В упомянутой во вступлении к статье Климатической доктрине РФ [1] ставится задача: «Ключевой долгосрочной целью климатической политики с учётом национальных интересов и приоритетов социально-экономического развития является достижение не позднее 2060 года баланса между антропогенными выбросами парниковых газов и их поглощением».
В пунктах 39, 41 Доктрины в качестве «мер, обеспечивающих эту цель», на первое место ставится: «а) повышение энергетической эффективности во всех отраслях экономики», а затем уже «б) развитие использования возобновляемых и альтернативных источников энергии с низким уровнем выбросов парниковых газов…» И эта цель особенно актуальна для строящихся и капитально ремонтируемых зданий, потому что среди других секторов экономики в секторе зданий и жилищно-коммунального хозяйства заложены наибольшие возможности не только физического снижения потребления энергии, но и достижения полной углеродной нейтральности.
Состояние нормативно-технической базы в области энергоэффективности зданий
Согласно Постановлению Правительства РФ №18 «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности зданий и требований к правилам определения класса энергоэффективности многоквартирных домов» [2], предполагалось повысить энергоэффективность зданий путём снижения годового теплопотребления на отопление и вентиляцию не менее чем на 15% с 2011 года, на 30% с 2016-го и на 40% — с 2020 года по отношению к базовому уровню, но эти задания были сорваны, как и принятое взамен Постановление Правительства РФ №603 [3], по которому намечалось снижение теплопотребления зданий на 20% с 2018 года (по отношению к тому же базовому году) и с 2023-го — на 40%, но они тоже не были выполнены. На смену им вышло новое ППРФ №1628 [4] с тем же названием, по которому вообще не предусмотрена динамика повышения энергоэффективности зданий — она остаётся на уровне требований СНиП 23-02-2023 «Тепловая защита зданий» [5], который был отменен, а вместо него появился новый СП 50.13330.2012 [6], актуализирующий этот СНиП, да так, что при его реализации, по словам исследователей [7]: «до 1 марта 2028 года для выполнения требований по классам энергоэффективности снижение удельного расхода теплоты на отопление и вентиляцию не требуется».
Это при том, что в странах Евросоюза — после того, как мы в начале этого века сравнялись с ними по уровню энергоэффективности зданий, — уже прошли три волны повышения энергоэффективности, а у нас она не только осталась на том же уровне, но и скатилась до показателей прошлого века [8]. И связано это не с тем, что в России невозможно исполнить эту важнейшую задачу, которая способствует сокращению выбросов углекислого газа (CO2), а с нежеланием изменений со стороны Минстроя России и подведомственных ему ещё сохранившихся по названию научных институтов.
Одним из примеров бюрократической волокиты, приносящей вред нашей стране, была история с моим предложением о включении поправок в Изменения №2 к СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» [9], подготавливаемые обновлённым авторским коллективом под эгидой НИИ строительной физики РААСН. Моё предложение было опубликовано в журнале СОК [10], продолжение — также в СОК в [11].
Суть его вкратце заключалась в следующем: в Приложении А (к этому СП 60 [9]) «Расчёт тепловых нагрузок на системы отопления и вентиляции» приводится общая формула (А. 1) расхода теплоты (тепловая нагрузка) на нужды отопления и вентиляции Qовр, где правильно представлены все составляющие теплового баланса отапливаемых помещений здания, в том числе и бытовые теплопоступления Qбыт, но после этого текст Приложения А, поясняющий формулу (А. 1), заканчивается, как будто его кто-то оборвал, и не разъясняется, как определять эти теплопоступления, что позволяет проектировщику не учитывать внутренние теплопоступления при определении тепловой нагрузки системы отопления зданий. Я предлагал дополнить Приложение А текстом, поясняющим, как определять величину бытовых теплопоступлений в зависимости от плотности заселения квартир либо офисов и других общественных зданий с табл. А. 1 «Исходные данные для расчёта удельной величины среднечасовых бытовых теплопоступлений за рабочее время в течение отопительного периода и впервые для периода охлаждения» (обоснование показателей данной таблицы приведено в журнале СОК [12]).
Кроме этих публикаций, я отправил письма с моими предложениями ответственному секретарю ТК 465 «Строительство» ФАУ «ФЦС» А. Ю. Неклюдову (10 и 16 января 2021 года), заместителю директора Департамента градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и ЖКХ Российской Федерации А. Ю. Степанову (15 февраля 2021 года) и заместителю министра Минстроя России Д. А. Волкову (17 февраля 2021 года). Ответа либо не было, либо письма советовали послать по другому адресу. 16 и 22 марта 2023 года я возобновил переписку с ведущим по этому направлению специалистом в авторском коллективе СП 60.13330.2020, после этого 11 апреля послал ему же своё удивление, что не увидел в сводке замечаний к изменениям СП 60 [9] моих предложений к основному тексту документа (четыре замечания) и отдельных замечаний по пунктам к Приложению А. 17 апреля 2023 года я предложил повторно прочитать каждый предлагаемый пункт данного Приложения А и объяснить его назначение и необходимость.
После получения очередного письма-отписки 19 мая 2023 года я отправил предложения к Изменениям №2 СП 60 директору ФАУ «ФЦС», осуществляющего надзор за нормативно-техническими документами в строительстве. 23 мая был получен ответ, что ФАУ «ФЦС» направляет директору НИИСФ для учёта в работе над второй редакцией проекта Изменений №2 к СП 60 замечания и предложения В. И. Ливчака, поступившие по результатам публичного обсуждения проекта первой редакции указанного документа.
После этого были мои очные выступления перед представителями авторского коллектива СП 60 в АВОКе, перед подкомитетом ТК 14 в НИИСФ и ещё одно с участием представителя ФАУ «ФЦС». В результате мои предложения были отклонены под предлогом «более прогрессивного решения» об исключении из текста СП 60 предложений учёта бытовых теплопоступлений в расчётах как «устаревшего положения»?! Об этом мне было объявлено устно, хотя и были отдельные положительные отзывы и предложения разместить заявленные изменения в СП 510.1325800.2022 «Тепловые пункты зданий» [13], но никакого протокола обсуждения с заключением я не получил. 9 августа 2023 года Изменения №2 к СП 60 были утверждены приказом Минстроя №573 [14] без изменений текста Приложения А к СП 60.13330.2020 [9] (без указания величин бытовых теплопоступлений в жилых и общественных зданиях).
