Система нормативных документов по энергетической эффективности зданий

Система нормативных документов

по энергетической эффективности зданий

Требования по повышению энергетической эффектив­ности зданий, которые яв­ляются основным конечным потре­бителем энергии, становятся од­ной из важных составляющих законодательства в большинстве стран мира. Основная задача, сформули­рованная при создании системы нормативных документов, состояла в реализации потенциала энергосбережения в строительном комплексе за счет улучшения энер­гетической эффективности новых, реконструируемых и эксплуатиру­емых зданий и систем их энерго­обеспечения. Ставили задачу улуч­шить энергетическую эффектив­ность зданий не менее, чем на 35-45 % к годам по сравнению с базовым уровнем 1995 года, сократить выбросы эко­логически вредных веществ в ре­зультате нового строительства и реконструкции существующего жилого фонда, особенно массовой застройки 50-60-х годов, и тем самым содействовать как охране окружающей среды, так и энерге­тической безопасности России.

При решении поставленной за­дачи принимали во внимание, что:

- строительный комплекс и средства обеспечения жизнедея­тельности людей потребляют более
40 % полезной энергии в России;

- сбереженная энергия в нес­колько раз дешевле, чем вновь до­бываемая и доставляемая потребителю;

- потребность в снижении доли энергопотребления строительным комплексом является важнейшим инструментом, влияющим на российский энергетиче­ский рынок и на безопасность обеспечения энергией в ближай­шей и долгосрочной перспективе

и соответствует энергетической стратегии России на период до 2020 года;

-  использование наиболее рас­пространенных систем централи­зованного теплоснабжения, обеспечивающего теплом до 80 % объектов жилищно-коммунального хозяйства, целесообразно в каче­стве базовых на ближайшую перс­пективу, несмотря на неоправданно высокие теплопотери в тепловых сетях и низкую надежность работы этих систем в настоящее время;

-  санация и реконструкция су­ществующих зданий связана с возможностью использования экономически выгодных мер по улучшению их энергетической эф­фективности;

-  энергоемкость при производ­стве строительных материалов и изделий должна учитываться при определении энергоэффективно­сти строительного комплекса, в связи с чем предпочтительны ма­териалы, имеющие относительно
меньшую энергоемкость при их производстве;

-  на российском рынке уже ус­пешно реализуются самые современные отечественные и за­рубежные технологии, материа­лы, конструкции и оборудование для энергосбережения, поэтому необходимо содействие их широ­кому распространению.

Созданная система норматив­ных документов состоит из нового СНиП «Тепловая защита зданий» и СП «Строительная тепло­техника. Проектирование зданий и сооружений», ГОСТа «Здания жилые и общественные. Параметры ми­кроклимата в помещениях», трех стандартов по контролю энергети­ческих и теплотехнических параме­тров эксплуатируемых зданий (ГОСТ 31166, ГОСТ 31167 и ГОСТ 31168), 49 территориальных строительных норм «Энергетиче­ская эффективность в жилых и об­щественных зданиях. Нормативы по теплозащите зданий», разделов «Энергосбережение» в СНиП 31-01 и СНиПК этой системе также можно отнести ранее разработан­ные государственные стандарты - ГОСТ 26602.2, ГОСТ 26254 и ГОСТ 26629.

Снижение энергопотребления в строительном секторе - проблема комплексная: и тепловая защита отапливаемых зданий, и ее кон­троль являются важнейшей частью общей проблемы. Дальнейшее снижение нормируемых удельных расходов тепловой энергии на ото­пление жилых и общественных зда­ний за счет повышения уровня те­пловой защиты на ближайшее де­сятилетие, по-видимому, нецеле­сообразно и будет происходить за счет учета более энергоэффектив­ных систем воздухообмена (режим регулирования воздухообмена по потребности, рекуперации теплоты вытяжного воздуха и пр.) и за счет учета управления режимами вну­треннего микроклимата, например, в ночные часы. Предполагается дальнейшее развитие методологии нормирования тепловой защиты по удельным расходам на производ­ственные отапливаемые здания. Однако доля тепловых потерь через ограждающие конструкции в этих зданиях по сравнению с расходами на обогрев вентилируемого возду­ха относительно мала. Другая часть общей, пока не решенной пробле­мы - нахождение уровня тепловой защиты для зданий с системами ох­лаждения внутреннего воздуха в те­плый период года. Методология нормирования по удельным расхо­дам энергии в будущем будет дора­ботана и на эту часть. В этом случае уровень тепловой защиты из усло­вия энергосбережения может быть выше, чем из расчета на отопление. Это означает, что для северных и центральных регионов страны уро­вень тепловой защиты может уста­навливаться из условий энергосбе­режения на отопление, а для южных регионов - из условия энергосбе­режения на охлаждение.

