Задача стройкомплекса Москвы - строить по мировым стандартам энерго- и теплосбережения

В мэрии Москвы прошло заседание Научно-технического совета (НТС) столичного стройкомплекса по проблемам проектирования и строительства энергоэффективных зданий. При решении этих проблем необходимо максимально использовать как зарубежный, так и отечественный опыт проектирования и строительства энергоэффективных офисных зданий, а также жилья и объектов социальной инфраструктуры. Для обсуждения на НТС австрийская компания «ENERGYbase» представила проект такого здания. С докладом выступил Г. Раус.

«Офисное здание будущего ENERGYbase» (рис. 1) - проект Венского фонда содействия экономике. Принципы строительства этого здания отразили социальные, экологические, технологические приоритеты современного европейского общества. Прежде всего - это энергетическая и экологическая эффективность (чрезвычайно низкое энергопотребление), использование возобновляемых источников энергии (100 %-ное покрытие потребности в энергии для отопления и охлаждения за счет постоянных энергоресурсов, таких как подземные воды, солнечная энергия, превращение офисного здания в «настоящий центр красоты и здоровья», где создан исключительный микроклимат в помещении и комфорт на рабочем месте. В представленной концепции нового поколения офисных зданий расходы на энергоснабжение, по данным фирмы, снижены на 80 %.

Построенное в Вене здание «ENERGYbase» относится к так называемым демонстрационным энергоэффективным зданиям класса пассивных домов. Его общая площадь - 9200 м².

Архитектурные и инженерные решения проекта представлены как инновационные на период проектирования (2007 г.). Здание: соответствует всем требованиям, предъявляемым к «зеленым» офисным зданиям современными системами энергетической и экологической сертификации (LEED, BREEAM).

Удельное энергопотребление данного здания (отопление, вентиляция, охлаждение, освещение) составляет 25 кВт·ч/м² в год (ориентировочное удельное энергопотребление аналогичного здания в Москве - 100 кВт·ч/м² в год). При этом около 5 кВт·ч/м² генерируют собственные источники энергии, 20 кВт·ч потребляется из электросети. Выбросы углекислоты в год сокращаются на 200 т. Такое энергопотребление обеспечивают следующие технологические решения.

На объекте применены теплоизоляция ограждающих конструкций толщиной 26 см, двухкамерные стеклопакеты, рекуперация вентиляционных выбросов и предварительное увлажнение приточного воздуха за счет растений, культивируемых в здании. Основу системы тепло- и хладоснабжения составляет теплонасосная система, использующая тепло грунта поверхностных слоев Земли.

Здание оснащено фотоэлектрическими коллекторами преобразования солнечной энергии в электрическую общей площадью 400 м² и тепловыми солнечными коллекторами общей площадью 300 м². Суммарная установленная электрическая мощность фотоэлектрических коллекторов составляет 53 кВт, вырабатываемая ими солнечная энергия достигает 42,4 МВт·ч в год. Инвестиции в фотоэлектрические коллекторы равны 400 тыс. евро.

Одна из составляющих экологической эффективности этого здания - бережное обращение с питьевой водой: подача в туалетные бачки скважинной воды вместо питьевой, использование дождевой воды. Все поверхности крыши имеют зеленые насаждения и используются для задержки дождевой воды. Поверхностная вода со всех открытых площадей инфильтруется на земельном участке.

Высокому качеству жизни в офисе способствуют особая комфортность микроклимата помещения (бессквозняковая система отопления и охлаждения), механическая приточно-вытяжная вентиляция всех помещений, 100%-ное освещение дневным светом всей полезной площади, разнообразие офисных зон, открытое и прозрачное оформление площадей, климатизация здания с помощью растительного буфера, использование экологически безопасных стройматериалов, увлажнение и кондиционирование воздуха помещений с помощью четырех растительных барьеров. Около 500 растений размещены на общей площади 110 м² (2 % офисной площади). Относительная влажность воздуха - 50 % даже зимой и в переходные периоды.

Обсуждение австрийского проекта поставило задачу неотложного решения комплекса технических, экономических, правовых, организационных проблем города, ориентируясь на европейские нормы.

Страны Европы постоянно совершенствуют свои нормативные документы, отдавая предпочтение зданиям с низким и ультранизким энергопотреблением. В частности, в Германии строят так называемые пассивные здания с ультранизким теплопотреблением (до 15 кВт·ч/м² в год). В Дании еще в 1970-е гг. построили дом с нулевым энергопотреблением «Зеро-Хаус».

