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.

Классы энергоэффективности зданий и жилых домов показывают, насколько эффективно МКД использует любые виды энергии. При этом дом должен использовать меньше тепла и электричества, чем было нужно ранее, поддерживая тот же уровень энергообеспечения объектов недвижимости или технологических процессов. Какие налоговые льготы дают энергоэффективные здания и как повысить энергоэффективность дома - читайте в конце статьи.

Чтобы наиболее полно отображать степень потребления энергии, в России приняты классы энергоэффективности зданий. Благодаря данному показателю объекта можно узнать, насколько удельный расход теплоэнергии отклонен от нормы.

Что такое классы энергоэффективности зданий и жилого дома

Энергетическая эффективность – это рациональное использование энергоносителей. То есть, эти ресурсы в данном случае удается сократить благодаря улучшению качественных норм их применения.

Нередко понятия энергоэффективности и энергосбережения путают. Последним термином обозначают уменьшение количества потребленной электроэнергии, в то время как при энергоэффективности ресурсы просто используют рационально и правильно.

Жителям домов с повышенной энергоэффективностью, безусловно, очень удобно. Затраты на оплату КУ снижаются. Кроме того, увеличение количества домов с повышенной энергоэффективностью можно рассматривать как положительную динамику для России, в том числе и из-за улучшения экологической обстановки, так как объем промышленных выбросов в окружающую среду уменьшается.

В настоящее время существуют определенные классы энергоэффективности. В данный момент в России выделяют классы энергоэффективности зданий А++, А+, А, В+, В, С+, С, С-, D, Е. Опираясь на эту систему, становится ясно, что здания класса А (самого высокого) потребляют намного меньше энергии, чтобы поддерживать все необходимые функции для обеспечения на объекте нормальной среды. Сумма оплаты услуг ЖКХ также меньше, чем в домах с низкой энергоэффективностью. В классификации учитывают и ресурсы, затраченные на общедомовые нужны. Отметим, такой моделью не одно десятилетие успешно пользуются другие страны, и именно ее принципы взяты за основу при делении на классы энергоэффективности зданий в России.

Чтобы вы подготовили и утвердили мероприятия по энергосбережению в МКД, в рекомендации мы расскажем:

• как подобрать мероприятия для конкретного МКД;
• какой должна быть структура перечня;
• как предложить собственникам перечень мероприятий;
• какие грозят штрафы, если не подготовить предложения.

Управляющие МКД организации обязаны не реже одного раза в год разрабатывать и доводить до сведения собственников помещений в МКД предложения о мероприятиях по энергосбережению (ч. 7 ст. 12 Закона от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»).

Кратко расскажем о присвоении классов строениям. Здесь учитывают показатели за год, в течение которого потреблялись энергоресурсы. Далее их сравнивают с другими годовыми данными. Это становится основой для принятия решения о присвоении дому определенного класса. Благодаря анализу удается понять, почему на том или ином жилом объекте теряется энергоэффективность, по каким причинам это происходит, и наметить варианты устранения мешающих факторов.

Таким образом, для каждого дома в отдельности в будущем создадут личный энергопаспорт, где найдут отражение все данные об уровнях использования энергоресурсов. Благодаря грамотному подходу в среднем удастся сохранить до 30 % при оплате КУ за год.

Такое деление на классы энергоэффективности даст возможность присвоить показатели всем домам с учетом параметров объекта. Но не всегда все просто, как кажется на первый взгляд, получить паспорт для зданий с лучшим классом энергоэффективности хочет каждый.

• Энергоэффективный ремонт МКД в России: миф или реальность

Как законодательно регулируются классы энергоэффективности зданий

О порядке присвоения и подтверждения класса энергоэффективности МКД сказано в Приказе Минстроя РФ № 399, подписанном 6 августа 2016 года и вступившем в силу 21 августа того же года. Нововведение не было неожиданностью. В данной отрасли на законодательном уровне работа ведется давно. Так, в 2009 г. вышел ФЗ № 261-Ф34 «Об энергосбережении и о повышении энергоэффективности и внесении изменений в отдельные законодательные акты РФ». Именно на основе данного документа в дальнейшем утверждался порядок присвоения классов энергоэффективности зданиям и происходили последующие корректировки норм в этой сфере.

В 2011 г. было выпущено Постановление российского Правительства № 18 «Об утверждении Правил установления требований энергоэффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергоэффективности МКД» и приказ Минрегиона РФ № 161 «Об утверждении Правил определения классов энергоэффективности МКД и Требований к указателю класса энергоэффективности МКД, размещаемого на фасаде МКД». Отметим, что последний документ больше не обладает силой, так как в 2016 году вышел новый приказ, которым сейчас и стоит руководствоваться при принятии решений.

В 2013 году было подписано постановление № 1129 «О внесении изменений в требования к правилам определения класса энергоэффективности МКД», а в 2015 году – был отредактирован основной закон № 261‑ФЗ4 с учетом последних тенденций в отрасли.

Более подробно о классах энергоэффективности зданий

Чтобы оценить потребность здания, для которого составляется проект, или уже эксплуатируемого объекта в энергии на различные нужды, используют следующие классы энергоэффективности зданий (таблица). Они показывают процент отклонения расчетной удельной характеристики расхода теплоэнергии на отопление и вентиляцию помещения от нормативного показателя.

Обозначение класса	Наименование класса	Величина отклонения расчетного (фактического) значения удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания от нормируемого, %
При проектировании и эксплуатации новых и реконструируемых зданий
	Очень высокий		Экономическое стимулирование
		От -50 до -60 включительно
		От -40 до -50 включительно
		От -30 до -40 включительно	Экономическое стимулирование
		От -15 до -30 включительно
	Нормальный	От -5 до -15 включительно
		От +5 до -5 включительно	Мероприятия не разрабатываются
		От +15 до +5 включительно
При эксплуатации существующих зданий
	Пониженный	От +15,1 до +50 включительно	Реконструкция при соответствующем экономическом обосновании
			Реконструкция при соответствующем экономическом обосновании или снос

Недопустимо проектировать здания, класс энергоэффективности которых D, E. Категорию энергоэффективности A, B, C устанавливают для строящихся домов и объектов, на которых проводится реконструкция, и на этапе разработки проектных документов. В дальнейшем при эксплуатировании помещений классы энергоэффективности зданий уточняют, проводя энергетические исследования. Чтобы увеличить долю домов классов А, В, российским субъектам нужно экономически стимулировать тех, кто непосредственно участвует в строительстве, а также эксплуатирующие предприятия.

