Необходимость экономии электрической и тепловой энергии как глобальная проблема возникла в 1973 г. вследствие арабо-израильской войны, введения арабскими странами – членами OPEC нефтяного эмбарго
Цель работы – проанализирована реализация политики и стратегии энерго-сбережения в зданиях в Европейском союзе и РФ в период с 1990 г. по июнь 2011 г. Основное внимание уделено применению в оболочке зданий современных светопрозрачных конструкций (СПК): окон, фасадов, стеклопакетов со специальными энергосберегающими стеклами в целях снижения потребления зданиями тепловой и электрической энергии
Продолжение, начало ЛФ № 31 (2011) (Часть 1. «Европейский подход к энергосбережению» опубликована в ЛФ № 31/2011 гг.)
Из истории вопроса
Необходимость экономии электрической и тепловой энергии как глобальная проблема возникла в 1973 г. вследствие арабо-израильской войны, введения арабскими странами – членами OPEC нефтяного эмбарго, резкого мирового роста цен на нефть и газ. Развитые страны Западной Европы и США были вынуждены всерьез заняться проблемой энергосбережения, повышением энергетической эффективности предприятий промышленности, транспорта и строительства (жилых, общественных, коммерческих зданий). Так начался первый этап современной эволюции в энергосбережении, который, как это принято считать, продлился до начала 90-х годов. В Европе лидером в реализации Национальной программы по энергосбережению стала Западная Германия (1990–1995 гг.) [1].
После объединения Германии в 1991 г. была принята и начала выполняться Программа санации жилого фонда Восточной Германии, в том числе с целью повышения энергетической эффективности зданий, которая продлилась практически до 2002 г., т.е. до конца 2-го этапа мировой политики и практики энергосбережения (1991–2003 гг.).
Часть 2. Российская стратегия по повышению эффективности энергосбережения зданий
В 1995 и 1998 г.г. были внесены изменения № 3 [15] и № 4 [16] в СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника», соответственно.
Суть изменений заключалась во введении новых требований по величине приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. В соответствии с п.2.1* нового СНиП, «Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R(0) следует принимать в соответствии с заданием на проектирование, но не менее требуемых значений, R0тр, определяемых исходя из санитарно-гигиенических … и условий энергосбережения – по табл. 1а*, 1б*. Были установлены сроки по применению новых требований к приведенному сопротивлению теплопередаче. По первому этапу – с 1 июля 1996 года, по второму этапу – с 1 января 2000 года.
Требуемые значения приведенного сопротивления теплопередаче были регламентированы исходя из градусо-суток отопительного периода – ГСОП (от 2000 до 12000), при этом Rотр для жилых и общественных зданий нормировалось от 0,30 до 0,80 м2 °С/Вт. Такой подход к нормированию сопротивления теплопередачи в сторону его ужесточения получил поддержку со стороны производителей современных светопрозрачных конструкций [17].
Важно отметить те положительные моменты, которые были включены в данный измененный документ:
- впервые было применено требование о необходимости проектирования и возведения новых зданий с учетом условий энергосбережения;
- светопрозрачные ограждения зданий (окна, балконные двери и зенитные фонари) были включены в основную часть текста: «Настоящие нормы строительной теплотехники должны соблюдаться при проектировании ограждающих конструкций (наружных и внутренних стен, перегородок, покрытий, чердачных и междуэтажных перекрытий, полов, заполнений проемов: окон, фонарей, дверей, ворот)»;
- в п. 2.13* «Приведенное сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей) необходимо принимать по прил. 6*». Само приложение 6* содержало характеристики не только стандартных видов остекления, но и приведенное сопротивление теплопередаче однокамерных и двухкамерных стеклопакетов с применением специальных энергосберегающих стекол с твердым и мягким селективными низкоэмиссионными покрытиями. Так, например, для окон с раздельными переплетами со стеклом и двухкамерным стеклопакетом с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном приведенное сопротивление теплопередаче составляет 0,82 м2 °С/Вт (а это 1998 г.!). Указанные в таблице значения приведенного сопротивления теплопередаче уже на стадии проектирования помогают выбрать наиболее энергосберегающий вариант остекления оболочки здания. Согласно СНиП II-3-79* коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей (для зимних условий) принимаются равными постоянным величинам 8,7 Вт/м2 °С и 23 Вт/м2 °С по таблицам 4* и 6*, соответственно. Это означает, что эти коэффициенты не зависят от параметров внутренней и внешней среды (скорости движения воздуха, перепада температур между поверхностью ограждающей конструкции и воздушной средой).
