Рисунок 1. Условные климатические зоны территории РФ по рекомендуемым значениям приведенного сопротивления теплопередаче используемых светопрозрачных конструкций

При формировании карты авторы стремились сохранить границы регионов, и для этого учитывали плотность населения в некоторых из них, что является, конечно, некоторой натяжкой. Например, очевидно, что климатические условия на севере и юге Красноярского края значительно отличаются, однако в северной части этого региона плотность населения одна из самых низких в России (соответственно, и зданий меньше). При этом рекомендуемые значения (R = 0,8 м²•°С/Вт для Красноярского края) не противоречат требованиям СНиП «Тепловая защита зданий» (лишь для мыса Челюскин на самом севере требуемое СНиП значение R = 0,82 м²•°С/Вт чуть выше, что, однако, вполне укладывается в допустимую для подобных оценок погрешность в 5 %).

Таблица 5 (подробнее) Обязательные и рекомендуемые значения приведенного сопротивления теплопередаче R в зависимости от климатического региона места строительства

Может показаться, что цифра экономии на 1 м² за срок службы энергоэффективного окна (табл. 2) невелика – от 1 050 до 3 600 руб. Однако если подсчитать стоимость сэкономленной энергии для типового 12 этажного 6 подъездного жилого здания (это не меньше 3 500 м² остекления), она составит от 4 до 13 млн руб. А это уже совсем не маленькие деньги для владельца здания или даже для управляющей компании.

Действительно, не имеет смысла экономить на энергоэффективных окнах – это глупая и недальновидная экономия.

¹ Смотрите начало статьи в журнале «Энергосбережение» № 7–2013.
² ГОСТ 30494 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».
³ См. начало статьи в журнале «Энергосбережение» № 7–2013.
⁴ Cм. статью: Спиридонов А. В. Тенденции развития российского рынка светопрозрачных конструкций // Энергосбережение. – 2012. – № 8.
⁵ Среднеарифметическое значение величин 92 и 74.