Энергоэффективность зданий в Украине

Энергетическая эффективность здания

Это свойство здания, его конструктивных элементов и инженерного оборудования обеспечивать в течение ожидаемого жизненного цикла здания бытовые потребности человека и оптимальные микроклиматические условия для ее пребывания и / или проживания в помещениях такого здания при нормативно допустимом (оптимальном) уровне расходов энергетических ресурсов на отопление , освещение, вентиляцию, кондиционирование воздуха, горячее водоснабжение с учетом местных климатических условий по ДБН В.2.6-31: 2016 «Тепловая изоляция зданий»[1].

В Европе принята следующая классификация зданий, которая применяется также и в Украине, для оценки энергоэффективности зданий при определении дальнейших шагов в нормировании их уровней:

•  старые здания, построенные до 1970-х годов (в Украине до 2007 года) и требуют для своего отопления и охлаждения около 300 кВт-ч / м2;

•  новые здания, которые строились в Европе с 1970-х до 2002 года (в Украине до 2016 года) - 150 кВт-ч / м2;

•  здания низкого энергопотребления (с 2002 года в Европе не разрешено возведение зданий с большим энергопотреблением) - 60 кВт-ч / м2;

•  пассивные здания (принят закон, по которому с 2019 года в Европе нельзя возводить здания по стандартам ниже пассивный дом) - 15 кВт-ч / м2;

•  здания нулевой энергии (архитектурно имеет те же стандарты, что и пассивные здания, но инженерно оснащены так, чтобы потреблять исключительно только ту энергию, которую сами и производят) - 0 кВт-ч / м2;

•  здания плюс энергия, которые с помощью установленного на них инженерного оборудования - солнечных батарей, коллекторов, тепловых насосов, рекуператоров и других - производят больше энергии, чем сами потребляют.

На нормативном уровне энергоэффективность в Украине начала воплощаться в в новом строительстве и реконструкции существующих зданий жилого и общественного назначения с выходом ДБН В.2.6- 31-2006 «Тепловая изоляция зданий» с 2007 года и была подкреплена ДСТУ Б А.2.2-8 : 2010 [2], который ввел отдельный раздел «Энергоэффективность» в составе проектной документации. На тот момент украинские нормативы энергоэффективности зданий соответствовали принятой в Европе Директиве 2002/91 / ЕС. Основными методологическими факторами этой директивы являются:

общее методологии расчетов;

минимальные требования в новом строительстве;

минимальность при реконструкции;

энергетическая сертификация зданий;

регулярная инспекция.

На современном уровне нормативного обеспечения выступают обязательства Украины в имплементации еще трех основных директив Европейского Союза:

1. Директива 2010/30 / ЕС. О указания с помощью маркировки и стандартной информации о товаре объемов потребления энергии и других ресурсов енергоспоживчимы продуктами;
2. Директива 2010/31 / ЕС. Об энергоэффективности зданий (ЕРЕЮ);
3. Директива 2006/32 / ЕС. Об эффективности конечного использования энергии и энергетические услуги (с 25.10.2012 EED 2012/27 / ЕС о энергоэффективность).

Вторая и третья директивы уже нашли свое воплощение в нормативных документах Украины, первая находится в стадии технической подготовки, обсуждения и необходимого согласования.

С выходом в 2013 году стандарта ДСТУ Б EN ISO 13790: 2011 [3] происходит переход на новый уровень оценки энергозатрат здания, когда рядом с отоплением предполагается учитывать и охлаждения. Переходом на новый уровень проектирования выход ДСТУ Б А.2.2-12: 2015 «Энергетическая эффективность зданий. Метод расчета энергопотребления при отоплении, охлаждении, вентиляции, освещении и горячем водоснабжении »[7], который, учитывая соответствующие нормативы [4-6], предлагает метод расчета энергопотребления при отоплении, охлаждении, вентиляции, освещении и горячем водоснабжении. То есть появляется возможность оценить годовой цикл эксплуатации здания и его суммарные энергозатраты.

В стандарте [3] прописано три основных метода оценки энергозатрат: сезонный или месячный, упрощенный почасовой и детализированного моделирования. В Украине принят первый метод, как более простой и опирающийся на существующий опыт определения сезонных энергозатрат на отопление.

Методология проектирования энергоэффективных зданий заключается в системном анализе или исследовании операций, направленном на поиск альтернативных решений и количественного обоснования оптимальных их вариантов.

Здание рассматривается как единая энергетическая система, состоящая из независимых подсистем:

внешнего климата как источника энергии и объекта, от которого надо защищать (изолировать) здание;

комплекса инженерных подсистем, энергетически связанных между собой.

Основное влияние на формирование теплового режима и, соответственно, энергетического статуса здания (энергетических затрат на обеспечение необходимого теплового режима) осуществляет его теплоизоляционная оболочка. От свойств этой энергетической подсистемы зависит выбор параметров подсистемы отопления.

Объемно-планировочное решение здания и конструктивные принципы теплоизоляционной оболочки обусловливают степень полезного использования энергии солнца при климатизации внутреннего пространства здания. Кроме того, именно эта подсистема имеет наибольший потенциал в повышении энергоэффективности зданий жилого и общественного назначения.

