Сайт научно-технического журнала «Инженерные системы. АВОК Северо-Запад»

Оптимизация классификации зданий по энергетической эффективности

В. И. Ливчак, член президиума НП «АВОК»

В журнале «Энергосбережение» № 3-2016 были опубликованы статьи А. В. Фадеева, эксперта Департамента ЖКХ Минстроя России, и И. А. Башмакова, генерального директора Центра энергоэффективности — XXI век (ЦЭНЭФ-XXI), в которых рассматривались варианты таблицы классов энергетической эффективности строящихся и эксплуатируемых зданий. Объективности ради следовало бы к приведенному анализу добавить еще основополагающую, впервые опубликованную в СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», таблицу 3 классов энергоэффективности зданий.

Эта таблица включала 5 классов от «А» — самый высокий (величина отклонения расчетного (фактического) значения удельного расхода тепловой энергии на отопление здания от нормативного составляла менее минус 51%) до «Е» — самый низкий (величина отклонения более 76%), с нормальным классом «С» (величина отклонения которого от плюс 5 до минус 9%). Она не соответствует принятой в настоящее время европейской градации классов от А до G c нормальным D посередине, но она объективно отражает существующее в России граничное состояние удельного теплопотребления на отопление многоквартирных домов (МКД) в 76% (спустя десятилетие можно принять — 70%), в которое укладывается большинство построенных в прошлом веке МКД. Если границу поставить на уровне 45–55%, то практически все эти МКД окажутся в категории, подпадающей под немедленное утепление.

Такое сопоставление сразу ставит под сомнение рекомендуемую А. В. Фадеевым таблицу, поскольку в ней в нарушение табл. 3 СНиП 23-02-2003 без всякого основания величина отклонения самого низкого класса G принята более 50%.  Следует отметить и сугубо формальный, также не обоснованный, подход к установлению 15%-ного диапазона величины отклонений последующих более высоких классов после нормального D, на что было указано в замечаниях Минэнерго России.

С этих позиций предложенная нами таблица классов энергетической эффективности зданий, основанная на приведенной в [1 и 2] таблице, гармонизированной с европейскими нормами в части диапазона классов от А до G с нормальным D, начинающимся с нуля, и расширенной по статье И. А. Башмакова диапазоном дополнительных классов А+, А++ и А+++, больше отвечает требованиям табл. 3 СНиП 23-02-2003 по классам ниже нормального и последующего Постановления Правительства РФ от 25.01.2011 № 18 о повышения энергетической эффективности зданий с 2011 года на 15% по сравнению с базовым (нормальным) уровнем, с 2016 года еще на 15% и с 2020 года еще на 10%, или в целом на 40% по отношению к базовому уровню.

Отсюда в объединенной табл. 1, приведенной ниже, в классе С — повышенном по отношению к нормальному D, величина отклонений начинается с -15%, а в классе В — с -30%, что соответствует 15%-ному диапазону отклонений, характерному для 1-го и 2-го этапов повышения энергоэффективности по Постановлению № 18, но в классе В максимальная величина отклонений должна соответствовать -40%, что составляет 10%-ный диапазон отклонений, характерный для 3-го этапа Постановления. Такой 10%-ный диапазон отклонений целесообразно сохранить для более высоких классов энергоэффективности, потому что за -40%-ным снижением каждый процент дополнительного снижения требует более существенного увеличения объема инвестиций.

Для того чтобы обозначить высокие классы с буквы А и производными от нее с плюсами, предлагаем назвать класс В близким к высокому (по аналогии с классом, близким к нулевому энергопотреблению), добавив еще один класс А+++ и соответственно сдвинув их названия.

Таблица 1. Классы энергетической эффективности

Примечание. Для сравнения ниже приводится таблица из приказа Минстроя № 399/пр от 06.06.2016 г. (термин «включительно» здесь лишний, так как термин «до» означает: исключая число, указанное после этого термина, а термин «от» — включая число после него.

Таблица № 2. Классы энергетической эффективности

Одновременно следует уточнить таблицу базового удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию многоквартирных домов (МКД), претерпевшую изменения по сравнению с приведенной в [1 и 2] в части показателей малоэтажных МКД и включения в суммарное удельное годовое энергопотребление удельного расхода электрической энергии на общедомовые нужды в размере 6 кВт·ч/м² в год для зданий выше 5 этажей и 2 кВт·ч/м² для зданий 5 этажей и ниже (из-за отсутствия лифтов), с коэффициентом пересчета электрического квт в тепловой в размере 2,5 по соотношению стоимости этих киловатт для населения.

