О состоянии нормативно-технической базы в области повышения энергетической эффективности зданий

В. И. Ливчак, канд. техн. наук, независимый эксперт

Согласно Доктрине (п. 42), «Российская Федерация будет способствовать исследованиям и разработкам в области энергоэффективности, использования возобновляемых источников энергии, технологий поглощения парниковых газов …». Как видим, решение задач повышения энергетической эффективности находится в приоритете, а затем уже следует «б) развитие использования возобновляемых и альтернативных источников энергии с низким уровнем выбросов парниковых газов…» (Доктрина, п. 39).

Такая расстановка приоритетов очень своевременна, поскольку в области строительства зданий вопросы повышения энергоэффективности зачастую остаются за скобками. И это притом, что Россия, сравнявшись по уровню энергоэффективности зданий со странами ЕС в начале этого века, в последующем не только осталась на этом уровне, но и скатилась до показателей прошлого века [1], а у них за это время прошли три волны повышения энергоэффективности зданий. Связано это не с тем, что в России невозможно достичь этой важнейшей цели, которая способствует сокращению выбросов СО₂, а с нежеланием вносить соответствующие изменения со стороны Минстроя России и подведомственных ему научных институтов.  

Повышение энергоэффективности при строительстве новых зданий и после выполнения комплексного  капитального ремонта существующих зданий (то есть с улучшением теплозащиты и осуществлением автоматического регулирования подачи теплоты на отопление и вентиляцию) очень актуально. Дело в том, что по сравнению с другими секторами экономики в секторе зданий и ЖКХ заложены наибольшие возможности не только физического снижения потребления энергии, но и достижения полной углеродной нейтральности. Так, согласно расчетам [2–5], при растущей стоимости энергоносителей утепление зданий и доведение их до уровня зданий с низким потреблением энергии сокращает:

– теплопотребление на отопление в новом строительстве как минимум в 2 раза, а при комплексном капитальном ремонте в 4 раза (в 2 раза при доведении энергопотребления от уровня прошлого века до базового уровня и еще в 2 раза от базового до уровня с низким потреблением энергии);

– сроки окупаемости инвестиций, вложенных в утепление зданий с заменой окон и в оборудование их отопительных систем автоматикой регулирования подачи теплоты по оптимизированным графикам, еще в 2–3 раза по сравнению с принятыми в настоящее время.

Не следует забывать, что реализация этих решений – это увеличение рабочих мест, не требующих высокой квалификации персонала, обеспечение здоровых и комфортных условий пребывания в жилищах, а также создание архитектурнопривлекательной окружающей среды в городах путем эстетического улучшения фасадов утепляемых зданий. Данное энергосберегающее мероприятие остается менее затратным по сравнению с использованием возобновляемых и альтернативных источников энергии, для работы которых также требуется традиционная энергия, выработка которой сопровождается значительными выбросами парниковых газов. К тому же существуют проблемы с утилизацией отработанного оборудования ВИЭ.

Рывок в повышении энергетической эффективности зданий в России

Основной рывок в повышении энергетической эффективности зданий в нашей стране произошел на рубеже XX и XXI веков, когда при активном участии Ю. А. Матросова, Ю. А. Табунщикова, М. М. Грудзинского и В. И. Ливчака в нормативно-технические документы по проектированию зданий и систем их инженерного оборудования сначала в Московском регионе (МГСН 2.01–99)², а затем по всей России (СНиП 23-02–2003)³ были включены требования оценки энергетической эффективности зданий нового строительства и при комплексном капитальном ремонте существующих. Установлены базовые значения показателя энергоэффективности – удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания на уровне европейских значений и приведена методика расчета этого показателя в составе проектной документации, позволяющая оценить класс энергоэффективности проектируемых зданий. Для контроля за исполнением этих требований привлечена строительная государственная экспертиза и разработаны требования к содержанию и расчету показателей энергетического паспорта проекта жилого и общественного здания, входящего в состав проектной документации.

Москва стала инициатором повышения энергоэффективности зданий на 25 % по отношению к базовому значению⁴, достигнутого в 2010 году, в основном за счет повышения теплозащиты наружных ограждений и интенсификации авторегулирования подачи теплоты в систему отопления. Позже это было подтверждено Постановлением Правительства Москвы № 460-ПП⁵: «в результате модернизации производственной базы индустриального домостроения достигнуто производство трехслойных панелей наружных стен и окон с повышенными теплотехническими показателями – приведенным сопротивлением теплопередаче наружных стен более 3,5 м²•°С/Вт, а оконных и балконных дверных блоков из ПВХ-профилей с двухкамерными стеклопакетами – более 0,8 м²•°С/Вт, удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию многоквартирных домов не превышает 71 кВт•ч/м² в год». Базовое значение этого показателя по МГСН 2.01–99 при значении ГСОП = 4 943 град.-сут. составляло 95 кВт•ч/м², следовательно, снижение теплопотребления составило те же (71 – 95) • 100 / 95 = –25 %.

