Описание:

Мировой энергетический кризис 70-х годов привел, в частности, к появлению нового научно-экспериментального направления в строительстве, связанного с понятием "здание с эффективным использованием энергии". Первое такое здание было построено в 1974 году в г. Манчестере (штат Нью-Хэмпшир, США). Цель строительства этого здания, как, впрочем, и всех, последовавших за ним в рамках нового направления, заключалась в выявлении суммарного эффекта энергосбережения от использования архитектурных и инженерных решений, направленных на экономию энергетических ресурсов. В последние годы значительно увеличился объем строительства зданий различного технологического назначения с эффективным использованием энергии, и получили развитие в международной практике стандарты, правила и другие нормативные документы по проектированию и оценке энергоэффективности таких зданий (см. журнал АВОК, 1997, №№ 2, 4, 6). В России в рамках международной программы Европейской экономической комиссии ООН "Энергетическая эффективность-2000" осуществляются проекты по строительству демонстрационных зон высокой энергетической эффективности.

Научные основы проектирования энергоэффективных зданий

Ю. А. Табунщиков , президент АВОК, член-корр. Российской Академии архитектуры и строительных наук

М. М. Бродач , вице-президент АВОК, канд. техн. наук, Московский архитектурный институт

Введение

Мировой энергетический кризис 70-х годов привел, в частности, к появлению нового научно-экспериментального направления в строительстве, связанного с понятием "здание с эффективным использованием энергии". Первое такое здание было построено в 1974 году в г. Манчестере (штат Нью-Хэмпшир, США). Цель строительства этого здания, как, впрочем, и всех, последовавших за ним в рамках нового направления, заключалась в выявлении суммарного эффекта энергосбережения от использования архитектурных и инженерных решений, направленных на экономию энергетических ресурсов. В последние годы значительно увеличился объем строительства зданий различного технологического назначения с эффективным использованием энергии, и получили развитие в международной практике стандарты, правила и другие нормативные документы по проектированию и оценке энергоэффективности таких зданий (см. журнал АВОК, 1997, №№ 2, 4, 6). В России в рамках международной программы Европейской экономической комиссии ООН "Энергетическая эффективность-2000" осуществляются проекты по строительству демонстрационных зон высокой энергетической эффективности.

Вместе с тем ощущается явная нехватка информации о научных методах, на основе которых осуществляется проектирование зданий. Не менее остро ощущается также и необходимость уточнения терминологии.

Авторами предлагается использовать два понятия: энергоэффективные здания и энергоэкономичные здания. Дадим следующие определения. Энергоэффективное здание включает в себя совокупность архитектурных и инженерных решений, наилучшим образом отвечающих целям минимизации расходования энергии на обеспечение микроклимата в помещениях здания. Энергоэкономичное здание включает в себя отдельные решения или систему решений, направленных на снижение расхода энергии на обеспечение микроклимата в помещениях здания. Из приведенных определений ясно различие между энергоэффективным и энергоэкономичным зданиями. Первое есть результат выбора определенными научными методами совокупности технических решений, наилучшим образом отвечающих поставленной цели. Второе есть результат суммирования ряда энергосберегающих решений в одном объекте.

С точки зрения современной науки, задача проектирования энергоэффективных зданий относится к так называемым задачам "системного анализа" или задачам "исследования операций", поиск решения которых связан с выбором альтернативы и требует анализа сложной информации различной физической природы . Цель методов системного анализа или исследования операций - предварительное количественное обоснование оптимальных решений. Оптимальными здесь называются решения, которые по тем или иным признакам предпочтительнее всех других.

Исследование операций включает в себя три главных направления:

Построение математической модели, то есть описание процесса на языке математики;

Выбор целевой функции. Это исследование включает в себя определение ограничивающих условий и формулирование оптимизационной задачи;

Решение поставленной оптимизационной задачи.

Заметим, что принятие окончательного решения выходит за рамки исследования операций и относится к компетенции ответственного лица (чаще группы лиц), которому предоставлено право окончательного выбора и на которого возложена ответственность за этот выбор. Делая выбор, он может учитывать наряду с рекомендациями, вытекающими из математического расчета, еще ряд соображений количественного и качественного характера, которые в этих расчетах не были учтены.

Основная часть

Математическая модель и целевая функция для энергоэффективного здания

В соответствии с методологией системного анализа математическую модель теплового режима здания как единой теплоэнергетической системы целесообразно представить в виде трех взаимосвязанных моделей, более удобных для изучения :

Математической модели теплоэнергетического воздействия наружного климата на здание;

Математической модели теплоаккумуляционных характеристик оболочки здания;

Математической модели теплоэнергетического баланса помещений здания.

Подробное описание математических моделей отдельных элементов здания и здания как единой энергетической системы дано в .

Оптимизационная задача для энергоэффективного здания имеет следующее содержание: определить показатели архитектурных и инженерных решений здания, обеспечивающих минимизацию расхода энергии на создание микроклимата в помещениях здания. В обобщенном математическом виде целевую функцию для энергоэффективного здания можно записать так:

где
Q min - минимальный расход энергии на создание микроклимата в помещениях здания;
a i - показатели архитектурных и инженерных решений здания, обеспечивающих минимизацию расхода энергии.

При реальном проектировании энергоэффективное здание в большинстве случаев не будет реализовано из-за ряда ограничений, вытекающих из конкретной строительной ситуации или из-за ряда соображений количественного или качественного характера, которые не были учтены при математическом моделировании. В этом случае целесообразно ввести показатель, характеризующий степень отличия реализованного решения от оптимального. В других случаях этот же показатель может служить критерием оценки искусства проектировщика. Назовем эту величину "показателем теплоэнергетической эффективности проектного решения" и обозначим h , так что по определению

h = Q эф /Q пр

где
Q эф - расход энергии на создание микроклимата в помещениях энергоэффективного здания;
Q пр - расход энергии на создание микроклимата в помещениях здания, принятого к проектированию.

С учетом принятого разделения математической модели теплового режима здания как единой теплоэнергетической системы на три взаимосвязанных подмодели можно записать

h = h 1 h 2 h 3 ,

где
h 1 - показатель теплоэнергетической эффективности оптимального учета воздействия наружного климата на здание;
h 2 - показатель теплоэнергетической эффективности оптимального выбора тепло- и солнцезащитных характеристик наружных ограждающих конструкций;
h 3 - показатель теплоэнергетической эффективности оптимального выбора систем обеспечения микроклимата.

Оптимизация теплоэнергетического воздействия наружного климата на тепловой баланс здания

Теплоэнергетическое воздействие наружного климата на тепловой баланс здания может быть оптимизировано за счет выбора формы здания (для зданий прямоугольной формы принимаются в расчет такие параметры, как его размеры и ориентация), расположения и площадей заполнения световых проемов, регулирования фильтрационных потоков. Например, удачный выбор ориентации и размеров здания прямоугольной формы дает возможность в теплый период года уменьшить воздействие солнечной радиации на оболочку здания и, следовательно, снизить затраты на его охлаждение, а в холодный период - увеличить воздействие солнечной радиации на оболочку здания и уменьшить затраты на отопление. Аналогичные результаты будут получены при удачном выборе ориентации и размеров здания по отношению к воздействию ветра на его тепловой баланс.

Методология проектирования систем отопления, вентиляции, кондиционирования основана на расчетах тепловых и воздушных балансов здания для характерных периодов года. Например, для России этими периодами года являются: наиболее холодная пятидневка, отопительный период, самый жаркий месяц, период охлаждения, расчетный год. В этом случае оптимизация теплоэнергетического воздействия наружного климата на тепловой баланс здания за счет выбора его формы и ориентации даст следующие результаты:

Для наиболее холодной пятидневки - снижение установочной мощности системы отопления;

Для отопительного периода - снижение затрат теплоты на отопление;

Для самого жаркого месяца - снижение установочной мощности системы кондиционирования воздуха;

Для периода охлаждения - снижение затрат энергии на охлаждение здания;

Для расчетного года - снижение затрат энергии на обогрев и охлаждение здания.

