CC BY
23ФОРМИРОВАНИЕ ИНТЕГРАЛЬНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗДАНИЙ
В настоящее время энергоэффективность зданий в России оценивается по степени их соответствия нормативным удельным показателям расхода тепла на единицу площади или объёма жилых и общественных зданий. Разрабатываемые с 1990-х годов на федеральном и региональном уровне нормативные документы содержат различные показатели оценки энергетической эффективности зданий, имеющие различное содержание и единицы измерения. В отечественных и зарубежных научных работах [3,5,6] разработано значительное количество методических подходов к определению показателей энергетической эффективности зданий. Большинство показателей, как правило, лимитированы одним из видов энергетических ресурсов или не позволяют оценить здание как единую энергетическую систему. В законе № 261-ФЗ определён состав требований энергетической эффективности зданий, строений, сооружений, которым здание, строение, сооружение должны соответствовать при вводе в эксплуатацию и в процессе эксплуатации, с указанием лиц, обеспечивающих выполнение таких требований (застройщика, собственника здания, строения, сооружения), а также сроки, в течение которых выполнение таких требований должно быть обеспечено. При этом срок, в течение которого выполнение таких требований должно быть обеспечено застройщиком, должен составлять не менее чем пять лет с момента ввода в эксплуатацию здания, строения, сооружения [3]. Однако основным мотивом застройщиков и собственников к достижению зданиями определённого класса энергетической эффективности является экономия денежных средств на энергетические ресурсы, потребляемые зданиями, а не достижение показателя физического расхода энергетических ресурсов, являющегося понятным лишь узкому кругу специалистов. Таким образом, становится необходимым получение показателя, интегрирующего все энергетические расходы здания и позволяющего оценить их в стоимостном выражении.
Согласно принципа нормирования тепловой защиты зданий, разработанного Госстроем РФ в 1994 году, в основу энергетической эффективности зданий положены нормируемые величины удельной потребности в тепловой энергии на отопление (или охлаждение) и вентиляцию зданий. Удельная потребность в тепловой энергии на отопление здания определяется количеством тепла, необходимого для отопления помещений здания в течение отопительного периода, отнесенных к общей отапливаемой площади или к отапливаемому объему здания и к градусо-суткам отопительного периода. Идея разработки такого параметра относится к 1994 году, когда этот новый параметр был предложен в качестве основного норматива в модели стандарта по энергетической эффективности зданий. Эта модель и соответствующие ей региональные нормы по тепловой защите зданий была разработана НИИСФ РААСН и ЦЭНЭФ с участием Общества по защите природных ресурсов. По этому новому принципу регламентируются требования не к отдельным частям здания (стены, перекрытия, окна и т. д.), формирующим тепловой баланс здания, а к зданию в целом с энергетической точки зрения. Такой энергетический параметр формируется теплозащитой здания, архитектурными, объемнопланировочными и компоновочными решениями, системами отопления и вентиляции, дополнительными теплопоступлениями, учетом эффективности систем теплоснабжения и климатическими параметрами. [1].
В 1999 году были разработаны и введены в действие государственные стандарты энергетической эффективности, призванные системно упорядочить активно развивающиеся процессы нормативнометодического обеспечения энергосбережения на федеральном, региональном (субъектов Российской Федерации), ведомственном и локальном уровнях с использованием принципов, учитывающих рыночные условия хозяйствования. Основные показатели энергетической эффективности перечислены в ГОСТ Р 51541-99 «Энергетическая эффективность. Состав показателей», который устанавливает три группы показателей энергоэффективности: показатели эффективности продукции, показатели эффективности производственных процессов и удельные показатели. Однако данные показатели не формализованы, для зданий не конкретизированы, кроме того, работа по отражению этих показателей в СНиП даже не начиналась. Кроме этого, приведённая в ГОСТ 51541-99 классификация показателей энергетической эффективности не может быть в полной мере отнесена к зданиям, так как не учитывает специфики здания с точки зрения энергетической эффективности.