Краткая история развития нормирования тепловой защи­ты зданий в России

Нормативная база по созда­нию и эксплуатации зданий в Рос­сии развивалась в соответствии с потребностью общества. Нормы по тепловой защите зданий (по строительной теплотехнике) в России (а затем в бывшем Со­ветском Союзе) существуют с 1921 года. С этого времени они претерпели свыше десяти редак­ций, связанных с изменением тех­нического уровня строительства в стране. В начале 1930 года были разработаны и впервые введены в действие Единые нормы строи­тельного проектирования как обя­зательные для всех проектов строительства, в которые были включены технические условия и нормы для теплотехнического расчета ограждающих конструк­ций зданий. С 1954 года действу­ют основные нормативные доку­менты - Строительные нормы и правила (СНиП), также обязатель­ные к исполнению, в состав кото­рых был включен СНиП по стро­ительной теплотехнике зданий в виде отдельной главы.

До конца 80-х годов основное внимание в стране уделялось сто­имости строительства, т. е. мини­мизации капитальных затрат, и аб­солютно не учитывались эксплуа­тационные затраты. Топливо было дешевым, и наиболее распростра­ненное в городах централизован­ное теплоснабжение обеспечива­ло теплом здания практически бесплатно. Плановая экономика, существовавшая в то время, тре­бовала, чтобы нормативная база отвечала вопросам гигиены, безо­пасности и экономии строитель­ных материалов. На нужды отопле­ния в бывшем СССР уходило около одной трети из всего добываемого в стране топлива, или около 250 млн. т в угольном эквиваленте.

Положение резко изменилось в результате перехода страны к ры­ночной экономике в начале 90-х го­дов и значительного роста цен на топливо внутри страны. В это время было осознано, что страна расточи­тельно расходует свои энергетиче­ские ресурсы на поддержание тре­буемого микроклимата в зданиях и доля эксплуатационных расходов на отопление зданий относительно велика. В связи с этим в стране на уровне парламента были приняты законодательные акты, в том числе Закон «Об энергосбережении» (1996) и Закон «О защите прав по­требителя» (1996), направленные на энергосбережение и эффектив­ное использование энергии.

Федеральный закон «Об энер­госбережении» потребовал включе­ния в нормативные документы пока­зателей эффективного использова­ния энергии, а также показателей расхода энергии на отопление, вен­тиляцию, горячее водоснабжение и освещение зданий. В связи с этими требованиями были разработаны основные стандарты в области энергосбережения: ГОСТ Р «Энергосбережение. Норматив­но-методическое обеспечение. Основные положения» и с участием автора ГОСТ Р «Энерго­сбережение. Энергетическая эф­фективность. Состав показателей. Основные положения».

Госстрой России во исполнение решений Правительства России в области энергосбережения поста­вил в 1994 году цель - достичь сни­жение расходов тепловой энергии на отопление в новых и реконструи­руемых зданиях на 20 % в период до 1999 года и на 40 % начиная с 2000 года по сравнению с 1995 го­дом. В связи с этим при разработке изменений норм по тепловой защи­те зданий возникла необходимость разработки энергетических прин­ципов нормирования.

Наши исследования показали, что относительно простое потре­бительское требование может быть установлено всего по одному параметру - удельному расходу тепловой энергии на отопление здания по отношению к градусо-суткам отопительного периода при соблюдении необходимых па­раметров теплового комфорта.

Результаты этой разработки, обеспечившие указанное сниже­ние удельных расходов энергии и существенное повышение тепло­вой защиты, были утверждены Госстроем РФ в 1995 году в виде изменений № 3 в нормы по стро­ительной теплотехнике. Однако нормирование удельного расхода тепловой энергии на отопление зданий, положенное в основу этих изменений, в нормах не было представлено - в качестве основ­ного принципа нормирования бы­ла установлена зависимость нор­мируемых значений для отдельных видов наружных ограждающих конструкций (наружных стен, чер дачных и цокольных перекрытий, покрытий, окон) от градусо-суток отопительного периода.

Разработка и внедрение энергетического принципа нормирования тепловой защиты зданий

Развитие методологии норми­рования тепловой защиты зданий и расходов тепловой энергии в направлении внедрения в нормы системного подхода по энергети­ческим и потребительским прин­ципам проектирования зданий можно разделить на четыре этапа (таблица).