С одной стороны такое решение упрощает процедуру расчетов, а с другой не в полной мере учитывает реальные условия эксплуатации ограждающих конструкций.
По нашему мнению, уже функционирующие в то время организации: Ассоциация производителей энергоэффективных окон АПРОК, НИУПЦ МИО, редакции журналов «Светопрозрачные конструкции», «Окна и двери» не заняли конструктивную позицию в разработке Федеральной отраслевой программы по продвижению современных систем остекления, развитию научных исследований, анализу и систематизации результатов сертификационных испытаний в целях создания цивилизованного, прозрачного для потребителя рынка.
В октябре 2003 г. был принят и введен постановлением Госстроя России от 26.06.2003 г. № 113 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и несколько позже Свод правил СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».
К числу положительных сторон нового СНиП можно отнести:
- введение дополнительного показателя по тепловой защите «в) удельный расход тепловой энергии на отопление здания, позволяющий варьировать величинами теплозащитных свойств различных видов ограждающих конструкций зданий с учетом объемно-планировочных решений здания и выбора систем поддержания микроклимата для достижения нормируемого значения этого показателя»;
- фактическое объединение таблиц 1а* и 1б* СНиП II-3-79* в таблицу 4 СНиП 23-02-2003 (без изменений);
- впервые введен энергетический паспорт на здание, в котором приведены теплоэнергетические показатели (приведенное сопротивление теплопередаче: нормативное значение, расчетное (проектное) значение, фактическое значение показателя) для светопрозрачных конструкций (окон и балконных дверей, витражей, фонарей) и при сдаче здания в эксплуатацию его необходимо заполнить.
К числу недостатков документа, можно отнести то, что в пункте 4.2 Раздела 4 «Общие положения, классификация» СНиП записано: «В нормах устанавливают требования к: ограничению температуры и недопущению конденсации влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции, за исключением окон с вертикальным остеклением (подчеркнуто нами). Следовательно, можно считать, что требования по п.4.2 СНиП распространяются только на мансардные окна и зенитные фонари.
В п.5.10 СНиП появляются новые термины «конструктивные элементы остекления окон зданий» и «непрозрачные элементы окон». Приведем текст этого пункта полностью: «5.10 Температура внутренней поверхности конструктивных элементов остекления окон зданий (кроме производственных) должна быть не ниже плюс 3°С, а непрозрачных элементов окон – не ниже температуры точки росы ри расчетной температуре наружного воздуха в холодный период года, для производственных зданий – не ниже 0°С».
Если рассуждать логически. То эти вновь введенные в текст п.5.10 термины устанавливают теплотехнические требования к мансардным окнам и зенитным фонарям, как к невертикальным светопрозрачным конструкциям.
Какой вывод следует из этого? В тексте нормативно-технического документа отсутствуют однозначные и исчерпывающие формулировки понятий (терминов, определений), касающихся окон. Это дает возможность произвольно распространять область применения норм на объекты (изделия), которые не попадают под его сферу действия.