Зданиям могут быть присвоены категории энергоэффективности А и В, только если в проекте предусмотрены следующие обязательные энергосберегающие мероприятия:

• создание индивидуальных тепловых пунктов, позволяющих сократить расходы энергии на циркуляцию в горячем водоснабжении, где установлены автоматизированные системы управления и учета потребления энергетических ресурсов, объемов горячей и холодной воды;
• использование осветительных систем в местах общедомового пользования с повышенной энергоемкостью, датчиками движения и освещения;
• применение устройств компенсации реактивной мощности насосов, вентиляции и лифтового оборудования.

Классы энергоэффективности зданий при сдаче в эксплуатацию или реконструкции устанавливают, основываясь на результатах, которые предоставил расчетно-экспериментальный контроль нормируемых энергопоказателей.

Когда определяют классы энергоэффективности зданий, всегда учитывают:

• уровень герметичности постройки, удельную потерю тепловой энергии через стены;
• количество теплоэнергии для отопления;
• технические характеристики механической вентиляционной системы;
• тепловые показатели перегородок между потребителями энергии с автономными системами;
• значения индикаторов энергоэффективности (С1 – охладительных, вентиляционных, отопительных систем; С2 – горячей воды);
• объем потребляемой энергии из возобновляемых источников.

На первый взгляд расчет энергосбережения – длительный и трудный процесс. Но это ошибочное мнение. Если привлечь грамотных специалистов, определить энергоэффективность здания можно точно и в сжатый срок.

• Энергосбережение в МКД улучшает качество содержания жилья

Как определить классы энергоэффективности зданий: методы расчета

Рассчитать энергоэффективность объекта – трудная задача, для решения которой нужно знать определенные тонкости и уметь проводить сложные вычисления. Это один из основных этапов энергомониторинга, состоящий из энергетических обследований, разработки и реализации программ по энергосбережению и повышению продуктивности потребления ресурсов.

Рассчитывая энергоэффективность, определяют, в каком количестве ежегодно затрачиваются средства и носители на энергетические потребности объекта – отопительные, осветительные нужды. Учитывают при этом определенные критерии, например, величину и сложность конструкции. Перечень может включать в себя до 80 параметров.

В данный момент можно выделить четыре самых распространенных способа, применяемых при аудите энергоэффективности объектов.

1. В рамках метода краткосрочных измерений показатели 1-2 модернизированных инженерных систем на объекте замеряют один раз. Параметры другого оборудования считают аналитическим путем, выбирая общие статистические данные как основу. В результате сравниваются показания новых и старых моделей и учитывают разницу. Так устанавливают классы энергоэффективности зданий.
2. При методе продолжительных серий измерений в обязанности аудитора входит снятие показателей модернизированного инженерного оборудования с выбранной периодичностью в течение определенного временного промежутка. О данных старого оснащения узнают и используя статистические аналитические подсчеты. Результаты показывают, какие слабые места у инженерного оборудования, благодаря чему удается провести эффективную модернизацию системы.
3. Нередко специалисты начинают анализировать оборудование во всем здании. Обычно это занимает довольно продолжительное время, так как непрерывно учитывают показания всего оснащения в доме. Именно они впоследствии составляют основу анализа ситуации по определению классов энергоэффективности зданий. Полученные сведения заносятся в выдаваемые соответствующие паспорта.
4. Использование расчетно-экспериментального метода позволяет определять классы энергоэффективности зданий, учитывая компьютерные расчеты и моделирование кривой энергопотребления объекта. Такую аналитическую работу обычно проводят на территории всего здания.

Отметим, все вышеперечисленные способы определения класса энергоэффективности хороши для определенных условий. При выборе метода стоит учитывать тип объекта и инженерного сооружения, которому необходима оценка. Но чаще всего, определяя классы энергоэффективности зданий, специалисты пользуются способом общего анализа показаний оборудования на всем объекте. Благодаря ему осуществляется комплексная оценка ситуации и выявляются все отрасли, которые нужно немедленно модернизировать.

Классы энергоэффективности определяют в зданиях, эксплуатируемых в течение минимум 3 лет и заселенных не менее чем на 75 %. Такие правила установлены в связи с тем, что именно за этот период на объекте уже равномерно распределились влага и степень тепловой защиты, а показатели тепла внутри помещения приблизились к нормативным.

Как определить классы энергоэффективности зданий, заселенных менее чем на 75 %? Правильная оценка позволяет произвести оптимальный расчет уровня энергопотребления в постройке и эффективности затрат в конкретный временной промежуток. Полученные результаты тщательно проверяют и на их основе определяют классы энергоэффективности зданий. По завершении всех работ на фасад объекта устанавливают табличку с указанием присвоенного показателя.

Помимо этого полагается учесть еще ряд моментов.

• Необходимо соответствие зданий, в которых ведут аудиторскую работу по определению энергетической эффективности перед их эксплуатацией, всем предписаниям и требованиям. Создание таких условий входит в обязанности застройщика. Отметим, проверять соответствие здания всем нормам следует в течение 5 лет с момента, как его начали использовать. На протяжении этого периода для застройщика выполнение всех требований и условий является обязательным.
• Объекты, в которых проверяют энергоэффективность, оборудуют современными техническими средствами, позволяющими определять показания счетчиков.
• Эксплуатация конструкций, не отвечающих требованиям энергоэффективности, как и зданий, где нет приборов учета, запрещена.

Оценка энергоэффективности – обязательная для всех МКД процедура, и об этом следует помнить.

Анализировать данный параметр и замерять показатели счетчиками следует не реже чем раз в 5 лет.

Как присваиваются классы энергоэффективности зданий

Домам, находящимся в эксплуатации, класс энергоэффективности присваивают органы Госстройнадзора. Основанием для этого служит энергодекларация. Ввод в эксплуатацию объекта осуществляется на основе энергопаспорта.