Т аблица

1 этап

2 этап

3 этап

4 этап

годы

годы

годы

годы

2003 год

Разработка энергетического

принципа нормирования

Разработка модели норм, энергетический

здания, ГОСТ по параметрам микроклимата

Апробация модели,

создание первых ТСН

Разработка и широкое внедрение ТСН

в регионы России (49 регионов)

Введение в действие нового СНиП

23-02 и трех ГОСТов по энергоаудиту

Первый этап. Точкой отсчета служит поэлементный метод. В пе­риод годов был разра­ботан энергетический принцип нормирования.

Второй этап. На этом этапе в те­чение годов была раз­работана модель норм и энергети­ческий паспорт здания, первые мо­сковские городские нормы по энергосбережению (МГСН 2.01-94) и изменения в СНиП «Строительная теплотехника», которые обеспечи­ли новый уровень теплозащиты зданий и снизили с 2000 года на 40 % удельные расходы тепловой энергии по сравнению с 1995 го­дом. В московских нормах впервые нормировался приведенный (сред­ний) коэффициент теплопередачи совокупности ограждающих кон­струкций здания.

Третий этап. На третьем этапе нормируется значение конечного расхода тепловой энергии на отопление за отопительный пе­риод. По методологии третьего этапа в годах с уста­новлением норм по удельному энергопотреблению была разра­ботана новая редакция москов­ских городских норм по энергос­бережению в зданиях (МГСН 2.01-99). В этих нормах был де­тально разработан энергетиче­ский паспорт здания, методология расчета энергопотребления на отопление здания и на горячее водоснабжение, а также новый раздел проекта «Энергоэффек­тивность зданий». Строительст­во всех новых и реконструкция жилых зданий в Москве сейчас осуществляется по этим нормам. В 2002 году было возведено и реконструировано 3,8 млн. м2, в 2003 году - 4,5 млн м2.

Четверть/и этап. Начиная с 1999 года и по настоящее время произо­шло объединение нормирования тепловой защиты и систем тепло­снабжения путем разработки норм потребности здания в первичной энергии. Аналогичная методология уже апробирована в нормах Вели­кобритании, Франции, Италии, Гер­мании, а также в территориальных строительных нормах (ТСН) по энергетической эффективности зданий во многих регионах России. ТСН были официально разрешены в 1998 году («Строительный кодекс РФ»), хотя они были включены в си­стему нормативной документации еще в 1995 году (СНиП 10-01). В те­чение годов было раз­работано и введено в действие 49 ТСН - от Калининградской обла­сти на западе до Сахалинской области на востоке и от Красно­дарского края и Республики Ады­гея на юге до Ненецкого АО и Рес­публики Саха (Якутия) на севере, в Москве и Санкт-Петербурге. Все ТСН, введенные в действие на этих территориях, утверждены главами администрации территории, заре­гистрированы Госстроем России и включены в список нормативных документов, действующих на тер­ритории Российской Федерации. Эта же методология определила новое содержание СНиП «Тепловая защита зданий».

Новый СНиП по тепловой за­щите зданий*

Нормирование по показателю энергоэффективности, апробиро­ванное впервые в России в МГСН 2.01-99 и получившее распростра­нение в регионах Российской Фе­дерации, теперь стало доступно и для остальных регионов страны. Госстрой России постановлением от 01.01.01 года № 000 утвер­дил и ввел в действие с 1 октября 2003 года новый СНиП «Тепловая защита зданий». Этим же постановлением СНиП И-3-79* «Строительная теплотехника» признан недействующим с 1 октяб­ря 2003 года.

Прежний СНиП, несмотря на вы­сокий уровень заложенных в него требований в результате изменений №№ 3 и 4, обладал целым рядом су­щественных недостатков как по со­держанию, так и по форме. По со­держанию в нем отсутствовали нормативные показатели энергети­ческой эффективности зданий, что не соответствовало положениям Федерального закона «Об энергос­бережении» и требованиям ГОСТа Р 51387 и ГОСТа Р 51541. По форме он не соответствовал требованиям СНиП 10-01, т. к. был разработан в 1979 году, задолго до выхода ука­занного СНиП.