Кроме того, п.5.11 указывает, что: «В жилых зданиях коэффициент остекленности фасада f должен быть не более 18 % (для общественных – не более 25 %), если приведенное сопротивление теплопередаче окон (кроме мансардных) меньше: 0,51 м2 °С/Вт при градусо-сутках 3500 и ниже; 0,56 м2 °С/Вт при градусо-сутках выше 3500 до 5200; 0,65 м2 °С/Вт при градусо-сутках выше 5200 до 7000 и 0,81 м2 °С/Вт при градусо-сутках выше 7000....», что ставит ограничения на стадии проектирования зданий с применением современных светопрозрачных навесных фасадных систем.
Второму этапу 2004–2008 гг. даже сложно придумать название. Следует отметить, что в этот период был существенно снижен контроль за соблюдением требований по энергосбережению и тепловой защите зданий. Снижение требований можно объяснить следующими причинами:
- в июле 2003 г. был введен в действие Федеральный закон № 184-ФЗ «О техническом регулировании». По нашему мнению, этот закон был «сырой», а сама его разработка и принятие были произведены в спешном порядке. Об этом свидетельствуют многочисленные поправки, которые вносились в закон на протяжении последующих восьми лет (всего 8 изменений принципиального характера). Первое изменение – в мае 2005, последнее – в декабре 2009 г. В первой версии закона были исключены из числа обязательных требования по теплозащите и энергосбережению зданий;
- Указом Президента Российской Федерации от 9 марта 2004 г. № 314 «О системе и структуре федеральных органов исполнительной власти» был упразднен Госстрой России, а следовательно, была упразднена вся система руководства и координации работ по нормативно-техническому регулированию в строительстве, в том числе в области энергосбережения, хотя по экспертным оценкам уже в то время строительство и сами здания представляли собой самый большой в стране энергозатратный сектор (более 50%);
- непоследовательную политику, с точки зрения энергосбережения, проводило и Министерство регионального развития РФ. Так, например, Приказом от 09.06.2006 г. № 70 было отменено Постановление Государственного комитета РФ по жилищной и строительной политике от 02.02.1998 № 18-11 «О теплозащите строящихся зданий и сооружений»;
- еще более усугубило ситуацию Постановление Правительства РФ от 16 февраля 2008 г. № 87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию», в котором такие разделы как «Энергоэффективность зданий, энергетический паспорт зданий» были исключены. Таким образом, пятилетний период в стратегии энергосбережения в строительстве и повышения энергетической эффективности зданий был практически безвозвратно потерян для государства.
В это же самое время Европейский Союз, США, Китай и другие развитые и развивающиеся страны принимали на уровне государственных законов Планы действий, Программы по практической реализации энергосбережения, устанавливали приоритетные направления, главные векторы усилий, конкретные мероприятия, цифры и сроки исполнения этих Программ.
Промышленные группы, Союзы и Ассоциации предпринимателей и производителей энергосберегающих продуктов этих государств, в том числе для строительства зданий, занимали самую активную позицию в формировании этих Планов и Программ, способствующую их наполнению и выполнению.
Период с 2009 и по настоящее время условно можно назвать периодом активизации роли государственных органов в реализации стратегии энергосбережения в России. Указ Президента Российской Федерации от 4 июня 2008 г. № 889 «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики» существенно изменил положение дел в стратегии энергосбережения. В Федеральный закон № 184-ФЗ [18] были внесены следующие изменения: 2) пункт 1 статьи 6 дополнить абзацем следующего содержания: «обеспечения энергетической эффективности»; 3) в статье 7: а) абзац первый пункта 3 дополнить предложением следующего содержания: «Технический регламент должен содержать требования энергетической эффективности.»
Кроме того, внесенные изменения создали необходимые условия для разработки и реализации Комплексной программы для гармонизации российской, международной, европейской и региональной нормативных баз в области строительства. Федеральным законом РФ от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» [19] введена статья 5.1. Особенности технического регулирования в области обеспечения безопасности зданий и сооружений, также статья 13. Требования энергетической эффективности зданий и сооружений: «Здания и сооружения должны быть спроектированы и построены таким образом, чтобы в процессе их эксплуатации обеспечивалось эффективное использование энергетических ресурсов и исключался нерациональный расход таких ресурсов».