Чтобы присвоить зданию класс энергоэффективности, пользуются базовым коэффициентом, привязанным к условному количеству дней в отопительном сезоне и среднегодовой температуре воздуха. Применительно к каждому городу создают отдельный коэффициент. Начиная с 1 января 2016 г. ввод в эксплуатацию зданий, энергоэффективность которых ниже класса В, запрещен. Если по истечении одного-двух лет энергоэффективность объекта будет не такой, как предусмотрено проектом, у жильцов есть все основания начать разбираться с застройщиком в суде.

По п. 5 ст. 11 Ф3 261 устанавливать классы энергоэффективности нельзя применительно к следующим объектам:

• культовым зданиям, строениям, сооружениям;
• зданиям, строениям, сооружениям, которые законодательно считаются объектами культурного наследия (памятниками истории и культуры);
• временным постройкам, которые могут служить меньше двух лет;
• объектам индивидуального жилищного строительства (зданиям отдельно стоящим или предназначенным для проживания одной семьи, количество этажей в которых не более трех), дачным и садовым домам;
• строениям и вспомогательным сооружениям;
• отдельно стоящим зданиям, строениям, сооружениям с общим метражом менее 50 м 2 ;
• иным зданиям, сооружениям, строениям, определенным российским Правительством.

Всем остальным объектам требуется установка класса энергоэффективности.

Для определения этого параметра для МКД пользуются:

• оценками функционально-технологических, архитектурных, инженерно-технических и конструктивных решений здания;
• установками показателей о годовых удельных величинах расхода энергоресурсов, в том числе когда используются расчетные и инструментальные методы;
• степенью отклонения фактического значения удельного расхода энергоресурсов от норматива, который устанавливается в требованиях энергоэффективности объектов.

Классы энергоэффективности зданий определяют после того, как полученную величину отклонения сопоставляют с соответствующей таблицей данных стандартных параметров.

О категории энергоэффективности многоквартирных домов, где в данный момент проживают люди, судят по фактическим показателям удельного расхода теплоэнергии в год на отопительные, вентиляционные нужды и горячую воду, а также по соответствию требованиям энергоэффективности сооружений, зданий, строений.

Классы энергоэффективности обязательно нужно устанавливать по отношению к многоквартирным домам, которые возведены, реконструированы или капитально отремонтированы и введены в эксплуатацию, а также зданиям, где должен проводиться государственный строительный надзор. Применительно к другим сооружениям, где был проведен капремонт и реконструкция с целью введения в эксплуатацию, категорию энергоэффективности определяют, если этого хочет собственник или застройщик. Для многоэтажек и иных зданий в ходе эксплуатации подразделение на классы можно проводить в соответствии с решением одного или нескольких собственников.

• О программе «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года»

Кто имеет право присваивать классы энергоэффективности зданий

Такое право есть у органа государственного стройнадзора. Основанием служат данные, предоставляемые компанией, которая возвела здание. Орган государственного строительного надзора учитывает величину отклонения фактических или расчетных (применительно к недавно сооруженным, реконструированным домам и объектам, где был проведен капремонт) значений показателя удельного годового расхода энергоресурсов, отражающего их потребление на отопительные, вентиляционные системы и горячую воду, а также электричество в части расхода электроэнергии на нужды общедомового значения, от базовых значений показателя удельного расхода энергоресурсов в МКД за год. При этом требуется приведение фактических (расчетных) значений к расчетным условиям, чтобы сопоставить их с нормативами, в том числе с климатом, уровнем оснащенности объекта инженерными коммуникациями и режимом работы этого оборудования, типом здания, видами материалов, примененных в ходе строительства, другими показателями из правил, по которым оценивают классы энергоэффективности зданий.

Если отступить от теории и перейти к практике, энергетическое освидетельствование зданий и сооружений проводят специализированные энергоаудиторские предприятия на основании требований Ф3 261, определяя степень соответствия нормативам. Классы энергоэффективности зданий присваивают, основываясь на этих исследованиях и специализированных измерениях, анализе и дополнительных расчетах на основе информации в проектных документах.

Как обозначаются классы энергоэффективности жилых зданий

По п. 2 ст. 12 Ф3 от 23.11.2009 № 261-Ф3 «Об энергосбережении и о повышении энергоэффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты РФ» застройщик обязан разместить табличку со сведениями о классе энергоэффективности вводимого в эксплуатацию здания.

Владельцам помещений в МКД необходимо заботиться об обеспечении надлежащего состояния указателя класса энергоэффективности МКД. Если данный параметр меняется, требуется оперативно обновить надпись.

Вот выдержки из приказа Минрегионразвития РФ от 8.04.2011 № 161 «Об утверждении Правил определения классов энергоэффективности МКД и Требований к указателю класса энергоэффективности МКД, размещаемому на фасаде многоквартирного дома».

1. Владельцы недвижимости в МКД или граждане, на которых возложена ответственность за обслуживание дома, должны поддерживать указатель класса энергоэффективности МКД в должном состоянии; его следует в кратчайшие сроки обновить, если класс меняется.
2. Указатель класса энергоэффективности – квадратная пластина размером 300 х 300 мм, в которой по углам есть отверстия диаметром 5 мм. Они позволяют разместить табличку при помощи деталей для крепления на фасаде здания.
3. Надпись «КЛАСС ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ» наносят на лицевую сторону пластины по верхнему краю. Буквы обязательно должны быть заглавными. В середине указателя пишут прописную букву латинского алфавита (А++, А+, А, В+, В, С+, С, С-, D, Е) высотой 200 мм. Она означает категорию энергетической эффективности эксплуатируемого объекта недвижимости. Внизу пластины заглавными буквами указывают название класса, который может быть низшим, пониженным, нормальным, высоким, повышенным, наивысшим. Шрифт обязательно должен быть черного цвета. Фон надписи – белый глянец.
4. Указатели классов энергоэффективности МКД размещают на фасаде на высоте 2-3 метра от уровня земли на расстоянии 30-50 см от левого угла дома. Табличка должна быть заметной.
5. После реконструкции или проведенного капремонта многоквартирных домов устаревшие надписи меняют на новые, основываясь на результатах соответствия изменившегося класса энергоэффективности, которого удалось достичь.

