Российская концепция нормирования энергоэффективности зданий и сооружений

С. В. Пугачев, директор Департамента технического регулирования Национального объединения строителей

Ю. А. Табунщиков, профессор, член-корреспондент РААСН, президент НП «АВОК»

А. Л. Наумов, генеральный директор ООО «НПО ТЕРМЭК»

Е. Н. Фадеева, ведущий специалист Национального объединения строителей, otvet@abok.ru

Необходимость обновления существующей нормативной базы в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности зданий и сооружений связана с требованиями по снижению энергоемкости валового внутреннего продукта Российской Федерации не менее чем на 40% по сравнению с уровнем 2007 года, обеспечения рационального и экологически ответственного использования энергии и энергетических ресурсов, установленными Указом Президента Российской Федерации от 04 июня 2008 г. № 889 «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики». Федеральный закон от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» определяет основные направления повышения энергетической эффективности зданий, строений, сооружений, требования к энергетической паспортизации зданий, требования к региональным и муниципальным программам в области энергосбережения и повышения энергоэффективности, требования к проведению обязательного энергетического обследования и учету используемых энергоресурсов.

Конкурс «Зеленое Строительство»

Во исполнение Федерального закона № 261-ФЗ опубликованы Приказ Министерства регионального развития Российской Федерации от 08 апреля 20011 г. № 161 «Об утверждении правил определения классов энергетической эффективности многоквартирных домов и требований к указателю класса энергетической эффективности многоквартирного дома, размещаемого на фасаде многоквартирного дома» (зарегистрирован в Министерстве юстиции) и Приказ Министерства регионального развития Российской Федерации от 17 мая 2011 г. № 224 «Об утверждении требований энергетической эффективности зданий, строений, сооружений» (на настоящий момент еще не прошел регистрацию).

Содержание указа президента, федерального закона и приказов министерства предусматривает разработку или корректировку системы нормативно-методических документов, большинство которых в настоящее время отсутствуют или безнадежно устарели. Так, например, контроль требований к уровню теплоэнергопотребления зданий требует разработки принципиально нового нормативного документа по расчету теплоэнергопотребления, в том числе с переходом к эквиваленту расхода первичной энергии. Актуализация нормативных документов СНиП и сводов правил, которые были ориентированы на строительную индустрию 1980-х годов, может только частично решить эту задачу. Таким образом, имеет место проблема разработки концепции и системы нормативных документов в области энергосбережения и энергоэффективности зданий, которые бы обеспечили выполнение указа, закона и постановлений и которые бы учитывали мировые достижения в этой области.

Среди возможных путей решения этой проблемы привлекает внимание путь научно-критического изучения зарубежных достижений в области концепций и нормативных документов по энергоэффективности зданий и сооружений, при серьезном объективном обосновании в той или иной степени возможности их использования в отечественных разработках.

В Федеральном законе № 184-ФЗ от 27.12.2002 г. «О техническом регулировании» предусмотрена возможность использования зарубежных нормативных документов в области энергосбережения.

Зарубежные системы нормирования энергоэффективности зданий и сооружений

Нами был выполнен анализ концепций и систем нормирования энергоэффективности зданий и сооружений, действующих в Европейском союзе и США, а также анализ специальных нормативных требований по энергосбережению при реконструкции существующих индустриальных зданий в странах Восточной Европы и Прибалтики¹. По результатам анализа сделаны следующие выводы:

1. Система стандартизации, действующая в Европейском союзе, по сравнению с системой стандартизации, действующей в США, является более разработанной, и, по мнению самих же американских специалистов: «страны Европы добились больших успехов, и этот опыт необходимо срочно изучать».

2. Система стандартизации Европейского союза основана на «Директиве 2010/31/ЕС по энергетической эффективности зданий» (Energy performance of buildings directive, EPBD), имеет системную убедительную структуру и проверена большим опытом ее реализации в различных странах Европейского союза.

Директива EPBD предусматривает 5 блоков нормативных документов (всего 65 стандартов). Общие взаимоотношения между различными европейскими стандартами и директивой EPBD определяет так называемый «зонтичный стандарт» (рис. 1). «Зонтичный стандарт» содержит общие положения, включающие структуру всех блоков нормативной системы и входящих в них 65 стандартов, общие понятия, перечень показателей энергоэффективности, их определения, обозначения и единицы измерений.

