Проблема энергосбережения в строительстве

    Кроме того, существенный энергосберегающий  эффект должен быть получен за счет повышения качества эксплуатации зданий и энергетических систем жилищного  фонда (паспортизация, соблюдение температурных  режимов, учет и автоматизация потребления энергии, рекуперация тепла, утепление фасадов, подвальных и чердачных помещений, подъездов и иное).

    Все большую значимость приобретает  необходимость вовлечения в процесс  энергосбережения жителей. В настоящей  Региональной программе предусматривается поэтапно реализовать в массовом порядке следующие проекты социальной рекламы и агитации:

    2011 год - проект "Водосчетчик";

    2012 год - проект "Двухтарифный электросчетчик";

    2013 год - проект "Энергоэффективное  освещение";

    2014 год - проект "Теплое окно";

    2015 год - проект "Теплый дом".

    При этом по каждому такому массовому  типовому проекту будут проработаны  и доведены до населения меры стимулирования участников данного проекта.

    Существенную  положительную роль в вопросе  повышения энергоэффективности жилищного фонда должна сыграть энергетическая паспортизация. В Региональной программе предусмотрена разработка алгоритма энергетической паспортизации зданий бюджетных организаций и жилищного фонда с целевой установкой достижения к 2015 году 20-процентного охвата энергопаспортизацией эксплуатируемых жилищных зданий, к 2020 году увеличение этой доли до 50 процентов. Кроме того, регламентируется, что начиная с 2010 года, все жилые дома по завершении капитального ремонта должны иметь энергетические паспорта. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    3. Повышение энергоэффективности зданий 

    На  данный момент самым актуальным является вопрос, связанный с потреблением энергии жилыми и общественными зданиями. Основная задача сегодня — возведение новых утепленных построек, которые позволят экономить энергетические ресурсы, а также реконструкция старого жилищного фонда при помощи современных энергосберегающих материалов.

    Энергопотребление зданий в Российской Федерации составляет 43-45% от общего объёма потребляемой тепловой энергии, в т.ч.: эксплуатация здания - 90%; производство стройматериалов - 8%; процесс строительства- 2%. В Европе на энергопотребление зданий расходуется 20-22%, от общего потребления тепловой энергии. 

    Рис 1. Структура потребления энергии в зданиях 

    Среднее потребление энергии в зданиях, построенных в 50-70-х годах, составляет от 200 до 350 кВт-ч/м²год (рис.1). Анализ структуры энергопотребления показывает, что в этих зданиях до 70-80% расходуется на отопление и по 10-12% на горячее водоснабжение и электроснабжение.

    Современные строительные нормы в Европейских  странах устанавливают потребление  энергии на уровне 80-100 кВт-ч/м²год. У нового поколения домов, которые проектируются и строятся в соответствии с концепцией Passive House (пассивный дом) уровень энергопотребления может быть снижен до 15-30кВт-ч/м²год в зависимости от региона строительства. Определяющим фактором, позволяющим обеспечивать такой норматив, является применение эффективной тепловой изоляции в строительных конструкциях.

    Наибольший  потенциал энергосбережения в строительном секторе и ЖКХ имеется именно в снижении энергозатрат на отопление. По экспертным оценкам, за счёт снижения затрат на отопление общее энергопотребление зданий может быть снижено на 50-55%.

    Высокое потребление тепловой энергии в  строительном секторе экономики  связано, как, с высокими тепловыми, в первую очередь, трансмиссионными потерями зданий, так и с высокими тепловыми потерями в системах теплоснабжения.

    Известно, что наибольшие потери тепловой энергии  в зданиях происходят через их ограждающие конструкции. Это явление  характерно как для зданий постройки  до конца 90-х годов прошлого века, так и для зданий последних серий. Вопросы энергосбережения в жилищном фонде особенно актуальны в связи с принятием СНиП 23-02–2003 «Тепловая защита зданий», где установлены повышенные требования по теплозащите.

    Многие из причин, вызывающих теплопотери, требуют проработки на стадии проектирования как отдельных  конструктивных элементов, так и  самого дома. Особое внимание необходимо уделить теплотехническому расчету для условий эксплуатации реконструируемого дома в районе строительства и разработке рекомендаций по ремонту.

    Избыточные  теплопотери нередко связаны  с качеством проведения строительных работ. Так, при выполнении утепления зданий с холодным чердаком или вентилируемым совмещенным с кровлей перекрытием продухи закрываются утеплителем или облицовкой, что приводит к нарушению температурно-влажностного режима и образованию инея и конденсата на кровельных плитах и стенах чердака в зимний период, а также к появлению протечек в квартирах верхнего этажа.