В какие сроки нужно подтверждать классы энергоэффективности жилых зданий

Для многоквартирных домов со средним (нормальным) и высоким классом энергоэффективности сроки, в которые застройщик выполняет показатели из пункта 7 Правил от 8.04.2011 № 161, составляют не более пяти лет с момента, как объекты ввели в эксплуатацию. Для МКД наивысшей категории энергоэффективности требования пункта 7 этих же Правил достигаются в течение не менее 10 лет с начала использования.

Гарантийными обязательствами в любой ситуации предусмотрены требования к застройщику подтверждать нормируемые энергетические показатели как по новому дому, так и по зданию, которое эксплуатируется в течение уже длительного времени. В последнем случае параметры энергоэффективности нужно постоянно обосновывать, в том числе используя расчетные и инструментальные методы, с периодичностью один раз в пятилетний период и не реже.

После того как установлены базовые требования энергоэффективности объектов, в них должно быть предусмотрено уменьшение показателей, которые характеризуют удельный размер затрат энергоресурсов в год на объекте недвижимости, не реже одного раза в 5 лет: с января 2011 г. (с 2011 по 2015 гг.) – не меньше чем на 15 % по отношению к базовому уровню; с 1 января 2016 г. (с 2016 по 2020 гг.) – более чем на 30 % к тому же уровню; с 1 января 2020 – на 40 % и выше по сравнению с начальными условиями.

Какие налоговые льготы дают высокие классы энергоэффективности зданий

В НК РФ сказано о двух случаях использования льготы по налогу на имущество компаний. По п. 21 ст. 381 НК РФ данный сбор уплачивать не обязаны:

1. владельцы вновь вводимых зданий с высокой энергетической эффективностью на основании перечня объектов, установленного российским Правительством (Приказ ФНС РФ от 24.11.2011);
2. владельцы новых домов с высоким показателем энергоэффективности, если для них, по закону РФ, нужно определять классы энергоэффективности (в течение 3 лет с момента, когда объект был поставлен на учет).

Правомерность льгот в первом случае регулирует Постановление российского Правительства от 17.06.15 № 600, в котором сказано о перечне объектов и технологий с высокой энергоэффективностью, и Постановление российского Правительства от 31.11.2009 № 1222, утвердившее список типов товаров, сведения о классах энергоэффективности которых должны быть в технических документах, прилагаемых к ним, в их маркировке и на этикетках.

Использование второго варианта также регламентируют нормативные акты.

По ст. 2 ФЗ от 23.11.2009 № 261-Ф3 «Об энергосбережении и о повышении энергоэффективности и о внесении изменений в отдельные акты законодательства РФ» (закона «Об энергосбережении») энергоэффективностью называют ряд характеристик, отражающих полезный эффект от применения энергоресурсов к их расходам, произведенных для получения такого результата. Что касается класса энергоэффективности, он является характеристикой продукции, отражающей степень вышеуказанного показателя.

По ст. 9 закона «Об энергосбережении» госрегулирование в данной сфере производится и посредством установки требований энергоэффективности объектов, а также правил по выполнению энергетического исследования и его итогам.

По ст. 15 этого же закона энергетическому обследованию могут быть подвергнуты объекты недвижимости, юридические лица, индивидуальные предприниматели. Порядок проведения данного освидетельствования добровольный. Исключения составляют случаи, когда по закону РФ это требование обязательно. Специалист, проводящий энергоисследование, разрабатывает энергопаспорт, где содержатся сведения о показателях энергоэффективности.

В Постановлении Правительства РФ от 25.01.2011 № 18 сказано о правилах установки требований энергоэффективности для объектов и процедуре определения классов для МКД. На основе данного документа присваивать указанные категории зданиям, в частности, МКД, обязательно. В отношении других объектов их можно устанавливать на основе решения владельца по итогам энергоисследования.

В законе «Об энергосбережении», а также в Постановлении Правительства РФ от 25.01.2011 № 19 «Об утверждении положения о требованиях, предъявляемых к сбору, обработке, систематизации, анализу и использованию данных энергетических паспортов, составленных по результатам обязательных и добровольных энергетических обследований», Приложении № 2 к Приказу Минэнерго России от 30.06.2014 № 400 подробно сказано о процедуре. В приказе Минстроя РФ от 06.06.2016 № 399/пр описаны Правила определения категории энергоэффективности МКД. Так, класс А – высокий, В – очень высокий, классы А+ и А++ – высочайшие уровни данного показателя.

Энергоэффективность жилых и общественных объектов любого типа систематизируют на основании раздела 4.5 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». По нему энергоэффективность А – очень высокий класс, В – высокий.

Необходимо согласование энергетического паспорта, выданного по итогам соответствующего исследования и содержащего сведения об уровне энергоэффективности, в саморегулируемой компании. Также требуется его госрегистрация в Минэнерго РФ.

То есть документы, подтверждающие высокие классы энергоэффективности зданий и позволяющие получать и пользоваться налоговой льготой на имущество, – это энергетические паспорта, выданные по завершении соответствующего аудита. Письма Минфина РФ и акты судебных органов до последнего времени содержали информацию о невозможности применения льготы к недвижимому имуществу на основании п. 21 ст. 381 НК РФ.

Вместе с тем недавно стала прослеживаться тенденция вынесения решений в пользу налогоплательщика. Пока актов органов суда довольно мало, это нижеследующие.

• Решение Арбитражного суда Кемеровской области от 16.09.2016 по делу № А27‑13534/2016, которое вышестоящие инстанции оставили без изменений. Судебные органы посчитали возможным применить льготу по п. 21 ст. 381 НК РФ к недвижимому имуществу – ТЦ. Основанием для вынесения такого решения послужил энергопаспорт по итогам аудита и оценки класса энергетической эффективности А.
• Такое же решение вынес Арбитражный суд Кемеровской области от 02.02.2017 по делу № А27‑23954/2016 за другой период, также встав на сторону налогоплательщика.
• В Постановлении ФАС Северо-Западного округа от 02.12.2016 по делу № А26-1102/2015 значилось, что налогоплательщику было отказано в использовании льготы потому, что не был предоставлен энергопаспорт на объект, в соответствии с которым гражданин мог получить скидку (суд объяснил, что исчерпывающими доказательствами высокого класса энергетической эффективности не могут быть материалы, составленные исключительно по проектным документам).
• Решение Арбитражного суда Челябинской области от 13.05.16 по делу № А76‑19284/2015 было вынесено в пользу налогоплательщика. Инстанция признала его право на льготу по п. 21 ст. 381 НК РФ в отношении объектов капстроительства (зданий котельных).