В общем случае оптимизировать теплоэнергетическое воздействие наружного климата на тепловой баланс здания можно для любого характерного периода времени.

Важно отметить следующее: изменение формы здания или его размеров и ориентации с целью оптимизации влияния наружного климата на его тепловой баланс не требует изменения площадей или объема здания - они сохраняются фиксированными.

Решение задачи по выбору оптимальной формы здания приведено в , а решение задачи по выбору оптимальных размеров и ориентации здания прямоугольной формы, а также значения показателя тепловой эффективности проектного решения приведены в .

Рисунок 1 .

На рис. 1 приведен пример изменения формы здания с целью оптимизации теплоэнергетического воздействия климата на его тепловой баланс в зависимости от характерного периода года.

Авторами были проведены исследования влияния теплоэнергетического воздействия наружного климата на тепловой баланс здания за счет выбора оптимальных значений его размеров и ориентации. Расчеты проводились для климатических условий Москвы (560 с. ш.) и Ростова-на-Дону (480 с. ш.). Исходная ориентация принималась широтной, меридиональной и диагональной. В качестве объекта исследований принималось здание прямоугольной в плане формы, общей полезной площадью 1440 м 2 . В качестве целевой функции принята минимизация затрат энергии на обогрев здания в холодный период или на охлаждение здания в теплый период. Цель исследований - выявить, как количественно увеличивается показатель теплоэнергетической эффективности здания за счет оптимального учета воздействия наружного климата на тепловой баланс здания. Результаты исследований приведены в табл. 1.

Оптимизация теплоэнергетического воздействия наружного климата на тепловой баланс здания

В традиционном понимании оптимизация теплозащиты наружных ограждающих конструкций зданий - это метод вычисления толщины теплоизоляции конструкции "по минимуму приведенных затрат". Математическая модель приведенных затрат в общем случае включает в себя два показателя: затраты на производство конструкций (единовременные затраты) и затраты на их использование (эксплуатационные затраты). Расчет теплоизоляции "по минимуму приведенных затрат" является объективным методом, признанным во всем мире, но содержит в своей сущности скрытую опасность, отражающую объективную реальность существующей в стране экономической ситуации, которая может явиться непреодолимым препятствием реализации метода на практике. Это связано с использованием в методе показателей стоимости энергии и материалов. Многим специалистам памятна история со СНиП II-3-79 "Строительная теплотехника", который был разработан по заданию высших правительственных органов с целью существенного ужесточения требований к экономии топливно-энергетических ресурсов при эксплуатации зданий. Ожидалось, что главным достоинством этого документа явится введение в него метода приведенных затрат для выбора оптимальной теплозащиты ограждающих конструкций. При этом теплозащита ограждающих конструкций, включая заполнение световых проемов, должна была приниматься как наибольшая из двух величин, определяемых по санитарно-гигиеническим условиям и по минимуму приведенных затрат. Безусловно, предполагалось, что метод приведенных затрат даст большее значение теплозащиты, и это явится решением проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов. Но... экономическая реальность складывалась таким образом, что энергия стоила дешевле газированной воды, и проектировщики при расчетах получили, что теплозащита по санитарно-гигиеническим требованиям превосходит величину, определенную по минимуму приведенных затрат. В строительном комплексе сложилась драматическая ситуация, которая усугублялась тем обстоятельством, что нельзя было выявить виновных. Метод был выбран правильно, но нельзя же было признать, что экономика социализма несостоятельна! Сегодня использование метода приведенных затрат сталкивается с другой, пока непреодолимой трудностью. Отсутствуют надежные, прогнозируемые на ближайшие 20-30 лет показатели стоимости энергии и материалов.

Вышеизложенное относится к проблеме экономической оптимизации теплозащиты ограждающих конструкций здания. Цель настоящей статьи - поиск решения проблемы теплоэнергетической оптимизации ограждающих конструкций.

Возможность решения этой проблемы в ее современном понимании и современными методами показана в ряде работ . Современное понимание означает, что будет достигнуто решение, которое с учетом принятых ограничений является наиболее предпочтительным. Современные методы - это методы исследования операций. Рассмотрим это более подробно.

К наружным ограждающим конструкциям предъявляется в общем случае достаточно большое количество требований. Высокий уровень теплозащиты в холодный период в условиях теплопередачи, близкой к стационарному режиму, высокий уровень теплоустойчивости в теплый и холодный периоды в условиях теплопередачи, близкой к периодическому режиму, низкая энергоемкость внутренних слоев при колебаниях теплового потока внутри помещения, высокая степень воздухонепроницаемости, низкая влагоемкость и т.д. и т.п.

Безусловно, при проектировании стремятся удовлетворить, в первую очередь, главным требованиям. Практика показывает, что количество таких требований, как правило, не более двух. В первую очередь, это теплозащита и теплоустойчивость. Здесь открываются большие возможности для оптимизации. Сущность ее состоит в том, что надо сконструировать методом исследования операций ограждающую конструкцию, которая оптимальным образом удовлетворяла бы требуемым (нормативным) значениям теплозащиты и теплоустойчивости.

В решена задача определения оптимального расположения слоев материалов в многослойной ограждающей конструкции. Дано подробное решение задачи и показано, что в зависимости от порядка расположения слоев материала величина теплоустойчивости конструкции может меняться в три раза.

В решена задача подбора материала для многослойной ограждающей конструкции заданной фиксированной толщины, обеспечивающей наибольшее затухание наружных тепловых воздействий. Получено решение: наибольшее затухание обеспечивает материал, имеющий меньшую теплопроводность и большую объемную теплоемкость. Следствие решения: для районов с жарким климатом целесообразно выбирать конструкцию с меньшими значениями теплопроводности материалов, а для районов с холодным климатом - с большими значениями коэффициентов теплоусвоения материалов.

В решена задача определения предельных значений теплозащиты наружных ограждающих конструкций помещения при заданном значении солнцезащиты окон и заданной кратности воздухообмена. Помещение не оборудовано установкой кондиционирования. В результате решения получены следующие интересные выводы:

Теплозащита ограждающих конструкций не влияет на температурный режим помещения при определенных значениях солнцезащиты окон и кратности воздухообмена;

Увеличение теплозащиты наружных ограждающих конструкций приводит к ухудшению теплового режима помещения, если теплозащита окон недостаточна и кратность воздухообмена невелика.

Последний результат требует особой внимательности от проектировщиков, которые используют наружные ограждающие конструкции с эффективной теплоизоляцией для зданий, проектируемых для строительства в теплом климате.

В содержится ряд интересных решений по оптимизации теплозащиты наружных ограждающих конструкций зданий с кондиционированием воздуха, для окон с теплоотражающей пленкой, для зданий с периодическим отоплением и т.д.

Оптимизация тепловой нагрузки на систему климатизации помещений здания

Специалисту, занимающемуся проектированием и расчетом систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, очевидно, что задачей проектирования и расчета является определение двух взаимосвязанных показателей: количества энергии и способа ее распределения (раздачи). По существу, речь идет о том, чтобы рассчитать и запроектировать такую систему управления расходом и распределением энергии, чтобы обеспечить при использовании ее минимальный расход. Таким образом, задача оптимизации теплоэнергетической нагрузки на систему обеспечения теплового режима здания будет относиться к так называемым задачам на оптимальное управление и получит следующее содержание: найти такое управление расходом энергии Q(t) на обогрев помещения, удовлетворяющее уравнению теплового баланса помещения и соответствующим начальным и конечным тепловым условиям, для которого расход энергии

имеет наименьшее возможное значение.

Управление Q(t) , дающее решение поставленной задачи, называется оптимальным управлением, а соответствующая траектория изменения температуры внутреннего воздуха называется оптимальной траекторией.

Суть решения: время разогрева помещения должно быть минимизировано.