Причины невыполнения требований повышения энергоэффективности зданий

Правительством РФ была предпринята попытка снижения теплопотребления зданий во всей России с 2011 года не менее чем на 15 %, с 2016 года – на 30 % и с 2020 года – на 40 % с по отношению к базовому уровню (см. постановление Правительства РФ № 18)⁶. Однако не были достигнуты ни эти цели, ни позже установленные (постановлением  Правительства РФ № 603)⁷, согласно которым намечалось снижение теплопотребления зданий по отношению к тому же базовому значению с 2018 года – на 20 % и с 2023 года – на 40 %. Причина срыва состоит в том, что:

– во-первых, решение Правительства РФ по повышению энергоэффективности зданий не было учтено в СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02–2003» (далее – СП 50)⁸, в соответствии с которым сегодня выполняется раздел проекта «Энергоэффективность зданий». Ранее, как только было принято решение⁹ о повышении сопротивления теплопередаче наружных ограждений строящихся зданий, тут же были внесены изменения № 3 в действующий тогда СНиП II-3–79 «Строительная теплотехника» с новыми нормируемыми значениями сопротивлений теплопередаче, а документ был переиздан с тем же названием и добавлением значка «*» – СНиП II-3–79*;

– во-вторых, в СП 50 в качестве показателя энерго-эффективности зданий принят¹⁰ не  удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию, отнесенный к единице площади квартиры в [кВт•ч/м²] или ее объему [кВт•ч/м³], а удельная характеристика расхода тепловой энергии, принятая из той же табл. 9 СНиП 23-02 –2003 (СП 50, п. 10.1), но отнесенная к отапливаемому объему всего здания в размерности [Вт/(м³•°С)]. Но они не могут заменять друг друга, поскольку удельный годовой расход характеризует работу в течение года, а удельная характеристика расхода в такой размерности означает единицу мощности. И потом, отапливаемый объем всего здания, представляющий сумму площадей отапливаемых этажей, умноженную на их высоту (см. СП 54.13330 «Здания жилые многоквартирные»), включает помимо квартир лестнично-лифтовые узлы, внутренние перегородки и перекрытия и оказывается как минимум на 35 % больше объема квартир¹¹.

В результате при определении расчетной удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания (СП 50, п. Г.1 Приложения Г) получаем уменьшенные значения по сравнению с нормируемыми (СП 50, табл. 14, преобразованная из табл. 9 СНиП 23-02 –2003). То есть без выполнения каких-либо энергосберегающих мероприятий, искомая величина удельной характеристики расхода в сопоставлении с нормируемой снизится на те же 35 % и более, и значит, повышать энергетическую эффективность запроектированного по СП 50 здания не надо! Это полностью исключает возможность оценки истинного состояния энергоэффективности запроектированного здания.

Предложения по уточнению таблицы классов энергетической эффективности

Созданная в России промышленность по производству строительных материалов для утепления зданий и изготовления энергоэффективных окон позволяет как в новом строительстве, так и при проведении комплексного капитального ремонта превысить на 50 % базовый уровень теплозащиты и выйти на уровень зданий с «низким потреблением энергии». Это указано в обоснованиях к альтернативной версии¹² нового постановления Правительства РФ: для нового строительства в 2030 году и для существующих построенных до 1980 года МКД к тому же году и на тот же уровень, а для остальных зданий жилищного фонда также на уровень зданий с «низким потреблением энергии» к 2060 году.

Всегда выгодней выполнить капитальный ремонт двух зданий, снизив их теплопотребление на отопление в 4 раза, чем довести уровень одного здания до энергопассивного (см. [3, табл. 2]), снизив его теплопотребление в 5 раз. Это достигается только за счет повышения тепловой защиты наружной оболочки зданий и перехода на настройку контроллера регулятора подачи теплоты в систему отопления на оптимизированные графики. Эти решения являются самыми низкозатратными из энергосберегающих мероприятий.

После 2030 года в новом строительстве за счет применения ВИЭ и утилизации теплоты выбросов или поверхностного слоя земли предполагается постепенное повышение энергоэффективности до уровня потребления энергии, близкого к нулевому, к 2060 году.

