Критерии энергоэффективности в «зеленом» строительстве

Ю. А. Табунщиков, президент НП «АВОК»

А. Л. Наумов, вице-президент НП «АВОК», генеральный директор ООО «НПО ТЕРМЭК»

Ю. В. Миллер, инженер научно-исследовательского отдела НП «АВОК»

В середине октября прошлого года введен в действие первый национальный российский стандарт СТО НОСТРОЙ 2.35.4–2011 «”Зеленое строительство”. Здания жилые и общественные. Рейтинговая система оценки устойчивости среды обитания».

Теперь архитекторы, проектировщики, строители, девелоперы получили реальный инструмент, позволяющий реализовывать экологические проекты, поскольку данный документ определяет четкие количественные и качественные критерии для оценки зданий. И при достижении соответствия принципам устойчивого развития важнейшее значение отводится требованиям по энергоэффективности.

Конкурс «Зеленое Строительство»

Документ национальной значимости

В некоторых странах мира уже разработаны и действуют методы оценки экологически чистого и устойчивого развития строительства, которые включают и критерии энергоэффективности зданий.

В России также ведутся работы по созданию так называемых «зеленых» стандартов. За последнее время ряд российских организаций проводит активную деятельность по разработке «зеленых» стандартов. Среди них можно назвать Совет по экологическому строительству (RuGBC), Совет по экоустойчивой архитектуре Союза архитекторов России, Национальное объединение строителей (НОСТРОЙ), Государственную корпорацию «Олимпстрой», НП «Центр экологической сертификации – ЗЕЛЕНЫЕ СТАНДАРТЫ».

Однако разработка национальных стандартов дело непростое. Почему? Саму рейтинговую систему разработать не очень сложно: любой подготовленный специалист сможет определить, какие факторы надо учитывать при экологической оценке зданий. Трудности возникают на этапе создания доказательной базы, которая должна опираться либо на систему действующих нормативных документов, либо на контрольные (целевые) значения, подтвержденные практикой и подкрепленные расчетами. Вот эта доказательная база и представляет главную проблему.

Разработать такой документ удалось пока только Национальному объединению строителей при помощи специалистов НП «АВОК» (ответственный исполнитель), имеющих опыт в области подготовки нормативных документов, накопленный в течение 20 лет.

Творческой группе, работающей над «зеленым» стандартом, удалось определить целевые значения, прежде всего, для критериев энергоэффективности. Следует отметить, что контрольные значения многих показателей были получены впервые. Среди них – базовый уровень удельного расхода электроэнергии на систему кондиционирования общественных зданий, базовый уровень удельного расхода тепловой энергии на систему горячего водоснабжения офисных и административных зданий и многое другое.

Давайте на примере первого национального «зеленого» стандарта разберемся, по каким критериям оценивается экономия энергетических ресурсов, потребляемых зданием. Но вначале…

Немного истории

Начиная с 1974 года, после мирового энергетического кризиса, в строительной практике появилось направление, получившее название «строительство энергоэффективных зданий», и довольно интенсивно начали создаваться научные основы проектирования таких зданий, которые не только не утратили актуальности до настоящего времени, но востребованность в которых постоянно возрастает – смещаются только акценты.

C 1980-х годов особое внимание уделяется экологической безопасности жилища и качеству внутреннего воздуха. Формируется следующая закономерность: среди энергоэффективных технологий приоритет имеют те, которые способствуют повышению качества внутреннего воздуха и улучшают экологическую безопасность жи--лища.

С конца 1990-х годов к требованиям к энергоэффективности и экологичности добавляются требования, которые обеспечивают защиту окружающей среды. Самой главной идеей для строительства XXI века является положение о том, что природа не является пассивным фоном нашей деятельности: в результате профессионального подхода может быть создана новая природная среда, обладающая более высокими комфортными показателями для градостроительства и являющаяся в то же время энергетическим источником для климатизации здания. Здание необходимо рассматривать в совокупности с окружающей средой – как единую систему. Такой подход
привел к появлению нового понятия – «здание как среда обитания».

Термин «здание как среда обитания человека» относится не только к самому строительному объекту, но и ко всему, что включает в себя понятие «среда обитания», например, находящиеся поблизости парковые зоны, спортивные и детские площадки, места для автомобильных и велосипедных стоянок, дорога от остановок общественного транспорта и т. д.