Если иметь в виду, что реальное помещение есть совокупность теплоемких ограждающих конструкций и теплоемкого внутреннего оборудования (мебели), то процесс нагрева предполагает повышение температуры всей совокупности элементов помещения, то есть ограждающих конструкций и оборудования. Элементы высокой тепловой аккумуляции потребуют большего времени на разогрев. Следовательно, минимизация времени разогрева помещения достигается минимизацией времени разогрева элементов высокой тепловой аккумуляции. Можно сразу указать два простых случая: время разогрева помещения будет стремиться к минимуму, если внутренние поверхности ограждающих конструкций имеют низкие значения коэффициента теплоусвоения материалов, а также если имеет место высокая интенсивность конвективного теплообмена между внутренним воздухом и внутренними поверхностями ограждающих конструкций. Оптимальный результат достигается, если совпадают оба случая.

Правильность этого решения получила подтверждение во время обсуждения доклада авторов по данной теме в Датском техническом университете. Датские специалисты сообщили, что во время реставрации католического собора с массивными каменными креслами для прихожан с целью экономии энергии на обогрев собора, используя понижение температуры внутреннего воздуха в ночное время, ими было принято решение разогрев собора начинать с разогрева электрическими подогревателями массивных каменных кресел. Экономия энергии составила 30-35%.

Авторы статьи проделали численные расчеты расхода энергии для помещения площадью 24 м 2 и объемом 72 м 3 с двумя наружными ограждающими конструкциями и окном с двойным остеклением площадью 3 м 2 . Рассмотрены три варианта наружных ограждающих конструкций:

Кирпичная кладка толщиной 0,56 м, коэффициент теплоусвоения 8,02 Вт/(м 2 o С);

Керамзитобетонная панель толщиной 0,23 м, коэффициент теплоусвоения 3,36 т/(м 2 С);

Панель типа "сэндвич" с утеплителем из плиточного пенопласта с обшивкой с двух сторон металлическими листами, толщина панели 0,052 м, коэффициент теплоусвоения 0,77 Вт/(м 2 o С).

Для сопоставления результатов расчетов ограждающие конструкции имеют одинаковое термическое сопротивление. Кратность воздухообмена принята 3 1/ч. Температура наружного воздуха -5 o С.

Начальные условия: температура внутреннего воздуха 10 o С, температура внутренних поверхностей ограждающих конструкций 10 o С.

Конечные условия: температура внутреннего воздуха 22 o С, температура внутренних поверхностей ограждающих конструкций 14 o С.

Чтобы обеспечить минимизацию времени разогрева, было принято, что разогрев осуществляется конвективными тепловыми струями, настилающимися на внутренние поверхности ограждающих конструкций (рис. 3). Интенсивность конвективного теплообмена соответствовала следующим трем значениям коэффициентов конвективного теплообмена:

a 1 =3,5 Вт/(м 2 o С); a 2 =10,5 Вт/(м 2 o С); a 3 = 21 Вт/(м 2 o С).

Результаты расчетов представлены в табл. 2.

Таблица 2 Результаты расчета затрат энергии на разогрев помещения

Варианты Время разогрева (t, ч) и затраты энергии (Q, Вт ч) на разогрев помещения при значениях коэффициентов конвективноготеплообмена a 1 =3,5 Вт/(м 2 o C) a 2 =10,5 Вт/(м 2 o C) a 3 =21 Вт/(м 2 o C) a Q Экономия энергии, % a Q Экономия энергии, % a Q Экономия энергии, % Э 1 Э 2 Э 1 Э 2 Э 1 Э 2 Кирпичная кладка из сплошного кирпича на цементно-песчаном растворе 9,7 58100 0 0 3,5 20970 64 0 1,2 7160 88 0 Керамзитобетонная панель 2,5 35200 0 40 0,9 12560 64 40 0,31 4330 88 40 Панель типа "Сэндвич" с утеплителем из плиточного пенопласта 0,6 15650 0 56 0,2 4715 70 62 0,08 1940 88 55

В табл. 2 использованы условные обозначения:
Q - затраты энергии на разогрев, включая теплопотери через окна и за счет воздухообмена;
Э 1 - экономия энергии за счет повышения интенсивности конвективного теплообмена при одной и той же ограждающей конструкции;
Э 2 - экономия энергии за счет уменьшения теплоаккумуляционных показателей ограждающей конструкции (уменьшение коэффициента теплоусвоения).

Получен невероятный с точки зрения "здравого смысла" результат: максимальное значение экономии энергии при разогреве помещения при стремлении минимизировать время разогрева достигает 97%.

Такой результат был обеспечен выбором оптимальной стратегии распределения расходуемой энергии в помещениях, то есть нагрев начинался с разогрева теплоемких ограждающих конструкций. Практическую обоснованность такого подхода подтверждает использование потолочных теплоизлучателей "FRICO AB", производимых в Швеции (см. ИБ "Энергосбережение", 1996, № 9). Принципиальное отличие обогревателей "FRICO AB" состоит в том, что лучистое тепло направлено на нагрев пола помещения, а затем косвенным путем идет нагрев воздуха помещения. Применение потолочных теплоизлучателей "FRICO AB" обеспечивает экономию энергии до 50% по сравнению с конвективными методами обогрева.

Рассмотрение табл. 2 позволяет сделать следующие выводы:

Экономия энергии при разогреве помещения за счет увеличения интенсивности конвективного теплообмена в 3 раза достигает 64-70%, а при увеличении в 6 раз - 88%. При этом время разогрева уменьшается в среднем в 3 раза;

Экономия энергии при разогреве помещения при уменьшении теплоаккумуляционных показателей ограждающей конструкции (уменьшение коэффициента теплоусвоения) в 2,4 раза достигает 40%, а в 10,4 раза - достигает 55-62%. При этом время разогрева уменьшается в среднем соответственно в 3,8 и 16 раз.

Заключение

Авторы настоящей статьи не ставили своей целью подробное изложение методологии и математических методов для проектирования энергоэффективных зданий. Создание практически реализуемых в проектной практике методов проектирования энергоэффективных зданий требует дополнительной значительной работы и усилий коллектива специалистов.

Цель настоящей статьи - продемонстрировать заинтересованным специалистам, что в настоящее время существуют основы научных методов проектирования энергоэффективных зданий и попытаться дать им терминологическое определение. Авторы в полной мере отдают себе отчет, что ряд определений кому-то из коллег может показаться спорным и что отдельные положения нуждаются в дополнительном разъяснении. Поэтому мы с благодарностью примем пожелания и выслушаем все конструктивные замечания. Учитывая важность затронутых в статье вопросов для решения актуальных задач энергосбережения, мы готовы организовать встречу всех заинтересованных лиц для дальнейшей дискуссии. Если статья вызвала у специалистов интерес и натолкнула кого-то из них на некоторые раздумья, авторы будут считать, что достигли поставленной цели.

Литература

1. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. - М.: Наука, 1981.

2. Вентцель Е.С. Исследование операций. Задачи, принципы, методология. - М.:Наука, 1988.

3. Табунщиков Ю.А. Основы математического моделирования теплового режима здания как единой теплоэнергетической системы. Докторская диссертация. - М.: НИИСФ, 1983.

4. Табунщиков Ю.А., Хромец Д.Ю., Матросов Ю.А. Тепловая защита ограждающих конструкций зданий и сооружений. - М.: Стройиздат, 1986.

5. Tabunschikov Y. Mathematical models of thermal conditions in buildings, CRC Press, USA 1993.

6. Jurobic S.A. An investigation of the minimization of building energy load through optimization techniques. Los Angeles scientific center, IMB Corporation, Los Angeles, California.

7. Бродач М.М. Изопериметрическая оптимизация солнечной энергоактивности зданий. - Гелиотехника 2, Ташкент, 1990.

8. Бродач М.М. Энергетический паспорт зданий / АВОК, 1993, № 1/2.

