Европейские стандарты энергоэффективности зданий

Дик ван Дейк, компания TNO Built Environment and Geosciences

Комплексный подход

Оценка общих энергетических характеристик здания включает несколько последовательных этапов, которые можно наглядно представить в виде пирамиды (рис. 1). Для всех уровней пирамиды необходимо использовать единые термины, определения и обозначения: «потребность в энергии», «инженерное оборудование здания», «использование вспомогательной энергии», «возместимые потери системы» (рекуперации), «первичная энергия» и «возобновляемая энергия».

Рисунок 1. Энергетические характеристики (EP)

Верхний (первый) уровень пирамиды представляет собой основной результат: энергетические характеристики EP и энергетический сертификат здания (рис. 2).

Рисунок 2. Образец энергетического сертификата здания

Второй уровень содержит входные данные для первого уровня: это один или несколько числовых показателей энергетических характеристик здания (например, общее энергопотребление на м² площади кондиционируемых помещений), классификация и способ выражения минимальных требований к энергетическим характеристикам EP_max.

Третий уровень описывает принципы и процедуры оценки расхода различных энергоносителей (электричества, газа, нефти или дерева) при их объединении в единое значение энергии, поставляемой в здание и отводимой из него. Его можно выразить, к примеру, в виде полной первичной энергии E_P или выбросов углекислого газа E_CO2.

Четвертый уровень определяет категории для типов здания (например, офисные, жилые или торговые помещения), а также размеры здания.

Пятый уровень описывает процедуры выявления структуры потребления зданием энергии и структуры энергопотерь здания, которая нацелена на получение четких данных о применении энергии.

Шестой уровень отражает потребности здания в энергии и использование энергии для каждого процесса (отопление, охлаждение и т.д.) и взаимодействие между ними (рис. 3).

Рисунок 3 (подробнее) Границы и основные элементы энергетических характеристик здания

На седьмом уровне представлены входные данные для следующих компонентов: характеристики теплопередачи, инфильтрация воздуха, естественная освещенность помещения, энергоэффективность компонентов системы, а также эффективность осветительных приборов.

Стандарты по расчетным условиям включают внешние климатические условия, условия в помещении (тепловой и зрительный комфорт, качество воздуха в помещении и т.д.), стандартные эксплуатационные требования (по количеству людей в помещении) и ограничения государственного законодательства.

Основные европейские стандарты ЕPBD

Европейский стандарт EN 15603 «Энергоэффективность зданий. Общее потребление энергии и определение номинальных энергетических характеристик».

Директива EPBD требует наличия единой структуры и методики расчета комплексных энергетических характеристик зданий. Энергетические характеристики здания представляют собой суммарное значение расчетной или фактической энергий, покрывающих потребности различных энергетических процессов. Это значение будет отражаться в одном или нескольких числовых показателях, принимающих во внимание теплозащиту, проектные характеристики в отношении климатических переменных. Чтобы иметь возможность сопоставления различных источников энергии, необходимо также рассчитать общее значение.

Европейский стандарт EN 15603 задает общую структуру оценки общего энергопотребления в здании, а также методику, которую следует использовать при определении номинальных энергетических характеристик. Данный документ перечисляет энергетические процессы, номинальные значения эффективности которых должны определяться как для существующих, так и для проектируемых зданий следующими способами:

• оценкой общего энергопотребления в здании;
• расчетом общих номинальных энергетических характеристик (первичная энергия, выбросы CO₂, стоимость энергии).

В данном стандарте сравниваются значения других стандартов, которые задают расчет энергопотребления в здании. Он учитывает энергию, производимую в самом здании, часть которой может отводиться для использования на ином объекте. В стандарте приводятся сводная таблица для общего энергопотребления в здании, а также определяются те виды использования энергии, которые необходимо принять во внимание при задании номинальных значений энергоэффективности для новых и существующих зданий, а также методики:

• вычисления стандартной расчетной номинальной энергетической характеристики при стандартном способе энергопотребления, не учитывая поведение людей в помещении, фактические погодные условия и прочие реальные факторы;
• оценки фактических (измеряемых) номинальных энергетических характеристик на основании поставляемой и отводимой энергии;
• повышения достоверности расчетной модели здания путем сравнения с фактическим энергопотреблением;
• оценки энергоэффективности при возможной модернизации.

Европейский стандарт EN 15217 «Энергоэффективность зданий. Методы выражения энергетических характеристик зданий и сертификация энергопотребления зданий».

Данный стандарт проясняет различные возможные подходы к сертификации и определяет:

• общие индикаторы выражения энергетических характеристик всего здания, включая системы отопления, вентиляции, кондиционирования, горячего водоснабжения для бытовых нужд, а также осветительные системы. Сюда относятся различные возможные показатели, а также методы их стандартизации;
• способы выражения энергетических характеристик здания для проектирования новых зданий или реконструкции существующих;
• процедуры, определяющие справочные значения и ориентировочные показатели;
• способы разработки схем сертификации энергопотребления.