В связи с этим ставится задача создания методов оценки здания как среды обитания человека. Страны, осознавшие важность решения данной задачи, начали разрабатывать собственные методы оценки экологически чистого и устойчивого развития строительства. С этой целью были созданы Советы по строительству «зеленых» зданий (Green Building Council). В их функции входит продвижение методов проектирования, строительства и эксплуатации зданий в соответствии с принципами устойчивого развития.

Наиболее известными сегодня методами оценки являются:

• Руководство по энергетическому и экологическому проектированию (LEED), разработчиком которого являются ASHRAE и Совет по архитектуре и строительству «зеленых» зданий (США). Руководство LEED содействует глобальному внедрению эффективных технологий строительства экологически чистых и устойчивых зданий благодаря разработке и внедрению универсальных инструментов и критериев энергоэффективности;
• метод экологической экспертизы (BREEAM), разработанный Исследовательским центром по вопросам строительства зданий (The Building Research Establishment, BRE) (Великобритания). BREEAM затрагивает девять направлений: вредные выбросы в атмосферу, землепользование и экология, отходы, материалы, водопользование, транспорт, энергетика, здоровье и благоустройство, менеджмент;
• сертификат устойчивого строительства (German Sustainable Building Certificate). Был создан Немецким советом по экологически чистым и устойчивым зданиям DGNB совместно с Федеральным министерством транспорта, строительства и городского развития (BMVBS). На оценку зданий влияют шесть критериев: экологический, экономический, социокультурный и функциональный, технологический, эксплуатационный и по местоположению.

Новые знания

Возникает вопрос: нужны ли архитектору и инженеру новые знания, чтобы запроектировать здание, соответствующее требованиям «зеленых» стандартов? Постараемся кратко ответить, рассмотрев требования рейтинговой системы оценки «зеленых» зданий в части повышения их энергоэффективности.

Справочники по «зеленым» зданиям содержат разделы, относящиеся к повышению энергоэффективности зданий и рекомендующие:

• уменьшить потребности в энергии. Имеется в виду применение архитектурных, инженерных и конструктивных энергосбегающих решений. По каждому из этих направлений сформулированы рекомендации и приводятся ссылки на соответствующие стандарты, публикации и исследования;
• использовать возобновляемые источники энергии. Прежде всего, предполагается применение технических решений интегрирования солнечных коллекторов, тепловых насосов, биотехнологий и т. п. в систему энергоснабжения здания;
• оптимально использовать затребованную энергию. Это наиболее творческий раздел, предполагающий энергетическое сравнение различных технологий отопления, вентиляции, кондиционирования, холодоснабжения и основанный, главным образом, на результатах математического моделирования здания как единой энергетической системы.

В Стандарте СТО НОСТРОЙ 2.35.4–2011 «”Зеленое строительство”. Здания жилые и общественные. Рейтинговая система оценки устойчивости среды обитания» содержится рейтинговая система оценки устойчивости среды обитания, которая представляет собой совокупность количественных и качественных критериев для оценки зданий как среды обитания человека, характеризующих уровень комфортности, энергоэффективности, экологичности и защиты окружающей среды в соответствии с принципами устойчивого развития.

Приведенные в Стандарте критерии сгруппированы в 10 категориях, весомость которых указана в табл. 1.

«Зеленые» здания и энергоэффективность

Особое внимание в системе рейтинговой оценки устойчивости среды обитания уделено экономии энергетических ресурсов.

Например, категория «Качество архитектуры и планировки объекта» содержит критерий «Обеспеченность здания естественным освещением», который оценивает процент превышения нормативного коэффициента естественной освещенности (КЕО) в помещениях здания. Это в свою очередь обеспечивает снижение потребления электрической энергии на освещение, а также повышение качества среды обитания.

В этой же категории содержится критерий «Оптимальность формы и ориентации здания», позволяющий оценить степень учета теплоэнергетического воздействия наружного климата на оболочку здания с помощью коэффициента тепловой эффективности здания. Этот коэффициент определяется отношением минимального удельного расхода тепловой энергии на отопление здания к расчетному, принятому к проектированию.

Методика определения величины минимального удельного расхода тепловой энергии на отопление здания была разработана профессором М. М. Бродач. Принципиальным отличием расчетной величины удельного расхода тепловой энергии, полученной по указанной методике и согласно МГСН 2.01–99, является то, что в первом случае расчет дает минимальное значение расчетного удельного расхода энергии на отопление здания, когда его ориентация и форма оптимальным образом учитывают теплоэнергетическое воздействие наружного климата на здание. Такой подход при проектировании позволяет минимизировать отрицательное влияние наружного климата на оболочку здания, что способствует снижению потребления топливно-энергетических ресурсов в течение отопительного периода.