Рассмотренные в проекте технические решения не являются абсолютно новыми, и отдельные решения в той или иной форме применялись при проектировании и строительстве экспериментальных зданий как в Москве, так и в других городах России.

Более 10 лет в столице эксплуатируются объекты, оснащенные теплонасосными системами теплоснабжения, которые используют тепло грунта, вентиляционных выбросов и канализационных стоков. Например, демонстрационный комплекс «Экопарк-Фили» на территории Филевского парка (рис. 2), энергоэффективный дом в мкр Никулино-2 (рис. 4), теплонасосная станция на РТС-3 в Зеленограде и др. Фотоэлектрические коллекторы, увеличенная теплоизоляция и рекуператоры вытяжного воздуха применены для экспериментальных «теплых» домов в Куркино (рис. 3). Солнечные коллекторы «Сокол» небольшими партиями выпускает «НПО Машиностроение». На зданиях (Летниковская ул., 5 и Б. Филевская ул., 22) установлены фотоэлектрические станции мощностью 5 кВт. Рабочей группой Департамента городского строительства подготовлены предложения по внедрению нетрадиционных источников энергии для объектов парковой инфраструктуры.

В 2010 г. в рамках городской программы энергосберегающего домостроения при участии Минобрнауки России Центр энергосбережения ГУП «НИИМосстрой» и группа компаний «ИНСОЛАР» провели модернизацию системы горячего водоснабжения (ГВС) в 17 -этажном жилом доме (ул. Анохина, 62), построенном более 10 лет назад. Создана гибридная теплонасосная система ГВС дома нового поколения, которая использует тепло грунта в комбинации с теплом вентвыбросов здания. Система обеспечила снижение себестоимости приготовления горячей воды более чем на 60 %. Достигнутая экономия энергии составляет свыше 55 % замещаемой нагрузки.

Технология, которая также должна найти широкое применение в городском строительстве, - это рекуперация и утилизация тепла вентиляционных выбросов жилых и общественных зданий. Если рассмотреть структуру годового потребления тепловой энергии в типовом 17 -этажном жилом доме серии П-44Т, то трансмиссионные потери тепла через стены и окна составляют лишь 20-25 %, а остальные затраты тепловой энергии - вентиляция и горячее водоснабжение. Частично утилизация вытяжного воздуха решается с помощью «теплого» чердака. Технологии же рекуперации и утилизации тепла вентвыбросов для подогрева воды в системе ГВС могут сэкономить до 60-70 % энергии, расходуемой на эти цели.

Среди примеров реализации подобных систем рекуперации тепла вентвыбросов в наших климатических условиях можно отметить экспериментальные «теплые» дома в мкр Куркино и дом в Никулино (см. рис. 3, 4). Критериям «зеленых» стандартов соответствует энергоэффективный дом в Красностуденческом пр., 6, концепцию проекта которого разработало НП «АВОК», инженерные системы - ООО «НПО ТЕРМЭК». Энергоаудит, проведенный зимой 2010 г., показал, что удельный годовой расход теплоты на отопление и вентиляцию равен 73,6 кВт·ч/м², что существенно ниже действующих нормативов.

В офисном здании в Вене применена система ГВС с проточными электроводонагревателями: вода подогревается до требуемой температуры (38-40 °С) непосредственно перед точкой водоразбора. Безусловно, это вариант энергетически эффективен. Однако он требует большой мощности электронагревателей. Тем не менее, это решение заслуживает внимания, по крайней мере, можно рассмотреть вопрос об исключении полотенцесушителей из системы циркуляции ГВС в наших проектах и использовать электрические полотенцесушители, которые жилец может по таймеру включать в ночное время по пониженному тарифу.

Участники заседания отметили и некоторые отрицательные стороны проекта, снижающие энергоэффективность здания. Ступенчатая форма фасада увеличивает его поверхность, что приводит к дополнительным теплопотерям. Недостаточна ширина здания - около 14 м, тогда как увеличение ширины (хотя бы до 16-18 м) может значительно уменьшить теплопотери.

Эффективность энергосберегающих мероприятий и технологий принято оценивать только по экономии энергии у конечного потребителя. В действительности энергосбережение сопровождается еще и экономией инвестиций городского бюджета в тепловые и электрические сети, энергогенерирующие мощности и т. д. Кроме того, имеется экологический эффект от снижения загрязнения окружающей среды. По расчетам, проведенным в Центре энергосбережения ГУП «НИИМосстрой», на 1 р. экономического эффекта у потребителя экономика города получает от 9 до 11 р. Бывают ситуации, в которых применение нетрадиционных источников энергии просто необходимо, например, энергоснабжение объектов инфраструктуры городских парков, где по экологическим требованиям нельзя рыть траншеи, прокладывать теплотрассы, трубы и пр.