Методика расчета показателей удельного годового расхода энергетических ресурсов гражданских зданий приведена в стандарте Национального объединения проектировщиков (НОП, в настоящее время объединено с таким же объединением изыскателей под аббревиатурой НОПРИЗ) «Требования к содержанию и расчету показателей энергетического паспорта проекта жилого и общественного здания», СТО НОП 2.1-2014, разработанного НП «АВОК». В этом же стандарте приводится пример расчета энергоэффективности 20-этажного МКД, для которого удельное годовое электропотребление на общедомовые нужды, включая искусственное освещение мест общего пользования, работу циркуляционных насосов отопления и горячего водоснабжения, подкачивающих водопроводных насосов и лифтов, без использования энергосберегающих решений составило 7,0 кВт·ч/м² площади квартир. Применение же датчиков движения или автоматического отключения через заданный период времени с целью энергосбережения на освещение, использование более совершенной программы управления лифтами и оборудование подкачивающего насоса системы водоснабжения, работающего в переменном режиме, частотно-регулируемым электроприводом снизило расходы на общедомовые нужды до 4,2 кВт·ч/м². Это укладывается в приведенный выше и заложенный в таблицу базовый уровень электропотребления МКД.

В отношении малоэтажных МКД нами в таблицу включены 2-этажные секционные многоквартирные дома, широко распространенные в малых городах, показателей по которым нет в табл. 9 СНиП 23-02-2003, а также уточняются показатели для домов в 4 и 6 этажей, поскольку при переходе с 8 этажей на 6-этажный МКД должен быть более резкий рост удельного годового теплопотребления на ОВ, связанный с переходом от домов с «теплым» чердаком, которые на 5–7% потребляют меньше теплоты, чем дома с совмещенным бесчердачным покрытием.

Дальнейший рост с переходом на  4- и 2-этажные дома связан с повышением относительной площади наружных ограждений к площади квартир с A_ext/A_h = 0,96 для 8-этажного дома до 1,3 и 2,0, соответственно 4- и 2-этажного. Выполненный нами пересчет на базе нескольких типовых проектов МКД показал, что для 2-этажного дома базовый удельный годовой расход тепловой энергии на ОВ по отношению к 8-этажному МКД составит 1,45, для 4- и 6-этажных домов, соответственно 1,19 и 1,1, а для 10- и 12-этажных домов 0,95 и 0,92 — оставлено, как было принято в табл. 9 СНиП 23-02-2003. С учетом этих уточненных расчетов пересчитаны показатели этих домов на другие ГСОП.

Далее следует признать, что авторами приказа Минстроя № 399/пр от 06.06.2016 г. неправильно было понято примечание к табл. 9 СНиП 23-02-2003: «Для регионов, имеющих значение D_d = 8000 °С·сут и более, нормируемые следует снизить на 5%». Оно означает, что для регионов с самой суровой зимой (ГСОП = 8000 °С·сут и более), чтобы излишне не ужесточать требования повышения энергетической эффективности строящихся в них зданий, эти требования следует снизить на 5%, то есть нормируемые значения должны быть таковыми, чтобы максимально возможные расчетные значения удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий были бы на 5% меньше, чем устанавливаемые для регионов с ГСОП менее 8000 °С·сут. А это значит, что базовые значения удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий, строящихся в регионах с ГСОП = 8000 °С·сут и более, должны быть не умножены на величину (1 – 0,05= 0,95), а поделены.

Также при использовании регионального коэффициента пересчета удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию при задании показателя базового потребления тепловой энергии здания в размерности Вт·ч/(м²×^oC×сут) его надо не умножать на произведение(из табл. 8 и 9 СНиП, пересчитанное с кДж в Вт·ч) и ГСОП, а делить. В расчетах, обосновывающих значения этого коэффициента, в [1, 2] были получены не базовые показатели удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию МКД, а расчетные значения с учетом повышения расчетного сопротивления теплопередаче наружных ограждений согласно табл. 4 СНиП 23-02-2003, которые оказались ниже базовых, определенных простым умножением на ГСОП без учета этого повышения, на величину, названную региональным коэффициентом пересчета — к_рег.

