CC BY
9Энергоэффективное строительство
------ЖИЛИЩНОЕ ---
строительство
Научно-технический и производственный журнал
УДК 699.86
О.Д. САМАРИН, канд. техн. наук
Московский государственный строительный университет (129337, Москва, Ярославское шоссе, 26)
Обоснование снижения теплозащиты ограждений с использованием актуализированной редакции
СНиП 23-02-2003
Рассмотрена экономическая целесообразность применения пониженного уровня теплозащиты наружных ограждений зданий на основе требований СП 50.13330.2012. Приведены результаты расчетов фактической и нормируемой удельной теплозащитной характеристики с использованием методики СП, определения капитальных затрат на теплоизоляцию, суммарных расходов на тепловую энергию и других технико-экономических показателей при различных значениях сопротивления теплопередаче основных наружных ограждений для группы жилых зданий. Приведен анализ полученных данных и выявлены условия окупаемости базового уровня теплозащиты по сравнению с пониженным с использованием совокупных дисконтированных затрат. Определены категории собственников и нанимателей жилья, получающих преимущества и убытки от повышения сопротивления теплопередаче при действующем состоянии рынка жилья, механизме его распределения и ставке ипотечного кредитования.
Ключевые слова: сопротивление теплопередаче, удельная теплозащитная характеристика здания, капитальные затраты, срок окупаемости, норма дисконта.
O.D. SAMARIN, Candidate of Technical Sciences, Moscow State University of Civil Engineering, (26 Yaroslavskoye Hwy, Moscow, 129337, Russian Federation)
Substantiation of reducing the heat protection of enclosures with the use of an actualized version of SNiP 23-02-2003
The economical expediency of using the decreased level of thermal protection of external building enclosures in terms of demands of SP 50.13330.2012 is considered. The calculation results of design and required specific thermal protection using the procedure of SP, determining the capital costs for thermal insulation, total expenditures for heat energy and other technical and economical parameters at the different values of thermal resistance of the main external enclosures for the series of residential buildings are presented. The analysis of obtained data is given and conditions of recoupment of the base level of thermal protection in comparison with the decreased level with the use of combined discounted costs are shown. The categories of owners and tenants of dwellings getting preferences and losses from increasing of thermal resistances at the actual state of dwelling market, mechanism of its distribution and mortgage lending rate are defined.
Keywords: thermal resistance, specific heat protection characteristic of building, capital costs, payback period, discount norm.
Вопросам повышения энергоэффективности зданий и сооружений при их строительстве и эксплуатации и методам нормирования энергосберегающих мероприятий уделяли внимание многие авторы как в нашей стране, так и за рубежом [1-3].
В то же время в Российской Федерации с 1 июля 2013 г. вступила в силу актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» -СП 50.13330.2012. В соответствии с ее требованиями сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Я0, м2К/Вт, допускается принимать с использованием региональных коэффициентов тр, корректирующих базовое значение Я0, назначаемое в соответствии с величиной градусо-суток отопительного периода (ГСОП) в районе строительства. Минимальные значения тр составляют 0,63 для наружных стен, 0,8 для полов и потолков и 0,95 для светопрозрачных конструкций.
Рассмотрим сравнение двух вариантов устройства наружных ограждений в жилых зданиях, расположенных в Москве. В первом варианте все тр считаются равными единице, т. е. Я0 выбираются непосредственно по табл. 3 СП 50.13330.2012. Во втором варианте используется минимально допустимый уровень тр. Результаты вычислений И0 можно свести в табл. 1.
Для повышения достоверности выводов дальнейшие расчеты были осуществлены для двенадцати характерных жилых зданий различной этажности (от 5 до 18 этажей) с разными размерами и площадью [4]. Конструктивные параметры зданий приведены в табл. 2. Здесь Аст, Апл, Апт и Аок - соответственно площади наружных стен, пола над подвалом, чердачного перекрытия или бесчердачного покрытия, м2, принимаемые по строительным чертежам [4]; Аот, Ажил и Аобщ - отапливаемая, жилая и общая площади зданий, м2; hэт и п - высота этажа от пола до потолка и число этажей.
