Особенности изучения показателей энергоэффективности типовых жилых зданий

Одна из глобальных целей XXI века – эффективное использование энергии. Традиционные источники энергии (углеводородные) – не восполняются, потребность в энергии возрастает и необходимо рассматривать все методы для грамотного энергосбережения, поэтому возникает необходимость в пересмотре требований к энергоэффективности зданий, как к одному из инструментов снижения выбросов в окружающую среду.

Energy efficiency of the current housing stock

One of the global goals of the 21st century is the efficient use of energy. Traditional energy sources (hydrocarbon) do not fill up, the demand for energy increases and it is necessary to consider all methods for efficient energy saving, so there is a need to revise the requirements for energy efficiency of buildings as one of the tools to reduce emissions to the environment.

Введение

Глобальная система состоит из множества компонентов и систем, объектов и связей между ними; это совокупность цивилизации и природы, возникшая и развивающаяся в результате деятельности индивидов, социальных и культурных обществ и всего человечества. Эффективное преображения всей системы, его переустройство в соответствии с новыми вызовами, переход на новые рельсы «зеленой» экономики необходимо осуществить в каждой цепочке из звеньев всей глобальной системы. «Зеленая» экономика отражает принцип природообразия, когда все элементы синхронно и гармонично взаимодействую друг с другом. Меры по переходу к «зеленой экономике» реализуются по направлениям: устойчивое использование водных ресурсов, развитие устойчивого и высокопроизводительного сельского хозяйства, энергосбережение и повышение энергоэффективности (прим. энергоэффективность это комплекс организационных, экономических и технологических мер, направленных на повышение значения рационального использования энергетических ресурсов в производственной, бытовой и научно технической сферах), развитие электроэнергетики, система управления отходами, снижение загрязнения воздуха и эффективное управление экосистемами.

При существующей динамике развития современных тенденций и использования новейших технологий в различных сферах деятельности, человечество требуют большого количества энергий.

Для решения этих проблем на мировом уровне необходимо развивать потенциал в направлении энергосбережении и энергоэффективности, так же это актуально и для существующего жилищного фонда. В отличие от экономии энергии (сбережение, сохранение энергии), главным образом направленного на уменьшение энергопотребления, энергоэффективность (полезность энергопотребления) полезное (эффективное) расходование энергии.

Обзор литературы

Экономический кризис обнажил многие глобальные проблемы, в том числе проблема, когда истощение запасов углеводородных энергетических ресурсов требует незамедлительного решения. Индустриальная эпоха заканчивается, человечество перешагивает глобальный рубеж, и современные технологии, развиваясь очень динамично и стремительно, требуют все больше энергии. Мировое сообщество вынуждено искать альтернативу традиционным источникам энергии, но уже с учетом восстановления естественного самосогласованного ресурсооборота, нарушенного индустриальными технологиями, т. е. мир должен перейти на «зеленые» технологии извлечения энергии. Существующие альтернативные источники не могут обеспечить энергией современные технологии на 100%. Необходим поиск, а затем быстрый переход на принципиально новые схемы в сфере ресурсооборота, по принципу естественного природоподобногосуществования. [4] Одна из составляющих зеленой экономики является энергоэффективность, ее применение и внедрение в существующих системах энергопотребителей. Под энергосбережением понимается система организационной, научной, практической и информационной видов деятельности, направленная на уменьшение потребления энергетических ресурсов без снижения их полезного эффекта с применением технических, экономических и правовых методов с соблюдением экологических требований. Энергосбережение позволяет удовлетворить спрос вновь вводимых потребителей без увеличения капитальных вложений; при постоянном составе потребителей – снизить расход первичных энергоносителей и выбросы вредных веществ в атмосферу, а также увеличить экспорт ТЭР. Необходимо пересмотреть подход в эксплуатации существующих объектов потребления энергии.

Одним из путей снижения объема потребляемых топливо-энергетических ресурсов является уменьшение расхода энергии на отопление реконструируемых жилых зданий. Значительную долю жилого фонда, подлежащего реконструкции, составляют панельные многоквартирные дома, в основной массе которых выделяется серия 1-335 [7], [8].

Одним из наиболее эффективных путей экономии энергии в существующем жилищном секторе признано сокращение потерь тепла через ограждающие конструкции (наружные стены) зданий и сооружений. Комплексный подход к выбору строительных материалов с учетом не только функциональных характеристик, но и энергоемкости их изготовления позволит существенно сократить расход тепловой энергии в строительной индустрии [6], [9].

Ужесточение требований к теплотехническим характеристикам строящихся зданий уже произошло, и если подкрепить его работающими процедурами реальной энергопаспортизации и мониторинга энергорезультативности для обеспечения эластичности спроса и цены к классу энергоэффективности, то через несколько лет характеристики жилищного сектора как потребителя энергоресурсов начнут качественно изменяться [10].