Причем, поскольку нормируемое повышение сопротивления теплопередаче наружных ограждений по табл. 4 СНиП 23-02-2003 начинается с минимального значения ГСОП = 2000 °C·сут, то нельзя за исходное значение для определения расчетных годовых расходов при других ГСОП принимать какое-то среднее значение ГСОП. Поэтому в нижеследующих расчетах принимаем за исходное для определения расчетных годовых расходов ГСОП = 2000 °C·сут и относительно его рассчитаем показатели для других ГСОП.

Рис. 1 Изменение относительных теплопотерь через ограждения здания при повышении их теплозащиты (голубая заливка – по стенам для центрального региона, салатовая – для северных регионов и Сибири).

Сначала пересчитаем, каково будет соотношение составляющих теплового баланса 8-этажного МКД для ГСОП = 2000 °C·сут при известном соотношении для ГСОП = 5000 °C·сут, приведенное в [1 на рис. 1] (относительные теплопотери через стены — 0,215, через перекрытия — 0,05, через окна — 0,265 и на нагрев наружного воздуха для вентиляции — 0,47 от суммарных теплопотерь). Предварительно установим, как изменятся относительные теплопотери наружных ограждений при уменьшении базового сопротивления теплопередаче стен с R_W= 3,15 м²·°C/Вт для ГСОП = 5000 до R_W= 2,1 м²·°C/Вт при ГСОП = 2000: они повысятся с 0,302 до 0,453 (см. рис. 2 из [1]) и составят 0,453/0,302 = 1,5 по отношению к значению для ГСОП = 5000. Относительные теплопотери через окна при уменьшении их базового сопротивления теплопередаче с R_F= 0,54 до 0,3 м²·°C/Вт повысятся от 0,63 до 1,134 и составят 1,134/0,63 = 1,8 по отношению к значению для ГСОП = 5000. И согласно формуле (2 из [1]) найдем q‾ _{тп.max (для ГСОП = 2000)} при q‾_{тп.max (для ГСОП = 5000)} = 1:

_{q‾тп.max (для ГСОПиск.)} =q‾ _{тп.max (для ГСОПисх.)}·[q‾_{ст. + пер.} +  q‾_ок. + q‾_{вент.исх.}]·(t_вн. – t_н.иск.^р)/(t_вн. –t_н.исх.^р) =

1·[(0,215+0,05)·1,5 + 0,265·1,8 + 0,47]·(20+7)/(20+28) = 0,756, соответственно q‾_от.max = q‾_{тп.max (для ГСОП = 2000)} –q‾_быт. = 0,756 – 0,19 = 0,566; q‾_быт./q‾_от.max = 0,19/0,566 = 0,336 (см. строку для ГСОП = 2000 во 2-й части табл. 2).

Далее, по аналогичной методике были пересчитаны требуемые расчетные удельные годовые расходы тепловой энергии на отопление и вентиляцию дома — аналога для всех искомых значений ГСОП_иск., принимая за исходное значение, с которым сравниваются все остальные и при котором пересчет выполняется умножением только на ГСОП, значения ГСОП_исх.  = 2000 ^oC×сут (см нижеследующую табл. 2), с целью установления закономерности изменения удельного годового расхода в зависимости от ГСОП через поправочный региональный коэффициент пересчета к_рег., определяемый:

к_рег. =(ГСОП_исх./ГСОП_иск.)·q_{иск.от. + вент.}^{год.расч.}/q_{исх.от. + вент.}^{год.расч.}.

Результаты промежуточных расчетов со всеми исходными данными и вычислением по формулам в [1] сведены в нижеследующую табл. 3.

Таблица 3. Исходные данные для расчета регионального коэффициента пересчета энергопотребления МКД, заданного в Вт·ч/(м²×^oC×сут) на кВт·ч/м² при к_рег.= 1,0 для ГСОП = 2000 и менее на примере типового 8-этажного дома

Примечания.

1. Колонки 7 и 10 — доля снижения теплопотерь через наружные ограждения, находится по рис. 2 из [1].