Следует иметь в виду, что неучёт или занижение величин бытовых теплопоступлений при расчёте тепловой нагрузки приводят к запасу тепловой мощности системы отопления, а нереализованный запас вызывает перерасход теплоты, подаваемой на отопление. Поэтому, даже если при расчёте тепловой мощности вводится запас на удаление влаги из бетонных конструкций в первый год эксплуатации после окончания строительства или предусмотрен запас при подборе поверхности нагрева отопительных приборов для возможности компенсации каких-то локальных недостатков увеличенным расходом теплоносителя путём открытия клапана терморегулятора, установленного на отопительных приборах, следует всё равно учитывать бытовые теплопоступления, потому что они никак не связаны с указанными причинами. А чтобы созданный запас не приводил к перегреву здания после удаления влаги из ограждающих конструкций или из-за того, что локальные недостатки — это явление исключительное (встречается в одном либо в ограниченном количестве помещений, но на стадии проектирования неизвестно в каком), запас вводится на все отопительные приборы.
Во избежание перегрева всего здания необходимо пересчитать с учётом выявленного запаса тепловой мощности новые расчётные параметры теплоносителя по формулам, предложенным нами в дополнении к Приложению А. 1. Например, чтобы устранить запас тепловой мощности системы отопления в 20%, параметры теплоносителя, циркулирующего в системе отопления, должны быть в расчётных условиях 84/63°C вместо 95/70°C. Но для выявления этого запаса мощности необходимо в разделе проекта, посвящённого энергоэффективности, определить ожидаемую тепловую нагрузку системы отопления по соответствующей методике с учётом бытовых теплопоступлений и нормируемого воздухообмена и сравнить её с определённой в разделе «Отопление и вентиляция» (ОВ) проекта. Эта методика изложена в предлагаемых мной дополнениях к СП 60. Здесь же приведём результаты моих расчётов, показывающие, к чему приводит пренебрежение этими теплопоступлениями.
Влияние бытовых теплопоступлений при расчёте систем отопления
а) В отношении многоквартирных домов (МКД). Выполненные мною расчёты показывают, что для 12-этажного 84-квартирного дома московской типовой серии II-18–01/12 с плотностью заселения 20 м² площади квартиры на человека (из чего по табл. А. 1 следует, что удельные бытовые теплопоступления равны qбыт = 17 Вт на 1 м² жилой площади квартиры, а вентиляционный воздухообмен составляет 30 м³/ч на человека) и расположенного в Центральном регионе (ГСОП = 4550 градусо-суток), наружные ограждения которого соответствуют базовому уровню теплозащиты по СП 50.13330.2012 [6] с Изменением №1, доля бытовых теплопоступлений по отношению к расчётной тепловой нагрузке системы отопления составит: Qбыт/Qотр = 42,4/169,2 = 0,25, и отопление должно прекращаться при tн.приQот=0 = 11°C.
Если же будет принята заниженная величина удельных бытовых теплопоступлений, например, qбыт = 10 Вт/м², то Qбыт/Qотр = 25/188,4 = 0,13, tн.приQот=0 = 14,7°C, и возникнет запас тепловой нагрузки системы отопления по отношению к предыдущему решению:
Qот.приqбыт=10р/Qот.приqбыт=17р = 188,4/169,2 = 1,11.
Если вовсе не учитывать бытовых теплопоступлений, то Qбыт/Qотр = 0/215,9 = 0, и запас тепловой нагрузки возрастёт до
Qот.приqбыт=0р/Qот.приqбыт=17р = 215,9/169,2 = 1,28.
Если для тех же условий повысить теплозащиту несветопрозрачных ограждений в 1,5 раза выше базовых значений и принять окна уже выпускаемой нашими изготовителями конструкции с сопротивлением теплопередаче Roок = 1,2 м²·°C/Вт, то, поскольку теплопотери наружных ограждений станут меньше, а бытовые теплопоступления практически не меняются по абсолютной величине, их доля в тепловом балансе дома возрастёт до:
Qбыт/Qотр = 38,9/110,4 = 0,35
(согласно намечаемой динамике повышения энергоэффективности такие здания начнут строить с 2030 года, когда плотность заселения квартир будет около 25 м² на одного человека, из-за чего величина удельных бытовых теплопоступлений снизится до 15,6 Вт/м², а требуемый воздухообмен также сократится из-за уменьшения количества жителей), и отопление должно прекращаться/начинаться при tн.приQот=0 = 8,3°C.
Если же будет принята заниженная величина удельных бытовых теплопоступлений, например, qбыт = 10 Вт/м²,
то Qбыт/Qотр = 25/125,8 = 0,2, tн.приQот=0 = 12,6°C, и возникнет запас тепловой нагрузки системы отопления по отношению к предыдущему решению
Qот.приqбыт=10р/Qот.приqбыт=15,6р = 125,8/110,4 = 1,14.
Если вовсе не учитывать бытовых теплопоступлений,
то Qбыт/Qотр = 0/153,3 = 0, и запас тепловой нагрузки возрастёт до
Qот.приqбыт=0р/Qот.приqбыт=17р = 149,2/110,4 = 1,35.
Для зданий, построенных до 2000 года, из-за их низкой теплозащиты (теплопотери через наружные ограждения и на нагрев наружного воздуха в нормативном объёме по сравнению с таким же домом, запроектированным на базовые значения теплозащиты, выросли в 334,9/196,2 = 1,7 раза) доля
Qбыт/Qотр = 42,4/321,7 = 0,13, tн.приQот=0 = 14,8°C,
и запас тепловой нагрузки системы отопления при qбыт = 10 Вт/м² по сравнению с решением при qбыт = 17 Вт/м² составит 340,9/321,7 = 1,06, а если не учитывать бытовые теплопоступления,
то 368,4/321,7 = 1,15.
Такая же тенденция, только в ещё большей степени, наблюдается при расчёте удельного годового теплопотребления системой отопления здания, поверхность нагрева отопительных приборов которой определена без учёта бытовых теплопоступлений в сравнении с тем, когда эти теплопоступления учитываются.