Важной составляющей энергосберегающей политики, механизмом стимулирования должна стать рациональная тарифная политика в области энергоресурсов. В Европе такая политика стимулирует инвестиции в нетрадиционные источники энергии (ветер, солнце, тепло грунта).

При адаптации австрийских и других зарубежных решений московскому строительству необходимо учесть следующее:

• значительное различие климатических параметров (годовой ход температур, влажность воздуха, количество солнечных дней), влияющее на возможность использования фотогальванических установок и термических коллекторов;
• различие почвенно-геологических условий и размера участков для застройки при применении систем естественного охлаждения воздуха с использованием подземных вод.

Австрийский проект имеет ряд особенностей. В их числе наклонное остекление, наличие больших остекленных поверхностей, использование дождевой воды. В московских условиях это может вызвать проблемы в эксплуатации весной и осенью, поэтому необходимо развивать свое экспериментальное строительство, которое не должно ограничиваться реализацией лишь зарубежных решений. Важно взять, по крайней мере, две-три альтернативные схемы, в том числе и отечественные. На первое место можно поставить жилые дома как самые востребованные, так как увеличение затрат на строительство со временем будет окупаться в результате экономии расходов на коммунальные услуги населению.

На заседании НТС был рассмотрен вопрос о формировании национальных «зеленых» стандартов строительства. В России сегодня формируется Национальный совет по «зеленому» строительству. Его основная задача - создание российской системы национальных стандартов с учетом разных климатических зон нашей страны.

Опыт проектирования и строительства экодомов с нетрадиционными источниками энергии показал, что стоимость применяемых при их строительстве технических решений сегодня превышает стоимость традиционных решений. Отсутствуют соответствующие нормы проектирования таких зданий, что препятствует их широкому внедрению в строительство.

Следует отметить, что технологии, предлагаемые австрийской фирмой концептуально близки технологиям, на которых базируется городская программа энергосберегающего домостроения в г. Москве, утвержденная постановлением правительства Москвы от 09.06.2009 г. N536-ПП. Опыт фирмы, безусловно, будет полезен при реализации упомянутой городской программы, предусматривающей широкое использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии и вторичных ресурсов, а также тепловых насосов.

Санкт-Петербург, Екатеринбург и многие другие регионы страны заинтересованы в строительстве энергоэффективных зданий. Накоплен значительный опыт энергосбережения в программах Минобрнауки и НП «АВОК». С апреля 2010 г. стартовал масштабный проект по продвижению энергоэффективности в России, который финансируется программой развития ООН и Глобальным экологическим фондом. Москва определена как пилотный регион. Подписан меморандум о сотрудничестве с фирмой «Сен-Гобен».

В настоящее время стройкомплекс столицы приступил к выполнению поставленной на НТС мэром Москвы задачи по созданию нормативной базы для московского строительства. Создан Координационный совет по разработке и внедрению в строительство новых нормативов по энергосбережению под личным председательством мэра Москвы Ю. М. Лужкова. Рабочую группу возглавил руководитель Комплекса градостроительной политики и строительства г. Москвы В. И. Ресин.

Деятельность рабочей группы включает такие направления как:

• организация разработки нормативных документов;
• внедрение нормативов в проектирование (особое внимание будет уделяться нормативам по энергоэффективности и проектным решениям по энергосберегающим технологиям в жилых и общественных зданиях с учетом зарубежного опыта);
• организация и проведение торгов, в рамках которых показатели по энергоэффективности должны быть обязательным техническим требованием конкурсной документации;
• научное сопровождение (разработка новых решений и оборудования в инженерных системах зданий, включая решения по снижению теплопотерь);
• обучение (изучение зарубежного опыта строительства энергоэффективных зданий), организация обучения и переподготовки соответствующих специалистов и др.

При решении тех или иных вопросов необходимо иметь в виду, что конечным результатом должны быть не теоретические, а практические решения, обеспечивающие максимальное снижение расходов на энергоснабжение, переход на современные нормы проектирования и строительства энергоэффективных зданий, в том числе с учетом европейского опыта.

А.Н. ДМИТРИЕВ, первый зам. председателя научно-технического совета
Комплекса градостроительной политики и строительства г. Москвы,
начальник Управления научно-технической политики в строительной отрасли
Департамента городского строительства г. Москвы, д-р техн. наук, проф.