9. Klaus Daniels, "The Technology of Ecological Building", Birkhauser-Verlag fur Arhitektur, Basel, 1997.

Энергетическая стратегия энергосбережения в зданиях должна строиться на формировании и реализации стимулов экономного использования природных ресурсов. Главным мотивом энергосбережения должно быть сохранение окружающей естественной среды и даже ее улучшение, а также защита интересов будущих поколений в сохранении традиционных природных источников энергии, но уже как сырья для химической и медицинской промышленности.

Строительство современных многоэтажных и многофункциональных зданий является молодой отраслью. Такой же молодой как и ультрапрогрессивные отрасли второй половины ХХ века - самолетостроение и вычислительная техника. Однако строительство за последние годы по сравнению с ними претерпело не столь значительные изменения.

Изучение и решение проблем энергосбережения, возникшие при строительстве современных зданий, стали мощным импульсом к изучению проблем микроклимата и климатизации здания. Этим и объясняется имеющая место широкая номенклатура зданий на основе различных концепций энергетически эффективных и экологически чистых технологий.

В основе концепций проектирования современных зданий лежит идея того, что качество окружающей нас среды оказывает непосредственное влияние на качество нашей жизни как дома, так и на рабочем месте или в местах общего пользования, составляющих основу наших городов.

Концепции имеют собственное наименование. Наиболее известные из них:

• энергоэффективное здание(energy efficient building);
• пассивное здание (passive building);
• умное здание (smart building);
• здоровое здание (healthy building);
• интеллектуальное здание (intelligent building);
• здание с низким энергопотреблением (low energy building);
• здание с ультранизким энергопотреблением (ultralow energy building);
• здание высоких технологий (high-tech building);
• биоклиматическая архитектура (bioclimatic architecture);
• экологическинейтральное здание;
• sustainable building(сохранение окружающей среды);
• advanced building(перевод с англ. -усовершенствованное здание).

Современное здание, с точки зрения эффективности, характеризуется потребительскими системами показателей. Одна из главных потребительских систем показателей здания - система показателей энергетической эффективности здания.

Современный технически образованный человек выберет систему энергоэффективности жилья, при оценке его как будущий владелец, если на первый план им выдвигается необходимость экономии энергии.

Энергоэффективное здание - это здание, в котором экономия энергоресурсов достигается за счет применения инновационных решений, технически осуществимых, экономически обоснованных, приемлемых с экологической и социальной точек зрения и не изменяющих привычный образ жизни.

Энергоэффективные дома, по сути, становятся европейским стандартом . Наибольшим практическим опытом реализации проектов энергоэффективных пассивных домов обладают:

• страны Западной Европы, и в первую очередь, Германия;

Швеция: 2-х этажные жилые солнечные дома из дерева в г. Карльстаде (59° с.ш.), расположены так, чтобы не было взаимного затенения;

• в Хельсинки,Финляндия, построен энергоэффективный жилой район;

в Лондоне,Великобритания, успешно реализован проект энергоэффективного общественного здания мэрии;

в американской практике в "холодных" районах, давно уже строятся суперизолированные дома с тройным остеклением северных фасадов и усиленной теплоизоляцией наружных поверхностей;

в Канаде, накоплен опыт строительства суперизолированных домов с малым потреблением энергии на отопление, построены солнечные дома в провинции Квебек, в провинции Саскачеван, климатические условия которой характеризуются зимней расчетной температурой -34,5°С;

• в России условиях Юго-Западной Сибири с 1981года построены солнечные дома по 3-м вариантам.

Сегодня, для строительства в России энергоэффективных и экологически чистых зданий, по мнению специалистов, есть два стимулирующих обстоятельства :

1. При конкурентной борьбе на рынке жилых и общественных зданий всё больше главную роль играют показатели потребительских качеств здания, определяющими из которых являются: обеспечение качества микроклимата и энергоэффективность здания;
2. Инвесторы приходят к выводу о целесообразности сдачи площадей в аренду, а не о целесообразности их продажи, из-за растущей инфляции и изменений стоимости на жилье и общественные помещения, поэтому они заинтересованы во внедрении энергосберегающих технологий при строительстве зданий и в создании собственных управляющих компаний по эксплуатации этих зданий.

В России вполне реализуемы многие составляющие концепции энергоэффективного дома. Так, при реконструкции жилого фонда, успешно применяются технологии первоочередных мероприятий по повышению энергоэффективности зданий, таких как:

• утепление фасадов с использованием современных теплоизоляционных материалов;
• установка современных высокоэффективных оконных систем с применением схем принудительной вентиляции.

Начальное вложение в практическое внедрение энергосберегающих технологий стоит недешево, но большие капитальные затраты можно считать долгосрочной и весьма надежной инвестицией , т.к. они окупаются за счет дальнейших низких эксплуатационных расходов. Расходы на эксплуатацию, после внедрения энергосберегающих технологий, снижаются на 25-30%. К сожалению, эта невысокая разница служит аргументом для тех, кто необоснованно занижает сумму первоначальных вложений в энергоффективность здания при строительстве и реконструкции. С другой стороны, чересчур высокие начальные инвестиции не смогут окупиться за всё время эксплуатации здания.

В последнее время, в связи с обострением проблем экономии энергоресурсов и защиты окружающей среды, резко возрос интерес к использованию нетрадиционных видов энергии , таких как солнечная энергия, ветровая энергия и др. Возобновляемые источники энергии: солнце, ветер и др., с давних пор используются человеком. Солнечная энергия, применяемая в концепциях проектирования современного здания - пассивный дом и солнечный дом , оказывает существенное влияние на снижение потребления энергии от традиционных источников - нагревательных и охладительных устройств.

Отличительными чертами пассивного здания являются:

• компактность и хорошая изоляция наружных ограждающих частей здания, в 2-3 раза превышающая нормативные показатели сопротивления теплопередаче;
• пассивное использование солнечной энергии, с обязательным остеклением южной части здания и учетом особенностей затенения;
• энергоэффективное остекление с сопротивлением теплопередачи оконных конструкций не менее 0,8 м.°С/Вт;
• воздухонепроницаемость, с допустимой утечкой воздуха через неуплотненные соединения не выше 0.6 объема помещения в час;
• пассивное предварительное нагревание свежего воздуха, поступающего в дом по подземным трубам, предварительно нагреваясь от соприкосновения с почвой почти до 5°C, даже в холодные зимние дни;
• высокоэффективный воздухообмен: более 80%;
• подача горячей воды с использованием регенеративных источников энергии: например, солнечных коллекторов;
• применение термической массы из теплоаккумулирующих материалов для сохранения тепла в холодные ночи и для поддержания прохлады в жаркие дни.

Теплоаккумулирующая среда, применяемая в термической массе пассивного дома, представлена тремя основными видами: камни, вода и эвтектические соли (с фазовым превращением). Особенность теплоаккумулирующих материалов в том, что они обладают высокой тепловой инерцией.

Тепловая инерция - это способность материалов или среды поглощать тепло и сохранять его по мере нагрева. Если окружающая температура понижается, то накопленное тепло поступает в окружающую среду, а сами материалы или среда охлаждаются. Но для охлаждения или нагрева до изменившейся температуры окружающего воздуха требуется некоторое время.

Солнечная энергия, попав внутрь дома, может передаваться на поверхность термической теплоаккумулирующей массы, от других, освещенных солнцем поверхностей, за счет отражения и теплового излучения. Стремитесь располагать тепловую массу во всех освещаемых солнцем поверхностях. При поглощении теплоаккумулирующими материалами солнечной энергии, происходит повышение температуры на поверхности материалов. Энергия, поглощенная поверхностью, передается внутрь материала путем теплопроводности.

Поглощательная способность поверхности теплоаккумулирующих материалов различна и зависит от :

Термическая масса , на которую падает прямое солнечное излучение, должна иметь значительную площадь без чрезмерной толщины, поэтому тонкие теплоаккумулирующие плиты эффективнее толстых. Наиболее эффективная толщина для бетонной теплоаккумулирующей плиты — 100 мм, увеличение толщины более 150 мм является бессмысленным. Наиболее эффективная толщина для древесины — 25 мм.