Методика исследования

Поскольку основной резерв экономии энергии находится в существующих жилых и общественных зданиях, потребляющих более 40 % первичных энергоресурсов, то в первую очередь к ним должна относиться стратегия энергосбережения. Можно выделить три вида ресурсов, для экономии которых необходимо разработать и внедрить энергосберегающие мероприятия. Такими ресурсами являются электрическая и тепловая энергии, холодная (горячая) вода. Для каждого из перечисленных ресурсов необходимо определить энергосберегающие мероприятия. Необходимые рычаги для внедрения мер и мероприятий энергоэффективного стратегического планирования нужно разрабатывать законодательно по западноевропейскому образцу, охватывая цели, направленные именно на снижение расхода энергии на жилые и общественные здания, в том числе и для существующего жилого фонда. Также можно обратиться к опыту Германии, где, уже начиная с 1990-х годов прошлого столетия началась внедряться программа по энергоэффективности жилых зданий, и таким образом на сегодняшний день существующие и проектируемые здания повысили свой класс эффективности в разы. На территории современной ФРГ существует жилой фонд, построенного по типовым разработкам институтов СССР. Все это жилье не соответствует настоящим стандартам в классификации по энергоэффективности принятым в странах Европейского Союза. Согласно «Аналитического сборника материалов семинаров Немецкого Общества по международному сотрудничеству (GIZ) для ассоциаций выпускников Президентской программы Российской Федерации» [3], где содержится подробное описание и этапы внедрения энергоэффективности в типовых существующих зданиях или санации здания. Немецкие эксперты дают следующее определение: «Санацией является комплекс мероприятий с учётом технических, экономических/финансовых и социальных факторов многоэтажного жилого дома» в целях которого: восстановления первоначального технического состояния дома; проведения строительных мероприятий для улучшения условий проживания на длительный срок времени; устойчивой экономии энергии, ресурсов, сокращения потерей и повышения рыночной стоимости жилья. Весь процесс, от опроса собственников жилого фонда заканчивая обслуживанием здания после проведения мероприятий по санации должны носить комплексный характер. Также в процессе реконструкции здания жильцы и владельцы, где проводятся мероприятия по санации должны тесно взаимодействовать с организацией, которая проводит все строительные работы. Для каждого здания мероприятия в деталях могут быть очень индивидуальны, но общий подход к энергоэффективной санации общий и иногда носят самый простой характер работ по реконструкции и утеплению элементов здания. Так же следует отметить и финансовую сторону проводимых строительных работ. Все мероприятия по санации проводят за счет собственников площадей, учитывая различные условия, такие как наличие семьи и несовершеннолетних членов семьи и т.д., все решения отражают в бизнес-плане и согласовывают с владельцами, так же могут предложить владельцам льготный кредит, государственные программы и т.д. По завершении реконструкции (мероприятий по санации) назначают управляющего (хаусмастер) для обслуживания, который проходит отбор и, а затем и повышение квалификации для приобретения необходимых навыков. Так же в вышеуказанном сборнике отражен опыт внедрения подобной пилотной программе в г. Санкт-Петербург, Россия, с анализом итоговой работы, к сожалению, программа по ряду причин не имел продолжения и финансирования. Но, тем не менее, немецкие эксперты уверены в необходимости проведения подобных программ с учетом комплексного и практического подхода к каждому строению и с этим сложно не согласится. Такие программы эффективны для Германии и Европы в целом, но, к сожалению, совсем не подойдут для стран в Центральной Азии из-за многих факторов, таких как разница в менталитете и т.д., поэтому необходим тщательный предварительный анализ всех факторов.

Казахстан целенаправленно разрабатывает политику энергоэффективности и энергосбережения, активно разрабатывает и внедряет программы в этом направлении, перенимает международный опыт по совершенствованию энергоэффективности в различных сферах. В Казахстане при возведении нового жилья тепловой защите зданий уделяется много внимания, нормативы по энергосбережению были пересмотрены, ужесточены требования к строительным материалам, но качество существующего жилого фонда остается на прежнем уровне и серьезной реконструкции не подвергался. Согласно «Настольной книге справке для лиц,  принимающих решения» Почему выгодно строить энергоэффективные здания?» (ПРООН в Казахстане, Глобальный экологический фонд (ГЭФ), Правительство РК) более половины выбросов парниковых газов в секторе тепло- и электроснабжения жилищного фонда в Казахстане приходится на отопление помещений, что подтверждают так же экспертные оценки. В результате исследований около 70% зданий имеют теплотехнические характеристики, не отвечающие современным требованиям (особенно это касается зданий постройки 1950-1980 годов), из-за чего они теряют через ограждающие конструкции до 30% и выше тепловой энергии, потребляемой для отопления.

