КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕН�Ю

По данным экспертов, в среднем по России суммарный расход тепловой энергии на отопление и горячее водоснабжение равен 74 кг у. т./(кв. м/год), тогда как в странах Скандинавии суммарный расход тепловой энергии составляет 18 кг у. т./(кв. м/год). В опубликованных отчетах подтверждается, что до 70% тепла отечественных ТЭЦ не доходят до потребителей, из них 40% теряется в теплоцентралях и 30% — непосредственно в домах. Среди основных причин удручающе низкой энергоэффективности ЖКХ специалисты называют износ теплосетей и сопутствующих инженерных сооружений, который во многих регионах приблизился к критическому уровню и составляет 50-75%. Остается также весьма низким уровень термосопротивления основных строительных конструкций. Как показывает технико-экономический анализ, проблема снижения теплопотерь может быть решена лишь путем комплексного и повсеместного внедрения современных энергосберегающих технологий на основе высокоэффективных и долговечных теплоизоляционных материалов, а также систем контроля и управления использованием энергоресурсов. Эти энергосберегающие мероприятия должны применяться на всем пути от производителя тепловой энергии до ее потребителя. Мировой опыт подтверждает, что экономия топливно-энергетических ресурсов при широком использовании высокоэффективной теплоизоляции экономически гораздо более выгодна по сравнению с увеличением объемов добычи топлива и строительством новых мощностей по производству энергии, поскольку в первом варианте требуется значительно меньше капиталовложений. До недавнего времени на пути к внедрению энергосберегающих решений для строительной и технической изоляции, помимо очевидных экономических причин, существовали и препятствия, связанные с недостатками законодательно-нормативной базы проектирования и строительства. В начальной редакции СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» отсутствовали в явном виде требования по энергопотреблению на отопление и по энергетической эффективности зданий, не учитывались при выборе уровня теплозащиты объемно-планировочные параметры здания и возможность использования более эффективных отопительно-вентиляционных систем и систем теплоснабжения. Лишь в последние годы были сделаны серьезные попытки привести строительные нормы в соответствие с требованиями современности. Так, изменения в новой редакции СНиП 2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов» от 1997 г. и введение новых норм плотности теплового потока с поверхности технологического оборудования и трубопроводов, которые на 25-30% ниже устаревших норм, потребовали перехода к использованию более эффективных теплоизоляционных материалов нового поколения с улучшенными теплотехническими свойствами. Произошли изменения и в нормативной базе проектирования строительной теплоизоляции. В 25 регионах РФ уже апробировано проектирование теплозащиты отапливаемых зданий на новом нормативном требовании — комплексном показателе удельной потребности на отопление здания, — расходе энергоносителей, приходящемся на единицу полезной площади или отапливаемого объема и на одни градусо-сутки отопительного периода. На основе этого положительного опыта и разрабатываются новые СНиП. Продолжается разработка и внедрение территориальных строительных норм (ТСН) по проектированию тепловой изоляции оборудования, трубопроводов и зданий, которые позволят оптимизировать тепловые потери с учетом реальной стоимости тепловой энергии, природно-климатических особенностей, возможностей местной строительной индустрии, энергообеспеченности, стоимости теплоизоляционных и защитно-покровных материалов для конкретных регионов России. Разработка норм на региональном уровне открыла возможность ускоренного внедрения современных стандартов по эффективному использованию энергии в строительстве на всей территории страны. В этих нормах впервые установлена взаимосвязь между теплозащитой зданий и системами их отопления и теплоснабжения, причем этот комплекс рассматривается как единая энергетическая система. ПОВЫШЕН�Е ЭНЕРГОЭФФЕКТ�ВНОСТ� ТЕПЛОСЕТЕЙ Около 80% всех теплотрасс в России выполнено канальным способом с применением мягких отечественных материалов — матов из стекловаты или минваты с гидроизоляцией (бризолом, изолом, полимерными лентами). Помимо того, что перечисленные материалы обладают недостаточными теплоизолирующими свойствами, они имеют весьма высокое влагопоглащение, что значительно уменьшает срок службы самой изоляции и увеличивает скорость коррозии металла труб. Переход к использованию в тепломагистралях современных теплоизоляционных материалов позволяет не только снизить теплопотери в трубопроводах в 2-3 раза, но и увеличить срок службы труб за счет многократного замедления коррозии. Но применение теплоизоляции не может ограничиваться магистралями централизованного отопления. �золяция внутридомовых тепловых сетей для уменьшения теплопотерь имеет не меньшее значение. В зависимости от диаметра изолируемых труб, используются жесткие формованные изделия (цилиндры и скорлупы) или маты. Для