На примере той же серии МКД с тепловой защитой, соответствующей базовому уровню, ожидаемый удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания, отнесённый к 1 м² площади квартир, без учёта бытовых теплопоступлений составит qгод.без.бытот = 133 кВт·ч/м². То же с учётом бытовых теплопоступлений с удельной величиной qбыт = 17 Вт/м² жилой площади при заселённости 20 м² площади квартир на человека — qгодот = 76 кВт·ч/м² (при нормируемом значении не более qгод.нормот = 83,5 кВт·ч/м² для ГСОП = 4550), что соответствует нормальному классу энергоэффективности D:
(76–83,5)×100/83,5 = −9%,
а без учёта бытовых теплопоступлений класс энергоэффективности упадёт до
(133–83,5)×100/83,5 = +59%,
что соответствует низкому классу энергоэффективности F и неприемлемо для нового строительства и при комплексном капитальном ремонте существующих МКД. При принятии для той же заселённости заниженной (предлагаемой в СНиП 2.04.05–91* [15]) величины бытовых теплопоступлений в размере 10 Вт/м² удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания будет 99 кВт·ч/м², это соответствует
(99–83,5)×100/83,5 = +18,6%, то есть пониженному классу энергоэффективности Е, что также неприемлемо.
В условиях повышения теплозащиты по предыдущему примеру определения тепловой нагрузки МКД удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию составит 42 кВт·ч/м², что соответствует требованиям энергоэффективности МКД с низким потреблением энергии (не менее чем в два раза меньше нормируемого базового значения 83,5 кВт·ч/м²). Это подтверждает, что уровень низкого потребления энергии достигается только за счёт применения наименее затратных энергосберегающих мероприятий — утепления здания и оптимизации автоматического регулирования подачи теплоты в систему отопления дома путём настройки контроллера регулятора, рекомендуемой в предложениях к Изменениям, отвергнутых авторами СП 60.13330.2020.
Ожидаемое годовое теплопотребление системы отопления МКД с повышенной теплозащитой, но без учёта бытовых теплопоступлений превышает годовое теплопотребление, определённое с учётом бытовых теплопоступлений, на (94–42)×100/42 = 124%; то же для зданий с тепловой защитой, соответствующей базовому уровню, превышение годового теплопотребления будет (133–76)×100/76 = 75%.
В обоих случаях демонстрируется колоссальный перегрев зданий при расчёте системы отопления без учёта бытовых теплопоступлений, и, тем не менее, моё предложение было отвергнуто.
В качестве альтернативы было заявлено, что на каждом отопительном приборе установлен автоматический терморегулятор, который автоматически снизит расход теплоносителя через прибор. В статье [16] показано, что на практике этого не получается, при наличии общедомового регулятора подачи теплоты в систему отопления терморегуляторы на отопительных приборах следует рассматривать для удовлетворения поддержания желательной для жителя температуры внутреннего воздуха, в том числе в разных комнатах, и для повышения комфорта, предотвращая избыточные теплопоступления от солнечной радиации.
б) В отношении общественных зданий офисного назначения. По аналогии с многоквартирными домами годовой расход тепловой энергии на отопление офиса и других по назначению общественных зданий с механической приточной вентиляцией и периодическим режимом работы, из-за отдельного централизованного нагрева наружного воздуха в калориферах и исключения тем самым составляющей теплопотерь на нагрев воздуха для вентиляции в рабочий период в тепловом балансе системы отопления, будет в ещё большей степени способствовать перегреву здания при неучёте внутренних теплопоступлений в расчёте тепловой нагрузки системы отопления.
Покажем это на примере четырёхэтажного офиса полезной площадью Апол = 1243 м² из [17] (количество работников m = 1243/10 = 124 человека, то есть имеет место заполнение 10 м² полезной площади на одного работника), строящегося в Московском регионе, с теплозащитой в двух вариантах: с базовым уровнем сопротивления теплопередаче наружных стен {по табл. 3 СП 50 [6]:
- Rо.стпр = 2,68 м²·°C/Вт;
- Rо.окпр = 0,54 м²·°C/Вт;
- Kтрпр = 0,514 Вт/( м²·°C)}
и соответствующим требованиям первого этапа повышения энергетической эффективности зданий по ППРФ №18 [2] {на 15% превышающем базовый уровень, за исключением окон, где сопротивление теплопередаче принято по величинам, достигнутым промышленностью:
- Rо.стпр = 3,08 м²·°C/Вт;
- Rо.окпр = 0,8 м²·°C/Вт;
- Kтрпр = 0,407 Вт/( м²·°C)}.
Удельные расчётные внутренние теплопритоки при принятой заселённости в 10 м² полезной площади помещений на одного работника составляют величину qвн.оф = 22,02 Вт/м² (получено интерполяцией из табл. А. 1). Расчётный расход теплоты на отопление Qотр.тр, равный расчётным теплопотерям через наружные ограждения с базовым уровнем теплозащиты Qогрр с добавочными теплопотерями на ориентацию помещений по сторонам света и на угловые помещения, оцениваемые повышающим коэффициентом βдоб = 1,1, с учётом полезного использования внутренних теплопоступлений только в помещениях, относящихся к расчётной площади, составляющей в офисах Арасч = 0,8Апол, будет:
Qот.базр.тр = (Qогрр — Qвнр)βтп = [βдобKтрАсумогр(tв — tнр) — 0,8Аполqвн.оф]βтп10–3 = [1,1×0,514×2146×(20 + 26) — 0,8×1243×22,02]×1,1×10–3 = (55,8–21,9)×1,1 = 37,3 кВт.
Внутренние теплопоступления по отношению к тепловой нагрузке системы отопления составят: Qвнр/Qот.базр.тр = 21,9/37,3 = 0,59, а температура наружного воздуха, при которой Q_ от равно нулю, будет:
Расчётная тепловая нагрузка системы отопления без учёта внутренних теплопоступлений составит
Qот.баз.без.внр.тр = Qогррβтп = 55,8×1,1 = 61,4 кВт, что превышает тепловую нагрузку с базовым уровнем теплозащиты и с учётом внутренних теплопоступлений на: (61,4–37,3)×100/37,3 = 65%.