В итоге и Минфин РФ выступил за изменения в вопросе вынесения решений по налогу на имущество. В письме от 03.02.2017 ведомство в первый раз дало подтверждение, что указанную льготу можно применять к недвижимым активам. А также разъяснило, что ее можно использовать в отношении вновь вводимых объектов движимого имущества и недвижимости (зданий в том числе) с высоким классом энергоэффективности. Основанием для этого является энергетический паспорт.

Таким образом, налогоплательщики, имея составленный по всем законодательным нормам данный документ, могут претендовать на получение налоговой льготы на имущество (в том числе недвижимость, включая ТЦ) по п. 21 ст. 381 НК РФ. А также вправе вернуть/зачесть внесенные средства или не уплачивать данный сбор полностью в течение трех лет с того момента, как активы были поставлены на учет. В паспорте должны значиться сведения о том, что новым зданиям присвоен высокий класс энергетической эффективности.

• Жилищная субсидия на оплату коммунальных услуг: порядок оформления и использования

Как повысить класс энергоэффективности зданий

После того как удалось определить текущий уровень энергетической эффективности здания, начинают работать над его повышением. В этих целях проводят оптимизацию:

• вентиляционных систем и кондиционирования;
• теплового оборудования;
• силовых инженерных систем объекта;
• осветительного оборудования;
• слаботочных систем здания.

Оптимизация касается не только рядовых аспектов. Она реорганизовывает функционирование всей системы. Когда оптимизируют осветительное оборудование, не просто меняют старые лампы на новые, работающие более экономично. Проводится автоматизация светильников, расчет необходимого уровня освещенности помещений, формирование его равномерного распределения.

Оптимизируют оборудование локального типа с установкой отдельных датчиков присутствия или движения, так и масштабируемые системы, в которых благодаря аппаратным средствам измерений отображается информация о наличии активности в помещении, а также актуальные сведения по уровню освещенности.

На основании этих данных контроллер решает, включить, диммировать или выключить светильники. Как правило, подобные устройства являются частью общей системы BMS-объекта. По завершении энергетического мониторинга и оптимизации всех составляющих присваивают классы энергоэффективности зданий.

Мнение эксперта

Возможности повышения энергоэффективности дома

И. О. Иванов ,

старший преподаватель Московского городского университета управления (МГУУ) правительства Москвы

Дом с хорошей энергоэффективностью – это объект, где:

• при строительстве были использованы технологии с отличной энергоэффективностью;
• материалы обладают хорошими энергосберегающими показателями;
• вовремя проводится текущий и капремонт;
• мероприятия по эксплуатации выполняются на должном профессиональном уровне;
• осуществляется госнадзор и общественный контроль;
• жители дома заботятся о рациональном потреблении коммунальных ресурсов;
• собственники помещений ответственны и имеют активную позицию.

Подобная система должна быть комплексной. Только в этом случае энергоэффективная экономика в российской сфере ЖКХ продолжит успешно формироваться. Если не разрабатывать стандартные схемы типовых МКД с последующим внедрением, все начинания не дадут желаемых результатов.

Если при возведении новых многоквартирных домов с усовершенствованными показателями энергетической эффективности не переоснащать и не модернизировать ремонтную и эксплуатационную базы, достичь желаемых экономических результатов при следующих реконструкциях не удастся.

Необходимо, чтобы владелец помещений в многоквартирном доме увидел на реальном примере, что требуется максимизировать рыночную стоимость (капитальность) имущества, находящегося в его собственности.

Мировой опыт введения энергоэффективных технологий и материалов показывает, что владельцы недвижимости в МКД на начальной стадии мероприятий по энергосбережению мало ощущают эффект от разумного применения энергетических ресурсов. Все сэкономленные средства от снижения объемов потребления энергии идут на то, чтобы компенсировать расходы на данные мероприятия.

Сумма оплаты за КУ существенно не понижается. Именно этим можно объяснить то, что в России заключено не так много энергосервисных контрактов.

Вследствие этих же обстоятельств в нашей стране практически не используют практику обязательности сокращения энергетических потерь. Поскольку подобные мероприятия довольно затратные, собственники недвижимости в России не спешат их реализовывать.

В силу менталитета и сиюминутных задач работ по КР МКД ситуация остается бесперспективной. Большая часть вырученных средств и привлеченных сил вынужденно будет направляться на то, чтобы поддерживать удовлетворительное состояние жилищного фонда, не увеличивая на значительный период сроки их эксплуатации между ремонтами и реконструкциями.

Печально: резервов для того, чтобы рачительно использовать ресурсы даже в этой ситуации, достаточно, и они весьма существенны. Но наши поставщики-монополисты не желают снижать отпускаемые объемы, так как их прибыль неизбежно будет падать, а тарифы – расти.

Мнение эксперта

Технологии строительства домов, повышающие энергоэффективность

М. В. Волконский ,

ведущий специалист ГК «Мосстрой-31»

Для повышения энергоэффективности объектов можно пользоваться качественными изолирующими материалами. Утепляя квартиры, люди, как правило, применяют фасадный пенополистирол. Данный материал является достаточно эффективным: теплосберегающим, влагоотталкивающим, экологически безопасным. Монтировать его просто. Он не поддерживает горение, при его использовании не нужно тратить дополнительные средства.

К сожалению, не очень много застройщиков отдает предпочтение современным и практичным строительным материалам, позволяющим присваивать высокие классы энергоэффективности зданий. Но стоит упомянуть об уже существующих технологиях возведения домов, полностью отвечающих требованиям энергетической эффективности. Принцип довольно прост: используя пенополистирольные блоки несъемной опалубки, специалисты собирают, армируют и бетонируют стену, в результате чего получается двусторонне утепленный монолит из железобетона. Плюсы технологии в том, что строительство осуществляется в кратчайшие сроки и не подразумевает вложения большого количества денег. Кроме того, в дальнейшем это оборачивается сокращением оплаты отопительных услуг.

В целях экономии на энергетическом потреблении зданий и сокращения расходов на сервис ЖКХ прибегают не только к утеплению фасадов, но и к оснащению зданий автоматизированными теплопунктами, меняют старые оконные блоки и используют современные приточно-вытяжные системы с рекуперацией.

