CC BY
16с1о1: 10.5862/МСЕ.52.1
Энергоэффективность ограждающих конструкций зданий
С 12 по 13 ноября в Санкт-Петербурге проходили мероприятия VII Международного конгресса «Энергоэффективность. XXI век. Инженерные методы снижения энергопотребления зданий». Выступления докладчиков были разделены на секции в соответствии с различными аспектами проблемы энергосбережения: вентиляция и кондиционирование, водоснабжение и водоотведение, теплогазоснабжение, коммерческий учет энергоносителей. Одна из секций была посвящена строительной теплофизике и энергоэффективному проектированию
ограждающих конструкций зданий.
На этой секции, проходившей 12 ноября в гостинице «Прибалтийская», традиционно большое внимание было уделено нормативной базе в области теплозащиты зданий. Григорий Петрович Васильев, руководитель Центра энергосбережения и эффективного использования энергии, начал свой доклад с анализа существующих нормативных документов в этой области. Основными документами по-прежнему являются Федеральный закон №261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» и Постановление Правительства №18 от 25.01.2011 «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов». В этих документах, в частности, прописаны цели программы повышения энергоэффективности в части строительства: снижение энергопотребления зданий в период 2011-2015 гг. минимум на 15%, 2016-2020 - минимум на 30%, после 2021 г. - минимум на 40%. Тем не менее, до сих пор не приняты подзаконные акты, которые позволили бы воплощать эти документы в жизнь: в частности, нет базовых показателей, по отношению к которым можно было бы оценивать снижение энергопотребления.
Помимо нормативной проблемы, Г.П. Васильев отметил несоответствие фактических показателей энергопотребления проектным в построенных зданиях. В Москве был проведен анализ фактического энергопотребления в зданиях постройки 2000-2010 гг., т.е. после введения повышенных требований к сопротивлению теплопередаче конструкций. Было обнаружено превышение заявленных показателей на 60% и более. Причины такого несоответствия могут быть разнообразными - их еще предстоит выяснить. По мнению Г.П. Васильева, для адекватной оценки энергопотребления зданий необходим прямой инструментальный контроль при сдаче объекта в эксплуатацию.
Помимо этого, докладчик предложил использовать методологию комплексной оценки эффективности энергосберегающих мероприятий. При всей важности для окружающей среды основная цель повышения энергоэффективности - сокращение затрат. Таким образом, критерием эффективности энергосберегающих мероприятий должен быть чистый дисконтированный доход, который делится на потребительскую и муниципальную части. Данная методика уже разработана и апробирована при оценке эффективности мероприятий капитального ремонта зданий. Г.П. Васильев отметил, что требования к зданиям после капитального ремонта должны быть такими же, как при новом строительстве.
Другой важный аспект нормативной базы - СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий», введенный в действие в 2013 г. - рассматривал в своем докладе Александр Сергеевич Горшков, доцент ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет». Снижение требований к сопротивлению теплопередаче в этом документе неоднократно критиковалось специалистами как не соответствующее целям энергоэффективности и развития строительной отрасли. Так, приводя пример Финляндии, где данные требования повышаются год от года, докладчик отметил, что это способствует развитию новых материалов и технологий. Без экономических стимулов такого развития не будет. Другой аспект документа, который отметил А.С. Горшков, - значительное усложнение по сравнению с предыдущей редакцией методик расчета и увеличение количества требований к ограждающей конструкции. Помимо удельного сопротивления теплопередаче, необходимо также рассчитывать удельную теплозащитную
Энергоэффективность ограждающих конструкций зданий 5
характеристику, температуру внутренней поверхности ограждающей конструкции. Последняя рассчитывается по температурным полям в области теплопроводных включений - довольно сложная методика, проверять которую при экспертизе проектной документации на данный момент никто не готов.
В связи со всеми перечисленными сложностями, А.С. Горшков предлагает при расчете теплозащитных характеристик оболочки здания использовать стандарты ISO 13789 "Thermal performance of buildings". По его оценке, данные стандарты являются более простыми и соответствуют целям энергосбережения. На данный момент ведется разработка регионального стандарта на базе этой группы документов.
А.С. Горшков выделил также другие препятствия развитию энергоэффективного строительства, помимо нормативных:
• экономические - отсутствие дотаций или рыночных механизмов (например, льготных условий кредитования) для строительства энергоэффективных зданий;
• информационно-образовательные - нет широкой просветительской работы, которая сформировала бы социальный заказ;
• технические - мало продуманных решений и реализованных проектов, на которые можно было бы ориентироваться.