Выбор соответствующих вариантов осуществляется каждым государством-членом.

Основная причина подобного многообразия – то, что большинство государств-членов имеет небольшой опыт либо вообще не имеет опыта практической сертификации энергетических характеристик зданий. Сертификат призван отразить многообразные аспекты качества, некоторые из которых противоречивы. Ожидается, что в ближайшие годы отклик от ранее полученного опыта создаст основу для будущего единообразия.

Усовершенствование европейских стандартов проектом CENSE

Рабочими группами проекта CENSE на основании серии опросов и специализированных семинаров были подготовлены технические рекомендации по усовершенствованию европейских стандартов EN 15603 и EN 15217.

Опросы проводились посредством опросного листа, представленного в упрощенной форме (ответ требует всего несколько минут) и рассылаемого по электронной почте контактным лицам в проекте CENSE: представителям 27 стран ЕС и Швейцарии. Опросный лист позволяет получить информацию для будущих действий, распространить информацию о нем и расширить его применение, а также сформировать необходимые данные для пересмотра стандарта с целью его более широкого применения в рядовом проектировании.

В целом респонденты подтверждают необходимость использования стандартов EN 15603 и EN 15217 в строительном законодательстве стран ЕС. Эти стандарты охватывают все важные вопросы, они подробные и достаточно конкретные. Также большинство респондентов удовлетворено количеством нормативных вариантов, представленных в стандартах и не выступает за внесение коренных изменений или дополнительной исходной информации. И, несмотря на то, что структура стандартов EN 15603 и EN 15217 четко выстроена и понятна, большая часть респондентов заявила о необходимости краткого изложения на государственном уровне, в результате чего лишь избранные отрывки стандартов CEN были включены в государственную методику.

В рамках проекта прошло несколько семинаров, основной задачей которых было проведение обсуждений для получения дополнительного отклика и (или) дополнительных результатов по данному вопросу. В результате предварительные результаты опроса послужили основой для оживленного обсуждения. В частности, была предпринята попытка выявить и обсудить вопросы, вытекающие из содержания стандартов и их внедрения.

Основные выводы и рекомендации

Требуется реструктуризация стандартов, в результате которой должно произойти четкое разделение между едиными обязательными процедурами, зафиксированными в стандартах, и дополнительными процедурами, которые выбираются на государственном уровне. Также следует отделить информационные приложения для выделения Технического отчета (отчетов).

Таким образом, на государственном/региональном уровне будет проще принять стандарты CEN «как есть» – при необходимости в переводе на государственный/региональный язык.

Авторам методик для государственных/региональных строительных правил будет легче следить за подготовкой стандартов CEN, обмениваться информацией и опытом с коллегами из других стран, а также предвосхищать стандарты CEN при составлении или пересмотре процедур на государственном/региональном уровне.

Затем государственные процедуры могут формально включать в себя соответствие стандартам CEN и краткие региональные приложения (с перечислением региональных вариантов выбора и исходных данных). Для удовлетворения потребности в краткой государственной методике (например, с информационным изложением) можно предусмотреть государственный заявочный документ, объединяющий содержание стандартов CEN с региональными вариантами выбора и исходными данными.

Первоочередной задачей является продвижение единой модульной структуры стандарта EN 15603 для применения во всех государствах-членах, а также для разработки иерархии и связей между модульными элементами. В связи с этим имеется большая потребность в разработке единой позиции по детализации процедур расчета – например, при определении интервала между подсчетами (раз в месяц, раз в час) и сложности процедур расчета. Обычно подобный выбор зависит от типа объекта и от особых граничных значений.

Чтобы разработать единый комплект стандартов, который бы удовлетворял требованиям государств-членов и прочих заинтересованных сторон, необходимо прийти к единому мнению по отношению к типам объектов и расчетным условиям.

В связи с этим следует отметить, что диапазон объектов велик: от типовых жилых до сложных нежилых зданий, от старых зданий с минимумом информации о свойствах компонентов до новых зданий высокой энергоэффективностью.

Разработка единой позиции по данным вопросам должна стать одним из основных приоритетов в разработке второго поколения стандартов CEN для Директивы EPBD, которая по своей сути должна предвосхищать дискуссии по пересмотру отдельных стандартов.

Также существуют опасения, что государства-члены не пожелают проводить масштабные реформы процедур расчета, которые поставят под угрозу единство процессов, применяемых на государственном уровне.

Важно с самого начала добиться максимальной четкости целей, базовых принципов и общей структуры, а также вовлечь в процесс государства-члены.

В соответствующих разделах отчета будут представлены более подробные наблюдения об уровне сложности методов и связей с программными средствами.

Подготовлено по материалам журнала REHVA. 2011. № 48 (1)