2. Колонка 12 — q‾_тп.max – относительная сумма расчетных теплопотерь через все наружные ограждения и на нагрев наружного воздуха в объеме нормативного воздухообмена, отнесенная к разности температур внутреннего и наружного воздуха в 1 ^oC.

3. Колонка 13 —  q‾_вн./q‾_тп.max — относительные внутренние теплопоступления в здание, отнесенные к относительной сумме расчетных теплопотерь при ГСОП = 5000 ^oC×сут.

4. Колонка 14 —  q‾_от.max — относительный расчетный расход тепловой энергии на  систему отопления здания _от.max = _тп.max – _вн./_тп.max.

5. Колонка 15 — q‾_вн/q‾_от.max — относительные внутренние теплопоступления в здание, отнесенные к относительному расчетному расходу тепловой энергии на систему отопления при разных градусо-сутках отопительного периода региона строительства.

6. Колонка 16 — q_{от. + вент.}^{год.баз.} базовый удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания без учета повышения R_огр.^тр. с увеличением ГСОП, q_{от.+ вент.}^{год.баз.} = (/3600)·ГСОП;

7. Колонка 17 — q‾_от.ср. — относительная величина среднего за отопительный период расхода тепловой энергии на систему отопления для определения расчетного удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания при разных ГСОП:q‾ _от.ср.= [(1+ q‾_вн/q‾_от.max)·ГСОП/(t_в – t_н^р) – Z_от.п.·_вн./q‾_от.max]·24·10^-3·q‾_от.max·q_от.^р_{(при ГСОП = 5000)} (формула4из [1]).

8. Колонка 18 — q_{от. + вент.}^{год.расч.} — расчетный удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания q_{(от. + вент.) при ГСОПиск.}^{год.расч.} = q_{(от. + вент.) ГСОПисх. = 2000} ^{год.расч.}·  _{q‾от.ср.ГСОП иск.}/q‾_{от.ср.ГСОП = 2000} (_{ГСОПиск}. — искомое значение ГСОП, при котором определяется q_{от. + вент.}^{год.расч.}, по известному значению для исходного ГСОП = 2000 ^oC×сут).

9. Колонка 19 — к_рег. — региональный коэффициент пересчета удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания, при задании показателя базового потребления тепловой энергии в размерности Вт·ч/(м²×^oC×сут):к_рег.= q_{от. + вент.}^{год.расч.}/q_{от. + вент.}^{год.баз.}.

10. Колонка 20 — q_{от. + вент.}^{год.баз.норм.} — нормируемый базовый удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания с учетом повышения R_огр.^тр. с увеличением ГСОП и к_рег. по значениям в колонке 19, q_{от. + вент.}^{год.баз.норм.} = (/3600)· ГСОП/к_рег..

11. Колонка 21 — округленные значения к_рег., принимаемые для расчетов табл. 3.

12. Колонка 22 — то же, что в колонке 20 по округленным значениям к_рег. = 1 при ГСОП = 2000 и к_рег. = 0,88 при ГСОП = 5000 и выше.

Для удобства расчетов округлим 4 последних показателя к_рег. в колонке 19, полученные делением расчетных значений теплопотребления на отопление и вентиляцию здания q_{от. + вент.}^{год.расч.} (колонка 18) на базовые, полученные без учета повышения сопротивления теплопередаче наружных ограждений по табл. 4 СНиП 23-02-2003 (колонка 16), которым соответствовали базовые значения с учетом повышения R_огр.^тр. (колонка 20), на к_рег. = 0,88. Этим новым значениям к_рег., приведенным в колонке 21, будут соответствовать новые значения нормируемого базового удельного расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания q_{от. + вент.}^{год.баз.норм.}, приведенные в колонке 22. Как видим по сопоставлению с более точными значениями в колонке 20, погрешность нормируемых значений не превышает 1,6–2,5%.