Напомним, что превышение тепловой нагрузки многоквартирных домов без учёта внутренних теплопоступлений было всего на 28% или более чем в два раза ниже, чем в офисе. Для варианта с увеличенной на 15% тепловой защитой здания офиса относительный перерасход теплоты на отопление без учёта внутренних теплопоступлений будет ещё выше:
Qот. 1,15базр.тр = [1,1×0,407×2146×(20 + 26) — 0,8×1243×22,02]×1,1×10–3 = (44,2–21,9)×1,1 = 24,5 кВт;
Qвнр/Qот. 1,15базр.тр = 21,9/24,5 = 0,89;
tн.баз.приQот=0 = (20–26×0,89)/(1 + 0,89) = −1,7°C.
Тогда тепловая нагрузка системы отопления, определённая без учёта внутренних теплопоступлений, будет
Qот.баз.без.внр.тр = 44,2×1,1 = 48,6 кВт,
что превышает тепловую нагрузку с таким же уровнем теплозащиты и с учётом внутренних теплопоступлений на
(48,6–24,5)×100/24,5 = 98%.
Приведённые результаты сопоставления и отношение ответственных за реализацию энергоэффективных решений в нормативные документы и в практику проектирования и эксплуатации энергоэффективных зданий вызывает удивление и сожаление, но утверждённая Президентом России «Климатическая доктрина Российской Федерации» [1] опять «посеяла зёрна надежды».
При росте стоимости энергоносителей утепление зданий путём доведения их до уровня «зданий с низким потреблением энергии», как показали наши расчёты [10–12, 15], сокращает теплопотребление на отопление в новом строительстве как минимум в два раза, а при комплексном капитальном ремонте — в четыре раза (в два раза при доведении энергопотребления от уровня прошлого века до базового уровня и ещё в два раза от базового до уровня с низким потреблением энергии), а также снижает сроки окупаемости инвестиций в утепление зданий с заменой окон и в оборудование их систем отопления автоматикой регулирования подачи теплоты по оптимизированным графикам ещё в два-три раза по сравнению с принятыми в настоящее время. Не следует забывать, что реализация этих решений — это увеличение занятости (причём требуются работники не очень высокой квалификации), обеспечение здоровых, комфортных и уютных условий пребывания в жилищах, а ещё это создание архитектурно-привлекательной окружающей среды путём эстетического улучшения фасадов утепляемых зданий. Такое направление энергосбережения остаётся наименее затратным по сравнению с использованием возобновляемых и альтернативных источников энергии, кроме того, для работы ветряков и солнечных панелей также требуются традиционные источники энергии с повышенным уровнем выбросов парниковых газов, а также существуют проблемы с утилизацией отработанного оборудования.
Следует отметить и положительные результаты в достижении на практике базового уровня энергоэффективности МКД в Москве и повышении энергоэффективности на 25% в новом строительстве в 2011 году. Так, по инициативе Мосгосэкспертизы и поддержке мэра Москвы мы в отопительном сезоне 2009–2010 годов подтвердили испытаниями на эксплуатируемых домах после комплексного капитального ремонта, что с утеплением их до базового уровня теплозащиты и при перенастройке контроллера регулятора подачи теплоты в систему отопления по графику с учётом увеличивающейся доли бытовых теплопоступлений в тепловом балансе дома с повышением температуры наружного воздуха, а также с учётом выявленного 18%-го запаса тепловой нагрузки на отопление, был достигнут нормальный класс энергоэффективности, подтверждённый ранее экспертизой проекта капремонта 84-квартирного дома типовой серии II-18–01/12. В квартирах дома за весь период поддерживалась температура в комфортном диапазоне +20…+22°C.
Жалоб со стороны жителей на недостаточную температуру воздуха в квартирах в управляющую компанию не поступало. В аналогичных домах, также оборудованных автоматизированными узлами управления системой отопления (АУУ), но контроллер которых был настроен на проектный режим без учёта перечисленных выше особенностей, годовое теплопотребление системой отопления по измерениям общедомовыми теплосчётчиками, полученными в трёх домах от ЕРЦ МОЭК, оказалось выше в среднем на 47%, чем в доме, контроллер регулятора подачи теплоты которого был перенастроен на оптимизированный график, впоследствии названный редакцией журнала «АВОК» «графиком Ливчака».
С моим участием были утверждены положения об энергоэффективных зданиях, включающие требования их систематического повышения, в том числе Постановлением Правительства Москвы №900-ППМ [18], на 25% по отношению к базовому значению, достигнутому в 2000 году, в основном за счёт повышения теплозащиты наружных ограждений и интенсификации авторегулирования подачи теплоты в систему отопления. Постановлением Правительства Москвы №460-ППМ [19] уже при новом мэре было подтверждено исполнение этого требования. Намечалось повышение энергоэффективности зданий и в федеральном документе — Постановлении Правительства РФ №18 [2], но оно было сорвано.
Причины невыполнения требований повышения энергоэффективности зданий
Причина в том, что, во-первых, это решение Правительства РФ по повышению энергоэффективности зданий не было учтено, как это делалось ранее, в изданной и утверждённой приказом Минрегиона России №265 [20] новой редакции СП 50.13330.2012 [6], в соответствие с которым в настоящее время выполняется раздел «Энергоэффективность зданий». Например, в предшествующем СНиП II-3–79* [21], согласно постановлению Минстроя №18–81 [22], было принято решение о повышении сопротивления теплопередаче наружных ограждений строящихся зданий, и тут же были внесены Изменения №3 к действующему тогда СНиП II-3–79 с новыми нормируемыми значениями сопротивлений теплопередаче, а сам документ был переиздан с тем же обозначением, но с присвоением ему значка «*».