Показатели энергетической эффективности также установлены ГОСТ Р 51387-99 «Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения», часть из них рекомендована СНиП для оценки энергоэффективности зданий. Так, базовый по энергетической эффективности СНиП 23-02-2003 устанавливает показатели энергоэффективности, основным из которых является показатель удельного расхода тепловой энергии на отопление здания за отопительный период который выражается в кДж/(м2°Ссут) или [кДж/(м2°Ссут)]. Данный показатель является основным при определении класса энергетической эффективности зданий. Однако, несмотря на то, что данный показатель обеспечивает свободу при выборе проектных решений и возможность контроля энергопотребления при эксплуатации зданий, апробирован и применяется в настоящее время, он не мотивирует застройщиков и собственников зданий на внедрение мероприятий по повышению класса энер-
гетической эффективности зданий, так как не имеет стоимостного выражения. Кроме этого, данный показатель не учитывает все виды энергетических ресурсов, потребляемых и производимых зданием.
Наиболее полная методика оценки энергопотребления зданий, позволяющая учитывать все основные виды энергозатрат и их снижение за счет применения практически любых известных энергосберегающих мероприятий, содержится в общественном Стандарте РНТО строителей и РОИС «Строительная теплофизика. Нормы проектирования ограждающих конструкций зданий, строений и сооружений». Стандарт введен в действие с 1 января 2006 г. и является документом добровольного применения [2]. В качестве показателя энергоэффективности Стандарт РНТО предлагает показатель энергетической эксплуатационной характеристики зданий, определяемый как разница между тепло-потерями зданий теплопроводностью и дополнительными энергозатратами на подогрев инфильт-рующегося холодного воздуха, горячее водоснабжение, электропотребление инженерных систем, на освещение помещений, а также электробытовыми приборами и теплопоступления от людей, электробытовых приборов и солнечной радиации через световые проемы, соотнесённый к отапливаемой площади здания. Показатель выражается в кВтч/(м2год) (либо м3год). Однако, несмотря на то, что в данном показателе учтены все виды энергетических ресурсов, он применим лишь на стадии проектирования и частично на стадии строительства здания, и не может служить стимулом для собственников зданий к энергосбережению. Данным стимулом может служить предлагаемый стандартом РНТО показатель экономически целесообразного оптимального сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций зданий, который может быть определён на всех стадиях жизненного цикла зданий, однако данный показатель ориентируется только на толщину дополнительного слоя утеплителя и связанного с ним экономически целесообразного сопротивления теплопередаче и не учитывает другие возможности повышения энергетической эффективности зданий. Кроме этого, показатели энергетической эксплуатационной характеристики зданий, экономически целесообразного сопротивления теплопередаче, предлагаемые Стандартом РНТО и показатель удельного расхода тепловой энергии на отопление здания за отопительный период, применяемый для присвоения зданиям класса энергоэффективности по СНиП 23-02-2003, не коррелируют между собой.
Появляющиеся в нормативно-методических документах показатели энергоэффективности зданий после 2006 г. по настоящее время не являются принципиально новыми и характеризуют энергетическую эффективности зданий согласно концепции СНиП 23-02-2003. Показатель удельного расхода тепловой энергии на отопление здания за отопительный период претерпел модификацию и преобразовался в показатель удельного потребления тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания с учетом солнечной радиации через светопроемы и тепловыделений от искусственного освещения и бытовых приборов. Таким образом, в данном показателе учтены основные, однако не все виды энергоресурсов. Новые показатели энергоэффективности зданий в отношении всех видов энергоресурсов лишь упомянуты в Плане действий Правительства по реализации положений Закона № 261-ФЗ.
Данный подход к определению энергоэффективности зданий используется и в Европе. Так в качестве критерия, характеризующего энергетическую эффективность зданий, большинство стран используют затраты первичной энергии, выражаемой, как правило, в кВтч/м2 в год (в Италии в кВтч/м3 в год). Только Великобритания и Румыния используют в качестве критерия энергоэффективности количество выбросов С02 (в Великобритании ведутся обсуждения о возможности перехода на использование в качестве критерия затрат первичной энергии) [6].