Полы в пассивном доме должны иметь темную окраску, т.к. темный цвет, поглощает солнечное излучение, а не отражает его, и делает сам пол более теплым и легко поддающимся чистке.

Термическая масса стен и потолков должна быть светлой, т.к. темная стена, быстро нагреваясь, создаст направленный вверх термосифонный воздушный поток, приводящий к перегреву помещения.

Наиболее эффективными аккумулирующими контейнерами являются составляющие здание стены, перекрытия, крыши, внутренние перегородки, а также мебель. К источникам энергии в жилом доме можно отнести кухонную плиту, работающие бытовые электроприборы, лампы освещения, людей и животных, т.е. все те поверхности тел, которые имеют температуру выше или ниже температуры воздуха и излучают энергию в виде волн различной длины. Например, спокойно сидящий человек имеет тепловую мощность 120 ватт. Суммарно эти тепловыделения достигают немалых величин, сравнимых с мощностью систем отопления.

Термическая масса(необходимой толщины и площади), поглощая тепло в жаркое время суток, охлаждает помещение, а при понижении температуры воздуха и поступлении этого воздуха в здание, либо за счет естественной циркуляции через проемы, например вентиляционные отверстия или окна, либо принудительно при помощи вентиляторов, термическая масса, медленно охлаждаясь, путем конвективного теплообмена, нагревает воздух в помещении. За тот период времени, пока термическая масса, обладающая инерцией, снова нагреется до температуры окружающего воздуха, необходимости в кондиционировании воздуха в помещении не будет.

В настоящее время все чаще звучит вопрос о правильной энергоэффективности зданий. Раньше такому понятию особого значения не придавали. И это привело к строительству совершенно различных по своим характеристикам многоквартирных домов. Но и в настоящее время такое строительство продолжается (рис. 1).

Поэтому сколько многоэтажные здания потребляют электроэнергии и насколько эффективно она расходуется, теперь будет определяться исходя из новых правил. Для этого Министерство экономики и регионального развития Российской Федерации разработала законопроект. С помощью него планируется изменить правила о том, как определить класс энергоэффективности многоквартирных домов. Что будет способствовать улучшению потребления ресурсов.

И на основании постановления Правительства РФ от двадцать пятого января, две тысячи одиннадцатого года за номером — восемнадцать «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов» вводятся эти новые правила.

Теперь классы энергоэффективности зданий подлежат безотлагательному установлению для таких многоквартирных домов:

• которые будут строиться или построены во время вступления правил в силу;
• которые были реконструированы;
• в которых был проведен капитальные ремонт;
• после вступления правил будут вводиться в пользование;
• подлежащих государственному строительному надзору.

Понятие об энергоэффективности

Энергоэффективность – это рациональное использование ресурсов электроэнергии. То есть сокращение расходования данного вида ресурсов за счет улучшения качественных норм их использования.

Примечание! Не следует путать – это понятие с понятием – энергосбережения. Так как сбережение – это уменьшение потребления электроэнергии. А вот Энергоэффективность как раз правильное (полезное или рациональное) потребление.

Для людей живущих в таких домах это будет, несомненно, большим плюсом. Будет заметно сокращение расходов по оплате. Так же это будет положительной динамикой и для страны в целом. Во многом улучшиться и экологическая обстановка – за счет уменьшения энергетических выбросов.

Как определяется класс энергоэффективности зданий?

Сейчас существует семь классов энергоэффективности, на подобии как на западе(рис. 2). Каждое здание в принципе должно иметь свой класс в настоящий момент.

В России в данное время принято выделять такие классы энергоэффективности: A, B, B+, B++, C, D, E. (рис. 3).

Соответственно понятно, что дома с самым высоки классом (в данном случаи — А). Будут заметно ниже потреблять энергии для поддержания действий всех параметров для комфортной жизни в нужном режиме. И оплата за такой дом по коммунальным платежам будет намного ниже. Также будет учитываться в классности и энергия, потраченная для общедомовых нужд. В принципе за основу была взята модель, которая уже долгие десятилетия действует за рубежом.

Будет учтены показатели и за годовой период потребления энергоресурсов. Они будут в последствии сравниваться с другими годовыми показателями. И на основе этого будут приниматься решения о придании дому нужного класса. Также такой мониторинг должен помочь выявить факторы, влияющие на потерю эффективности в конкретном доме. И соответственно помочь их устранить.

В общем, для каждого дома в отдельности будет создаваться свой индивидуальный энергетический паспорт. В нем будет находить отражение информация по всем уровням потребления энергетических ресурсов. Грамотный подход к данному вопросу сможет помочь сохранить в среднем, до тридцати процентов при оплате услуг в годовом исчислении.

Для чего нужен класс энергоэффективности?

Данное подразделение на классы в первую очередь позволит присваивать каждому дому свой показатель. Который будет зависеть исключительно от его параметров. То есть не будет того, что показатели будут присваиваться исходя из совокупности оценок показателей целых кварталов. Теперь каждый дом и его жильцы смогут намного эффективнее относиться к данному вопросу. Но как всегда не все так легко как кажется. Ведь получение паспорта с наилучшим классом выгодно всем.

Энергопаспорт – что это?

Планируется, что на всех домах после получения данного вида документа будет размещено указание классности. Табличка класса энергоэффективности сможет дать точную характеристику каждому зданию (рис.4). Оформления энергопаспорта – это платная услуга. И ее стоимость колеблется от регионов России. В среднем она начинается от тридцати тысяч рублей.

Рис.4. Класс энергоэффективности здания — табличка на доме

Заниматься определением эффективности здания должны специальные организации или комиссии. У которых будут соответственные разрешения и полномочия на проведения данных работ.

В таком документе найдут свое отражения все недостатки дома. Так что обладатели старых домов или находящихся долго без ремонта, будут получать наименьшие классы энергоэффективности. Соответственно для них может вырасти оплата услуг.

Но получение такого документа для дома становиться обязательным условием.

Становиться понятным — что такое энергоэффективность. И для чего она нужна. Важно запомнить, что чем лучше класс данной эффективности, тем дешевле жильцам будет обходиться оплата услуг. И соответственно обратное. Так что при выборе или покупке дома, нужно внимательно ознакомиться с такими показателями.

Нерациональный расход энергетических ресурсов – одна из главных проблем экологии. Поэтому стараются создавать энергоэффективные здания, где ресурсы затрачиваются экономично, а расход соответствует потребностям жильцов. Чтобы оценить насколько целесообразно затрачиваются ресурсы, производится расчет класса энергоэффективности. В результате этого строению присваивается конкретная оценка.

Это специфический показатель, отражающий насколько рационально в доме расходуется тепловая и электрическая энергия. Оценка применима как для жилых помещений, так любых других строений, предназначенных для эксплуатации людьми. Показатель характеризует потребление разных ресурсов, необходимых для удовлетворения основных потребностей жильцов.

В соответствии с международными стандартами, маркировка энергоэффективности указывается на любых товарах, расходующих энергию. Это относится к транспортным средствам, бытовой технике, электронике, осветительным приспособлениям. Кроме этого, внедрена маркировка класса энергоэффективности здания, характеризующая степень энергетической экономичности при эксплуатации.

Классы энергоэффективности зданий

Каждое здание соответствует определенному уровню, даже в случае, если в нем не применяются средства, направленные на повышение энергетической экономии. Для оценки собирают показатели общедомовых счетчиков. После этого определяется разница между общепринятой нормой и фактическим показателем.

Как обозначаются классы энергоэффективности жилых зданий?

Для обозначения используют специальную маркировку, посредством которой определяют насколько внедренные энергоэффективные технологии выполняют поставленные задачи. Маркировка действует в России и других странах, так как базируется на международных стандартах.