Рисунок 1 (подробнее) Структура блоков нормативов директивы 2010/31/ЕС по энергетической эффективности зданий – EPBD

Первый блок предусматривает методы определения энергетических характеристик здания с учетом показателей работы энергоисточников, их структуры и режимов эксплуатации, потерь в энергетических сетях, возможности вовлечения в энергобаланс нетрадиционной энергетики.

В том же блоке оценивается экономическая эффективность принятых энергосберегающих решений как по всем системам инженерного обеспечения зданий, так и по теплозащите ограждающих конструкций.

Показатели этого блока нормативных документов используются в дальнейшем для регулирования энергоемкости зданий в следующих моделях:

• сравнительная маркировка энергоэффективности зданий по 7-балльной шкале (A-G);
• добровольная или обязательная сертификация энергоэффективности.

Исходными данными для первого блока нормативов служат показатели третьего блока «Методы определения годового энергопотребления инженерными системами».

В свою очередь расчет годового потребления энергии ведется на основании
принятых проектных решений и расчетной установленной мощности инженерных систем (блок 2).

Выбор инженерных систем и их установленной мощности осуществляется в соответствии с системой нормативов по расчетным наружным и внутренним условиям, уровню теплозащиты ограждающих конструкций, рекомендациям по организации воздушно-теплового режима зданий (воздухораспределение, размещение отопительных устройств, блоков кондиционирования) (блок 4).

Пятый блок предусматривает стандарты по испытаниям инженерных систем и контролю энергопотребления в здании.

Директива по энергетической эффективности зданий EPBD-2010 устанавливает общую методологию требований по энергоэффективности зданий и сооружений, предоставляя возможность каждой из стран учитывать в нормах свои национальные особенности, связанные с климатом, ресурсными возможностями, состоянием экономики.

Предполагается, что национальные системы нормирования энергоэффективности зданий и сооружений интегрируют ключевые методологические стандарты директивы EPBD, позволяющие преодолеть межгосударственные барьеры. К таким стандартам относят, прежде всего, стандарты общих положений, блоки стандартов, определяющих показатели энергоемкости зданий, экономические методы оценки энергоэффективности, методы определения годового энергопотребления инженерными системами, методы испытаний и контроля энергоемкости зданий и сооружений, систему сертификации энергоэффективности зданий. При этом планируется сохранить в рамках системы, возможно, с некоторыми коррективами, национальные стандарты, определяемые в значительной мере климатом, ресурсными возможностями и уровнем экономики. К таким стандартам относят методы определения и требования к уровню теплозащиты ограждений зданий, параметры воздушно-теплового комфорта, расчетные наружные условия, методы определения расчетной мощности и технологические требования к инженерным системам.

Предполагается при этом, что для интеграции всех европейских стран в общую систему нормирования энергоэффективности зданий достаточно внедрения в национальные системы 25–30% общих методологических стандартов директивы EPBD с гармонизацией действующих национальных стандартов (70–75%).

Модель оценки энергоемкости зданий стран ЕС

Принятая в странах Европейского союза модель маркировки энергоэффективности зданий и сооружений по 7-балльной шкале (A-G) позволяет директивно регулировать динамику снижения энергоемкости строительной отрасли экономики, стимулировать вовлечение в энергетический баланс нетрадиционных и возобновляемых источников, снижать негативное воздействие на окружающую среду (рис. 2).

Рисунок 2. Европейская модель маркировки энергоэффективности зданий и сооружений по 7-балльной шкале (A-G)

Модель оценки энергоемкости зданий стран Европейского союза ориентирована не только на определение уровня теплозащиты наружных ограждающих конструкций и выбор расчетных максимальных энергетических характеристик систем инженерного обеспечения, но, главным образом, на оценку эксплуатационных динамических характеристик энергопотребления в течение всего года. В данном случае, под энергопотреблением понимаются все виды энергетических ресурсов: и тепловая энергия для систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, и электрическая энергия на системы холодоснабжения, на привод вентиляторов и насосов, на системы освещения. Более того, потребление отдельных видов энергии приводится к эквиваленту расхода первичного топлива и проводится оценка негативного воздействия на окружающую среду продуктов его сгорания, как правило, по показателю эмиссии в атмосферу углекислого газа.

