Энергосбережение при ремонте зданий

Энергоэффективность и энергосбережение при капитальном ремонте зданий

В.М. Цыганков, заместитель председателя экспертного совета при комитете по жилищной политике и ЖКХ Государственной Думы РФ, руководитель секции энергоэффективности экспертного совета, г. Москва

Развитие энерго- и ресурсосбережения – это механизм реформирования и модернизации жилищно-коммунального хозяйства страны, повышения качества и доступности жилищно-коммунальных услуг.

В этом направлении отношения регулируются Федеральным законом от 23 ноября 2009 года №261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Цель закона – создание правовых, экономических и организационных основ стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

Что означает «энергетическая эффективность здания»?

Чтобы продолжать разговор, необходимо определиться с терминологией. 261-ФЗ определяет энергосбережение как: «Реализация организационных, правовых, технических, технологических, экономических и иных мер, направленных на уменьшение объема используемых энергетических ресурсов при сохранении соответствующего полезного эффекта от их использования (в том числе объема произведенной продукции, выполненных работ, оказанных услуг)», а энергоэффективность определяется как: «Характеристики, отражающие отношение полезного эффекта от использования энергетических ресурсов к затратам энергетических ресурсов, произведенным в целях получения такого эффекта, применительно к продукции, технологическому процессу, юридическому лицу, индивидуальному предпринимателю». И если применительно к ЖКХ определение «энергосбережение» вопросов не вызывает, то определение «энергетическая эффективность» требует некоторых пояснений.

По тексту данное определение применимо по отношению к продукции, технологическому процессу, юридическому лицу, индивидуальному предпринимателю. К какой из этих категорий отнести многоэтажный жилой дом? Из четырех категорий, данных в определении, дом с большой натяжкой можно отнести к продукции, хотя для домов не применим основной показатель продукции – количество. Дома, как продукцию, нельзя считать и сравнивать между собой поштучно, поскольку все они отличаются формой, объемом, жилой и общей площадью и т.д. Отсюда следует, что для определения энергетической эффективности здания, необходимо пользоваться не общим значением потребления энергии зданием, как единицей продукта, а удельным потреблением, приведенным к единице объема.

В рассматриваемых определениях фигурирует понятие «полезный эффект от использования энергетических ресурсов». Таким эффектом необходимо считать установленные климатические и санитарно-гигиенические параметры, необходимые для комфортного проживания граждан в данном помещении или для обеспечения комфортных условий производственно-хозяйственной деятельности, если это помещение не жилое. Энергетическая эффективность тем выше, чем меньше энергетических ресурсов, приведенных к единице объема, затрачено на обеспечение установленных параметров. Вместе с тем, энергетическая эффективность для жилого дома, (как объекта отличного от других видов продукции) – это комплексная характеристика, оценивающая потребление не одного, а нескольких видов энергии. Нельзя считать энергоэффективным здание, в котором в результате проведения неких мероприятий снижено потребление тепловой энергии, но на такую же величину повышено потребление электрической энергии. Энергетическая эффективность достигается энергосбережением, т.е. посредством проведения мероприятий, сокращающих потребление того или иного вида энергии. Имеет смысл проводить только те мероприятия, стоимость которых окупится за счет сэкономленной энергии в разумные сроки.

Когда повышение энергоэффективности здания будет выгодным?

Проведение энергосберегающих мероприятий само по себе только создает возможность уменьшения потребления энергетических ресурсов зданием. Чтобы реализовать эту возможность, необходимо проведение дополнительных ограничительных мероприятий, направленных на сокращение избыточного поступления этих ресурсов. Произведя утепление фасада, замену оконных блоков на блоки с энергосберегающими стеклопакетами можно ожидать существенного сокращения потребления тепловой энергии. Как показывает практика, зачастую потребление не только не сокращается, но значительно увеличивается, поскольку поступающее количество тепловой энергии становится избыточным и жители вынуждены утилизировать эти излишки посредством открывания окон.

Чтобы такой ситуации не было, для обеспечения комфортных санитарно-гигиенических параметров проживания, перед выполнением энергосберегающих мероприятий необходим перерасчет всей системы отопления здания, учитывающий изменение тепловой нагрузки, и, как следствие, замена ее элементов, а так же установление устройств ограничения поступления избыточного ресурса на вводе. Стоимость этих дополнительных мероприятий учитывают при определении окупаемости энергосберегающих мероприятий за счет стоимости сэкономленной энергии. Стремление к высокой энергетической эффективности должно быть ограничено эффективностью экономической.

