Леонид Данилевский об энергоэффективном строительстве

В одном из семинаров, проведенных в рамках выставки Будпрагрэс-2009, принял участие заместитель директора ГП «Институт НИПТИС им. Атаева С.С.», кандидат физико-математических наук Леонид Данилевский (на фото слева). Он осветил практический опыт и перспективы белорусского энергоэффективного строительства. Далее – пересказ этого выступления.

Децентрализация не всегда хороша

По случаю о децентрализованной и централизованной системах теплоснабжения. В каждом конкретном случае их необходимо сравнивать между собой и с другими вариантами. Когда рядом ТЭЦ, предпочтительнее централизованное теплоснабжение. А децентрализацию лучше реализовывать, скорее всего, не на уровне каждой квартиры, а через блочный тепловой пункт, обслуживающий здание в целом. При этом сочетаются достоинства двух систем: децентрализованной и централизованной. Как определить, какая из этих систем по отдельности в экономическом плане эффективнее? Надо делать сравнения, имея в доме с одной системой такие же параметры внутренней среды, как и в доме с другой системой.

Сегодня конкурируют между собой различные теплоснабжающие организации и системы теплоснабжения. Вот интересный случай. В немецком Киле построили котельную, работающую в равных долях на древесных отходах и мазуте. Она стала давать тепло новому микрорайону. И тогда жители старого микрорайона решают отказаться от децентрализованной системы. Тем более что неподалеку находится крупная ТЭЦ, которой некуда девать излишки производимой энергии. Понять «отказников» можно. Ведь децентрализованное снабжение теплом – это и помещение для собственного котла, и необходимость его обслуживания, и другие, не самые приятные, вещи.

Что такое энергоэффективное здание

За экономию энергии сегодня агитировать никого – и в Беларуси тоже – не нужно. Одним из основных потребителей тепловой энергии является жилой фонд. Поэтому именно здесь, в первую очередь, следует изыскивать все возможные резервы экономии. Институт НИПТИС где-то с 1998 года разрабатывает проблему идеологии строительства энергоэффективных зданий. А сегодня уже имеются выполненные пилотные объекты и в стране принята программа энергоэффективного строительства.

Что такое энергоэффективное здание? Это здание, сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций которого соответствует требованиям строительных норм, а удельный расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию не превышает 40 киловатт-часов на метр квадратный в год для зданий многоэтажных и средней этажности (четыре этажа и более) и 90 киловатт-часов на метр квадратный в год для зданий малой этажности. Не так давно институт НИПТИС подготовил соответствующее изменение норм, и приказом министра архитектуры и строительства оно вводится с середины 2010 года. В изменении помимо прочего записано, что для стен всех зданий, независимо от конструкций последних, сопротивление теплопередаче должно составлять 3,2 м2С/Вт, а для окон нового поколения – не менее единицы. В изменении также записано, что уровень тепловых потерь в зданиях с естественной вентиляцией не должен превышать 60 киловатт-часов на метр квадратный в год, а в зданиях с принудительной приточно-вытяжной вентиляцией и рекуперацией тепла уходящего воздуха – уже упомянутых 40 и 90 киловатт-часов на метр квадратный в год. Для достижения таких показателей, конечно, следует реализовывать адекватные им архитектурные, конструктивные и инженерные решения.

Что дает строительство энергоэффективных зданий

Такое строительство решает сразу несколько проблем. Одна из проблем, безусловно, снижение уровня теплопотерь. Вторая, не менее важная, проблема – это обеспечение современного комфорта проживания в зданиях. Он в наших современных многоквартирных домах не на высоком уровне ввиду явно недостаточной вентиляции. Вентиляция же получается такой из-за конструктивных особенностей строений. Тут и герметичная оболочка, и уплотненные окна, и, соответственно, отсутствие возможности надлежащего естественного воздухообмена. Словом, получается, что мы нарушаем свои же нормы. А они, в частности, требуют, чтобы естественная вентиляция обеспечивала вытяжку в количестве трех кубометров воздуха на квадратный метр жилой комнаты. Свои, и достаточно жесткие, требования к удалению воздуха из кухонь, причем в зависимости от того, какие в них плиты: газовые или электрические. Очевидно, здесь играет свою заметную роль и субъективный фактор, не позволяющий обеспечивать нормативные требования. Принудительная же система вентиляции с рекуперацией тепла уходящего воздуха одновременно решает задачи нормативного воздухообмена и снижения теплопотерь в здании за счет рекуперации тепла вентиляционных выбросов. Думается, естественный ход событий приведет в конечном итоге к тому, что такая система станет для каждого дома обязательной.