Категория «Комфорт и экология внутренней среды» включает критерий «Контроль и управление системами инженерного обеспечения здания». Оценивается наличие центральной системы управления зданием с возможностью индивидуального (зонального) регулирования и наличие локальных систем автоматизации систем инженерного обеспечения здания, что также способствует снижению энергопотребления, например, за счет выбора эффективных алгоритмов управления расходом тепловой энергии на отопление, учитывающих заполняемость помещений, режим их использования, предпочтения пользователей и т. д.

Из табл. 1 следует, что наиболее весомой категорией оценки устойчивости среды обитания является «Энергосбережение и энергоэффективность». Данная категория включает критерии оценки энергопотребления инженерными системами здания в отдельности и суммарный расход первичной энергии:

• расход тепловой энергии на системы отопления и вентиляции. Данный критерий оценивает снижение базового удельного расхода тепловой энергии на систему отопления. Базовый удельный расход – расчетно определяемая величина, которая является уровнем сравнения общественно приемлемого уровня расходов и приемлемого уровня для использования в качестве нормы для массового строительства. Значения базовых удельных расходов приведены в приложении Стандарта;
• расход тепловой энергии на систему горячего водоснабжения. Оценивается снижение базового удельного расхода тепловой энергии на систему горячего водоснабжения здания;
• расход электроэнергии, оценивается по критериям: снижение базового удельного расхода электроэнергии на освещение здания; снижение базового удельного расхода электроэнергии на системы инженерного обеспечения здания; снижение базового удельного расхода электроэнергии на систему кондиционирования.

Отдельно оценивается установка энергопотребляющего оборудования и электротехнических изделий, имеющих маркировку не ниже двух высших классов по энергоэффективности;

•  удельный суммарный расход первичной энергии на системы инженерного обеспечения здания, оценивается как снижение базовой удельной эксплуатационной энергоемкости здания.

Такой подход позволяет провести полный анализ энергопотребления здания и суммарного влияния энергосберегающих мероприятий, что соответствует Постановлению Правительства РФ № 18 «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов».

Кроме того, в Стандарте отдельно выделена категория «Применение альтернативной и возобновляемой энергии», которая оценивает долю вторичной и возобновляемой энергии в годовом энергобалансе объекта, что способствует достижению высоких показателей энергоэффективности и отвечает требованиям устойчивости среды обитания.

В совокупности требования рейтинговой системы направлены на сокращение потребления энергетических ресурсов, использование нетрадиционных, возобновляемых и вторичных энергетических ресурсов, рациональное водопользование, снижение вредных воздействий на окружающую среду в процессе строительства и эксплуатации здания, включая придомовую территорию, при обеспечении комфортной среды обитания человека и адекватной экономической рентабельности архитектурных, конструктивных и инженерных решений.

Использовать рейтинговую систему предполагается при проектировании, экспертизе, строительстве, вводе в эксплуатацию и в процессе эксплуатации построенных, реконструированных или прошедших капитальный ремонт жилых и общественных зданий.

В зависимости от суммы набранных баллов, зданию присваивается класс устойчивости среды обитания и выдается сертификат согласно табл. 2.

Таблица 2 Классы оценки устойчивости среды обитания

S-фактор, баллы 520–650 420–519 340–419 260–339 170–259 100–169 0–99 Классы оценки A B C D (E) (F) (G) Знаки оценки

Национальный стандарт рейтинговой системы оценки устойчивости среды обитания для жилых и общественных зданий может являться основой для развития методов оценки применительно к зданиям различного технологического назначения.

По заданию НОСТРОЙ творческим коллективом, возглавляемым некоммерческим партнерством «АВОК», при участии ОАО «ЦНИИПромзданий» и ООО «НПО ТЭРМЕК» был разработан стандарт СТО НОСТРОЙ 2.35.4–2011 «”Зеленое строительство”. Здания жилые и общественные. Рейтинговая система оценки устойчивости среды обитания».

В стандарте содержится рейтинговая система оценки устойчивости среды обитания, которая представляет собой совокупность количественных и качественных критериев для оценки зданий как среды обитания человека, характеризующих уровень комфортности, энергоэффективности, экологичности и защиты окружающей среды в соответствии с принципами устойчивого развития.