ГОСТ Р 53905-2010 «Энергосбережение. Термины и определения» трактует понятие эффективного использования энергетических ресурсов как «достижение экономически оправданной эффективности использования энергетических ресурсов при существующем уровне развития техники и технологии и соблюдения требований к охране окружающей среды». Следовательно, говоря об эффективности использования энергетических ресурсов, мы должны понимать экономическую целесообразность тех или иных энергосберегающих мероприятий. Ситуация, когда достигнутая энергетическая эффективность здания за счет сэкономленной энергии не окупается в разумные сроки и становится экономически не выгодной, допустима лишь для объектов опытного строительства или при реализации пилотных проектов по отработке экспериментальных технологий.

Утепление фасадов при капремонте

В настоящее время развернулась полемика о необходимости увеличения энергоэффективности зданий при проведении капитального ремонта посредством утепления фасадов и увеличения требований к приведенному сопротивлению теплопередачи ограждающей конструкции. Рассмотрим состоятельность такой позиции. По обобщенной оценке экспертов распределение тепловых потерь в здании примерно следующее: 25% через ограждающие конструкции здания, 25% через светопрозрачные конструкции, 50% через вентиляцию. Россия, ввиду ее территориального расположения, разнообразия климатических условий, обладания запасами углеводородов, имеет принципиальные отличия от стран Европы с точки зрения потребления энергетических ресурсов в общем и в потреблении энергетических ресурсов коммунальным комплексом в частности.

Разнообразие климатических условий для потребления энергетических ресурсов характеризуется градусо-сутками отопительного периода (ГСОП), величина которых определяется прямой зависимостью от средней температуры наружного воздуха и продолжительностью отопительного периода. Чем выше значение ГСОП, тем большая суммарная величина потребляемых энергетических ресурсов. Для московского региона ГСОП составляет 4551, для Норильска 10000, для подавляющего количества европейских стран 2000-2500. Непосредственно уровень потребления тепловой энергии зданием определяется разностью температур внутреннего и наружного воздуха и теплофизическими характеристиками здания. Если в странах Европы для расчетов уровня потребления принимается температура наружного воздуха чуть ниже 0°С, то для России диапазон температур очень широк (для Якутска -64 °С). Если принимать за основу европейские уровни удельного потребления энергетических ресурсов, то в каждом регионе их достижение требует гораздо больших экономических затрат, чем в европейских странах. В большинстве регионов страны эти затраты не окупятся за счет стоимости сэкономленных энергетических ресурсов.

Что мы получим, если будем безгранично увеличивать сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций, учитывая, что климат в России не однороден? На рис. приведены графики зависимости тепловых потерь через ограждающие конструкции здания в зависимости от региона. Эта зависимость нелинейная, описывается функцией вида y=1/x. Одно из ее свойств – чем больше изменения аргумента, тем меньше изменение функции. Чем больше ГСОП (т.е. чем холоднее регион), тем теплоизоляционный слой для экономии одинакового количества тепловой энергии будет более толстым и дорогим. Следовательно, для каждого региона стоимость сэкономленного киловатта будет разная, разной будет и та грань, за которой увеличение толщины теплоизоляционного слоя перестанет себя окупать за счет сэкономленной энергии.

Рис. Годовые тепловые потери через ограждающие конструкции здания в зависимости от сопротивления теплопередаче.

Таблица. Экономия тепловой энергии в зависимости от изменения приведенного сопротивления теплопередаче

Источник

Энергоэффективность
при капитальном ремонте –
как?

Результаты данной работы представлены заказчику и, очевидно, будут впоследствии использованы в соответствии с принятыми решениями. О проведении аналогичных изысканий объявил и Минстрой. Цель данного материала – учитывая актуальность вопроса, познакомить с ними строительное сообщество.

Зачем делали?

Не секрет, что велика доля зданий, требующих модернизации. Среди них особо выделяются здания учреждений бюджетной сферы и многоквартирные дома, поскольку в первом случае финансовое бремя капитальных ремонтов лежит на соответствующих бюджетах, а во втором – на собственниках, которые не всегда готовы платить.

Одновременно с высокой степенью износа проблемой являются значительные непроизводительные потери энергоресурсов в зданиях. Бюджеты выделяют определенные средства на ремонт «своих» зданий, новое законодательство создает условия для аккумуляции средств жителей МКД на капитальный ремонт, однако при этом на объектах нет понимания, как потратить выделяемые средства наиболее эффективно.

