Енергоефективність будівель в Україні

Енергетична ефек­тивність будів­лі

Це власти­вість будівлі, її конструктивних елементів та інже­нерного обладнан­ня забезпечувати протягом очікувано­го життєвого циклу будівлі побутові потреби людини та оптимальні мікро­кліматичні умови для її перебування та/або проживання у приміщеннях такої будів­лі при нормативно допустимому (оптималь­ному) рівні витрат енергетичних ресурсів на опалення, освітлення, вентиляцію, кондиціонування повітря, гаряче водопостачання з урахуванням місцевих кліматичних умов за ДБН В.2.6-31:2016 «Теплова ізоляція будівель» [1 ].

В Європі прийнята наступна класифікація бу­дівель, яка застосовується також і в Україні, для оцінки енергоефективності будівель при визна­ченні подальших кроків у нормуванні їх рівнів:

•  старі будівлі, що побудовані до 1970-х ро­ків (в Україні до 2007 року) і вимагають для свого опалення та охолодження близько 300 кВт-год/м2;

•  нові будівлі, які будувалися в Європі з 1970-х до 2002 року (в Україні до 2016 року) - 150 кВт-год/м2;

•  будівлі низького споживання енергії (з 2002 року в Європі не дозволено зведення будівель з великим енергоспоживанням) - 60 кВт-год/м2;

•  пасивні будівлі (прийнятий Закон, за яким з 2019 року в Європі не можна зво­дити будівлі за стан­дартами нижче ніж пасивний будинок)- 15 кВт-год/м2;

•  будівлі нульової енергії (архітектур­но має ті ж стандар­ти, що й пасивні бу­дівлі, але інженерно оснащені так, щоб споживати виключ­но тільки ту енергію, яку самі й виробля­ють) - 0 кВт-год/м2;

•  будівлі плюс енергія, які за допомогою вста­новленого на них інженерного обладнання - сонячних батарей, колекторів, теплових на­сосів, рекуператорів та інших - виробляють більше енергії, ніж самі споживають.

На нормативному рівні енергоефективність в Україні почала втілюватися в у новому будівництві та реконструкції існуючих будівель житлового й громадського призначення з виходом ДБН В.2.6- 31-2006 «Теплова ізоляція будівель» з 2007-го року і була підкріплена ДСТУ Б А.2.2-8:2010 [2], який ввів окремий розділ «Енергоефективність» у складі проектної документації. На той момент українські нормативи енергоефективності будівель відпо­відали прийнятій у Європі Директиві 2002/91/ ЄС. Основними методологічними чинниками цієї директиви є: загальні методології розрахунків; мі­німальні вимоги у новому будівництві; мінімаль­ність при реконструкції; енергетична сертифіка­ція будівель; регулярна інспекція.

На сучасному рівні нормативного забезпе­чення виступають зобов'язання України в імпле­ментації ще трьох основних директив Європей­ського Союзу:

1. Директива 2010/30/ЄС. Про вказування за допомогою маркування та стандартної інфор­мації про товар обсягів споживання енергії та інших ресурсів енергоспоживчими продуктами;
2. Директива 2010/31 /ЄС. Про енергоефективність будівель (ЕРЕЮ);
3. Директива 2006/32/ЄС. Про ефективність кінцевого використання енергії та енергетичні послуги (з 25.10.2012 EED 2012/27/ЄС Про енергоефективність).

Друга і третя директиви вже знайшли своє втілення у нормативних документах України, перша перебуває у стадії технічної підготовки, обговорення та необхідного погодження.

З виходом у 2013 році стандарту ДСТУ Б EN ISO 13790:2011 [3] відбувається перехід на но­вий рівень оцінки енерговитрат будівлі, коли поряд з опаленням передбачається врахову­вати й охолодження. Переходом на новий рі­вень проектування є вихід ДСТУ Б А.2.2-12:2015 «Енергетична ефективність будівель. Метод розрахунку енергоспоживання при опаленні, охолодженні, вентиляції, освітленні та гаря­чому водопостачанні» [7], який, враховуючи відповідні нормативи [4-6], пропонує метод розрахунку енергоспоживання при опаленні, охолодженні, вентиляції, освітленні та гарячо­му водопостачанні. Тобто з'являється можли­вість оцінити річний цикл експлуатації будівлі та його сумарні енерговитрати.

У стандарті [3] прописано три основних мето­ди оцінки енерговитрат: сезонний або місячний, спрощений погодинний та деталізованого моделю­вання. В Україні прийнято перший метод, як більш простий і який спирається на існуючий досвід ви­значення сезонних енерговитрат на опалення.

Методологія проектування енергоефективних будівель полягає в системному аналізі або дослідженні операцій, направленому на пошук альтернативних рішень та кількісного обґрунту­вання оптимальних їх варіантів.

Будівля розглядається як єдина енергетична система, що складається з незалежних підсистем:

•  зовнішнього клімату як джерела енергії і об'єкту, від якого треба захищати (ізолюва­ти) будівлю;

•  комплексу інженерних підсистем, енерге­тично пов'язаних між собою.

Основний вплив на формування теплового режиму і, відпо­відно, енергетичного статусу будівлі (енергетичних витрат на забезпечення необхідного теплового режиму) здійснює його теплоізоляційна оболонка. Від властивостей цієї енергетичної підсистеми за­лежить вибір параметрів підсистеми опалення.

Об'ємно-планувальне рішення будівлі та конструктивні принципи теплоізоляційної обо­лонки обумовлюють ступінь корисного викорис­тання енергії сонця при кліматизації внутрішнього простору будівлі. Крім того, саме ця підсистема має найбільший потенціал в підвищенні енергоефективності бу­дівель житлового та громадського призначення.