Сопротивления теплопередаче основных ограждающих конструкций по сравниваемым вариантам
Таблица 1
Вариант теплозащиты Наружная стена Пол над подвалом Покрытие Окна
Ro тр Ro тр Ro тр Ro
1 i 3,13 1 4,125 1 4,672 1 0,528
2 0,63 1,972 0,8 3,3 0,8 3,737 0,95 0,501
461 32014
Научно-технический и производственный журнал
-------ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
Энергоэффективное строительство
Таблица 2
Характеристики зданий, использованных в расчетах
№ зд. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Аст 5389 2962 3024 2498 3227 2729 4845 8233 16634 5060 3627 18214
Апл 759 389 930 844 467 710 755 1077 1688 535 398 1019
Апт 759 389 930 844 467 710 755 1077 1688 535 398 1019
Аок 1043 504 720 558 648 520 1134 1609 4737 1952 754 4949
Аот 4905 2714 3593 2592 3045 2599 5298 7411 20282 4859 2827 12610
A ^жил 3695 1888 2436 1816 2325 1911 3778 5542 14083 3394 1808 8270
Асйщ 5976 3164 4160 2999 3719 3175 5964 9926 27254 7103 3735 15091
h3T, м 2,76 2,76 2,76 2,76 2,76 2,76 2,76 2,76 3 3 3 3
Пэт 9 9 5 5 9 5 9 9 18 16 10 18
Таблица 3
Результаты определения энергетических и технико-экономических показателей для группы жилых зданий
№ здания k об k об k тр k об ДКуд ДЭуд Тс, г Ток, г
1 0,265 0,343 0,396 279,1 35,85 7,78 30,7
2 0,246 0,323 0,442 270 35,15 7,68 27,42
3 0,242 0,308 0,418 250,4 29,62 8,45 Не окуп.
4 0,272 0,348 0,446 290 34,06 8,51 Не окуп.
5 0,26 0,337 0,432 271,5 34,73 7,82 32,15
6 0,266 0,345 0,446 292,1 35,68 8,19 Не окуп.
7 0,245 0,312 0,391 242,5 30,5 7,95 42,91
8 0,268 0,347 0,371 280,2 36,14 7,75 29,57
9 0,223 0,279 0,325 216,3 27,39 7,9 37,03
10 0,343 0,418 0,391 296,4 36,26 8,17 Не окуп.
11 0,293 0,378 0,432 321,2 41,64 7,71 28,27
12 0,374 0,47 0,342 363,6 47,21 7,7 27,91
Результаты дальнейших вычислений, выполненных с использованием методики СП 50.13330.2012, сведены в табл. 3. Вследствие значительного объема вычислений и их однотипного характера для этого была разработана программа для ЭВМ. Здесь к*об и /с"б - фактическая удельная теплозащитная характеристика здания, Вт/(м3К), получаемая в результате расчета. По определению она равна отношению суммарных теплопотерь за счет теплопередачи через наружные ограждающие конструкции к отапливаемому объему здания Vот, м3, и к расчетной разности температуры внутреннего и наружного воздуха, оС. Параметр к^ представляет собой нормируемое значение данной характеристики в соответствии с требованиями СП 50.13330.2012. Он используется для выявления возможности снижения теплозащиты, потому что для этого должно выполняться условие И < итр
л об л об-
Величина ДКуд - это удельные дополнительные капитальные затраты на 1 м2 отапливаемой площади (сумма затрат на дополнительную теплоизоляцию и замену остекления), р/м2; ДЭуд - удельное снижение эксплуатационных затрат за счет энергосбережения (также на 1 м2 отапливаемой площади), р/м2; Т0 - бездисконтный срок окупаемости, г. Значения ДКуд и ДЭуд вычисляются исходя из среднерыночной стоимости теплоизоляционных материалов и тарифов на тепловую энергию в Москве; Т0 = ДКуд/ДЭуд. Дисконтированный срок Ток определяется с учетом нормы дисконта р, которая принимается на уровне действующей ставки банковского кредита. Если взять, например, средний
3'2014 ^^^^^^^^^^^^^
уровень текущей ставки ипотечного кредитования Сбербанка РФ для различных категорий клиентов применительно к объектам недвижимости, построенным без участия его кредитных средств (по данным интернет-ресурса http:// www.ipotek.ru/sber_gotovoe_jilie.php. Дата обращения 24.02. 2014), т. е. 12,5% годовых, оказывается [5, 6]:
_ -1п(1-р-Г„/100) ок In (1 + р/100) '
Таким образом, величина Ток во всех случаях превышает 25 лет, что заведомо больше срока обычного ипотечного кредита, который, как правило, выдается на 10-20 лет, а для некоторых зданий окупаемость и вовсе отсутствует, поскольку Т0>100/р=8 лет и аргумент логарифма в числителе формулы для Ток отрицателен. Данный эффект в конечном счете связан с тем, что доля трансмиссионных тепло-потерь в общем энергетическом балансе жилых зданий не слишком велика и, как правило, не превышает 40-45%, а остальное приходится на долю вентиляции и горячего водоснабжения [7].