Информация об экспертах

И. О. Иванов , старший преподаватель Московского городского университета управления (МГУУ) Правительства Москвы. Московский городской университет управления Правительства Москвы является государственным образовательным учреждением высшего образования города Москвы.

М. В. Волконский , ведущий специалист ГК «Мосстрой-31». Компания «Мосстрой-31» занимается изготовлением строительных материалов из пенополистирола с 1992 года.

Энергоэффективное здание - это здание с низким энергопотреблением, в котором правильно и успешно выполнены меры по сбережению энергии.

Если здание не нуждается в поставках извне энергии для отопления и не имеет отопительных приборов, то оно называется «пассивным» . Это значит, что тепла, выделяемого электроприборами, горячей водой и находящимися в здании людьми, получаемого от солнечного света через окна и на наружные стены, а также вырабатываемого солнечными коллекторами, расположенными на доме, достаточно для его обогрева и нагрева горячей воды.

Если же здание не просто обеспечивает себя достаточной энергией для собственного нормального функционирования, но и производит её излишки с помощью автономных возобновляемых источников энергии (фотоэлектрические панели, ветроустановки и пр.), которые могут поставляться в электрическую сеть, то оно называется «активным».

Многие меры энергосбережения невозможно или трудно применить в уже построенном доме. Утепление наружных стен и других ограждающих конструкций дома сложно и требует капитального ремонта. Утепление окон в доме наиболее эффективно, если производится в отношении всех, а не отдельных окон, включая окна на лестницах и в других общих помещениях дома. Систему вентиляции с рекуперацией довольно трудно встроить в дома существующей конструкции. Даже такую простую меру, как распространенные повсеместно в западных странах регуляторы на батареях отопления в большинстве домов часто невозможно применить, потому что этого не позволяет система разводки отопительных труб.

В то же время, если дом спроектировать в соответствии с принципами энергоэффективности, потребление энергии в нем можно уменьшить в несколько раз. Тысячи и десятки тысяч таких домов уже построены в Германии, Швеции и других странах. В России тоже уже построены многие десятки таких зданий. Затраты на их возведение превышают затраты на строительство обычных домов не более чем на 10 %. Однако они быстро окупаются за счет экономии энергии.

В пассивных домах нет отопительной системы. В любом здании энергию выделяют осветительные, бытовые и другие электроприборы, она приносится горячей водой, выделяется во время приготовления пищи, и, наконец, просто выделяется телами находящихся в здании людей. Сокращение потерь тепла зданием в три раза по сравнению с существующими нормами достаточно, чтобы зимой было тепло без отопления даже на широте Москвы или Санкт-Петербурга.

Но добиться этого не так-то просто. Недостаточно сделать стены дома в три раза более толстыми. Тепло теряется через окна, уносится теплым воздухом через вентиляцию и теплыми сточными водами через канализацию. Более того, если применять энергоэффективные осветительные и бытовые электроприборы, а также правильно их использовать, как рассказано выше, то в здании будет выделяться меньше энергии в виде тепла. Поэтому необходим комплекс мер, чтобы сделать здание по-настоящему энергоэффективным.

Во-первых, нужно привлекать дополнительные возможности поступления энергии в дом. Таких возможностей немного, но они вносят свой вклад в энергосбережение:

– нагревание воды или другого теплоносителя солнцем в солнечных батареях на крыше здания для отопления или дополнительного нагрева воды, как это описано в этого курса;

– проектирование здания с максимальным использованием естественного обогрева солнечным излучением, с большими окнами на южную сторону, как это описано в этого курса;

– правильное планирование зеленых насаждений вокруг здания, как это описано в этого курса.

Во-вторых, необходимо существенно уменьшить потери тепла зданием. Здесь список возможностей очень большой, и они описаны в этого курса.

От формы здания тоже зависит его способность сохранять тепло. Потери тепла пропорциональны площади поверхности, через которую они происходят. Поэтому чем меньше суммарная площадь поверхности стен, крыши и пола первого этажа, тем меньше тепла будет уходить из дома. Всякие выступы и ниши, уступы стен и другие архитектурные элементы, конечно, украшают дом, но увеличивают потери тепла. Самую маленькую площадь поверхности из геометрических тел равного объема имеет шар. Не случайно в фантастических фильмах на чужих планетах жилища людей имеют сферическую форму. Однако нам более привычны и удобны прямоугольные помещения. Из прямоугольных параллелепипедов равного объема наименьшую площадь поверхности имеет куб. Поэтому самым энергоэффективным зданием будет здание в форме, близкой кубу.

Использование теплоизоляционных материалов с необходимыми толщинами для наружных конструкций здания может оказаться недостаточным, чтобы избавиться от необходимости отапливать помещение. Следует помнить, что даже один металлический элемент (который очень хорошо проводит тепло), например, гвоздь, забитый перпендикулярно поверхности стены, создаст «мостик холода» и может свести на нет ваши усилия по утеплению дома.

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.

Энергосберегающий дом – это не идеализированное представление дома будущего, а сегодняшняя реальность, которая приобретает все большую популярность. Энергосебергающим, энергоэффективным, пассивным домом или экодомом сегодня называют такое жилище, которое требует минимум расходов на поддержание комфортных условий проживания в нем. Достигается это путем соответствующих решений в сфере , и строительства. Какие технологии для энергосберегающих домов существуют на данный момент, и сколько ресурсов они смогут сэкономить?

№1. Проектирование энергосберегающего дома

Жилище будет максимально экономным, если оно было спроектировано с учетом всех энергосберегающих технологий. Переделать уже построенный дом будет сложнее , дороже, да и ожидаемых результатов добиться будет трудно. Проект разрабатывается опытными специалистами с учетом требований заказчика, но при этом нужно помнить, что использованный набор решений должен быть, прежде всего, экономически выгодным. Важный момент – учет климатических особенностей региона .

Как правило, энергосберегающими делают дома, в которых проживают постоянно, поэтому на первое месте выходит задача сбережения тепла, максимального использования естественного освещения и т.д. Проект должен учитывать индивидуальные требования, но лучше, если пассивный дом будет максимально компактным, т.е. более дешевым в содержании .