Таким образом, необходимо вооружить собственников жилья, главных распорядителей бюджетных средств, руководителей бюджетных учреждений, органы местного самоуправления и органы исполнительной власти регионального уровня рядом методик, которые бы позволили повысить энергетическую эффективность зданий в результате капремонта:

• объяснить суть предмета;
• научить простейшему энергоаудиту объекта;
• дать перечень основных мероприятий по энергоэффективному капремонту с количественно формализуемыми требованиями к ним, с учетом комплементарности мероприятий;
• научить отбирать мероприятия, подходящие для конкретного объекта;
• научить оценивать эффективность мероприятий, а впоследствии контролировать их качество и достигнутый эффект;
• предоставить справочные данные с описаниями технологий и материалов, которые должны быть использованы, к каждому из мероприятий;
• предложить механизм реализации всего вышеперечисленного.

С чем столкнулись?

1. Нет предела совершенству. За последние пару лет появилось несколько работ в этом направлении, с разными подходами к проблеме. При этом внешняя среда (в т.ч. законодательная) продолжает динамично меняться, и постоянно появляются новые потребности и направления для дальнейшей разработки.
2. Целевая аудитория. Даже если ставить целью создать типовой нормативный акт регионального уровня, конечный пользователь методики – лица, принимающие решения о капитальном ремонте зданий и о составе его мероприятий. По большей части они не являются специалистами в строительстве, теплоэнергетике и инженерных системах зданий.
3. Дешево или качественно? Задача ставилась, чтобы пользователи смогли быстро, дешево, самостоятельно разобраться и принять достаточно квалифицированное решение по составу мероприятий капитального ремонта с целью повышения энергоэффективности на объекте. Однако сделать a la комикс от Икеа по сборке шкафа здесь вряд ли реально. Здание – это строительные конструкции большого количества типов, сложные инженерные системы, совершенно различные условия регионального климата, функциональной принадлежности зданий, условий их эксплуатации, износа, и т.д.
4. Обобщения vs точность. Любая типологизация и обобщения сложны тем, что очень много различий, начиная с климатических. Много конкретной специфической информации – сложно воспринять, мало – не учитывает всего разнообразия и приводит к расхождениям с реальностью.
5. Мало пока среди резидентов зданий и лиц, принимающих решения, информированности и понимания вопроса, т.е. любую подобную методику надо начинать с объяснений. Поэтому в ней появился элемент ликбеза.

Члены авторского коллектива, состав которых не ограничивается авторами данной статьи, обладают собственным опытом в проведении исследований и реализации проектов по оптимизации энергопотребления на различных типах объектов, профессиональными знаниями в том числе в сфере «устойчивой архитектуры» и энергоэффективности зданий. В процессе работы было изучено большое количество информационных источников: работы ведущих отечественных экспертов, методические и учебные материалы, аналитические и эмпирические исследования в области энергоэффективности зданий российских и международных агентств и институтов развития, законодательство и регулятивная база, методики «устойчивого» капремонта зарубежных стран.

Как двигались?

Коротко показать, как двигалась мысль разработчиков, поможет следующая схема, где продемонстрированы задачи, поставленные в процессе работы, и что было сделано для их решения:

* цветом выделены пункты, необходимость в которых определилась уже в процессе работы, они формируют перспективные направления

Методика выявления резервов позволяет на основе исходных данных, выявленных особенностей ограждений, инженерных систем здания, показаний приборов учета и анализа расходов на ТЭР по договорам и счетам сделать выводы о степени соответствия расчетных и фактических параметров, эффективности энергопотребляющих систем, чтобы затем выбрать энергосберегающие мероприятия.

Перечень типовых мероприятий энергосбережения и повышения энергетической эффективности в МКД и в зданиях бюджетной сферы – это таблица, где собран возможно полный список классифицированных мероприятий: описано содержание мероприятия, ограничения и оговорки для его реализации, указан уровень затратности, ожидаемый процент экономии, приведены конкретные примеры из отечественной и зарубежной практики.

Выделены группы мероприятий для экономии тепловой энергии (повышение теплозащиты отдельных элементов контура здания, снижение теплопотерь в местах общего пользования, повышение энергоэффективности систем вентиляции, отопления и ГВС); экономии электрической энергии (системы освещения придомовой территории, МОП, инженерное оборудование здания); экономии воды; природного и сжиженного газа; общестроительные инновации, использование вторичных энергоресурсов и возобновляемых источников энергии.