Поэтому для получения нормируемого базового удельного теплопотребления на отопление и вентиляцию здания, учитывающего повышение расчетного сопротивления теплопередаче наружных ограждений с повышением ГСОП, на такую же величину следует увеличить значение базового расхода, не учитывающего этого повышения, и формула А.2 Приложения А стандарта СТО НОП 2.1-2014 будет иметь следующее написание:

q_{от. + вент.}^{год.баз.норм.} = (/3600)·ГСОП/к_рег.,

где — удельный годовой расход тепловой энергии на систему отопления, отнесенный к градусо-суткам отопительного периода, кДж/(м²×^oC×сут); принимают по таблице 9 СНиП 23-02-2003;

3600 — коэффициент пересчета кДж в Вт·ч;

ГСОП — градусо-сутки отопительного периода региона строительства;

к_рег. — региональный коэффициент пересчета удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания, при задании показателя базового потребления тепловой энергии в размерности Вт·ч/(м²×^oC×сут), который следует принимать в зависимости от величины градусо-суток отопительного периода региона строительства для зданий с ГСОП = 2000 ^oC×сут к_рег. = 1,0; с ГСОП = 5000 ^oC×сут и выше к_рег. = 0,88; в интервале ГСОП = 2000–5000 ^oC×сут — по линейной интерполяции.

Поскольку для зданий с ГСОП = 5000 ^oC×сут и выше к_рег. = 0,88, что больше, чем пятипроцентное снижение требуемой энергоэффективности по приложению к табл. 9 СНиП 23-02: (1 – 0,05 = 0,95), дополнительного снижения требуемого значения энергетической эффективности не требуется.

Ниже приводится уточненная табл. 4 нормируемых базовых удельных годовых показателей энергопотребления МКД и нормируемых в соответствии с Постановлением № 18 с 2016 года удельных суммарных годовых расходов энергоресурсов, в том числе отдельно на отопление и вентиляцию (нормируемых базовых в отличие от базовых, принимаемых по результатам фактического измерения в предыдущий перед внедрением энергосберегающих мероприятий период для оценки энергоэффективности этого мероприятия в сравнении с последующим периодом).

Таблица 4. Нормируемые базовый и требуемый по Постановлению ПРФ №18 с 2016 г. удельный годовой расход энергетических ресурсов в многоквартирном доме, отражающий суммарный удельный годовой расход тепловой энергии на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение, а также электрической энергии на общедомовые нужды многоквартирных жилых домов

Примечания:

1) при определении базового уровня удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию была принята температура внутреннего воздуха в квартирах 20 ^оС, расчетное заселение 20 м² общей площади квартир на одного жителя, что соответствует нормативному воздухообмену 30 м³/ч на одного жителя и удельным бытовым внутренним теплопоступлениям 17 Вт/м² жилой площади;

2) базовый уровень удельного годового расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение принимается в соответствии с СП 30.13330 для заселенности 20 м² общей площади квартир и зависит от климатического района как по водопотреблению, так и по длительности отопительного периода, с отнесением к градусо-суткам нормативного отопительного периода: при ГСОП = 2000 °С·сут равен 149 кВт·ч/м², ГСОП = 3000–6000 °С·сут равен 135 кВт·ч/м² и ГСОП = 8000–10000 °С·сут равен 138 кВт·ч/м²;

3) базовый уровень удельного годового расхода электрической энергии на общедомовые нужды равен 6 кВт·ч/м² площади квартир для зданий выше 5 этажей и 2 кВт·ч/м² для зданий 5 этажей и ниже (из-за отсутствия лифтов).

Аналогичные данные по одноквартирным отдельно стоящим и блокированным домам, а также общественным зданиям различного назначения и режима использования приводятся в табл. А.2 и А.3 Приложения А, В.4 и В.5 Приложения В стандарта СТО НОП 2.1-2014.

Следует отметить, что эта таблица хоть и отражает перечень нормируемых по постановлению Правительства РФ № 18 потребленных энергоресурсов многоквартирных домов, но это не полный перечень. Неоправданно пропущена такая статья как потребление электроэнергии в квартирах на искусственное освещение и пользование электроприборами и электрооборудованием. Без нее будет неполной оценка энергопотребления конечным потребителем, и в настоящее время есть возможность восполнить этот пробел.