Во-вторых, в СП 50 [6] удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию, отнесённый к единице площади квартиры в [ кВт·ч/м²] или к её объёму [ кВт·ч/м³], вопреки приведённому значению в актуализируемом этим сводом правил СНиП 23-02-2003 [5] и ранее подтверждённым ППРФ №18 [2] в качестве показателя энергоэффективности зданий, заменён на удельную характеристику расхода тепловой энергии, принятую из той же табл. 9 СНиП 23–02 [5] (п. 10.1 СП 50 [6]), но отнесённую к отапливаемому объёму всего здания в размерности [Вт/( м³·°C)]. Но они не могут заменять друг друга, потому что удельный годовой расход характеризует работу в течение года, а удельная характеристика расхода в такой размерности означает единицу мощности. И потом, отапливаемый объём всего здания, представляющий сумму площадей отапливаемых этажей, умноженную на их высоту (см. СП 54.13330.2016 «Здания жилые многоквартирные» [23]), включает, помимо квартир, лестнично-лифтовые узлы, внутренние перегородки и перекрытия, оказываясь как минимум на 35% больше объёма квартир — это данные из реальных типовых проектов Московского научно-исследовательского и проектного института типологии, экспериментального проектирования (МНИИТЭП).
Поэтому тот, кто не обратит внимание на указанные несоответствия заменяемых понятий, в результате при определении расчётной удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания (п. Г. 1 Приложения Г СП 50 [6]), отнеся годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию дома к большему объёму, получит настолько же меньшие искомые величины в сравнении с нормируемыми по табл. 14 СП 50 [6] (преобразованной из табл. 9 СНиП 23–02 [5]), что у него сразу же, без выполнения каких-либо энергосберегающих мероприятий, искомая величина удельной характеристики расхода в сопоставлении с нормируемой снизится на те же 35% и более, и в сравнении с требованиями ППРФ №18 повышать энергетическую эффективность запроектированного по СП 50 здания не надо! Это полностью исключает возможность оценки истинного состояния энергоэффективности запроектированного здания.
В-третьих, имеется отказ авторского коллектива СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» включить в Изменения №2 к этому СП мои предложения по величинам среднечасовых бытовых теплопоступлений за рабочее время в течение отопительного и охладительного периодов для жилых и общественных зданий разного назначения, хотя это даёт возможность точнее установить тепловую нагрузку системы отопления здания, а также начало/окончание отопительного и охладительного периодов и определить годовые расходы теплоты на отопление и вентиляцию зданий, а также годовые расходы холода на кондиционирование воздуха в помещениях этих зданий.
При этом в [16] было доказано, что пренебрежение учётом бытовых теплопоступлений или занижение предлагаемых величин при проектировании приводит к завышению поверхности нагрева отопительных приборов системы отопления и перегреву построенных по таким проектам зданий при их эксплуатации даже при наличии терморегуляторов в квартирах жильцов.
Оценка энергоэффективности таких зданий без перенастройки контроллера регулятора подачи теплоты системы отопления в АИТП или АУУ (при теплоснабжении от ЦТП) по методике, изложенной в предложениях к Изменению №2 к СП 60 [9], приводит к «сваливанию» с нормального класса энергоэффективности D для зданий (с учётом этих теплопоступлений) к низкому классу F, что неприемлемо для нового строительства и капитального ремонта существующих многоквартирных домов.
Для общественных зданий это падение будет ещё больше из-за отдельного централизованного нагрева наружного воздуха в калориферах и исключения тем самым составляющей теплопотерь на нагрев воздуха для вентиляции в рабочий период в тепловом балансе системы отопления, что повышает долю бытовых теплопоступлений в этом балансе [17].
Также автоматическое регулирование подачи теплоты в систему отопления в процессе эксплуатации, не только в зависимости от изменения температуры наружного воздуха, но и с учётом увеличивающейся доли бытовых теплопоступлений в тепловом балансе дома, с повышением наружной температуры позволяет достигнуть экономии тепловой энергии на отопление от 15 до 40% и более в годовом потреблении, по сравнению с настоящим состоянием, причём без дополнительных инвестиций, а путём перенастройки контроллера имеющегося регулятора.
Методика расчёта графиков регулирования подачи теплоты в системы отопления [11] изложена в пунктах А. 17-А. 22 отвергнутого авторами СП 60.13330.2020 [9] моего предложения к дополнению Приложения А этого СП, которое, как ничто другое, отвечает на призыв Постановления Правительства РФ №963 «О внесении изменений в Положение о составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию…» [24]: «…распространить действие предлагаемого Положения» не только на строительство новых зданий, а также при их реконструкции и капитальном ремонте, но и «с расширением распространения принятых в проектной документации технических решений на возможность их реализации при эксплуатации объекта капитального строительства» (см. Изменения №2 к п. 3 Состава разделов). Для реализации этого необходимо в проектной документации рассчитать требуемые для каждой системы отопления индивидуальные графики изменения температуры теплоносителя, подаваемого в эту систему в зависимости от температуры наружного воздуха с учётом всех составляющих теплового баланса здания и выявленного запаса тепловой мощности системы отопления.
Предлагаемые изменения в нормативных документах, устраняющие причины невыполнения требований повышения энергоэффективности зданий
Исходя из изложенного следует исключить из СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» [6] тексты, связанные с задачей определения энергетической эффективности зданий и расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию. Для этого надо исключить соответствующие термины из пункта 3 и следующие фразы из пунктов текста: 4.1 — «эффективности расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию»; 4.2 — «расходу тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий»; 5.2 — «Допускается снижение значения коэффициента mp в случае, если при выполнении расчёта удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания по методике Приложения Г выполняются требования пункта 10.1 к данной удельной характеристике. Значения коэффициента mp при этом должны быть не менее: mp = 0,63 — для стен, mp = 0,8 — для остальных ограждающих конструкций (кроме светопрозрачных), mp = 1,0 — для светопрозрачных конструкций».
Следует также изъять раздел 10 «Требования к расходу тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий», исключённый из данного СП 50 [6] как обязательный по ППРФ №815 [25], и исключить Приложение Г «Расчёт удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий», Приложение Д «Форма для заполнения энергетического паспорта здания». Приложение П «Пример составления раздела «Энергоэффективность» проекта жилого дома», в котором показано, что при утеплении наружных ограждений проектируемого МКД до базовых значений приведённого сопротивления теплопередаче расчётная удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию получилась равной 0,219 Вт/( м³·°C), что на 31% ниже требуемой, уже заменён в редакции СП 50 [6] с Изменениями №1 от 14 декабря 2018 года.