Нужна небольшая техническая революция

Зачастую возникает вопрос об экономической эффективности принудительной вентиляции, о тех дополнительных затратах, которые надо в случае ее внедрения нести. Отвечая на этот вопрос, стоит идти «от противного». В принципе можно существенно сэкономить, убрав, скажем, ватер-клозет, ванну и доставку не только горячей, но и холодной воды. Но кто сегодня, спрашивается, пожелает жить в подобных условиях? Вообще-то, всегда были скачкообразные изменения в технологии строительства. Сначала в квартиры ввели холодную воду, потом – туалет, потом – горячую воду, потом – ванну и т.д. Нынче все это само собой разумеющееся. Нетрудно предположить, что лет через десять обычным элементом каждой квартиры будет приточно- вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла уходящего воздуха. Но надо иметь в виду: главный недостаток естественной вентиляции нельзя устранить в рамках существующих решений строительных объектов, нужна небольшая техническая революция.

Разные квартиры теряют тепло по-разному

Первый отечественный экспериментальный энергоэффективный многоэтажный дом (на фото) запроектировали в институте НИПТИС, а построили силами ОАО МАПИД на улице Притыцкого в Минске. В этом здании нашли свое место все те особенности, о которых уже сказано выше: это и повышенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, и принудительная вентиляция с рекуперацией. Причем на данном объекте дифференцированное сопротивление стен теплопередаче, оно зависит от местонахождения квартиры в здании (показано на рисунке). Ведь максимальные теплопотери отмечаются в угловых помещениях, минимальные – в середине главных фасадов. Например, торцевые квартиры верхнего этажа теряют тепла почти в три раза больше по сравнению с квартирами, которые находятся в средней части здания. И поэтому понятно: где выше теплопотери, там должно быть выше и сопротивление теплопередаче. Можно представить, какая напряженность способна возникнуть между жильцами разных в плане расхода тепловой энергии квартир при индивидуальном учете тепла и расчете за отопление, если не принять во внимание вышеозначенное обстоятельство.

Энергоэффективность на Притыцкого в норме

В здании по Притыцкого установлены окна нового поколения с сопротивлением теплопередаче больше единицы производства ОАО «Барановичидрев» и система приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла уходящего воздуха. Данное 9-этажное здание – крупнопанельное серии 111-90. Его отличительной архитектурной особенностью являются декоративные элементы, которые закрывают приточные и вытяжные вентиляционные шахты. Приточная вентиляционная шахта обеспечивает подачу свежего воздуха в каждую квартиру. Здесь проектировщики позаботились о чистоте и качестве воздуха, поэтому воздух забирается не с уровня 1-го этажа, а с уровня 4-6-го этажей. Ведь чем выше, тем лучше качество воздуха. Вытяжная шахта завершается наверху дома. Система рекуперации находится на лоджиях и занимает примерно полметра их длины. Были некоторые опасения за качество равномерного утепления оболочки дома при строительстве. Но тепловизионная съемка доказала, что утепление вышло равномерным и без «прорех» в местах швов между панелями, что присуще обычным крупнопанельным зданиям. Новые окна также себя оправдали. Впрочем, не везде было смонтировано заполнение световых проемов с сопротивлением теплопередаче не менее единицы. В лестничных клетках поставлены обычные окна с сопротивлением теплопередаче 0,6.