В [3] приводится сопоставление удельных значений потребления электроэнергии в квартирах из «Методических рекомендаций по формированию нормативов потребления услуг жилищно-коммунального хозяйства», утвержденных приказом министра экономики РФ №240 от 06.05.1999 г. с рекомендуемыми значениями в европейских нормах (таблица G.12 EN ISO 13790). После пересчета на российские условия заселенности МКД установлены величины удельного годового электропотребления квартир с электроплитами при заселенности в 20 м² на человека 43 кВт·ч/м², а при 40 м² на человека  27 кВт·ч/м², то же в квартирах с газовыми плитами, соответственно 26,2 и 16,4 кВт·ч/м². Эти величины должны быть добавлены к суммарным значениям базового удельного годового энергопотребления МКД в табл. 3.

Приведенные таблицы распространяются на вновь строящиеся, капитально ремонтируемые и эксплуатируемые здания. Считаю очень важным отменить распространенное положение о том, что если в течение 2–3 сезонов измеренный приборами учета и пересчитанный на нормализованный отопительный период расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию МКД близки по величине, то это и есть требуемый расход для данного дома. В моей статье в том же номере журнала «Энергосбережение» № 3-2016 под названием «Стратегия автоматического регулирования систем отопления многоквартирных домов» как раз подтверждается, что это не так.

В связи с этим должно быть исключено использование метода аналогов для установления норматива теплопотребления на коммунальную услугу отопления, принятое в Правилах установления и определения нормативов потребления коммунальных услуг, утвержденных Постановлением Правительства РФ от 23.05.2006 г. № 306, и пользоваться только расчетным методом.

Для оценки ожидаемого расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию и для выявления резервов экономии энергии зданий в сравнении с результатами фактического измерения теплопотребления следует составлять энергетический паспорт эксплуатируемого дома так же, как и по проектной документации в соответствии со стандартом СТО НОП 2.1-2014, но с учетом фактического заселения дома и фактических теплотехнических показателей наружных ограждений (или пересчитанных по фактической конструкции). Такое действие позволит также оценить фактическую величину запаса в поверхности нагрева отопительных приборов, создаваемую из-за несоблюдения теплового баланса при расчете теплопотерь зданий.

В статье показано, как в д. 57 по ул. Обручева была реализована путем настройки контроллера регулятора подача теплоты на отопление по расчетной зависимости с учетом выявленного запаса при проектировании системы отопления дома и увеличивающейся доли внутренних теплопоступлений в тепловом балансе дома с повышением наружной температуры. В результате фактическое теплопотребление дома 57 составило в среднем на 47% ниже аналогичных трех домов (той же серии, этажности, капитальный ремонт которых был проведен в том же объеме), в которых также работала система авторегулирования подачи теплоты на отопление, но настроенная на проектные расчетные параметры. И это было реализовано не в течение каких-то нескольких дней, а в течение 5 месяцев подряд, обеспечивая на комфортном уровне температурный и воздушный режимы в квартирах, а теплопотребление подтверждено сертифицированными приборами учета.

Вот где заложена реальная экономия теплоты без дополнительных капиталовложений, а только за счет выполнения необходимых в соответствии со стандартом СТО НОП 2.1-2014 расчетов и перенастройки контроллера регулятора подачи теплоты на отопление и циркуляционного отопительного насоса на нужную производительность по методике, изложенной в Приложениях Г и Д того же стандарта НОП.

Интересно оценить потенциал энергосбережения в МКД после реализации повышения теплозащиты зданий для обеспечения их нормируемой энергетической эффективности к 2016 году. Как было показано в [3, 4], нормируемый с 2016 года уровень энергетической эффективности МКД обеспечивается за счет повышения теплозащиты и совершенствования авторегулирования подачи теплоты на отопление зданий. Для оценки доли каждой составляющей энергетического баланса МКД в федеральных нормах на базовом уровне и нормируемых требований с 2016 года составим табл. 4, а затем для наглядности графическое отражение ее на рис. 1. Базовый удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию МКД, строящегося в Москве при ГСОП = 4551 °С·сут. и К_рег. = 0,898, принимается по позиции 1 и колонке «более 12 этажей» табл. 9 СНиП 23-02-2003  q_ h_req= 70 кДж/(м²·°С·сут) и с учетом пересчета из кДж в Вт·ч составит:

q_{от. + вент.жил.}^{год.баз.}= (70/3600)·4551/0,898 = 98,5 кВт·ч/м² площади квартир.

Нормируемый с 2016 года расход тепловой энергии на те же цели будет 98,5·(1 –0,3) = 69 кВт·ч/м².