В пользу такого решения в Постановлении Правительства РФ №963 [24] в подразделе 3 «Отопление, вентиляция, кондиционирование…» появились новые требования, закрепляющие наши предложения о необходимости включения в проектную документацию этого подраздела, а значит и в СП 60 [9], которые ранее излагались в СП 50 [6]:
«о. 3) сведений о показателях энергетической эффективности объекта капитального строительства, в том числе о показателях, характеризующих годовую удельную величину расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию в объекте капитального строительства», далее по тексту (здесь и в пункте о. 4 было ошибочно указано «расхода теплоносителей», а надо, конечно, «расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию», так как расход теплоносителя не нормируется, его изменения связаны с изменением потребности отопления, с чем согласился ФАУ «ФЦС»), и «о. 4) сведений о нормируемых показателях удельных годовых расходов тепловой энергии на отопление и вентиляцию и максимально допустимых величинах отклонений от таких нормируемых показателей (за исключением зданий, строений, сооружений, на которые требования энергетической эффективности не распространяются)».
Изложенное подтверждает наши предложения к Изменению №2 в СП 60 [9] о переносе рекомендаций по расчёту показателей энергетической эффективности зданий и сравнений с нормируемыми значениями удельных годовых расходов тепловой энергии на отопление и вентиляцию в СП 60 [9], благодаря которым в 2030 году в новом строительстве для всех строящихся зданий и в существующем жилищном фонде во всех МКД, построенных до 1980 года, можно достигнуть уровня с «низким потреблением энергии» (на 50% ниже базового уровня) только за счёт повышения тепловой защиты наружной оболочки зданий (при условии выполнения утепления стен до Rост = 3,6 м²·°C/Вт, как было рекомендовано в [26] для московского региона, а окон до Rоок = 0,8 м²·°C/Вт) и перехода на настройку контроллера регулятора подачи теплоты в систему отопления на оптимизированные графики.
А к 2060 году, как заявлено в Указе Президента России №812 [1], требуется достигнуть для вновь строящихся зданий уровня с «энергозатратами, близкими к нулевым», и в существующем жилищном фонде — оставшихся МКД, построенных до 2000 года, также до уровня с «низким потреблением энергии», для чего, как и в предыдущие годы, необходимо выполнять комплексный капитальный ремонт (с утеплением и перенастройкой регулятора подачи теплоты на отопление) ежегодно на площади, составляющей 2,5% в год от площади жилищного фонда в 2020 году [27], что на сегодняшний день близко к объёмам нового строительства.
Возвращаясь к действующим федеральным документам, регламентирующим энергетическую эффективность зданий, следует отметить, что вместо нереализованных перечисленных выше Постановлений Правительства РФ №18 [2] и №603 [3] было принято новое (с тем же названием, как и предыдущие) ППРФ №1628 [4] — уже без требований повышения энергоэффективности зданий и с теми же ошибками, на которые я обращал внимание исполнителей и их руководителей в своих письмах к ним после рассмотрения первой редакции проекта данного постановления, с предложением альтернативной редакции, расширенной для определения класса энергоэффективности и для общественных зданий (проект будет представлен в следующем номере журнала СОК).
В новое ППРФ №1628 [4], подготовленное Минстроем России, помимо отсутствия численных значений динамики повышения энергоэффективности зданий по годам строительства, как и численных показателей величин отклонений удельного годового расхода энергетических ресурсов от базового в таблице рекомендуемых классов энергоэффективности МКД, привнесены те же (отмеченные выше) неправильные положения из СП 50.13330.2012 [6], когда общепринятый в нашей стране и за рубежом показатель энергетической эффективности зданий в виде удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию заменён на удельную характеристику этого расхода, нигде не используемую, кроме как в СП 50 [6], и не отражающую удельного годового теплопотребления.
Причём, рекомендуя этим постановлением такое видение показателя энергетической эффективности здания, оно вступает в противоречие с действующим приказом Минстроя России №399 [28], утверждающим «Правила определения класса энергетической эффективности МКД», по которым, согласно пункту 2, «Класс энергетической эффективности МКД определяется исходя из сравнения значений показателя удельного годового расхода энергетических ресурсов, отражающего удельный расход энергетических ресурсов на отопление и вентиляцию…» (последующие расходы энергетических ресурсов на горячее водоснабжение и общедомовые нужды не приводим, так как на стадии проекта они отсутствуют). В пункте 3 требований к данным «Правилам…» в ППРФ №1628 [4] указывается, что они «…устанавливаются… по отклонению показателя, характеризующего удельную величину расхода энергетических ресурсов…», а не удельного годового расхода по приказу, что, как говорят в Одессе, две большие разницы.
Минэкономразвития России пытается анализировать указанную проблему в ежегодных государственных докладах о состоянии энергосбережения и повышения энергетической эффективности в РФ за 2018 и 2019 годы [29, 30], но внятности от этого не прибавляется. Параллельно в «Комплексном плане…», уже утверждённом ППРФ №1473 [31], ставится задача к 2030 году повышения энергоэффективности жилищного фонда страны на 25% по отношению к базовому 2016 году, но эти планы также не реализуются.
Да они и не могут быть выполнены, потому что, как показано выше, нет правильной оценки показателя энергоэффективности и полностью отсутствует системность в подведении итогов деятельности субъектов Российской Федерации в области повышения энергетической эффективности зданий.
В результате в «Госдокладе 2020» уже указывается, что из переработанной в 2020 году «Энергостратегии 2035» (вместо действующей и ещё не выбравшей свой срок «Энергостратегии 2030») исключён важнейший индикатор «Повышение энергоэффективности зданий», что является отказом от продолжения работ в этом направлении.
В моей статье [32] даны предложения по решению поставленной задачи реализации повышения энергоэффективности зданий. Для действенного контроля за реализацией этих решений субъектами РФ приводятся таблицы характеристик построенных и капитально отремонтированных в отчётном году МКД и показатели потребляемых ими удельных годовых расходов энергетических ресурсов региона, на основании которых будет наполняться искомая табл. Г8 «Удельные годовые расходы энергетических ресурсов субъектами РФ».