Параметры подсистемы вентиляции здания определяются санитарно-гигиеническими требованиями к воздуху помещений. Например, для жилых домов расчетная температура воздуха и требования к воздухообмену в помещениях принимаются не менее 20 ° С и 0,8 (ч 1). Количество и качество воздуха обусловлена физиологическими потребностями человека, но термодинамические его параметры могут регулироваться конструктивными элементами подсистемы, эффективность работы которых влияет на общую энергоэффективность дома.

Современное состояние строительства демонстрирует изменение в энергозатратах зданий. Без учета затрат на охлаждение трансмиссионные и расходы на инфильтрацию (вентиляцию) в современных многоэтажных зданиях составляют примерно 53%, а значительная доля (47%) приходится на горячее водоснабжение.

В зданиях высотой до трех этажей теплопотери через ограждающие конструкции значительно больше. В таких зданиях особенно интенсивно теплообмен происходит через конструкции покрытия.

В стандарте ГОСТ А.2.2-12: 2015 «Энергетическая эффективность зданий. Метод расчета энергопотребления при отоплении, охлаждении, вентиляции, освещении и горячем водоснабжении »[7] предоставлена следующая схема последовательности расчета энергоэффективности здания:

•  определение границ кондиционированных и некондиционованих объемов и распределение здания на расчетные зоны (при необходимости);

•  определение входных величин по теплоизоляционной оболочки здания, условиям внутренней и внешней среды, модели занятости (работы) и инженерных систем для каждой зоны;

•  расчет теплопередачи трансмиссией и вентиляцией для каждой зоны здания и месяца года;

•  расчет внутренних и солнечных тепловых поступлений для каждой зоны здания и месяца года;

•  расчет энергопотребности для отопления, охлаждения, вентиляции и горячего водоснабжения (ГВС) для каждой зоны здания и месяца года;

•  расчет дополнительной энергии, тепловых потерь систем выделения, распределения и выработки энергии для каждой зоны здания и месяца года;

•  расчет энергопотребления при отоплении, охлаждении, вентиляции, ГВС и освещения для каждой зоны здания и месяца года;

•  суммирования результатов энергопотребления для всего здания в год;

•  составление отчета для здания.

Следует заметить, что отныне при проектировании зданий в Украине главным требованием становится достижение нормированного уровня энергоэффективности, которое обеспечивается в том числе контролируемым уровнем теплопотерь трансмиссией через внешнюю оболочку. Но требование к показателям сопротивлений теплопередачи ее отдельных конструктивных элементов выступает не главной.

Общий показатель энергоэффективности здания ЕР согласно ДБН В.2.6-С1: 2016 должен определяться условием:

EP EPmax где ЭР - расчетная или фактическая где ЭР - расчетная или фактическая удельная летняя энергопотребностей здания;

ЕРmax - максимально допустимое значение удельного летней энергопотребности здания, кВт-ч / м2 или кВт-ч / м3, что устанавливают по таблице 1 в зависимости от назначения здания, его этажности и температурной зоны эксплуатации.

Расчетное значение ЕР определяют по формуле:

для жилых домов

 ЕР=(0_{H,nd +} 0_{C,nd +} Q_DHW,nd)/А_f

для общественных (нежилых) зданий

EP=0_H,nd + 0_C,nd+ Q_DHW,nd /V   

где 0_{H,nd ,} 0_{C,nd ,} Q_DHW,nd - летняя энергопотребностей здания для отопления, охлаждения и горячего водоснабжения, соответственно, кВт ч;

Аf, V-кондиционированная (отапливаемая) площадь для жилой, м², и кондиционированный объем для общественного здания (или его части), м³.

Фактическое значение ЕР определяют по ГОСТ В.2.2-39: 2016 «Методы и этапы проведения энергетического аудита зданий».

Для зданий, подлежащих термомодернизации, допускается принимать увеличенные значения максимальной годовой удельной энергопотребности с коэффициентом 1  1,25 до ЕР_тах.

В Украине принято определять семь классов энергоэффективности, приведенные в таблице 2.

При новом строительстве и термомодернизации существующей застройки класс энергоэффективности должен быть не ниже «С». Инженерные системы должны иметь также класс энергоэффективности не ниже «С».

Таблица 1. Нормативная максимальный удельный энергопотребностей для жилых и общественных зданий (ЕР_max)

 Таблица 2. Классификация зданий по энергетической эффективности

При выполнении условия по энергоэффективности (класс не ниже С) допускается применять отдельные конструктивные элементы теплоизоляционной оболочки с пониженными значениями сопротивления теплопередачи до уровня 75% от R_qmin  для непрозрачных частей наружных стен и до уровня 80% от R_qmin для других ограждающих конструкций при обязательном выполнении санитарно - технических условий.

Таким образом, по состоянию на 1 апреля 2017 года в Украине действуют достаточно жесткие требования к энергетической эффективности зданий.

Новые здания необходимо обязательно проектировать с низким потреблением энергии - класса С или В и воплощать прогрессивные меры по конструированию наружных ограждающих конструкций зданий и инженерного оборудования для проектирования пассивных зданий класса А.

Возводить новые здания с большим потреблением энергии - классов D, Е, F и G - в Украине не допускается.

 Строительная лицензия

Энергоаудит - сертификация энергетической эффективности.