Статья 31. Требование к обеспечению энергетической эффективности зданий и сооружений:
1. В случае, если это предусмотрено в задании на проектирование, в проектной документации должны быть предусмотрены решения по отдельным элементам, строительным конструкциям зданий и сооружений, свойствам таких элементов и строительных конструкций, а также по используемым в зданиях и сооружениях устройствам, технологиям и материалам, позволяющие исключить нерациональный расход энергетических ресурсов в процессе эксплуатации зданий и сооружений.
2. В случае, если это предусмотрено в задании на проектирование, в проектной документации должно быть предусмотрено оснащение зданий и сооружений приборами учета используемых энергетических ресурсов.
3. Соответствие зданий и сооружений требованиям энергетической эффективности зданий и сооружений и требованиям оснащенности зданий и сооружений приборами учета используемых энергетических ресурсов должно обеспечиваться путем выбора в проектной документации оптимальных архитектурных, функционально-технологических, конструктивных и инженерно-технических решений».
Кроме того, распоряжением Правительства Российской Федерации от 21 июня 2010 г. № 1047-р утвержден Перечень национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил), в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений». СНиП 23-02-2003 входит в перечень необходимых документов (см. также [20], [21]).
В соответствии с вышеупомянутыми документами проводится актуализация СНиП 23-02-2003 и последующим переводом его в Свод Правил (СП). Так как в настоящее время работа не закончена, можем сказать лишь о некоторых положительных изменениях, которые будут присутствовать в окончательной редакции документа:
- новые требования к теплозащитной оболочке здания;
- введена удельная теплозащитная характеристика здания;
- срок окупаемости мероприятий по повышению теплозащиты ограждающих конструкций и др.
Практическая реализация политики энергосбережения в стране значительно активизировалась после введения в действие Федерального закона РФ от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» [22], в который включены положения по обеспечению энергетической эффективности зданий, строений, сооружений. Дальнейшее развитие это получило в правовых актах [23], [24].
Проведенный нами анализ некоторых разработанных регионами Программ по энергосбережению в строительстве показал, что более всего стратегии энергосбережения, заложенной в Федеральных законах РФ отвечает Программа повышения энергетической эффективности жилых, социальных и общественно-деловых зданий в городе Москве (утв. Постановлением Правительства Москвы от 5 октября 2010 г. № 900-ПП). В соответствии с указанным Постановлением, приведенное сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей при проектировании и строительстве должен быть не менее 0,8 м2ºС/Вт с 01.10.2010 и не менее 1,0 м2ºС/Вт с 01.01.2016 – для многоквартирных домов.
Отметим, что приведенные в Программе достаточно высокие требования к оконным конструкциям, на основании лабораторных и натурных исследований, выполненных в НИИСФ и других испытательных центрах, вполне могут быть реализованы отечественными производителями архитектурного стекла, стеклопакетов, современных окон из различных материалов. Введение таких повышенных требований существенно расширяет рынок инновационной продукции (стекла с низкоэмиссионным «мягким» покрытием, профильных систем с высокими теплофизическими характеристиками и др. продукции).
Выводы и рекомендации
1. Вопросами реализации положений и требований Федерального закона РФ от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», в том числе в строительстве и ЖКХ, занимаются Минрегион, Минэнерго, Минэкономразвитие, Минпромторг, многочисленные общественные организации и специализированные структуры, при этом общая координация деятельности в области энергосбережения в строительном комплексе вообще, и в зданиях в частности практически не осуществляется. Так, например, в структуре Минрегиона вопросами энергосбережения в той или иной степени занимаются 3 Департамента (Департамент архитектуры, строительства и градостроительной политики, Департамент строительства и Департамент жилищно-коммунального хозяйства), координация деятельности между ними даже в рамках одного ведомства явно недостаточна.