Ошибочные решения по методике расчёта классов энергоэффективности МКД
К сожалению, даже такой уважаемый исследователь в области энергоэффективности, как д.э.н. И. А. Башмаков, генеральный директор компании «Центр энергоэффективности — XXI век» («ЦЭНЭФ-XXI»), анализируя с коллегами сценарные оценки возможной реализации потенциала экономии энергии в МКД на перспективу до 2060 года в [7], ссылаясь на проект приказа Минстроя России, заменяющий действующий сейчас приказ №1550 [33], также использует в качестве показателя энергоэффективности зданий удельную характеристику расхода тепловой энергии, а не удельный годовой расход этой энергии, на основании которой констатирует: «Фактически проект приказа не требует повышения эффективности использования энергии на цели отопления и вентиляции. Согласно ему все МКД, у которых удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию соответствует базовому уровню, получат класс энергоэффективности B вместо D».
Как можно согласиться с тем, что зданиям, утеплённым до базового уровня по тепловой защите, при отнесении полученного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию к площади квартир присваивается класс энергоэффективности D (нормальный), а с другой стороны, таким же зданиям с такой же теплозащитой и, соответственно, с тем же годовым теплопотреблением, но путём манипуляций превращающих стандартный, принятый в нашей стране по СНиП 23-02-2003 и во всех евроазиатских странах удельный годовой расход [ кВт·ч/м²] или [ кВт·ч/м³] в удельную характеристику расхода [Вт/( м³·°C)], согласно которой класс энергоэффективности этого здания поднялся до B (высокого) без выполнения каких-либо энергосберегающих мероприятий. Принимать такое — это не понимать того, о чём пишешь, думаю, это недосмотр руководителя коллектива!
Но, поскольку дальнейший текст свидетельствует о том, что «Сценарий «Действующие меры политики» базируется на положениях проекта приказа Минстроя России», не обращать внимание на последующие выводы нельзя: «График снижения нормативного удельного расхода тепла на отопление и вентиляцию для новых МКД при реализации только пакета 1 мер повышения энергоэффективности — установке автоматического регулирования подачи теплоты в систему отопления (АУУ) — определён исходя из того, что до 1 марта 2028 года для выполнения требований по классам энергоэффективности снижение удельного расхода теплоты на отопление и вентиляцию не требуется, а с 1 марта 2028 года по 2060 год для выхода на параметры класса энергетической эффективности B (высокий) снижение удельного расхода теплоты на отопление и вентиляцию должно составить 10%». На фоне невыполнения заданий Правительства РФ о повышении энергоэффективности, как говорил классик, «таких классов нам не надо!»
Во-первых, «установка АУУ, так же, как ремонт инженерного оборудования, прокладка циркуляционного трубопровода» (вероятно, системы ГВС), входящих в пакет 1 мер, как и установка общедомового прибора учёта тепловой энергии, даже при капитальном ремонте входит в объём этого ремонта и никакого отношения к повышению энергоэффективности не имеет. Во-вторых, замена АУУ на автоматизированные индивидуальные тепловые пункты (АИТП), предусмотренные пакетом 2 мер, связана больше с повышением качества и надёжности систем горячего водоснабжения МКД и, конечно, сопровождается экономией энергии и рекомендуется нами в [34] при плановых ремонтах ЦТП и внутриквартальных сетей горячего водоснабжения от ЦТП до зданий, но вы же должны оценивать «класс энергоэффективности проекта МКД по снижению удельного годового расхода теплоты на отопление и вентиляцию». Почему-то «годового» на самом деле пропущено, а это принципиально, так как оценка класса энергоэффективности выполняется по годовому периоду теплопотребления, а «удельная характеристика расхода», фигурирующая в предыдущем абзаце текста из [7], в такой размерности годовой быть не может.
Замечания к СП 510.1325800.2022 [13] в отношении того, как проектировать тепловые пункты зданий, подключённые к централизованному теплоснабжения, изложены в [35].
Другое дело — утепление оболочки здания, предусмотренное пакетами 3 и 4 мер, здесь в новом строительстве это должно быть обязательным до уровня, рекомендуемого большинством специалистов, в том числе упоминавшегося ранее в [26], но и при выполнении капитального ремонта следует также выполнять утепление и замену окон по максимуму до уровня, указанного в [26], так как непонятно, что это за «набор из десяти сравнительно дешёвых мер по утеплению оболочки многоквартирного дома». Неужели потом к капитально отремонтированному по пакету 3 мер дому надо ещё раз подходить, снимать покровный слой с наружных стен, доутеплять, менять окна и по-новому его восстанавливать?
Из сказанного следует, что «оценка потенциала экономии энергии в МКД по итогам капитального ремонта на основе анализа четырёх пакетов по повышению энергоэффективности» — надуманное, нереалистичное решение, а подмена в выполненных «ЦЭНЭФ-XXI» расчётах энергоэффективности зданий нормируемого показателя удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию на вымышленную в СП 50 [6] «удельную характеристику расхода» ставит под сомнение все последующие расчёты, как и вывод, что «до 1 марта 2028 года для выполнения требований по классам энергоэффективности снижение удельного расхода теплоты на отопление и вентиляцию не требуется». Таблица классов энергетической эффективности зданий отражает задание государственных органов по динамике повышения энергоэффективности нарастающим итогом в зависимости от года строительства, она не зависит от окупаемости того или иного энергосберегающего решения, эти решения должны выбираться для обеспечения того уровня энергоэффективности здания, который задан для текущего года.
Созданная в России промышленная отрасль производства строительных материалов для утепления зданий и изготовления энергоэффективных окон позволяет, как в новом строительстве, так и при проведении комплексного капитального ремонта, превысить на 50% базовый уровень теплозащиты и выйти на уровень зданий с «низким потреблением энергии», как указано выше в моих предложениях, для нового строительства в 2030 году и для существующих МКД, построенных до 1980 года, к тому же году и на тот же уровень, а для остальных зданий жилищного фонда — также на уровень зданий с «низким потреблением энергии» к 2060 году.