Установление класса энергетической эффективности:

– для проектируемых жилого или общественного здания выполняется в зависимости от величины отклонения в % рассчитанного показателя тепловой энергоэффективности (см. таблицу), представляющего удельный¹³ расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию за нормализованный отопительный период, от нормируемого базового значения, приведенного в зависимости от назначения здания и его этажности¹⁴;

– для эксплуатируемых многоквартирных домов выполняется согласно той же таблице по результатам энергетического обследования путем сопоставления величины отклонения в % фактического удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию, приведенного к нормализованному отопительному периоду, а также суммированием его с расходом на горячее водоснабжение и электрической энергии на квартиры¹⁵ и общедомовые нужды от базового значения, приведенного в зависимости от этажности здания. При суммировании потребленных тепловой и электрической энергий на последнюю с учетом сниженного ночного тарифа вводится коэффициент приведения электрической энергии к тепловой, который принимают по данным Региональной энергетической комиссии (или по соотношению стоимости 1 кВт•ч/м² электрической и тепловой, пересчитанной с Гкал, энергий).

Если система отопления запроектирована в соответствии с предложением о внесении изменений в СП 60.13330¹⁶ с учетом бытовых теплопоступлений и всех дополнительных и добавочных коэффициентов, определенных по [2, 5], а также с нагревом наружного воздуха для вентиляции квартир в объеме минимально необходимого воздухообмена и сопротивление теплопередаче наружных ограждений соответствует нормируемому, а фактические значения их соответствуют заложенным в проекте, то по сравнению с проектным режимом подачи теплоты в систему отопления в зависимости от изменения наружной температуры пропорционально разности температур внутреннего и наружного воздуха экономия теплоты будет создаваться за счет того, что среднесуточные бытовые теплопоступления практически постоянны в течение отопительного периода и доля их в тепловом балансе квартиры и дома как суммы квартир будет повышаться с увеличением температуры наружного воздуха. В результате с потеплением можно снижать подачу теплоты, в систему отопления и прекращать отопление не когда температура наружного воздуха сравняется с заданной для поддержания внутренней температурой, как принято сейчас, а несколько ниже нее. Чем доля бытовых теплопоступлений по отношению к расчетной тепловой нагрузке системы отопления будет больше (то есть теплее в доме), тем температура наружного воздуха, при которой должно быть прекращено отопление, будет ниже, а экономия теплоты выше, также как больше будет ее перерасход, если бытовые теплопоступления не учитывать.

Результаты расчетов

Расчеты были выполнены¹⁷ на примере 12-этажного 84-квартирного МКД, построенного в Москве до принятия решения¹⁸ о повышении сопротивления теплопередаче наружных ограждений строящихся зданий. Плотность заселения составляла 20 м² площади квартир на человека (из чего следует (см. [2, табл. А.1]), что величина удельных бытовых теплопоступлений равна q_быт = 17 Вт/м² жилой площади квартиры и вентиляционный воздухообмен – 30 м³/ч на человека).

Для данного МКД с тепловой защитой до повышения сопротивления теплопередаче наружных ограждений в 1995 году:

– доля бытовых теплопоступлений по отношению к расчетной тепловой нагрузке системы отопления составила: Q_быт / Q_отр = 42,4 / 321,7 = 0,13, а температура наружного воздуха, при которой прекращается отопление, – t_н при Q_от=0 = 14,8 °C;

– экономия теплоты от учета увеличивающейся доли бытовых теплопоступлений с повышением t_н при отсутствии запаса тепловой мощности системы отопления равна 22,6 % от годового теплопотребления на отопление при существующем сейчас режиме работы;

– перерасход теплоты, если принять в таком МКД пониженную величину q_быт = 10 Вт/м² по сравнению с МКД с q_быт = 17 Вт/м², будет равен 37 % (за счет увеличивающейся доли бытовых теплопоступлений с повышением t_н и возникшем запасе тепловой мощности системы отопления от занижения бытовых теплопоступлений, равном К_зап = Q_отр  при q_быт = 10 / Q_отр  при q_быт = 17 = 340 / 321,7 = 1,06) по отношению к годовому теплопотреблению на отопление с учетом увеличивающейся доли бытовых теплопоступлений (при q_быт = 17 Вт/м²) с повышением t_н при отсутствии запаса тепловой мощности системы отопления. А если бытовые теплопоступления не учитывать, то К_зап = 368,4 / 321,7 = 1,15 и перерасход теплоты по отношению к МКД с q_быт = 17 Вт/м² составит 48 %.