Обозначение	Название	Степень отклонения от принятой годовой нормы эксплуатации ресурсов (%)
A++	Приближенный к нулевому	От -75 и меньше
A+	Высочайший	От -60 до -75
A	Очень высокий	От -45 до -60
B	Высокий	От -30 до -45
C	Повышенный	От -15 до -30
D	Нормальный	От 0 до -15
E	Сниженный	От 0 до 25
F	Низкий	От 25 до 50
G	Очень низкий	Свыше +50

Показатель А++ характеризует наилучшие энергосберегающие качества. Эта оценка указывает на то, что расход энергии на 75% меньше установленной нормы. Показатель G – худшая оценка, свидетельствующая об отсутствии энергоэффективности зданий.

Как законодательно регулируются классы энергоэффективности зданий?

На законодательном уровне этот вопрос регулируется Федеральным Законом 261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности». В соответствии с нормативным актом, каждому строению, вводимому в эксплуатацию, оформляется паспорт энергоэффективности здания. Этот паспорт входит в комплект обязательной проектной документации при строительстве жилых зданий.

Функция оформления паспорта возлагается на органы Госстройнадзора. Застройщиком подается декларация с указанными удельными расходами. Уровень энергосбережения многоквартирных домов которые уже введены в эксплуатацию, присваивается иначе. Для этого обращаются в жилищную инспекцию, куда подают декларацию с показателями уровня потребления, снятых с общедомовых счетчиков.

Расчет класса энергоэффективности зданий

Процедура осуществляется государственными органами и предприятиями с соответствующей лицензией. По правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов, заявление на получение оценки подается собственником либо жильцами.

Для определения собираются данные об объемах потребляемой воды, энергии для теплоснабжения и расход электрической энергии на общедомовых счетчиках. Фактические показатели сопоставляются с показателями удельного годового расхода. При этом учитывается этажность дома, число жильцов, климатические особенности региона.

Преимущества энергоэффективных домов

Нововозведенные или реконструированные энергоэффективные здания и сооружения имеют много преимуществ. Если доказано, что энергосберегающий дом экономит энергетические и природные ресурсы, это открывает перед жильцами новые возможности.

К ним относятся:

• Возможность получения льгот.
  Пунктом 21 статьи 381 Налогового Кодекса предусмотрено уменьшение или освобождение от оплаты налога на имущество. Это относится к строениям, которым присвоены оценки А+ и A++. Это актуально как для жилых, так и для производственных строений.
• Снижение расходов на оплату коммунальных услуг.
  В домах с внедренными энергоэкономичными технологиями жильцы тратят значительно меньше денег на оплату коммуналки. При этом затрачиваемые ресурсы удовлетворяют нужды каждого жильца.

Приобретаемое для повышения энергоэкономии оборудование, среди которого котлы, насосы, очистные сооружения, турбины, электрогенераторы и другие приборы, облагаются льготным налогом.

Как повысить класс энергоэффективности зданий?

При строительстве энергоэффективных зданий пользуются разными энергоактивными технологиями. На ранней стадии строительства используются материалы с повышенными теплоизоляционными свойствами. Наносятся изоляционные покрытия, снижающие расход энергии на обогрев помещений. К аналогичным строительными приемам относится энергоэффективное остекление. Эта технология направлена на целесообразное использование солнечной энергии и снижение обратной потери.

Способы повышения:

• Установка перекрытий и теплоизолированной кровли на крышах.
• Замена окон и балконов на воздухонепроницаемые.
• Установка индивидуальных котельных для обогрева.
• Установка балансировочных клапанов в отопительной системе.
• Утепление наружных фасадов.
• Внедрение индивидуальных учетных приборов в каждой квартире.
• Использование теплозащитных ограждений.
• Внедрение общедомовых очистных сооружений.

Чтобы увеличить оценку, могут устанавливаться стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания, альтернативные установки для получения энергии. Расположение некоторых построек позволяет использовать геотермальную энергию для отопления вместо обычного.

Как получить класс энергоэффективности?

Способ получения зависит от специфики строения. По действующему закону, каждое строение должно соответствовать конкретному показателю. Только на немногие постройки это требование не распространяется.

Класс энергоэффективности нового здания

Для определения оценки энергетической эффективности новых или реконструированных домов используют проектную документацию. Сведения о применяемых энергосберегающих технологиях вносят в документацию при проектировании энергоэффективных зданий. Эта документация изучается аудитором. Затем проводится тепловизионное и энергетическое исследование.

Присвоенная оценка зависит от следующих показателей:

• Толщина стен.
• Степень утепления помещений.
• Характеристики материалов для постройки.
• Тепловые утечки.

После окончания проверки присваивается класс. Если оценка высокая, можно получить скидку при оплате на имущественный налог.

Класс энергоэффективности МКД, жилых и эксплуатируемых зданий

По закону ФЗ-261, для строений, находящихся в эксплуатации, оценка энергосбережения присваивается государственной жилищной инспекцией. Для этого составляются декларации с показателями фактического потребления ресурсов, что позволяет соотнести их с удельными значениями. Декларация подается в инспекцию управляющей компанией либо обществом собственников жилья.

Стандартная декларация включает следующие данные:

• Показания, снятые с общедомовых учетных приборов.
• Фактический объем потребления энергии.
• Сведения о климатических особенностях.
• Расчетные данные.

Присвоенный показатель зависит от уровня расхода энергии, затрачиваемой на отопление, водоснабжение, вентиляцию и другие потребности, и от фактического расхода на общедомовые нужды. Если расход энергии в доме выше удельного значения, то присваивается низкий уровень энергетической эффективности.

Присвоенный класс действует временно, а не постоянно. Повторная оценка энергосберегающих свойств строения требуется каждые 5 лет.

На какие здания не распространяются требования энергоэффективности и присвоения класса?

Энергетический паспорт, по закону, требуется для всех новых и реконструированных строений, и помещений, которые подвергались капитальному ремонту. Но в 11 пункте Федерального Закона «Об энергосбережении» представлен список исключений.

Строения, на которые не распространяются требования:

• Сооружения, отнесенные к объектам культурного наследия.
• Постройки, предназначенные для временной эксплуатации (до 2 лет).
• Частные жилые дома (до 3 этажей).
• Сооружения вспомогательного использования.
• Отдельные постройки и сооружения, площадь которых не превышает 50 квадратных метров.

Для перечисленных построек энергетический паспорт не нужен. Они эксплуатируются без присвоения уровня энергоэффективности.

Штрафные санкции за несоблюдение требований энергоэффективности зданий

По закону, при строительстве, реконструкции или ремонте соблюдаются требования энергетической эффективности. Иначе нарушителям грозит административная ответственность. Предусмотрено наказание в виде штрафа. Размер составляет от 20 до 30 тыс. рублей (для должностных лиц), от 500 до 600 тыс. рублей (для юридических лиц).

Штрафами облагают и лиц, ответственных за содержание многоквартирных домов. При несоблюдении требований, статьей КоАП предусмотрен штраф от 5 до 10 тыс. рублей (должностным лицам) и от 20 до 30 тыс. рублей (юридическим лицам).

Собственникам нежилых строений, не соблюдающих требования, грозит административный штраф в размере от 10 до 15 тыс. рублей. Для юридических лиц сумма возраста до 100-150 тыс. рублей.

В какие сроки подтверждают класс энергоэффективности здания?

Срок зависит от особенностей постройки и целевого предназначения. Жилые строения проходят проверку перед сдачей эксплуатацию. При этом сдавать в эксплуатацию постройки, уровень энергетической эффективности которых ниже С, запрещено законом. Эта оценка указывает на несоответствие установленным международным нормам.

Энергетический паспорт обновляют каждые 5 лет. Подавать заявку в инспекцию нужно за 3 месяца до истечения пятилетнего срока. Это касается эксплуатируемых строений, в том числе многоквартирных домов. Штрафные санкции, предусмотренные административным кодексом, возлагают в случае, если по результатам энергетического обследования уровень энергетической эффективности снизился.

Какие налоговые льготы дают высокие классы энергоэффективности?

Если постройке присвоена оценка А или В, строение освобождается от уплаты имущественного налога. Такая льгота действует 3 года. Отсчет идет с момента постановки дома на учет в органах Госстройнадзора.