Параметри підсистеми вентилювання будівлі визначаються санітарно-гігієнічними вимогами до повітря приміщень. Наприклад, для житлових будинків розрахункова температура повітря і ви­моги до повітрообміну в приміщеннях прийма­ються не менше 20°С і 0,8 (год -1). Кількість та якість повітря обумовлена фізіологічними потребами людини, але термодинамічні його параметри мо­жуть регулюватися конструктивними елемента­ми підсистеми, ефективність роботи яких впливає на загальну енергоефективність будинку.

Сучасний стан будівництва демонструє зміну у енерговитратах будівель. Без урахування затрат на охолодження трансмісійні та витрати на інфіль­трацію (вентиляцію) у сучасних багатоповерхових будівлях складають приблизно 53%, а значна доля (47%) припадає на гаряче водопостачання.

В будівлях висотою до трьох поверхів тепло­витрати через огороджувальні конструкції значно більші. В таких будівлях особливо інтенсивно те­плообмін відбувається через конструкції покриття.

В стандарті ДСТУ Б А.2.2-12:2015 «Енергетич­на ефективність будівель. Метод розрахунку енергоспоживання при опаленні, охолодженні, вентиляції, освітленні та гарячому водопоста­чанні» [7] надана наступна схема послідовності розрахунку енергоефективності будівлі:

•  визначення границь кондиціонованих та некондиціонованих об'ємів та розподіл бу­дівлі на розрахункові зони (за необхідності);

•  визначення вхідних величин щодо тепло­ізоляційної оболонки будівлі, умов внутріш­нього і зовнішнього середовища, моделі за­йнятості (роботи) та інженерних систем для кожної зони;

•  розрахунок теплопередачі трансмісією та вентиляцією для кожної зони будівлі та мі­сяця року;

•  розрахунок внутрішніх та сонячних тепло­вих надходжень для кожної зони будівлі та місяця року;

•  розрахунок енергопотреби для опалення, охолодження, вентиляції та гарячого во­допостачання (ГВП) для кожної зони будівлі та місяця року;

•  розрахунок додаткової енергії, теплових втрат систем виділення, розподілення та вироблення енергії для кожної зони будівлі та місяця року;

•  розрахунок енергоспоживання при опа­ленні, охолодженні, вентиляції, ГВП та освітлення для кожної зони будівлі та міся­ця року;

•  підсумовування результатів енергоспожи­вання для всієї будівлі за рік;

•  складання звіту для будівлі.

Слід зауважити, що відтепер при проекту­ванні будівель в Україні головною вимогою стає досягнення нормованого рівня енергоефектив­ності, яке забезпечується в тому числі контро­льованим рівнем тепловитрат трансмісією через зовнішню оболонку. Але вимога до показників опорів теплопередачі її окремих конструктив­них елементів виступає не головною.

Загальний показник енергоефективності бу­дівлі ЕР згідно ДБН В.2.6-З1:2016 повинен ви­значатися за умовою:

EP EPmax де ЕР - розрахункова або фактична де ЕР - розрахункова або фактична питома річна енергопотреба будівлі;

ЕРmax - максимально допустиме значення пи­томої річної енергопотреби будівлі, кВт-год/м2 або кВт-год/м3, що встановлюють за таблицею 1 залежно від призначення будівлі, її поверховості та температурної зони експлуатації.

Розрахункове значення ЕР визначають за формулою:

для житлових будинків

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

для громадських (нежитлових) будівель

EP=0_H,nd + 0_C,nd+ Q_DHW,nd /V   

 де 0_{H,nd ,} 0_{C,nd ,} Q_DHW,nd - річна енергопотреба будівлі для опалення, охолодження та гарячо­го водопостачання, відповідно, кВт год;

Аf, V-кондиціонована (опалювальна) площа для житлової, м², та кондиціонований об'єм для громадської будівлі (або її частини), м³.

Фактичне значення ЕР визначають за ДСТУ Б В.2.2-39:2016 «Методи та етапи проведення енергетичного аудиту будівель».

Для будівель, що підлягають термомодернізації, допускається приймати збільшені значен­ня максимальної річної питомої енергопотреби з коефіцієнтом 1  1,25 до ЕР_тах.

В Україні прийнято визначати сім класів енергоефективності, що наведені в таблиці 2. При но­вому будівництві та термомодернізації існуючої забудови клас енергоефективності повинен бути не нижчим за «С». Інженерні системи повинні мати також клас енергоефективності не нижчий за «С».

Таблиця 1. Нормативна максимальна питома енергопотреба для житлових та громадських будівель (ЕР_max)

 Таблиця 2. Класифікація будинків за енергетичною ефективністю

При виконанні умови з енергоефективності (клас не нижче С) допускається застосовувати окремі конструктивні елементи теплоізоляцій­ної оболонки зі зниженими значеннями опору теплопередачі до рівня 75 % від R_qmin  для не­прозорих частин зовнішніх стін і до рівня 80 % від R_qmin для інших огороджувальних конструк­цій при обов'язковому виконанні санітарно - технічних умов.

Таким чином, станом на 1 квітня 2017 року в Україні діють досить жорсткі вимоги до енергетич­ної ефективності будівель.

Нові будівлі необхідно обов'язково проектувати з низьким споживанням енергії - класу С або В та втілювати прогресивні за­ходи по конструюванню зовнішніх огороджуваль­них конструкцій будівель та інженерного облад­нання для проектування пасивних будівель класу А.

Зводити нові будівлі з великим споживанням енер­гії - класів D, Е, F і G - в Україні не дозволяється.

Будівельна ліцензія

Енергоаудит - сертифікація енергетичної ефективності