Одним и тем же требованиям могут отвечать различные варианты . Совместное принятие решений лучших архитекторов, проектировщиков и инженеров позволили еще на стадии разработки плана возведения помещения создать универсальный энергосберегающий каркасный дом (подробнее читайте — ). Уникальная конструкция кооперирует в себе все экономически выгодные предложения:

• благодаря технологии SIP-панелей строение обладает высокой прочностью;
• достойный уровень термо- и шумоизоляции, а также отсутствие мостиков холода;
• сооружение не требует привычной дорогой системы отопления;
• с использованием каркасных панелей дом строится очень быстро и характеризуется длительным сроком службы;
• помещения компактны, комфортны и удобны во время их последующей эксплуатации.

В качестве альтернативы можно использовать для возведения несущих стен, утепляя конструкцию со всех сторон и получая в итоге большой «термос». Часто используется древесина как самый экологичный материал.

№2. Архитектурные решения для энергосберегающего дома

Чтобы добиться экономии ресурсов, необходимо уделить внимание планировке и внешнему виду дома. Жилище будет максимально энергосберегающим, если учтены такие нюансы:

• правильное расположение . Дом может быть расположен в меридиональном или широтном направлении и получать разное солнечное облучение. Северный дом лучше строить меридионально , чтобы увечить приток солнечного света на 30%. Южные дома, наоборот, лучше возводить в широтном направлении, чтобы уменьшить затраты на кондиционирование воздуха;
• компактность , под которой в данном случае понимают соотношение внутренней и внешней площади дома. Оно должно быть минимальным, а достигается это за счет отказа от выпирающих помещений и архитектурных украшений типа эркеров. Получается, что самый экономный дом – это параллелепипед;
• тепловые буферы , которые отделяют жилые помещения от контакта с окружающей средой. Гаражи, лоджии, подвалы и нежилые чердаки станут отличной преградой для проникновения в комнаты холодного воздуха извне;
  
  
• правильное естественное освещение . Благодаря несложным архитектурным приемам можно в течение 80% всего рабочего времени освещать дом с помощью солнечных лучей. Помещения, где семья проводит больше всего времени (гостиная, столовая, детская) лучше расположить на южной стороне , для кладовой, санузлов, гаража и прочих вспомогательных помещений достаточно рассеянного света, поэтому они могут иметь окна на северную сторону. Окна на восток в спальне утром обеспечат зарядом энергии, а вечером лучи не будут мешать отдыхать. Летом в такой спальне можно будет вообще обойтись без искусственного света. Что же касается размера окон , то ответ на вопрос зависит от приоритетов каждого: экономить на освещении или на обогреве. Отличный прием – установка солнечной трубы . Она имеет диаметр 25-35 см и полностью зеркальную внутреннюю поверхность: принимая солнечные лучи на крыше дома, она сохраняет их интенсивность на входе в комнату, где они рассеиваются через диффузор. Свет получается настолько ярким, что после установки пользователи часто тянутся к выключателю при выходе из комнаты;
  
  
• кровля . Многие архитекторы рекомендуют делать максимально простые крыши для энергосберегающего дома. Часто останавливаются на двухскатном варианте, причем чем более пологим он будет, тем более экономным окажется дом. На пологой крыше будет задерживаться снег, а это дополнительное утепление зимой.

№3. Теплоизоляция для энергосберегающего дома

Даже построенный с учетом всех архитектурных хитростей дом требует правильного утепления, чтобы быть полностью герметичным и не выпускать теплоту в окружающую среду.

Теплоизоляция стен

Через стены уходит около 40% тепла из дома , поэтому их утеплению уделяют повышенное внимание. Самый распространенный и простой способ утепления – организация многослойной системы. обшиваются утеплителем, в роли которого часто выступает минеральная вата или пенополистирол , сверху монтируется армирующая сетка, а потом – базовый и основной слой штукатурки.

Более дорогая и прогрессивная технология – вентилируемый фасад . Стены дома обшиваются плитами из минеральной ваты, а облицовочные панели из камня, металла или других материалов монтируются на специальный каркас. Между слоем утеплителя и каркасом остается небольшой зазор, который играет роль «тепловой подушки», не позволяет намокать теплоизоляции и поддерживает оптимальные условия в жилище.

Кроме того, чтобы снизить теплопотери через стены, используют изолирующие составы в местах примыкания кровли, учитывают будущую усадку и изменение свойств некоторых материалов при повышении температуры.

Принцип работы вентилируемого фасада

Теплоизоляция кровли

Через кровлю уходит около 20% тепла. Для утепления крыши используют те же материалы, что и для стен. Широко распространены на сегодняшний день минеральная вата и пенополистирол . Архитекторы советуют делать кровельную теплоизоляцию не тоньше 200 мм независимо от типа материала. Важно рассчитать нагрузку на , несущие конструкции и кровлю, чтобы не была нарушена целостность конструкции.

Теплоизоляция оконных проемов

На окна приходится 20% теплопотерь дома. Хоть лучше, чем старые деревянные окна, защищают дом от сквозняков и изолируют помещение от внешнего воздействия, они не идеальны.

Более прогрессивными вариантами для энергосберегающего дома являются:

Теплоизоляция пола и фундамента

Через фундамент и пол первого этажа теряется по 10% теплоты. Пол утепляют теми же материалами, что и стены, но можно использовать и другие варианты: наливные теплоизоляционные смеси, пенобетон и газобетон, гранулобетон с рекордной теплопроводностью 0,1 Вт/(м°С). Можно утеплить не пол, а потолок подвала, если подобный предусмотрен проектом.

Фундамент лучше утеплять снаружи, что поможет защитить его не только от промерзания, но и от других негативных факторов, в т.ч. влияния грунтовых вод, перепадов температур и т.д. В целях утепления фундамента используют напыляемый полиуретан, и пенопласт.

№4. Рекуперация тепла

Тепло из дома уходит не только через стены и кровлю, но и через . Чтобы уменьшить расходы на отопление используют приточно-вытяжные вентиляции с рекуперацией.

Рекуператором называют теплообменник, который встраивается в систему вентиляции. Принцип его работы заключается в следующем. Нагретый воздух через вентиляционные каналы выходит из комнаты, отдает свое тепло рекуператору, соприкасаясь с ним. Холодный свежий воздух с улицы, проходя сквозь рекуператор, нагревается, и поступает в дом уже комнатной температуры. В результате домочадцы получают чистый свежий воздух, но не теряют тепло.