Предварительно разобьем удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания на его составляющие, приняв расчетный воздухообмен в соответствии с СП 60.13330.2012 на одного жителя 30 м³/ч или при принятой расчетной заселенности 20 м² общей площади квартиры на человека — 30/20 = 1,5 м³/(ч·м²). Тогда расход тепловой энергии на нагрев такого количества наружного воздуха для вентиляции составит:

q_вент.^{год.баз.} = 0,28·1,5·1,2·1,0·4551·24·10^-3 = 55 кВт·ч/м² в год.

Соответственно, базовый удельный расход тепловой энергии на отопление как разность теплопотерь через наружные ограждения и внутренних теплопоступлений с понижающим коэффициентом на их неполное использование для условий г. Москвы будет:

q_от.^{год.ба.з} = q_{от. + вент.}^{год.баз.} – q_вент.^{год.баз.} = 98,5 – 55 = 43,5 кВт·ч/м² в год.

А с 2016 года, учитывая, что расход тепловой энергии на нагрев наружного воздуха для вентиляции остается в том же объеме, но теплозащита наружных ограждений повысится, нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление значительно снизится и будет:

q_от.^год.2016 = 69 – 55 = 14 кВт·ч/м² в год.

Таблица 5. Баланс годового энергопотребления МКД в 12 и выше этажей в базовых условиях и в соответствии с требованиями на 2016 год в кВт·ч/м² и %

Рис. 2. Диаграмма баланса энергопотребления многоквартирного дома.
Обозначения: синий — отопление за вычетом бытовых тепловыделений; красный — вентиляция; зеленый — горячее водоснабжение; фиолетовый — электроснабжение общедомовое

Из табл. 5 и рис. 1 следует, что основное направление дальнейшего повышения энергетической эффективности МКД — это снижение теплопотребления на вентиляцию и горячее водоснабжение за счет осуществления утилизации тепла вытяжного воздуха и применения тепловых насосов. А пока для обеспечения требований руководства страны по повышению энергетической эффективности зданий необходимо выполнять дополнительное утепление наружной оболочки исходя из вышеприведенных указаний, в том числе и при проведении капитального ремонта, а также осуществлять автоматическое регулирование подачи теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение по оптимальным графикам и учет тепловой энергии в соответствии с действующим законодательством.

Как показывают последние исследования [5, 6], реализация энергосберегающих мероприятий в виде дополнительного утепления зданий и оптимизации авторегулирования подачи тепла на отопление и, возможно, утилизации тепла вытяжного воздуха для нагрева приточного воздуха или воды на горячее водоснабжение при расчете стоимости жизненного цикла дома, включающего в себя расходы на проектирование, монтаж, последующее обслуживание, эксплуатацию в течение срока службы 30–50 лет до очередного капремонта, экономически оправданно. Не следует забывать, что сокращение энергопотребления зданием снижает количество топлива, сжигаемого для его производства, и соответственно выбросы углекислого газа в атмосферу, что особенно актуально согласно резолюции только что прошедшего мирового форума по климатизации.

Литература

1. Ливчак В. И. Базовый уровень потребления энергетических ресурсов при  установлении требований энергетической эффективности зданий. «Инженерные системы» АВОК Северо-Запад, №1-2014 г.

2. Ливчак В. И. Уточнение показателей энергоэффективности жилых и общественных зданий. «Энергосбережение», № 1-2014 г.

3. Ливчак В. И. Еще один довод в пользу повышения теплозащиты зданий. «Энергосбережение», № 6-2012 г.

4. Ливчак В. И. Обеспечение энергоэффективности многоквартирных домов. Повышение теплозащиты зданий и автоматизация отопления. «АВОК», № 8-2012 г.

5. Интервью с В. Ф. Горновым в журнале «АВОК» № 8-2015 г.

6. Е. Л. Николаева, В. С. Казейкин. Новый подход к проектированию энергоэффективных жилых домов путем использования стоимости затрат жизненного цикла зданий. «Инженерные системы» АВОК Северо-Запад, № 2-2015 г.

7. Ливчак В. И. Нормирование показателей годового электропотребления жилыми зданиями, в том числе на общедомовые нужды. «АВОК», № 6-2015 г.

Скачать статью в pdf-формате: Оптимизация классификации зданий по энергетической эффективности