Льгота на имущественный налог распространяется исключительно на новостройки. Здания, введенные в эксплуатацию получают льготу при наличии энергетического паспорта. Если этого документа нет, подтвердить высокий уровень энергосбережения нельзя, ввиду чего строение не рассматривается в качестве претендента на налоговую льготу.

Энергоэффективность – показатель, отражающий целесообразность расхода энергии в здании. Повышение этого показателя позволяет экономить энергетические ресурсы. Для этого внедряются энергосберегающие технологии. Высокий уровень энергетической эффективности, подтвержденный специальными исследованиями, позволяет получать льготы и снижает расходы на оплату коммунальных услуг.

Все мы хотим жить в комфортном доме, где всегда будет тепло, несмотря на погоду за окном. Но мало кто знает, что это зависит от энергоэффективности здания, которая определяется еще на стадии составления проектной документации. В последние годы государство стремится разработать новые требования к этому показателю, которые должны заметно снизить количество потребляемых энергоресурсов на жизнеобеспечение того или иного сооружения. Дело в том, что данный фактор можно назвать определяющим, когда мы в глобальном смысле этого слова говорим об экологической обстановке в стране и мире. Многие государства уже на протяжении десятилетий ведут работу по повышению энергоэффективности зданий всех категорий назначения. Наша страна до некоторого времени оставалась в стороне от этого процесса, но постепенно тоже стала включаться в него. Сегодня в статье мы поговорим об энергоэффективности зданий и сооружений в принципе, а также о мерах по ее повышению.

Изучаем терминологию вопроса

Не каждый обыватель понимает, что именно подразумевается, когда мы говорим об энергоэффективности здания. Чаще всего данный термин путают с понятием энергосбережения. И хотя на самом деле они довольно близки по смыслу, но все же являют собой разные определения.

Под энергоэффективностью зданий и сооружений обычно понимается соотношение выраженного полезного эффекта от затраченных энергоресурсов к их количеству, необходимому для получения подобного результата.

Можно сказать, что при самом высоком классе энергоэффективности энергетических ресурсов затрачивается самое минимальное количество. Некоторые специалисты называют этот термин еще и целесообразным использованием имеющейся энергии.

Для того чтобы читатель в дальнейшем не путал данное определение с энергосбережением, уточним, что энергосбережение подразумевает уменьшение потребления энергии при тех же запросах. То есть для людей это связано с определенными ограничениями, тогда как высокая энергоэффективность здания дает возможность его жильцам функционировать в привычном режиме, но получать гораздо большую отдачу.

Ситуация с энергоэффективностью сегодня

Уже практически пятьдесят лет мировое сообщество пытается ввести новые стандарты энергоэффективности. Некоторые государства принимают специальные программы, которые позволяют существенно повысить данный коэффициент. Однако до сих пор мировая промышленность потребляет около половины всех энергоресурсов. Причем побочным эффектом данного процесса является выброс углекислого газа в атмосферу, который пытаются контролировать многочисленные объединения экологов. Сегодня международные организации приняли единый стандарт, включающий в себя пункты по энергоэффективности.

В мире существует три государства, чья экономика полностью базируется на потреблении большого количества энергоресурсов. Показатель внешнего валового продукта целиком зависит от этого фактора. К трем державам, попадающим в указанную категорию, кроме Китая и Соединенных Штатов, относится и наша страна. Она занимает в этом списке третье место.

Можно уточнить, что наша промышленность вместе с жилыми строениями потребляет более половины всех энергоресурсов Российской Федерации. Эта цифра является катастрофической, и ситуация дошла до такой степени, что требует немедленного решения. В связи с этим государство разрабатывает ряд мер и нормативов, которые будут регламентировать энергоэффективность производственных зданий и жилого сектора. О них мы поговорим немного позже.

Категория строений, подпадающих под действие новых государственных нормативов

Под свод правил (СП) энергоэффективности зданий попадают следующие строения:

• жилой сектор (многоэтажное строительство в городах и других населенных пунктах);
• строения, относящиеся к объектам социальной инфраструктуры;
• складские помещения (температурный режим в них должен быть устновлен на уровне двенадцати градусов тепла и выше);
• здания, предназначенные для хранения и ремонта техники (площадь от пятидесяти квадратов);
• многоквартирные дома, чья высота не превышает трех этажей.

Примечательно, что все принятые нормативы регламентируют расчеты энергоэффективности зданий не только на этапе создания проектной документации. Свод правил контролирует весь процесс строительства вплоть до ввода здания в эксплуатацию. Таким образом, повышение энергоэффективности превращается в определенную стратегию, однако она не устанавливает точных показателей, на которые должны ориентироваться строители и проектировщики.

Здания, не попадающие под государственный закон об энергоэффективности

В законодательстве предусмотрены строения, которые никаким образом не могут регламентироваться указанными ранее сводами правил и нормативами. К ним можно отнести следующие объекты недвижимости:

• здания, имеющие культовое значение;
• памятники истории и культуры;
• строения временного назначения, которые могут функционировать не более двух лет;
• жилые дома, подпадающие под категорию индивидуального строительства (количество этажей не должно превышать трех);
• дачные и садовые дома;
• здания в категории "вспомогательное использование";
• сооружения, которые стоят отдельно от других и по площади не превышают пятидесяти квадратов.

Сегодня все перечисленные категории строений можно вводить в эксплуатацию независимо от их энергоэффективности. Общественные здания и жилые сооружения, входящие в эту группу, в своей проектной документации не должны содержать никаких сведений об энергоэффективности. Причем это не будет препятствием для получения разрешения на строительство или эксплуатацию помещений.

Классы энергоэффективности зданий и базовые показатели

Под данным термином понимается энергетическая эффективность строения или оборудования в процессе его эксплуатации. Информация этого порядка обычно включается в паспорт энергоэффективности здания или оборудования.

На сегодняшний момент принято применять семь строения. Они обозначаются латинскими буквами от «A» до «G», где «А» - это самый высокий показатель, а «G» - самый низкий из всех имеющихся.

В последние годы отдельно определены и подклассы. Определить класс энергоэффективности здания по ним можно, если заглянуть в проектную документацию. Для категорий «A» и «В» существуют два вида подклассов: «+» и «++». Все эти нюансы необходимо учитывать при покупке какого-либо оборудования или в процессе строительства здания.

Примечательно, что все современные приборы и различные объекты должны иметь маркировку, обозначающую класс энергоэффективности. Ставится она производителем или комиссией, принимающей проектную документацию на здание промышленного либо жилого назначения.

Расчеты и определение здания происходят по определенной формуле. Она учитывает отклонения по нормативным и удельным величинам, при этом стоит иметь в виду и базовые величины. Расчет энергоэффективности здания жилого и промышленного объекта всегда начинается с определения базового уровня. За него принято брать класс «С».

Паспорт энергоэффективности здания

Мы не смогли обойти вниманием этот важный документ, имеющий непосредственное отношение к теме нашей сегодняшней статьи. Если вы имеете некоторое отношение к строительству, то должны знать, что этот важный документ необходим для того, чтобы ввести жилой объект или производственное строение в эксплуатацию.

Он подтверждает тот факт, что строение полностью соответствует всем принятым нормативам и требованиям, а также оснащено приборами учета энергоресурсов последнего поколения. Известно, что благодаря этому паспорту можно даже получить льготы по имущественному налогу. Под данную категорию попадают только те объекты, которые получают самый высокий класс энергоэффективности.

Интересно, что получать паспорт должны все новостройки и здания, подвергшиеся реконструкции либо капитальному ремонту. Документ опирается на проектные бумаги и расчеты, а также на выездное Оно включает в себя Благодаря ей всегда можно наглядно увидеть, в каких местах строение теряет тепло. В связи с этим выносятся рекомендации по устранению выявленных проблем. Если решить их невозможно, то принимается решение по присвоению класса энергоэффективности строения.

Любой паспорт оформляется по установленному стандарту, он числится как форма под номером тридцать пять и был утвержден приблизительно три года назад.