Это достигается только за счёт повышения тепловой защиты наружной оболочки зданий и перехода на настройку контроллера регулятора подачи теплоты в систему отопления на оптимизированные графики, что является самыми низкозатратными из энергосберегающих мероприятий. После 2030 года в новом строительстве за счёт применения возобновляемых источников энергии и утилизации теплоты выбросов или поверхностного слоя земли предполагается постепенное повышение энергоэффективности до уровня потребления энергии близкого нулевому к 2060 году, а при капитальном ремонте следует оставаться на уровне с «низким потреблением энергии», пока не вывели на этот уровень все МКД жилищного фонда города, поскольку всегда выгодней выполнить капитальный ремонт двух зданий, снизив их теплопотребление на отопление в четыре раза, чем одного здания, снизив его теплопотребление в пять раз и доведя до уровня «энергопассивного здания».
Следует отметить, что в [7] мало внимания уделено режимам подачи теплоты в систему отопления здания, на которые должен настраиваться контроллер регулятора. Они индивидуальны для каждого дома, в зависимости от степени заселённости квартир и правильности учёта всех составляющих теплового баланса при расчёте системы отопления. Как показывает практика, описанная выше, в новом строительстве и при выполнении комплексного (с утеплением) капитального ремонта экономия тепловой энергии за счёт оптимизации графиков подачи теплоты может достигать в год от 15 до 40% и более по сравнению с существующим проектном режимом, а не 17% для всех МКД, как записано в [7]. Ниже приводится предлагаемая АВОК таблица классов энергоэффективности зданий (табл. 1).
Предложения по уточнению таблицы классов энергетической эффективности
Установление класса энергетической эффективности проекта жилого или общественного здания выполняется согласно нижеследующей таблице, в зависимости от величины отклонения (в [%]) рассчитанного показателя тепловой энергоэффективности, представляющего удельный (отнесённый к общей площади квартир жилого дома или полезной площади отапливаемых помещений общественного здания, либо к их отапливаемому объёму при высоте этажа от пола до потолка более 3,3 м) расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию за нормализованный отопительный период от нормируемого базового значения, приведённого в зависимости от назначения здания и его этажности в табл. 1, 2 и 3 Приложения 1 проекта «Правил установления требований энергетической эффективности для зданий…» (будет представлен в следующем номере журнала СОК).
Класс энергетической эффективности эксплуатируемых многоквартирных домов устанавливается согласно той же таблице по результатам энергетического обследования путём сопоставления величины отклонения (в [%]) фактического удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию, приведённое к нормализованному отопительному периоду, а также суммированием его с расходом на горячее водоснабжение и электрической энергии на квартиры и общедомовые нужды от базового значения, приведённого в зависимости от этажности здания. При суммировании потреблённых тепловой и электрических энергий на последнюю вводится коэффициент приведения электрической энергии (с учётом сниженного ночного тарифа) к тепловой энергии, который принимают по данным Региональной энергетической комиссии (РЭК) или по соотношению стоимости 1 кВт·ч/м² электрической и тепловой энергии, пересчитанной с Гкал.
Приведённая в данной статье табл. 1 (таблица классов энергетической эффективности) составлена с учётом общемировой тенденции достичь не позднее 2060 года углеродной нейтральности в строящихся новых зданиях, подтверждённой «Климатической доктриной РФ», принятой Указом Президента России №812 [1].
Заключение с долей оптимизма
Таким образом, действующие в настоящее время федеральные документы, подтверждающие требования энергетической эффективности к проектируемым новым зданиям и капитально ремонтируемым, то есть ППРФ №1628 [4], приказы Минстроя России №399 [28] и №1550 [33], не могут рассматриваться как способствующие повышению энергетической эффективности зданий.
Мною в АВОКе был предложен проект альтернативной редакции Постановления Правительства РФ «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности и требований к правилам определения класса энергоэффективности многоквартирных и одноквартирных домов, а также общественных зданий», расширенный в части включения их по предложению Минэкономразвития в состав зданий для определения класса энергоэффективности и в показатель удельного годового расхода электрической энергии, потребляемой помимо расхода на общедомовые нужды, также и квартирами (п. 6б «Правил установления требований…»).
Ведь почему для МКД показатель удельного годового расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение включён, а расхода электроэнергии квартирами — нет? И как без него определять расход конечной и первичной энергии?
Данный проект постановления (находящийся всё ещё в разработке, цитируемый «ЦЭНЭФ-XXI» по отношению к Постановлению Правительства РФ №1628 [4]) не требует никаких интерпретаций со стороны Минстроя (выходивших в виде приказов спустя годы после ППРФ №18 [2] и только извращавших текст данного постановления), так как включает в приложении к Постановлению Правительства РФ все необходимые таблицы и пояснения, и будет опубликован в следующем (январском) номере журнала СОК.
Требуется только включение в текст данного постановления предложений по внесению изменений в СП 60.13330.2020 [9], СП 50.13330.2012 [6], изложенных мною в данной статье и в [36], и в СП 510.1325800.2022 [13], изложенные в [35], и возобновление действия ГОСТ 31168–2003 [37] с одновременным признанием ГОСТ 31168–2014 [38] утратившим силу, а также возобновления действия ГОСТ 31427–2010 [39], признав утратившим силу ГОСТ 31427–2020 [40] (обоснование в п. 3 Примечаний «Требований к правилам определения класса энергоэффективности» будет приведено в отдельной статье в следующем номере журнала СОК).
Также необходимо утвердить на федеральном уровне разработанное АВОК (под руководством и при непосредственном участии автора данной статьи) на базе требующего обновления стандарта СТО НОП 2.1–2014 Методическое пособие (рекомендации) «Реализация требований повышения энергетической эффективности зданий и систем их инженерного обеспечения. Энергетический паспорт зданий. Примеры расчёта энергоэффективности проекта зданий» [41], в котором собраны методики расчёта тепловой нагрузки систем отопления и вентиляции жилых и общественных зданий, удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию этих зданий и удельного годового расхода холода на их охлаждение и кондиционирование, и методики установления класса энергетической эффективности жилых и общественных зданий, а не только МКД, на стадии проекта и при эксплуатации.