Подобная система вентиляции может использоваться вместе с естественной: воздух будет поступать в помещение принудительно, а выходить за счет естественной тяги. Есть еще одна хитрость. Воздухозаборный шкаф может быть отнесен от дома на 10 метров, а воздуховод проложен под землей на глубине промерзания . В этом случае еще до рекуператора летом воздух будет охлаждаться, а зимой – нагреваться за счет температуры почвы.

№5. Умный дом

Чтобы сделать жизнь более комфортной и при этом экономить ресурсы, можно и техникой , благодаря которым уже сегодня возможно:

№6. Отопление и горячее водоснабжение

Гелиосистемы

Самый экономный и экологичный способ отапливать помещение и подогревать воду – это использовать энергию солнца. Возможно это благодаря солнечным коллекторам, установленным на крыше дома. Такие устройтсва легко подсоединяются к системе отопления и горячего водоснабжения дома, а принцип их работы заключается в следующем . Система состоит из самого коллектора, теплообменного контура, бака-аккумулятора и станции управления. В коллекторе циркулирует теплоноситель (жидкость), который нагревается за счет энергии солнца и через теплообменник отдает тепло воде в баке-аккумуляторе. Последний за счет хорошей теплоизоляции способен долго сохранять горячую воду. В этой системе может быть установлен нагреватель-дублер, который догревает воду до необходимой температуры в случае пасмурной погоды или недостаточной продолжительности солнечного сияния.

Коллекторы могут быть плоскими и вакуумными . Плоские представляют собой коробку, закрытую стеклом, внутри нее находится слой с трубками, по которым циркулирует теплоноситель. Такие коллекторы более прочные, но сегодня вытесняются вакуумными. Последние состоят из множества трубок, внутри которых находятся еще трубка или несколько с теплоносителем. Между внешней и внутренней трубками – вакуум, который служит теплоизолятором. Вакуумные коллекторы более эффективны, даже зимой и в пасмурную погоду, ремонтопригодны. Срок службы коллекторов около 30 лет и более.

Тепловые насосы

Тепловые насосы используют для отопления дома низкопотенциальное тепло окружающей среды , в т.ч. воздуха, недр и даже вторичное тепло, например от трубопровода центрального отопления. Состоят такие устройства из испарителя, конденсатора, расширительного вентиля и компрессора. Все они связаны замкнутым трубопроводом и функционируют на основе принципа Карно. Проще говоря, теплонасос подобен по работе холодильнику, только функционирует наоборот. Если в 80-х годах прошлого века тепловые насосы были редкостью и даже роскошью, то уже сегодня в Швеции, например, 70% домов отапливаются подобным образом.

Конденсационные котлы

Биогаз в качестве топлива

Если скапливается много органических отходов сельского хозяйства, то можно соорудить биореактор для получения биогаза . В нем биомасса благодаря анаэробным бактериям перерабатывается, в результате чего образуется биогаз, состоящий на 60% из метана, 35% — углекислого газа и на 5% из прочих примесей. После процесса очистки он может использоваться для отопления и горячего водоснабжения дома. Переработанные отходы преобразуются в отличное удобрение, которое может использоваться на полях.

№7. Источники электроэнергии

Энергосберегающий дом должен и, желательно, получать ее из возобновляемых источников. На сегодняшний день для этого реализована масса технологий.

Ветрогенератор

Энергия ветра может преобразовываться в электричество не только большими ветряными установками, но и с помощью компактных «домашних» ветряков . В ветряной местности такие установки способны полностью обеспечивать электроэнергией небольшой дом, в регионах с невысокой скоростью ветра их лучше использовать вместе с солнечными батареями.

Сила ветра приводит в движение лопасти ветряка, которые заставляют вращаться ротор генератора электроэнергии. Генератор вырабатывает переменный нестабильный ток, который выпрямляется в контроллере. Там происходят зарядка аккумуляторов, которые, в свою очередь, подключены к инверторам, где и идет преобразование постоянного напряжения в переменное, используемое потребителем.

Ветряки могут быть с горизонтальной и вертикальной осью вращения. При разовых затратах они надолго решают проблему энергонезависимости.

Солнечная батарея

Использование солнечного света для производства электроэнергии не так распространено, но уже в ближайшем будущем ситуация рискует резко измениться. Принцип работы солнечной батареи очень прост: для преобразования солнечного света в электричество используется p-n переход. Направленное движение электронов, провоцируемое солнечной энергией, и представляет собой электричество.

Конструкции и используемые материалы постоянно совершенствуются, а количество электроэнергии напрямую зависит от освещенности. Пока наибольшей популярностью пользуются разные модификации кремниевых солнечных батарей , но альтернативой им становятся новые полимерные пленочные батареи, которые пока находятся в стадии развития.

Экономия электроэнергии

Полученное электричество нужно уметь расходовать с умом. Для этого пригодятся следующие решения:

№8. Водоснабжение и канализация

В идеале, энергосберегающий дом должен получать воду из скважины , расположенной под жилищем. Но когда вода залегает на больших глубинах или качество ее не отвечает требованиям, от подобного решения приходится отказываться.

Бытовые стоки лучше пропускать через рекуператор и отбирать у них теплоту. Для очистки сточных вод можно использовать септик , где преобразование будет совершаться за счет анаэробных бактерий. Полученный компост является хорошим удобрением.

Для экономии воды неплохо бы уменьшить объем сливаемой воды. Кроме того, можно воплотить в жизнь систему, когда вода, используемая в ванной и раковине, применяется для слива в унитазе.

№9. Из чего строить энергосберегающий дом

Конечно же, лучше использовать максимально природное и натуральное сырье, производство которого не требует многочисленных стадий обработки. Это древесина и камень . Предпочтение лучше отдавать материалам, производство которых осуществляется в регионе, ведь таким образом снижаются растраты на транспортировку. В Европе пассивные дома стали строить из продуктов переработки неорганического мусора. , стекло и металл.

Если один раз уделить внимание изучению энергосберегающих технологий, продумать проект экодома и вложить в него средства, в последующие годы расходы на его содержание будут минимальными или даже стремиться к нулю.