Действительно, в России на данный момент мало примеров удачных проектов энергоэффективных зданий. При этом страны ближнего зарубежья, раньше начавшие работу в этой области, уже могут продемонстрировать и проанализировать такие примеры. Так, определенные успехи в энергоэффективном строительстве уже имеют Республика Беларусь и Казахстан. Роман Валентинович Твердохлебов, технический директор ГК «МОНОРАКУРС», Беларусь, рассказал об этом опыте. Первый энегоэффективный дом был построен в Минске в 2007 г. На этапе строительства в здание были заложены датчики для постоянного мониторинга. В проекты этого и других энергоэффективных домов были включены такие решения, как утепление кровли и северных фасадов, система рекуперации тепла. Анализ вариантов использования рекуперации показал, что центральная система дешевле и удобнее в эксплуатации; при этом поквартирная система позволяет жильцам индивидуально регулировать условия энергопотребления. Р.В. Твердохлебов, как и А.С. Горшков, отметил информационные проблемы при реализации энергосберегающих мероприятий: у жильцов отсутствует мотивация, так как они оплачивают лишь 10-20% коммунальных услуг, а значит, для них экономия невелика.
Особая часть ограждающей конструкции, оказывающая значительное влияние на энергопотребление, - это оконный блок. Доклад Тамары Александровны Дацюк, декана факультета инженерно-экологических систем ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский архитектурно-строительный университет», был посвящен особенностям проектирования и расчета этих конструкций. Большинство проектов многоквартирных домов по-прежнему проектируется исходя из естественной вентиляции. При этом в ограждающих конструкциях используются герметичные оконные блоки, которые препятствуют естественной вентиляции. Это приводит как к повышению содержания CO2 в помещениях, так и к развитию грибкового поражения ограждающей конструкции. При условии использования герметичных стеклопакетов приток осуществляется только за счет воздухопроницаемости самой ограждающей конструкции и проветривания. Оконные блоки необходимо проектировать исходя из следующих ограничений:
• должен быть обеспечен требуемый воздухообмен 110 м3/час;
• оконный блок не должен ухудшать теплотехнические свойства ограждающей конструкции;
• не должен образовываться конденсат;
• должна быть обеспечена звукоизоляция.
При невозможности или нецелесообразности использования полноценной системы механической вентиляции обеспечить соблюдение этих требований можно при использовании вентиляционных клапанов, стеновых и оконных. Они обеспечивают необходимый приток и проветривание, при этом сохраняя теплозащитные и звукоизоляционные свойства конструкции.
Энергоэффективность ограждающих конструкций зданий
Тем не менее, Т.А. Дацюк отметила, что неконтролируемая установка клапанов жильцами может привести к нестабильной работе вентиляции, т.к. они влияют на распределение воздушных потоков. Рекомендуется изначально закладывать использование клапанов в проект и учитывать их коэффициент сопротивления в расчете.
Дмитрий Александрович Ващенко, директор ООО «Интеллект-Сервис», также обратил внимание на опасность неконтролируемого использования приточных клапанов - это может значительно снизить энергоэффективность ограждающей конструкции. По его словам, внесение изменений в систему вентиляции, не заложенных в проекте, может быть одной из причин, по которым свойства реальных конструкций не соответствуют проектным. В ходе лабораторных исследований различных типов ограждающих конструкций, проведенных в Белгороде, такое несоответствие было обнаружено в большинстве случаев. Причины, помимо указанной, могут быть разными: от изменения свойств материала в конструкции до некорректного начального расчета.
Важности правильного измерения теплофизических свойств материалов был посвящен доклад Николая Александровича Соколова, руководителя сектора эталонов и научных исследований в области теплофизических измерений ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева». По его словам, в многочисленных лабораториях и испытательных центрах, проводящих оценку теплотехнических параметров, зачастую используется несертифицированное оборудование, которое может давать значительную погрешность. В связи с этим более 80% выпускаемых
материалов в реальности не соответствуют собственным техническим условиям и стандартам. При этом Россия на сегодня обладает самым точным в мире оборудованием для измерения теплопроводности. Необходимо лишь проверить, сертифицировано ли оборудование, на котором проводятся измерения, и какова его погрешность в соответствии с сертификатом.
Помимо перечисленного, на секции обсуждались вопросы, связанные с влажностным режимом ограждающих конструкций, методиками испытаний конструкций и материалов, а также проблемы текущих проектов энергоэффективных зданий.