Этот список был отфильтрован, и составлен Минимальный перечень работ. Каждое мероприятие в нем описано от причины потерь энергоресурса, указан ожидаемый эффект, произойдет ли удорожание капремонта (например, многие мероприятия направлены на выполнение требований СНиПов, СанПиНов), ожидаемый примерный срок окупаемости, косвенные эффекты, механизм внедрения.

В целом состав Минимального перечня можно представить схематически (рис.1).

Рис. 1. Визуализация минимального перечня мероприятий по обеспечению повышения энергоэффективности зданий при капремонте

Поскольку здание – это единая система, мероприятия должны проводиться в комплексе. Был сформирован Перечень-матрица мероприятий по капитальному ремонту зданий, где указаны комплементарные (взаимоувязанные и дополняющие) меры. Кроме описания мероприятия, приводятся требования к результату (формализованные показатели и ссылки на нормативные документы), дается список комплементарных мероприятий, которые подлежат обязательному выполнению вместе с основным мероприятием, и минимальные требования к ним.

Например, для замены окон дополняющими являются адаптация системы отопления к меняющейся тепловой нагрузке; промывка системы отопления; наладка и балансировка системы отопления; установка малоинерционных отопительных приборов, снабженных автоматическими терморегуляторами; замена однотрубной системы отопления на двухтрубную; установка приборов учета тепловой энергии.

Для подкрепления выбора технических решений экономическими аргументами в комплекте сформирована Методика технико-экономического обоснования мероприятий. В ее основу положены несколько базовых принципов: расчет на протяжении всего жизненного цикла объекта (реконструируемого участка); моделирование денежных потоков на каждом этапе жизненного цикла; приведение различных вариантов в сопоставимые условия посредством дисконтирования, необходимость учитывать как количественные, так и качественные эффекты.

Вся предварительная работа и полученные результаты позволили предложить интегральный комплексный документ – План первоочередных мероприятий – «дорожную карту» по повышению эффективности выполняемых мероприятий по энергосбережению в составе капитального ремонта зданий, содержащий, в том числе, предложения поправок в действующие нормативно-правовые акты.

В частности, в ближайшие два года предлагается сформировать минимальный перечень первоочередных работ и включить его в планы проведения капремонта на уровне регионов; включить в перечень критериев определения очередности проведения капитального ремонта в МКД обязательный критерий «уровень энергопотребления»; соответствующим образом изменить условия предоставления субсидий региональным бюджетам на реализацию региональных программ в области энергосбережения и программ капитального ремонта общего имущества в многоквартирных домах.

В части совершенствования НПА предложено, прежде всего, разработать Свод правил «Энергоэффективность зданий, строений, сооружений» (наименование рабочее). А также ввести обязательность разработки проектной документации при проведении капремонта в рамках региональных программ; включить в действующие Своды правил ужесточающиеся требования по результатам энергоэффективности после капремонта.

Для определения приоритетов при проведении капремонта необходимо совершенствовать существующие информационные системы, сформировать систему федеральных и региональных операторов энергоэффективности; создать базы лучших практик по энергосбережению и повышению энергоэффективности, обновить формы статистического наблюдения проведения капитального ремонта (реконструкции).

Таким образом, в составе методики рассмотрены основные этапы планирования капитального ремонта и оценка его эффективности. Выявлены базовые принципы формирования требований к капремонтам зданий на основе отечественного и зарубежного опыта, даны предложения по их применению.

Стали видны перспективные направления, которые следует развивать с привлечением экспертного сообщества и специализированных организаций. Требует обсуждения и доработки План первоочередных мероприятий («дорожная карта») по повышению эффективности выполняемых мероприятий по энергосбережению в составе капитального ремонта зданий, а также возможная структура комплексного СП «Энергоэффективность зданий и сооружений».

Евгений Гашо
эксперт Аналитического центра при Правительстве РФ, доцент МЭИ, к.т.н., руководитель коллектива разработчиков

Алексей Пирогов
главный инженер ГБУ СО «Институт энергосбережения»,

Мария Степанова,
эксперт Уральского филиала АСМС, к.э.н.

Октябрьский номер отраслевого журнала «Строительство» можно скачать здесь.

Источник