Исследование эволюции показателей позволило сделать вывод о том, что энергетическая эффективность зданий определяется расходом всех энергетических ресурсов на обеспечение комфортного микроклимата, а также минимизацией затрат на энергетические ресурсы. Предлагаемые показатели либо учитывают удельный расход только тепловой энергии, либо не формализованы и не конкретизированы для зданий [4]. Существующие методики оценки энергопотребления зданий с целью определения их энергоэффективности, учитывающие расход тепловой энергии на отопление в течение отопительного периода, годовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение и годовой расход электрической энергии на искусственное освещение и бытовые нужды [1,2,5,7], являются достаточно громоздкими и неудобными для использования и, кроме того, не учитывают расход холодной воды как вида энергоресурса, а также необходимые для определения энергетической эффективности поступления энергии от солнца, ветра, земли, теплопоступления от людей и бытовых приборов, и т.п. В связи с этим становится необходимым разработка показателя, рационально сочетающего виды энергетических ресурсов, потребляемых зданием как единой энергетической системой и обеспечивающего рост энергетической эффективности. Энергетические ресурсы зачастую взаимозаменяемы и имеют свои характеристики в виде энергии, степени загрязнения окружающей среды, стоимости приобретения, использования и утилизации, опасности и трудоемкости использования и т.п. При этом ключевой характеристикой является экономическая целесообразность использования того или иного вида энергоресурса в зданиях, так как использование источников энергии определяется множеством факторов, в числе которых наличие технических условий для подключения к инженерным сетям, географическое расположение зданий, климатические условия района строительства и т.д. Кроме то-
го, такие абстрактные характеристики использования энергетических ресурсов как безопасность, эргономичность, загрязнение окружающей среды и прочие также могут быть оценены в стоимостном
выражении. Таким образом, к энергоэффективности зданий нужно подходить системно и применять не только эффективные, но и экономически целесообразные технологии. Ключевым моментом для достижения указанной сбалансированности является учёт всех видов энергетических ресурсов, под которыми в законе № 261-ФЗ понимаются носители энергии, энергия которых используется или может быть использована при осуществлении хозяйственной и иной деятельности, а также виды энергии (атомная, тепловая, электрическая, электромагнитная энергия или другие виды энергии) [3]. Причем анализ существующих в настоящее время показателей энергетической эффективности говорит о том, что учёт энергетических ресурсов в натуральном и условно-натуральном выражении является тем самым узким местом, которое лимитирует движение к точному учёту всех видов потребляемых и производимых зданием энергетических ресурсов. Этим определяется актуальность разработки универсального, интегрирующего все энергетические ресурсы, показателя, которым может быть стоимостной.
На основе вышеизложенного, можно выделить принципы формирования интегрального показателя энергоэффективности зданий:
1. Взаимозаменяемость энергетических ресурсов исходя из экономической целесообразности их использования в зданиях.
2. Интегральный учёт всех потребляемых и вырабатываемых зданиями энергетических ресурсов.
3. Стоимостное выражение потребляемых и вырабатываемых зданиями энергетических ресурсов.
4. Простота расчёта показателя и доступность для застройщиков, собственников зданий и прочих заинтересованных лиц.
5. Не противоречие существующим показателям и комплексу действующих нормативноправовых документов.
Таким образом, предлагаемый интегральный показатель должен создавать условия застройщикам и собственникам зданий для повышения класса энергетической эффективности. Предлагаемый показатель может быть выражен нормативом расходов на энергоресурсы на 1 куб. м. строительного объёма здания. Индикативные или целевые значения норматива необходимо устанавливать по методике с учётом развитости инфраструктуры, структурного состава зданий, существующих тарифов на энергоресурсы и климатических параметров конкретного региона. Данный показатель позволит не только оценить эффективность использования энергетических ресурсов здания на фоне регионального норматива, но и может использоваться для мотивации застройщиков и собственников зданий на повышение класса энергетической эффективности. Показатель не противоречит определению энергетической эффективности, приведённому в законе № 261-ФЗ как характеристики, отражающей отношение полезного эффекта от использования энергетических ресурсов к затратам энергетических ресурсов, произведенным в целях получения такого эффекта.
Предлагаемый интегральный показатель энергетической эффективности зданий направлен на минимизацию расхода энергетических ресурсов и должен также войти в систему основных техникоэкономических индикаторов, как и величина «продуктовой корзины», по которой определяется стоимость прожиточного минимума. Учитывая, что энергоэффективность поставлена в авангарде стратегии инновационного развития России, необходимо рассчитывать его поквартально для оценки эффективности деятельности управляющих компаний, балансодержателей общественных зданий и определения лимитов энергоресурсов для предприятий, а проектировщики, строители и собственники зданий должны ориентироваться на предлагаемый показатель с целью достижения минимизации расхода зданием энергетических ресурсов.