В.М. Якубсон
Резолюция секции «Строительная теплофизика и энергоэффективное проектирование ограждающих
конструкций»
VII Международный конгресс «Энергоэффективность. XXI век. Инженерные методы снижения энергопотребления зданий»
1. Фактические значения удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий, вводимых в эксплуатацию на территории Российской Федерации, не соответствуют нормативным требованиям. С целью устранения несоответствия фактических и нормируемых значений удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление требуется повысить нормативный уровень теплоизоляции (тепловой защиты) ограждающих конструкций зданий. Повышение нормативного уровня теплоизоляции ограждающих конструкций позволит более широко и эффективно внедрять в практику строительства энергосберегающие инновации в части строительных материалов и конструктивных решений.
2. В настоящее время на территории Российской Федерации отсутствует утвержденная методика оценки вводимых в эксплуатацию зданий требованиям энергетической эффективности. Предлагаем поддержать Проект национального стандарта «Здания и сооружения. Методика проведения натурных теплотехнических испытаний по определению энергопотребления вводимых в эксплуатацию зданий и оценка их соответствия требованиям энергетической эффективности», разработанного ОАО «НИИМосстрой».
Энергоэффективность ограждающих конструкций зданий 7
3. СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» не соответствует требованиям Указа Президента РФ от 04 июня 2008 г. N 889, Федерального Закона Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ, Постановления Правительства Российской Федерации от 25 января 2011 г. N 18 и других нормативных документов. Предлагаем отменить действие приказа Министерства регионального развития РФ от 30 июня 2012 г. № 265 об утверждении и введении в действие с 1 января 2013 г. данного Свода Правил.
4. Одной из целей СП 50.13330.2012, обозначенной во введении к нему, является повышение уровня гармонизации с европейскими и международными нормативными документами. Фактически СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» не гармонизирован с европейскими и международными нормативными документами ни в части терминологии, ни в части методологии проектирования тепловой защиты. Предлагаем поддержать инициативу Санкт-Петербургского государственного политехнического университета о необходимости разработки свода правил по тепловой защите, гармонизированного с международными стандартами.
5. Требуется разработка альтернативной редакции свода правил по тепловой защите, гармонизированного с международными стандартами (ISO 13789, ISO 7345, ISO 10456, ISO 6946, ISO 10077 и др.) и устанавливающего нормативные требования по теплоизоляции до уровня, принятого в европейских странах с сопоставимыми климатическими условиями. Предлагаем поддержать вторую редакцию СП «Тепловые характеристики зданий - Трансмиссионный и вентиляционный коэффициенты теплопередачи - Методика расчета и нормативные требования», разработанного в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете.
6. С целью получения достоверных данных о теплофизических характеристиках теплоизоляционных материалов, входящих в состав ограждающих конструкций зданий, предлагаем создать национальную базу данных по теплофизическим свойствам строительных материалов и изделий на базе ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева», а также национальную базу данных по теплотехническим свойствам ограждающих конструкций (в том числе -светопрозрачных) на базе Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета.
7. Актуальной проблемой энергосбережения является защита от переувлажнения ограждающих конструкций. Методики расчета защиты строительных ограждающих конструкций от переувлажнения, изложенные в СНиП 23-02-2003 и СП 50.13330.2012, не применимы для оценки влагозащитных свойств ограждающих конструкций с мультизональной конденсацией влаги. Неоднозначность выбора плоскости максимального увлажнения согласно СП 50.13330.2012 приводит к противоречивым результатам в оценке влагозащитных свойств конструкций и затрудняет работу проектировщика. Требуется разработка альтернативной редакции раздела «Защита от переувлажнения ограждающих конструкций» (п. 8 СП 50.13330.2012) для определения влагозащитных свойств ограждающих строительных конструкций с повышенным уровнем теплозащиты в широком диапазоне увлажнения материалов.
Председатель секции,
кандидат технических наук,
директор научно-учебного центра
«Мониторинг и реабилитация природных систем»
ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный
политехнический университет» А.С. Горшков
Доктор технических наук, профессор,
заведующий кафедрой «Строительство
уникальных зданий и сооружений»,
директор Инженерно-строительного института
ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный
политехнический университет» Н.И. Ватин
Энергоэффективность ограждающих конструкций зданий
doi: 10.5862/MCE.52.1
Energy efficiency of building envelope
Key words
energy efficiency; energy saving; building envelope; insulating glass unit; thermal performance of buildings; heat recovery system
Abstract
November, 12—13th, in Saint-Petersburg the 7th International congress "Energy efficiency. XXI century" took place. The reports were done in breakuo groups according to the various aspects of energy efficiency challenge: HVAC systems, water supply and sewerage systems, gas supply, energy metering. One of the grourps was devoted to thermophysics of buildings and energy effective design of building envelope.
Full text of this article in Russian: pp. 5-8
Energy efficiency of building envelope 57