Важно также понимание того, что энергоэффективность зданий и сооружений – это экономически целесообразное энергосбережение, показатель, характеризующий оптимизацию «стоимости жизненного цикла» (Life cycle cost), включая первоначальные затраты на его жизнеобеспечение, затраты на эксплуатацию, в том числе энергетические ресурсы, на экологические издержки. Срок службы здания нередко составляет 100 лет и более, и поэтому стоимость его жизненного цикла должна учитывать прогнозы изменения располагаемых энергетических ресурсов и их стоимости.

Российская система нормирования энергосбережения

Проведенный анализ требований Федерального закона № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» показывает, что они в значительной степени принципиально корреспондируются с концепцией нормирования, содержащейся в директиве 2010/31/ЕС по энергетической эффективности зданий, а содержащиеся в законе требования формально могут быть удовлетворены нормативными документами, предусмотренными директивой.

Вместе с тем, отечественная система нормирования энергосбережения и энергоэффективности строительной отрасли далеко не в полной мере подготовлена к реализации задач, поставленных Федеральным законом № 261-ФЗ.

Практика проектирования и строительства в нашей стране ориентирована на определение расчетных показателей максимального энергопотребления системами инженерного обеспечения зданий с учетом нормируемого уровня теплозащиты наружных ограждений. По расчетным максимальным показателям выбирается установленная мощность теплоэлектропотребляющего инженерного оборудования зданий.

Предпринимались попытки разработать нормативы годовой энергоемкости систем теплопотребления зданий (отопления, вентиляции) в отопительный период во взаимосвязи с уровнем теплозащиты наружных ограждений, модель энергетического паспорта зданий. К сожалению, при этом не удалось избежать серьезных системных ошибок:

• Понятие «энергоэффективность зданий» подменяется оценкой годового потребления тепловой энергии, по существу, не предъявляется требований по экономии электрической энергии на привод насосов и вентиляторов, систем кондиционирования воздуха, освещения.
• Уровень теплозащиты наружных ограждений и базовые показатели теплопотребления нормируются по стандартным для каждого региона показателям градусо-суток отопительного периода. В действительности продолжительность и средняя температура отопительного периода здания, определяющие показатель градусо-суток, в значительной степени зависят от среднесуточных внутренних тепловыделений. Например, в круглосуточных торговых комплексах типа «ОБИ», «ИКЕА», «АШАН», «МЕТРО» внутренние тепловыделения от освещения и посетителей превышают расчетные теплопотери и необходимость в отоплении зданий отсутствует, а максимальные энергетические нагрузки соответствуют летнему периоду, для которого и необходимо выбирать уровень теплозащиты ограждений.
• Общее энергопотребление объекта предлагается определять как арифметическую сумму теплопотребления и электропотребления, в то время как энергоемкость выработки электрической энергии в 2,5–3 раза выше, чем тепловой.

Перечень замечаний можно продолжить, но общий вывод по этим документам – необходима их серьезная доработка и корректировка.

Следует отметить, что стандарты EPBD в значительной мере лишены указанных недостатков.

В результате было принято решение о целесообразности гармонизации отечественной концепции энергоэффективности с концепцией стран Европейского союза, определенных «Директивой 2010/31/ЕС по энергетической эффективности зданий», с обязательным учетом отечественного опыта разработки нормативных документов, особенности состояния и развития отечественной производственно-строительной индустрии, экономики, климатических и географических особенностей. При этом имеет место еще одно важнейшее требование к отечественной концепции и системе нормативных документов – они должны быть научно гармонизированы с мировыми достижениями, то есть прежде всего здесь недопустимо механическое переписывание зарубежных нормативных требований, экономически целесообразных по соответствующим странам.

Кроме того, отечественная концепция должна учитывать следующее:

1. Прежде всего следует разработать некоторый управляющий стандарт аналогичный «зонтичному стандарту» в директиве EPBD 2010/31/ЕС, включающий структуру всех нормативных документов по энергоэффективности, взаимоотношение между ними, перечень показателей энергоэффективности, их определение, обозначение, единицы измерения.
2. В систему стандартизации в области энергосбережения и энергоэффективности зданий и сооружений следует интегрировать существующую отечественную нормативно-методическую базу в части выбора расчетной мощности инженерных систем, определения показателей воздушно-тепловой комфортности (примерно 70% документов от общего числа нормативов системы), определения показателей теплозащиты наружных ограждений зданий.
3. Следует разработать систему общих показателей энергоемкости зданий по потреблению тепловой, электрической энергии первичного топлива и эмиссии СО₂ в атмосферу, методы экономической оценки энергоэффективности зданий, гармонизированных с нормативными документами, содержащимися в блоке 1 директивы EPBD.
4. Следует разработать систему новых нормативов по определению показателей годового энергопотребления инженерными системами зданий, гармонизированных с нормативными документами, содержащимися в блоке 2 директивы EPBD.
5. Концепция нормирования энергоэффективности должна предусматривать системное развитие требований, ориентированных на строительство зданий с нулевым годовым балансом потребления энергии в ближайшие 10–15 лет и возможностями ее использования в рейтинговой оценке «зеленого» строительства.

Российская концепция нормативного обеспечения энергоэффективности, удовлетворяющая требованиям к системе нормативных документов, содержащихся в указе президента, федеральном законе и приказов министерств, реализованная по аналогии с системой нормативных документов, содержащихся в директиве EPBD, представлена в виде системы блоков на рис. 3. Главный из этих блоков предполагает разработку ГОСТа «Нормативное обеспечение энергосбережения и повышения энергетической эффективности зданий и сооружений», в котором будут изложены иерархия и структура российской системы стандартизации в области энергосбережения и энергоэффективности в строительстве.

В соответствии с Федеральным законом № 261-ФЗ установлены три основных блока нормирования:

• маркировка и сертификация энергоэффективности зданий и сооружений;
• учет энергоресурсов;
• энергетические обследования зданий.

Отечественная концепция нормирования энергоэффективности зданий и сооружений разделена на четыре категории по приоритетным срокам разработки нормативных документов: первоочередные нормативные документы; нормативные документы на ближайшую перспективу; нормативные документы, которые должны быть разработаны к 2020 году; нормативные документы, находящиеся в настоящее время в разработке или существующие.

Реализация положений Федерального закона № 261-ФЗ и подзаконных актов к нему в части энергоэффективности зданий и сооружений предполагает разработку блока первоочередных нормативов с использованием основополагающих документов европейской директивы EPBD 2010/31/ЕС.

Разработка и принятие концепции и стандартов нормирования энергоэффективности зданий и сооружений обеспечит принципиальное выполнение указа президента, закона Российской Федерации, постановлений министерств и кардинально повлияет на решение проблемы энергоэффективности при проектировании, строительстве и эксплуатации зданий.

Литература

1. Федеральный закон № 184-ФЗ от 27.12.2002 «О техническом регулировании».
2. Федеральный закон № 261-ФЗ от 23.11.2009 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
3. Directive 2010/31/EU of the European Parliament and of the Council of 19 May 2010 on the energy performance of buildings.
4. ГОСТ Р 51387–99. Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения.
5. Наумов А.Л. Маркировка энергоэффективности оборудования // АВОК.– 2006.– № 8.
6. Табунщиков Ю.А., Бродач М.М., Шилкин Н.В. Энергоэффективные здания.М. : АВОК-ПРЕСС, 2003.
7. ГОСТ Р 51380–99. Энергосбережение. Методы подтверждения соответствия показателей эффективности энергопотребляющей продукции.
8. Энергосбережение и энергоэффективность. Американский путь // АВОК.– 2010.– № 6.
9. Федеральный закон Российской Федерации от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
10. Приказ Министерства энергетики Российской Федерации от 19.04.2010 № 182 «Об утверждении требований к энергетическому паспорту, составленному по результатам обязательного энергетического обследования, и энергетическому паспорту, составленному на основании проектной документации, и правил направления копии энергетического паспорта, составленного по результатам обязательного энергетического обследования».
11. Приказ Министерства экономического развития Российской Федерации от 17.02.2010 № 61 «Об утверждении примерного перечня мероприятий в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности»
12. Постановление Правительства Российской Федерации от 20.02.2010 № 67 «О внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации по вопросам определения полномочий федеральных органов исполнительной власти в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности»
13. Постановление Правительства Российской Федерации от 25.01.2011 № 18 «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов»

¹ Концепция и система стандартизации стран Восточной Европы и Прибалтики специально разработаны применительно для капитального ремонта индустриальных зданий с целью повышения их энергоэффективности, успешно реализованы и их целесообразно распространить среди заинтересованных организаций.