Для аналогичного МКД с тепловой защитой на базовом уровне:

– доля бытовых теплопоступлений по отношению к расчетной тепловой нагрузке системы отопления составит: Q_быт / Q_отр = 42,4 / 169,2 = 0,25; температура наружного воздуха, при которой прекращается отопление, – t_н при Q_от=0 = 11,0 °C;

– экономия теплоты от учета увеличивающейся доли бытовых теплопоступлений с повышением t_н составит 33 %;

– перерасход теплоты, если принять в таком МКД пониженную величину q_быт = 10 Вт/м² по сравнению с МКД с q_быт = 17 Вт/м², будет равен 66 % (К_зап = 188,4 / 169,2 = 1,11). А если бытовые теплопоступления не учитывать, то К_зап = 215,9 / 169,2 = 1,28 и перерасход теплоты по отношению к МКД с q_быт = 17 Вт/м² составит 90 %.

Для такого же МКД с низким потреблением энергии (на 50 % ниже базового):

– доля бытовых теплопоступлений по отношению к расчетной тепловой нагрузке системы отопления равна: Q_быт / Q_отр = 38,9 / 110,4 = 0,35; температура наружного воздуха, при которой прекращается отопление, – t_н при Q_от=0 = 8,3 °C;

– экономия теплоты с учетом увеличивающейся доли бытовых теплопоступлений с повышением t_н составит 43 %;

– перерасход теплоты, если принять в таком МКД пониженную величину q_быт = 10 Вт/м² по сравнению с МКД с q_быт = 17 Вт/м² , будет равен 98 % (К_зап = 125,8 / 110,4 = 1,14). Если же бытовые теплопоступления не учитывать, то К_зап = 149,2 / 110,4 = 1,35 и перерасход теплоты составит по отношению к годовому теплопотреблению МКД с q_быт = 17 Вт/м² – 135 %.

В сравнении с нормируемым значением удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию такого же МКД, запроектированного с учетом базового значения теплозащиты, который согласно табл. 1 Приложения 1 альтернативной редакции20 для 12-этажного МКД при ГСОП = 4 550 град.-сут. равен q_от^{год.норм}  =  83,5 кВт•ч/м². А ожидаемый с учетом удельных бытовых теплопоступлений q_быт = 17 Вт/м² составил: q_{от с быт} ^{год.расч} = 76 кВт•ч/м², что соответствует нормальному классу энергоэффективности D: (76 – 83,5)•100 / 83,5 = –9 %, а без учета бытовых теплопоступлений: q_от ^{без бытгод.расч} = 133 кВт•ч/м² и класс энергоэффективности упадет до: (133 – 83,5)•100 / 83,5 = +59 %, что соответствует низкому классу энергоэффективности  F и неприемлемо для нового строительства и капитального ремонта существующего МКД.

Таким образом, можно утверждать, что действующие в настоящее время федеральные документы, подтверждающие требования энергетической эффективности к проектируемым новым и капитально ремонтируемым зданиям, такие как постановление Правительства РФ № 1628, приказы Минстроя России¹⁹ № 399/пр и № 1550/пр, не могут рассматриваться как способствующие повышению энергетической эффективности зданий.

Предлагаемый20 проект альтернативной редакции постановления Правительства РФ «Об утверждении правил установления требований энергетической эффективности и требований к правилам определения класса энергоэффективности многоквартирных и одноквартирных домов, а также общественных зданий» расширен в части включения их по предложению Минэкономразвития России в состав зданий для определения класса энергоэффективности. Данный проект постановления не требует никаких интерпретаций со стороны Минстроя России²¹, поскольку содержит в приложении все необходимые таблицы и пояснения. Остается только включить в текст предлагаемой редакции постановления предложения по внесению изменений в СП 60.13330.2020 и в СП 50.13330.2012, изложенные в альтернативной редакции постановления²⁰ и в [11], а также в СП 510.1325800.2022 «Тепловые пункты в зданиях», изложенные в [10].

Литература

1. Ливчак В. И., Горшков А. С. Почему приказ «О требованиях энергетической эффективности зданий, строений, сооружений» – это движение назад, в прошлый век? // Инженерные системы АВОК Северо-Запад. 2017. № 4.

2. Ливчак В. И. Предложения о внесении изменений в СП 60.13330.2020 // АВОК. 2022. № 5.

3. Ливчак В. И. Предложения по нормированию требований повышения энергетической эффективности зданий нового строительства и жилищного фонда России // Энергосбережение. 2021. № 7.

4. Ливчак В. И. О температурном графике центрального авторегулирования местных систем водяного отопления зданий // СОК. 2023. № 1.

5. Ливчак В. И. Уточнение величин внутренних теплопоступлений в зданиях для периодов отопления и охлаждения // СОК. 2023. № 5.