изоляции труб небольшого диаметра применяются цилиндры и скорлупы из полимерных или минераловатных теплоизолирующих материалов. Для трубопроводов тепловых сетей горячего и холодного водоснабжения диаметром от 18 до 273 мм предпочтительны формованные минераловатные изделия (цилиндры или скорлупы) с толщиной теплоизоляционного слоя от 20 до 80 мм. Они обеспечивают весьма высокое термосопротивление, негорючи, имеют малое водопоглощение, высокую механическую прочность и точные геометрические размеры. �спользование подобных изделий позволяет обеспечить высокую эффективность теплоизоляционных конструкций без дополнительных затрат на ремонт в течение времени, сопоставимого со сроком службы изолируемых конструкций. Для теплоизоляции труб большего диаметра, а также обширных поверхностей используются маты. К примеру, для изоляции трубопроводов тепловых сетей, а также систем вентиляции и кондиционирования диаметром более 273 мм предпочтительны гидрофобизированные маты из минеральной ваты на синтетическом связующем. В России до сих пор весьма популярна изоляция теплосетей и внутридомовых инженерных коммуникаций матами из стекловолокна. Но при таком кажущемся преимуществе, как относительная дешевизна, решения на основе стекловолокнистых матов менее эффективны и долговечны, нежели аналогичные решения на основе материалов из базальтовых горных пород. ОСОБЕННОСТ� ПОВЫШЕН�Я ТЕПЛОЭФФЕКТ�ВНОСТ� ЗДАН�Й Повышение энергоэффективности зданий в последние десятилетия стало одним из основных направлений развития строительной индустрии. За рубежом начало разработок по улучшению теплозащиты эксплуатируемых зданий явилось следствием энергетического кризиса 70-х гг. � с 1976 г. в большинстве зарубежных стран нормативы теплозащиты конструкций увеличились в 2–3,5 раза. Московские городские строительные нормы и ряд других территориальных норм допускают снижение сопротивления теплопередаче непрозрачных наружных ограждений при условии соответствия нормам удельного расхода тепла на отопление здания за отопительный период. Это стимулирует применение оптимальных объемно-планировочных решений, эффективной системы автоматического регулирования подачи тепла на отопление, утилизации тепла вытяжного воздуха для нагрева приточного, тепловых насосов и др. Здания, сооружаемые, например, в Москве начиная с 2000 г., имеют показатель удельного расхода тепла на отопление 110–130 кВт•ч/кв. м для этажности в 9–5 этажей и 95–80 кВт•ч/кв. м для большей этажности. Это соответствует немецким требованиям о тепловой защите 1995 г. — 59–85 кВт•ч/кв. м, что в пересчете на российские условия составит 85–120 кВт•ч/кв. м. Очевидно, что энергоэффективность здания определяется совокупностью многих факторов. �сследования показывают, что при эксплуатации традиционного многоэтажного жилого дома через стены теряется до 40% тепла, через окна — 18%, подвал — 10%, крышу — 18%, вентиляцию — 14%. �з приведенных данных следует, что недостаточное термическое сопротивление ограждающих конструкций наиболее существенно снижает энергоэффективность зданий. Однако утеплением лишь ограждающих конструкций нельзя добиться значительного уменьшения теплопотерь, поскольку существенная их доля приходится на так называемые «мостики холода», то есть участки интенсивного теплообмена с окружающей средой. Такие участки чаще всего образуются в местах контакта плит перекрытий с несущими стенами, в местах примыкания к наружным стенам внутренних стен и перегородок, а также при проседании некачественного теплоизоляционного материала в трехслойных ограждающих конструкциях с утеплителем в качестве среднего слоя. Поэтому современные системы утепления предусматривают создание комплексной защитной термооболочки вокруг конструкций здания. Такая оболочка включает в себя утепление контактирующих с грунтом конструкций фундамента в сочетании с утеплением скатных или плоских крыш, а также устройство вентилируемых фасадов, передвигающих зону положительных температур в несущие конструкции. Этот комплекс мер исключает появление «мостиков холода», повышает тепловое сопротивление ограждения и предотвращает выпадение конденсата, пагубно влияющего на теплоизолирующие и другие эксплуатационные характеристики конструкций. При этом наряду с очевидной необходимостью повышения термосопротивления строительных конструкций, не обойтись без модернизации инженерных систем — вентиляции и теплоснабжения. �так, основными методами достижения энергетической эффективности зданий являются: • повышение теплоэффективности ограждающей оболочки здания, включая стены, покрытия и окна; • повышение регулируемости систем отопления и теплоснабжения зданий; • повышение эффективности эксплуатируемых систем теплоснабжения, в том числе путем перехода к применению альтернативных систем децентрализованного теплоснабжения; • внедрение систем принудительной вентиляции с применением систем рекуперации тепла вытяжного воздуха. Применение новейших энергосберегающих решений с привлечением современных теплозащитных материалов, многослойных стеновых конструкций, герметичных многокамерных