Архитектура против энергоэффективности

При выборе энергосберегающих решений необходим системный подход. То есть следует учитывать все факторы, влияющие на потребление зданием энергии. И производить экспертизу технико-экономического обоснования при использовании различных энергосберегающих решений. Уместно подчеркнуть, что частенько уходит из-под контроля сама архитектура здания. Возьмем два плана здания одной и той же площади: прямоугольный и сложной формы (показаны на рисунке). Во втором случае за счет наличия выступающих и западающих элементов плана площадь стен почти на треть больше по сравнению со случаем прямоугольного плана. К чему приводит так называемая изрезанность плана? Во-первых, к дополнительным единовременным затратам на устройство стен, во-вторых, к дополнительным потерям тепла в процессе эксплуатации здания. Отмеченная проблема должна получить свое разрешение. Уже подготовлено немало материалов, в которых подробно рассматриваются разные аспекты влияния архитектурных решений на энергоэффективность. На сегодня разработаны проекты многоэтажных жилых энергоэффективных зданий с уровнем теплопотерь на отопление и вентиляцию, составляющих от 35 до 40 киловатт-часов на метр квадратный в год, и для областных центров Беларуси. В Гродно уже заканчивается строительство энергоэффективной многоэтажки. Генеральный проектировщик этого объекта – «Гродногражданпроект». Институт НИПТИС разработал свой раздел проекта и осуществлял соответствующее научное сопровождение. Но гродненское здание сделано энергоэффективным за счет чисто технических приемов. А если бы и к его планировке грамотно подошли, то была бы получена дополнительная и весомая прибавка в экономии энергии и в снижении стоимости строительства. В Витебском здании, к сожалению, фасады еще более изрезанные.

Без автоматики теперь нельзя

Один из основных элементов энергоэффективного здания – система автоматики, которая отвечает, если говорить о главном, за управление микроклиматом в каждой квартире. Так, на входе ставится регулятор, обеспечивающий температуру внутреннего воздуха, которую хотят жильцы. В энергоэффективных домах система автоматики призвана управлять в первую очередь отоплением, приточным и вытяжным вентиляторами. А все данные по каждой квартире должны передаваться на центральный диспетчерский пульт, где диспетчерам предоставляется возможность осуществлять постоянный контроль работы всех систем и оперативно реагировать на случающиеся неполадки.

В первом минском энергоэффективном здании не предусмотрено объединение показаний всех квартирных счетчиков по холодной и горячей воде, а также по отоплению. В автоматическом режиме эти показания никуда не передаются. В новых проектах, которые институт НИПТИС выполнял совместно с «Гродногражданпроектом», «Витебскгражданпроектом» и «Гомельгражданпроектом», этот недостаток устранен. Предусмотрено, что данные квартирных счетчиков холодной и горячей воды, а также квартирных теплосчетчиков передаются на центральный диспетчерский пункт. Удобство этого подхода очевидно. В частности, жильцам не надо никуда идти, чтобы зафиксировать показания счетчиков.

Почти все хотят платить по счетчикам

В течение двух лет сотрудники института НИПТИС наблюдают за энергопотреблением и уровнем комфорта проживания в квартирах минского энергоэффективного дома по улице Притыцкого. Основные данные мониторинга приведены в таблице, в ней же записаны расчетные данные по исходному типовому зданию. Примечательно, что температура входящего через рекуператор воздуха в холодное время года не намного ниже, чем температура уходящего воздуха. Эта разница может составлять всего лишь два градуса. Среди жильцов указанного дома была распространена анкета. Из их ответов следует, например, что большинство ознакомлено с инструкцией по эксплуатации своего жилища и посмотрело соответствующий компакт-диск. При этом половина жильцов считает, что нужны все-таки дополнительные разъяснения. Однако таких разъяснений даже для представителей жильцов, к сожалению, не получилось. Подводит их пресловутый организационный момент. Еще по анкете. Качество воздуха почти 80 процентов жильцов оценили как удовлетворительное. То же количество жильцов удовлетворено комфортом проживания. И почти все хотят платить по счетчикам.

Дмитрий ЖУКОВ, фото с семинара автора