Документы, необходимые для оформления энергетического паспорта

Для того чтобы ввести строение в эксплуатацию, понадобится оформить на него паспорт. Об этом мы уже упомянули в статье, однако стоит учитывать, что данный документ невозможно составить без предоставления большого количества бумаг. Большая часть из них входит в проектную документацию.

В первую очередь комиссию будет интересовать архитектурная часть плана. В нее включаются планировки этажей, подвала и разрезы стен. При этом требуется указать толщину материалов и их полную характеристику. Чаще всего указанная информация содержится в полном объеме в утвержденном перед строительством проекте строения.

Кроме перечисленных данных, комиссии потребуются копии из нескольких разделов проекта. Все они будут касаться энергопотребления и сбережения. Специалисты рассмотрят вопросы вентиляции, отопления, водоснабжения, водоотведения и электроснабжения.

Если застройщик изначально предоставит всю документацию в полном объеме, то сроки оформления паспорта существенно сокращаются. С утвержденным документом можно обращаться в вышестоящие инстанции для того, чтобы ввести объект в эксплуатацию.

Снижение налога в зависимости от класса энергоэффективности

Если энергоэффективность жилого здания, сданного организацией в эксплуатацию, будет соответствовать самым высоким стандартам, то фирма имеет право на получение льготы по налогам на протяжении трех лет. Этот срок отсчитывается от даты ввода здания в эксплуатацию.

Для получения льготы необходимо предоставить всю проектную документацию и энергетический паспорт строения. Стоит учитывать, что на снижения налога могут претендовать только те здания, которым присвоены следующие классы энергоэффективности: «В», «В+», «В++», «А».

Для того чтобы комиссия могла принимать решение быстрее и проще, была разработана и утверждена таблица, в соответствии с которой принимаются решения об энергоэффективности многоквартирных домов. Она включает в себя практически все классы и их наименования. Мы приведем ее в виде следующего списка:

• Очень высокий класс. Он обозначается буквами «А», «А+» и «А++». Данная категория подразумевает, что величина отклонения расчетной единицы от нормируемой измеряется в диапазоне от сорока до шестидесяти процентов со знаком минус.
• Высокий. Обозначения «В» и «В+» свидетельствуют о том, что отклонение составляет от минус пятнадцати до минус сорока процентов включительно. Обычно подобных показателей можно добиться путем экономического стимулирования регионов.
• Нормальный. Мы уже писали, что класс «С» принимается за базовый норматив, также к нему можно отнести и маркировку «С+» и «С-». Величина отклонения в данном случае колеблется в диапазоне плюсовых и минусовых показателей: от минус пятнадцати до плюс пятнадцати. Этому классу энергоэффективности должно соответствовать большинство строений.

Все перечисленные классы применяются в случаях строительства и проектировки новых зданий, а также реконструкции уже имеющихся.

Когда речь ведется об уже эксплуатирующихся строениях, то для них допустимы следующие классы энергоэффективности:

• Пониженный. Он обозначается латинской буквой «D», и в данном случае величина отклонения составляет от пятнадцати до пятидесяти процентов в плюсе. Подобные строения при эксплуатации затрачивают большой объем энергоресурсов, поэтому в соответствии с российским законодательством их принято реконструировать.
• Низкий. Если вы увидите в документах энергоэффективность здания, обозначенную буквой «Е», то знайте, что величина отклонения превышает пятьдесят процентов со знаком плюс. Такие сооружения при необходимости могут быть реконструированы, однако чаще всего они идут под снос.

В соответствии с приведенными данными, каждый застройщик может сориентироваться в том, получит ли он льготы по налогообложению.

Расчет энергоэффективности

Для составления проектной документации застройщик должен провести определенные расчеты по энергоэффективности промышленных зданий и объектов жилого сектора. Они состоят в определении количества потребляемой теплоэнергии для того, чтобы создать условия для жизнеобеспечения всех строений. Измеряется она в киловаттах на один квадратный метр за один год. Примечательно, что здания разного назначения подпадают под три категории энергопотребления.

Их можно привести в виде списка:

• Нормативный. Данный уровень подразумевает энергопотребление строений при применении нормативной теплозащиты внешних ограждений.
• Сравнительный. Он является неким усредненным вариантом. Для выведения этой величины обычно берутся данные по энергопотреблению разных зданий одного назначения.
• Расчетный. Этот уровень определяется в процессе проектирования строения. Он основывается на сведениях об оборудовании, которое будет использоваться в процессе эксплуатации здания, режимах функционирования строения и тому подобных данных.

Примечательно, что если в проектной документации заложено использование разных видов энергоресурсов, то производить расчеты придется по каждой категории в отдельности.

На государственном уровне принята программа по повышению энергоэффективности зданий, которая включает в себя несколько уровней и пунктов. Причем их выполнение должно происходить на разных стадиях строительства, кроме этого, учитываются и этапы реконструкции, а также ввода в эксплуатацию.

В основном повысить энергоэффективность можно благодаря снижению теплопотерь. Обычно они довольно значительны. К примеру, в холодное время года около сорока процентов энергии уходит на обогрев уличного воздуха. Если взять это количество за сто процентов, то стены способствуют потерям сорока процентов тепла, и еще по двадцать процентов можно в равной степени разделить на дверные и оконные проемы, кровлю и вентиляционную систему вместе с подвальными помещениями.

Для того чтобы свести к минимуму потери тепла в зданиях, и разработаны меры по повышению энергоэффективности строений. Их можно коротко изложить в виде списка:

• установка энергосберегающего профиля;
• оснащение помещений радиаторами с индивидуальной системой контроля;
• создание неразрывного контура теплоизоляции;
• выбор долговечной теплоизоляционной системы;
• использование специализированных входных дверей с теплоизоляционным профилем.

Кроме всего перечисленного, ежегодно вводятся и новинки, позволяющие в несколько раз повысить энергоэффективность строений жилого и промышленного назначения.

Инновационные предложения по повышению энергоэффективности

Сегодня в России проводятся всевозможные конференции, на которых молодые компании и их уже всемирно признанные конкуренты представляют свои разработки, направленные на уменьшение теплоотдачи зданий. В итоге при получении энергетического паспорта строение имеет все шансы получить более высокий класс энергоэффективности.

Некоторые разработки остаются без внимания, а вот другие успешно внедряются в производство. Подобная история случилась когда-то с энергосберегающими оконными профилями, которые сейчас повсеместно применяются в строительстве. Подчас они еще на заводе встраиваются в панели, что исключает неправильный монтаж, а, следовательно, и теплопотери.

Интересно, что в последние годы рассматривается предложение по учету экологических показателей в процессе оценки энергоэффективности строения. К примеру, многие компании заменяют свинцовые стабилизаторы на оконных профилях на другие, изготовленные из более безопасных материалов.

Не последнюю роль в повышении энергоэффективности играют и материалы, предусмотренные в строительстве здания. К примеру, современные газобетонные блоки позволяют соединять их максимально тонким швом. Тем самым снижаются риски теплопотери через соединительный раствор. Также недавно был представлен и особый клей, его применение делает любые теплопотери минимальными. Во многих случаях они сводятся к нулю.

Довольно часто инновационные разработки затрагивают и инженерные системы строения. В первую очередь это касается вентиляции и отопительных систем. Однако в последние годы оценку энергоэффективности проходят и лифты, ведь доказано, что потери энергии при использовании данных приспособлений в некоторых случаях достигают пятнадцати процентов. Специалисты советуют оценивать лифты не на производстве, а после монтажа в шахту здания. В этом случае информация будет максимально приближена к реальности.

Также хочется отметить, что идеи энергоэффективности пользуются большой популярностью. Если вести речь о жилом секторе, то квартиры, построенные с соблюдением современных технологий, пользуются большим потребительским спросом. В связи с этим можно надеяться, что комплексные технологии, направленные на повышение энергоэффективности, будут применяться повсеместно и станут одним из приоритетных направлений государственной политики в строительстве.