6. Ковалев И. Н., Табунщиков Ю. А. Особенности оптимизации толщины утеплителя наружных стен зданий. Системные аспекты // Энергосбережение. 2017. № 8.

7. Ливчак В. И. Какова фактическая энергоэффективность жилищного фонда города Москвы и тенденции ее повышения к 2030 году // Инженерные системы. АВОК Северо-Запад. 2020. № 1.

8. Ливчак В. И. Предложения по реализации повышения энергоэффективности зданий ЖКХ в России вопреки действиям Минстроя и Минэкономразвития // Инженерные системы. АВОК Северо-Запад. 2021. № 1.

9. Ливчак В. И. Вместо замены изношенного оборудования в ЦТП и перекладки сетей горячего водоснабжения – устройство ИТП в зданиях // Энергосбережение. 2008. № 1.

10. Ливчак В. И. Новая редакция СП 510.1325800.2022 «Тепловые пункты…» нарушает принципы централизованного теплоснабжения и не нацелена на энергосбережение при их эксплуатации // Инженерные системы. АВОК Северо-Запад. 2022. № 1.

11. Ливчак В. И. Предлагаемые изменения к новым решениям Минстроя России об энергоэффективности зданий и определения их теплопотребления // СОК. 2022. № 10.

¹ Указ Президента РФ от 26 октября 2023 года № 812 «Об утверждении Климатической доктрины Российской Федерации», который признает утратившим силу Распоряжение Президента РФ от 17 декабря 2009 года № 861-рп «О Климатической доктрине Российской Федерации».

² Московские городские строительные нормы – МГСН 2.01–99. Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению.

³ СНиП 23-02–2003. «Тепловая защита зданий. Нормы проектирования».

⁴ Постановление Правительства Москвы от 5 октября 2010 года № 900-ПП «О повышении энергетической эффективности жилых, социальных и общественно-деловых зданий в городе Москве и внесении изменений в постановление Правительства Москвы от 9 июня 2009 г. № 536-ПП».

⁵ Постановление Правительства Москвы от 3 октября 2011 года № 460-ПП «Об утверждении Государственной программы города Москвы ”Градостроительная политика“ на 2012–2018 гг.».

⁶ Постановление Правительства РФ от 25 января 2011 года № 18 «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов».

⁷ Постановление Правительства РФ от 20 мая 2017 года № 603 «О внесении изменений в постановление Правительства Российской Федерации от 25 января 2011 г. № 18».

⁸ Утверждено приказом Минрегиона России от 30 июня 2012 года № 265.

⁹ Согласно постановлению Минстроя России от 11 августа 1995 года № 18-81.

¹⁰ Вопреки приведенному значению в СНиП 23-02–2003 и подтвержденному постановлением Правительства РФ от 25 января 2011 года № 18, вышедшим более чем за год до СП 50.13330.2012.

¹¹ По данным реальных типовых проектов МНИИТЭП.

¹² См. https://www.abok.ru/for_spec/articles/43/8613/ver2.pdf

¹³То есть отнесенный к общей площади квартир жилого дома или полезной площади отапливаемых помещений общественного здания либо к их отапливаемому объему при высоте этажа от пола до потолка более 3,3 м.

¹⁴ См. таблицы 1, 2 и 3 в Приложении 1 проекта Правил установления требований энергетической эффективности для зданий: https://www.abok.ru/for_spec/articles/43/8613/ver2.pdf.

¹⁵ Подчеркнуто, потому что в действующем постановлении Правительства РФ № 1628 при суммировании потребления энергий не учитывался расход электроэнергии квартирами, что неправильно. Поскольку потребление тепловой энергии на ГВС и электроэнергии на общедомовые нужды учитывается, то нужно учитывать и электропотребление квартирами.

¹⁶ СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. СНиП 41-01–2003».

¹⁷ Выполнены автором. – Прим. ред.

¹⁸ Согласно постановлению Минстроя России от 11 августа 1995 года № 18-81.

¹⁹ Приказ Минстроя России от 06 июня 2016 года № 399/пр «Об утверждении Правил определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов» и Приказ Минстроя России от 17 ноября 2017 года № 1550/пр «Об утверждении требований энергетической эффективности зданий, строений, сооружений».

²⁰ Текст проекта постановления: https://www.abok.ru/for_spec/articles/43/8613/ver2.pdf.

²¹ Выходили в виде приказов спустя годы после принятия в 2011 году постановления Правительства РФ № 18 и находящегося все еще в проекте, цитируемом ЦЭНЭФ, по отношению к принятому в 2021 году постановлению Правительства РФ № 1628, и только извращающих текст постановления Правительства РФ.