2. Важнейшая народнохозяйственная проблема «Энергосбережение в строительстве и ЖКХ» не выделена в самостоятельное направление деятельности:
- при Минрегионе (или в структуре министерства) не сформирован специализированный орган, отвечающий за энергосбережение в строительстве и ЖКХ;
- не разработана и принята федеральная целевая программа по энергосбережению в строительстве и ЖКХ на период до 2030 года.
Отдельные вопросы включены в Государственную программу Российской Федерации «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года» (утв. Распоряжением Правительства РФ от 27 декабря 2010 г. № 2446-р) в рамках подпрограммы «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в жилищном фонде»:
- отсутствует перспективная программа разработки современных нормативно-методических документов, обеспечивающих проектирование, строительство, реконструкцию и эксплуатацию энергоэффективных зданий и сооружений различного назначения;
- отсутствует эффективный контроль за соблюдением требований по энергосбережению и безопасности при проектировании, строительстве и эксплуатации зданий;
- до сих пор решающим фактором при выборе строительных материалов, изделий и конструкций остается стоимость строительства (стоимость квадратного метра), в то время как экономический эффект достигается при эксплуатации зданий.
В настоящее время застройщики, стремясь снизить стоимость строительства, выбирают более дешевые строительные материалы, изделия и конструкции, в том числе за счет снижения характеристик остекления по энергоэффективности и безопасности.
3. Для эффективной реализации политики энергосбережения в строительстве и ЖКХ в соответствии с Федеральным законом РФ от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ целесообразно:
3.1. Организовать и провести рабочее совещание с участием представителей и специалистов Минрегиона, РААСН, Национального объединения строителей (НОСТРОЙ), Национального объединения проектировщиков (НОП), НИИСФ, ЦНИИЭП жилища, МНИИТЭП, СантехНИИпроект, Институт стекла, предприятий строительного комплекса Москвы, Московской области, общественных организаций (Союз стекольных предприятий, Союз производителей полимерных профилей, АВОК, АНФАС, РОСИЗОЛ и др.), на котором рассмотреть основные положения концепции энергосбережения в строительстве и ЖКХ, в том числе:
- о разработке федеральной целевой программы по энергосбережению в строительстве и ЖКХ на период до 2030 года (структура, содержание, сроки и стоимость работ, организации-исполнители), предусматривая в ней:
а) обеспечение комплексного системного подхода в развитии энергосберегающих технологий, материалов и конструкций в строительстве;
б) выделение целевого финансирования на проектирование и возведение экспериментальных и пилотных объектов с последующим круглогодичным (не только отопительный период) мониторингом:
- показателей энергетической эффективности теплозащитной оболочки зданий, отдельных входящих в нее строительных конструкций, изделий и материалов;
- параметров микроклимата внутренних помещений зданий;
- определение удельных затрат на отопление в зимний период и на кондиционирование в летний период;
в) создание государственных информационных ресурсов строительного комплекса для разработки прогнозов потребления инновационных энергосберегающих видов продукции в строительстве и ЖКХ;
- о создании в структуре РААСН (или при Минрегионе) специализированного совета по энергосбережению в строительстве и ЖКХ для координации деятельности в области энергосбережения на общегосударственном уровне;
- о создании и обеспечении работы Научно-методического центра по энергосбережению в строительстве с участием специалистов РААСН, ведущих Государственных Архитектурно-Строительных Университетов, НИИ, промышленных групп. Задачей Центра является научно-методическая, нормативно-правовая и законодательная поддержка механизмов энергосбережения в строительстве, а также формирование долгосрочных и среднесрочных программ по энергосбережению в строительстве.
Тихомирнов С.И., НИИ строительной физики Российской Академии архитектуры и строительства, Stas2044@mail.ru,
Пантюхов Н.А., НИИ строительной физики Российской Академии архитектуры и строительства, barselona85@yandex.ru
Шахнес М.Л.,Союз стекольных предприятий, Shalev2000@mail.ru