Следовательно, преимущества от использования повышенных сопротивлений теплопередаче обнаруживаются только для той категории жителей, которая может получить новое жилье бесплатно в порядке очереди на условиях социального найма. Но в настоящее время к данной категории относится меньшинство населения. В то же время для тех, кто в принципе может приобрести жилье даже на усло-
- [47
Энергоэффективное строительство
ц м .1
Научно-технический и производственный журнал
виях ипотечного кредитования, основное значение имеет непосредственно его стоимость, а некоторое последующее повышение эксплуатационных издержек на оплату коммунальных услуг - уже во вторую очередь, так как это в основном платежеспособные люди, по крайней мере на уровне текущих расходов. В то же время капитальные затраты определяют сумму, которую нужно единовременно внести, и часто являются лимитирующими. Кроме того, рост стоимости жилья неизбежно приведет к снижению платежеспособного спроса, а значит, сбыта, к убыткам застройщиков, ДСК и т. д. и снизит доступность жилья для значительной категории граждан [8].
Поэтому наиболее целесообразным решением будет устройство ограждений с минимально допустимым уровнем теплозащиты. Как видно из табл. 3, использование минимальных тр возможно почти для всех зданий, поскольку при этом оказывается, что не только к*об < kl& но и к^ < kl& так что требование СП 50.13330.2012 по величине удельной теплозащитной характеристики выполняется и для второго варианта. Исключение составляет здание 10, где из-за неравенства к^ > к,^ возможности для снижения Ro более ограничены, и здание 12, где и при тр=1 оказывается, что к*об > к Jig, поэтому в данном случае требуется даже усиление теплозащиты по сравнению с базовой. Заметим, что оба эти здания имеют этажность, близкую к максимальной, а значит, наихудший коэффициент компактности. Следовательно, мало- и среднеэтажное строительство, помимо определенного упрощения технологии строительства и конструкции инженерных систем, позволяет также добиться максимально возможного снижения объема теплоизоляции в конструкциях и дополнительного удешевления зданий.
Список литературы
1. Гагарин В.Г. Макроэкономические аспекты обоснования энергосберегающих мероприятий при повышении теплозащиты ограждающих конструкций зданий // Строительные материалы. 2010. № 3. С. 8-16.
2. Горшков А.С. Энергоэффективность в строительстве: вопросы нормирования и меры по снижению энергопотребления зданий // Инженерно-строительный журнал. 2010. № 1. С. 9-13.
3. Dylewski Robert, Adamczyk Janusz. Economic and ecological indicators for thermal insulating building investments // Energy and Buildings. 2012. No. 54. Рр. 8895.
4. Самарин О.Д., Зайцев Н.Н. Влияние ориентации остекленных фасадов на суммарное энергопотребление жилых зданий // Инженерно-строительный журнал. 2010. № 8. С. 16-20.
5. Самарин О.Д. Вопросы экономики в обеспечении микроклимата зданий. М.: АСВ, 2011. 128 с.
6. Гагарин В.Г. Экономический анализ повышения уровня теплозащиты ограждающих конструкций зданий // Строительные материалы. 2008. № 8. С. 41-47.
7. Самарин О.Д., Лушин К.И. Об энергетическом балансе жилых зданий // Новости теплоснабжения. 2007. № 8. С. 44-46.
8. Самарин О.Д. Еще раз о целесообразности повышения теплозащиты несветопрозрачных ограждений зданий // Строительные материалы. 2013. № 9. С. 56-59.
References
1. Gagarin V.G. Macroeconomic features of justification of energy saving measures during increase of thermal performance of building enclosures. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2010. No. 3, pp. 8-16 (in Russian).
2. Gorshkov A.S. Energy efficiency in construction: problems of standardizing and measures to decrease energy consumption of buildings. Inzhenerno-stroitelnyiy zhurnal. 2010. No. 1, pp. 9-13 (in Russian).
3. Dylewski Robert, Adamczyk Janusz. Economic and ecological indicators for thermal insulating building investments. Energy and Buildings. 2012. No. 54, pp. 88-95.
4. Samarin O.D., Zaytsev N.N. Influence of the orientation of glazed facades on the overall energy consumption of residential buildings. Inzhenerno-stroitelnyiy zhurnal. 2010. No. 8, pp. 16-20 (in Russian).
5. Samarin O.D. Voprosyekonomikivobespechenii mikroklimata zdanii. [Problems of economics in maintenance of a building microclimate]. M.: ASV. 2011. 128 p. (in Russian).
6. Gagarin V.G. Economical analysis of increase of thermal performance level of building enclosures. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2008. № 8. Pp. 41-47 (in Russian).
7. Samarin O.D., Lushin K.I. On energetic balance of residential buildings. Novosti teplosnabzheniya. 2007. No. 8, pp. 44-46 (in Russian).
8. Samarin O.D. Once more on expedience of increase of thermal performance of non-transparent enclosures. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2013. No. 9, pp. 56-59 (in Russian).
48
32014