Выводы

На постсоветском пространстве необходима значительная модернизация существующего жилого фонда в комплексе других мероприятий для обеспечения повышения энергоэффективности и снижения выбросов в окружающую среду, например, можно рассмотреть введения сертификации зданий и по итогам принимать энергосберегающие меры.  В настоящее время проводимые программы в реконструкции жилого фонда ощутимых результатов в экономии энергии и снижении выбросов вредных веществ в окружающую среду не принесли. Конечно в современных условиях одним из важнейших целевых ориентиров устойчивого развития сферы ЖКХ является практическая реализация комплекса экономически оправданных мероприятий, направленных на снижение потребления тепловой энергии и других видов ресурсов и обеспечивающих повышение качества ЖКУ [11].

Необходимо ввести новые рычаги для обязательного применения энергоэффективных мероприятий, внедрению сертификации зданий по международным стандартам и разработки пилотных программ в области энергоэффективности, подготовка и повышение квалификации профессиональных кадров, существенная модернизация в сфере ЖКХ (жилищно-коммунального хозяйства), введение управляющих компаний или обслуживающего персонала для уже существующего жилья.

Учитывая все вышеизложенное – проведение программ по энергоэффективности существующих зданий и жилого фонда позволяет экономить потребляемые энергоресурсы что позволит существенно снизить выбросы в окружающую среду, что в конечном итоге положительно влияет на экологию в целом регионе. Стоит отметить что опыт стран где были проведены работы по энергоэффективности существующего жилого фонда очень важен, даже с учетом специфики региона, для которого он проводился, он влияет на экономику страны в целом, обеспечивая будущее поколение не только энергоэффективными зданиями и сооружениями, но и сохраняя здоровую окружающую среду.

Литература

1. ПРООН в Казахстане, Глобальный экологический фонд (ГЭФ), Правительство РК. — Почему выгодно строить ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ ЗДАНИЯ? Настольная книга-справка для лиц, принимающих решения, Астана, Казахстан, 2015.
2. Л.А. Коршунова, Н.Г. Кузьмина, Е.В. Кузьмина, — Проблемы энергосбережения и энергоэффективности в России- Известия Томского политехнического университета, Томск, Россия, 2013.
3. Владислав Белов, Бернхард Шварц. — Энергосберегающая санация типовых жилых зданий: немецкий опыт для российских регионов. Аналитический сборник материалов семинаров Немецкого Общества по международному сотрудничеству (GIZ) для ассоциаций выпускников Президентской программы Российской Федерации — Бонн, Германия, 2013.
4. В. И. Теличенко, М.Ю., Слесарев, «Зеленая» стандартизация технологий формирования природоподобной среды жизнедеятельности. Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, 2018. Вестник МГСУ, том 13 Выпуск 5 (116), с.558-566.
5. Маркин В.В., Региональные проблемы системного повышения энергоэффективности в жилищном строительстве // Вестник ВолгГАСУ. 2013. №31(50). С. 357-361.
6. Аксёнова Л.Л., Губарева М.А., Ходыкин Е.И., Савин А.В., Энергоэффективность ограждающих конструкций малоэтажных зданий. Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова//Международная научно-практическая конференции «научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов». XIX научные чтения. 2010. Сборник докладов. Часть 1.
7. Викторов Д.А. Анализ влияния теплоэнергетических характеристик на энергоффективность жилых зданий на примере серии 1-335. Воронежский государственный архитектурно-строительный университет (Воронеж) //Научный вестник воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. Выпуск № 3 (31), 2013. С. 9-15.
8. Панчук Н.Н., Мелехина А.С., Энергоэффективность зеленых крыш в архитектуре городов. Тихоокеанский государственный университет (Хабаровск, Россия) //Дальний Восток: проблемы развития архитектурно-строительного комплекса. № 1, год 2014. С. 151-156.
9. Багрова М.А., Энергоэффективность городского многоквартирного жилища, энергоэкономичный и энергоактивныйподход и их отражение в облике // Материалы Республиканской научно-практической конференции. Кумертауский филиал Оренбургского государственного университета. 2011 год. С.25-31.
10. Е.Г. Гашо, М.В. Степанова, Энергоэффективность не цель, а средство. Российская академия наук (Москва)//Журнал: Энергия: экономика, техника, экология, номер 11, 2014 год. С. 12-15.
11. Ларин С. Н., Герасимова Е. В. Энергоэффективность как определяющий вектор инновационного развития сферы ЖКХ. Альманах современной науки и образования. //г. Тамбов, Грамота, 2015. № 2 (92). C. 70-73.

Эльвира Калбагаева

НИИ “Алматыгенплан”