    Отсутствие  герметичности верхней плоскости  утеплителя (в уровне кровли), особенно в местах прохождения кабелей  слаботочных устройств и стыков металлических элементов покрытия, приводит к его намоканию и потере теплозащитных свойств. Для устранения вышеуказанных дефектов целесообразно разработать технические решения по конструкциям крепления растяжек, прокладке трубопроводов и кабелей по фасаду, установке номерных знаков, флагодержателей и лесов для ремонта фасадов, вводу кабелей слаботочных устройств в чердачное помещение и т. д.

    Основными факторами, позволяющими снизить энергопотребление  зданий до минимального уровня 15-30 кВт-час/(м2 год) являются:

• повышение термического сопротивления ограждающих конструкций до максимального технически возможного уровня;
• увеличение термического сопротивления светопрозрачных конструкций до максимально технически возможного уровня;
• сведение к минимуму тепловых мостов;
• обеспечение необходимой герметичности здания относительно притока наружного воздуха;
• создания систем принудительной вентиляции помещений с рекуперацией тепла вентиляционного воздуха.
• оптимизация архитектурных форм и расположения здания с учётом воздействия ветра и возможности использования солнечной радиации.

    Сочетание указанных выше факторов обеспечивает минимальное энергопотребление  здания, при этом определяющими факторами  повышения энергоэффективности  здания являются увеличение термического сопротивления его конструктивных элементов.

    Осреднённые значения сопротивления теплопередаче конструктивных элементов R и толщина тепловой изоляции δ (при расчётном коэффициенте теплопроводности теплоизоляционного материала λ - 0,045Вт/(м К)), зданий с различным уровнем энергопотребления, указанных на диаграмме рис. 1 приведены в таблице 1. 

    Таблица 1

    Из  приведенных данных следует, что для снижения энергопотребления зданий до уровня Passive House необходимо повысить термического сопротивления ограждающих конструкций зданий до 8 -10м2 К/Вт.

    Такие значения термического сопротивления  не могут быть получены с использованием традиционных конструктивных решений и строительных материалов (кирпича, бетона и др.) без применения эффективных утеплителей. Требуемый уровень теплозащиты зданий достигается применением многослойных строительных конструкций с использованием эффективных утеплителей. Примеры таких конструкций приведены на рис.2.

    Сегодня без преувеличения можно утверждать, что решающая роль в решении проблемы энергосбережения в строительном секторе  экономики принадлежит современным  высокоэффективным теплоизоляционным  материалам. 

    А. Б.

    В. Г.  

    Рис.2. Многослойные ограждающие конструкции: А.система наружного утепления со штукатурным покрытием; Б.каркасная стена; В. конструкция навесного вентилируемого фасада; Г.многослойная конструкция плоского покрытия с рулонной кровлей. 

    Объёмы  производства и потребления теплоизоляционных материалов в РФ возросли за последние 10 лет более чем в 4 раза, с 6-7млн.м3 в 1998г. до 26-27млн.м3 в 2008г.

    В кризисном 2009 году производство и потребление  теплоизоляционных материалов в Российской Федерации значительно снизилось и составило по экспертным оценкам       19-20 млн.м3.

      
Рис.3. Динамика роста объёмов производства и применения ТИМ в РФ в 1998-2008г. 

    Современная индустрия предлагает широкий спектр теплоизоляционных материалов, характеризующихся  различным назначением и различными техническими и качественными характеристиками.

    Структура потребления по видам применяемых  материалов (по экспертной оценке 2008г.) представлена на рис.4. Из диаграммы видно, что преобладающими видами ТИМ являются стекловолокно и каменная вата, их доля составляет, соответственно, 38 и 37%. Значительная доля (около 22%) принадлежит пенополистиролу, в т.ч. экструзионному (5,3%). 

      
Рис.4. Доля различных видов теплоизоляционных материалов в общем объёме применения в строительстве в 2008г. (экспертная оценка) 

    В странах Европы всё большее развитие получает строительство зданий с минимальным энергопотреблением по концепции Passive House.

    На  основе этой концепции уже построен и строится целый ряд зданий в  Германии, Дании и др. странах. Первые здания такого типа построены в РФ на территории Республики Татарстан в Казани. Предполагается их строительство в Подмосковье. Предлагаемые технические решения наиболее эффективны в малоэтажном строительстве, доля которого в современном жилищном строительстве в РФ составляет более 50%.

    Данная  тема получила дальнейшее развитие в  разработках Исследовательского Центра КРИР концерна Сен-Гобен во Франции, где предложена концепция мультикомфортного  здания, включающая помимо снижения энергопотребления, повышение акустических характеристик здания, повышение его пожарной и экологической безопасности (3, 4).