стеклопакетов, энергосберегающей сантехники и инженерного оборудования позволяет значительно сократить теплопотери. Снижение энергопотребления зависит от региона строительства и объемно-планировочных решений зданий и в среднем составляет не менее 40-50% по сравнению со зданиями, построенными по старым нормам. Памятуя об огромном числе индивидуальных жилых домов во всех регионах России, приведем расчеты теплопотерь для индивидуальных домов в Подмосковье. Они показывают, что утепление наружных ограждений в соответствии с современными требованиями позволяет уменьшить теплопотери, а значит и снизить расчетную мощность системы отопления приблизительно в 2 раза. ПОВЫШЕН�Е ЭФФЕКТ�ВНОСТ� ОТОП�ТЕЛЬНЫХ С�СТЕМ Помимо вышеперечисленных аспектов пассивного энергосбережения, также стоит упомянуть о новейших решениях с привлечением высоких технологий. Такой подход требует внесения значительных и порой радикальных изменений в распространенную в нашей стране схему централизованного отопления. Большой эффект может быть также получен за счет частичной реконструкции систем отопления. Существует несколько различных путей повышения эффективности отопительных систем жилых домов, отличающихся как объемом затрат при их реализации, так и ограничениями применения. Наиболее консервативный путь энергосбережения для варианта теплоснабжения от ЦТП — это установка в домах на приборах отопления индивидуальных термостатических регуляторов. Как показывают исследования, внедрение комплексной автоматизации позволяет снизить теплопотребление дома в целом (по сравнению с элеваторным узлом) на 15-20%. Зарубежный опыт показывает, что индивидуальный учет тепла в комбинации с возможностью регулирования теплопотребления дает экономию тепла до 25%. Эта схема сегодня реализуется в поквартирных системах отопления, например, в экспериментальных проектах. С другой стороны, разработчики и строители новых жилых зданий все чаще приходят к выводу о значительных преимуществах современных децентрализованных систем отопления перед традиционными централизованными системами. Не секрет, что в последние годы работа систем центрального отопления почти повсеместно значительно ухудшилась из-за хронического недофинансирования и износа оборудования. Поэтому часты аварии, остановки и банальный обман потребителя, когда умышленно понижается давление и температура в теплоцентралях и потребитель недополучает тепло, исправно за него платя. Такие негативные моменты сведены в системах децентрализованного отопления к минимуму. Еще одним преимуществом децентрализованных систем оказывается гибкое регулирование мощности, позволяющее сильно уменьшать ее или полностью отключать систему в случае ненадобности, например, при потеплениях. Кроме того, важным фактором можно считать минимальные теплопотери в тепловых сетях, поскольку потребление тепла происходит в непосредственной близости от места его производства, то есть в целом децентрализованные системы имеют гораздо больший КПД, чем системы центрального отопления. Еще одной альтернативной традиционному центральному отоплению в последнее время становится электрическое отопление, которое прежде не находило в России широкого применения и считалось убыточным (в 1995 г. — менее 1% жилого фонда). В то же время доля электрического отопления в Финляндии, Швеции и Дании достигает 50%. Но в связи с неуклонным подорожанием всех энергоносителей отношение к этому виду отопления быстро меняется. Причем потенциал роста цен до уровня мировых самый большой у газа, и минимальный — у электроэнергии. Очевидно, из-за этого в последние 3–5 лет произошел бурный рост числа систем электрического отопления. Например, в Екатеринбурге в течение 2000 г. более 15% вновь построенного жилья было оснащено кабельными системами подогрева пола. Уже сейчас комбинированные системы электрического отопления, оказываются при создании и в эксплуатации не дороже, чем система центрального отопления и это преимущество будет только расти со временем. ЗАКЛЮЧЕН�Е Отечественный и зарубежный опыт свидетельствует о том, что за счет комплексных энергосберегающих проектных решений (высокоэффективная теплоизоляция, системы отопления с авторегулированием подачи тепла, механическая вентиляция с рекуператорами тепла, нетрадиционные источники энергии и т.п.) можно весьма существенно сократить расход тепловой энергии. Особенно впечатляющи в деле внедрения энергосберегающих технологий успехи стран Западной Европы и Скандинавии. Суммарный эффект экономии тепла во вновь возводимых жилых и коммерческих зданиях здесь составляет 50—70%. В частности, в Дании уже сейчас возводятся здания, при эксплуатации которых расходуется 16 Квт/кв. м, что на 70% ниже текущих энергетических затрат. Столь существенная экономия позволяет в течение нескольких лет окупить затраты от применения энергосберегающих технологий. Массовое внедрение в России перечисленных комплексных энергосберегающих решений с привлечением высокоэффективных теплоизолирующих материалов и высоких технологий, без сомнения, уже в ближайшие годы позволит достичь реального снижения потребления энергоресурсов.