Новый СНиП разработан с це­лью устранения этих недостатков и во исполнение положений Феде­рального закона «Об энергосбере­жении» и постановления Прави­тельства РФ от 2 ноября 1995 года № 000 «О неотложных мерах по энергосбережению». Для этого в него включены показатели энерго­эффективности зданий, отвечаю­щие мировому уровню, и методы их контроля путем:

-  установления численных зна­чений нормируемых показателей энергоэффективности зданий;

-  классификации новых и экс­плуатируемых зданий по энергети­ческой эффективности;

создания возможности выяв­ления групп эксплуатируемых зданий, которые необходимо срочно реконструировать с точки зрения энергоэффективности;

- разработки правил проектиро­вания тепловой защиты зданий при использовании как поэлементного нормирования, так и показателей энергоэффективности;

- разработки методов проверки соответствия нормируемым пока­зателям тепловой защиты и энергетической эффективности (энергетические паспорта) как при проек­тировании и строительстве, так и в дальнейшем при эксплуатации;

- ограничения и/или недопуще­ния проектирования зданий с рас­ходами энергоресурсов, превы­шающими установленные норми­руемые показатели энергоэффек­тивности.

По основополагающим принци­пам это новый документ по структу­ре, области применения, крите­риям контроля, возможности ком­пьютеризации, энергоаудиту экс­плуатируемых зданий, гармониза­ции с европейской стандартизаци­ей. При этом новый документ сох­раняет преем­ственность с от­мененным СНиП «Строительная теплотехника» в редакции 1998 года и* обеспечи­вает тот же уро­вень энергосбе­режения, однако представляет бо­лее широкие воз­можности в выбо­ре технических решений и спосо­бов соблюдения нормируемых па­раметров.

Рассмотрим более подробно некоторые осно­вополагающие принципы.

Структура

Существует два подхода к стандартизации: предписывающий и потребитель­ский. Предписывающий подход в настоящее время устарел. При этом подходе в нормативных документах наряду с нормами приводятся по­дробные описания конструкции, методов расчета, применяемых ма­териалов и т. д., выполняя которые осуществляется соответствие про­екта требованиям норм. Потреби­тельский подход основан на новых методических принципах. В нормах согласно этому подходу излагаются основные нормативные требования к проекту здания без предписаний, как реализовать эти требования, с предоставлением свободы при проектировании. Эта свобода рас­пространяется на выбор техниче­ских решений и способов их реали­зации при теплотехническом проек­тировании зданий, когда конечный результат достигается за счет повы­шения качества проектирования. Такой подход принят в России, Гер­мании, США и в других странах и ре­ализует современные международ­ные требования к стандартизации по потребительскому принципу, разработанные Международным комитетом по исследованиям и ин­новациям в зданиях и сооружени­ях (CIB).

В новом СНиП изложены толь­ко основные нормы к зданию или сооружению. Методы проектиро­вания, в том числе и альтернатив­ные, вынесены в СП «Строитель­ная теплотехника. Проектирова­ние зданий и сооружений» и мо­гут быть использованы проекти­ровщиком в зависимости от твор­ческого потенциала, квалифика­ции, технических возможностей.

Область применения

Область применения нового СНиП распространяется на те­пловую защиту как вновь строя­щихся и реконструируемых жи­лых, общественных, производ­ственных, сельскохозяйственных и складских зданий и сооружений, так и эксплуатируемых зданий, в которых необходимо поддержи­вать определенную температуру и влажность внутреннего воздуха. При этом установленные крите­рии могут быть использованы для оценки энергетической эффек­тивности существующих зданий с целью определения необходи мости улучшения их энергетиче­ской эффективности.

Критерии

Установлены две группы обяза­тельных к исполнению взаимно увя­занных критериев тепловой защиты здания и два способа проверки на соответствие этим критериям, основанных на:

а) нормируемых значениях со­противления теплопередаче для отдельных ограждающих конструк­ций тепловой защиты здания, уста­новленных на основе нормируемых значений удельного расхода тепло­вой энергии на отопление и сохра­ненных из прежнего СНиП для пре­емственности;

б) нормируемом удельном рас­ходе тепловой энергии на отопле­ние здания, позволяющем варьи­ровать величинами теплозащитных свойств ограждающих конструкций зданий (за исключением производ­ственных зданий) с учетом выбора
систем поддержания микроклима­та и теплоснабжения для достижения нормируемого значения этогопоказателя.

Выбор способа, по которому бу­дет вестись проектирование, отно­сится к компетенции проектной ор­ганизации или заказчика. Методы и пути достижения этих нормативов выбираются при проектировании.

Требования данных норм будут выполнены, если при проектирова­нии жилых и общественных зданий будут соблюдены нормативы «а» либо «б». Для производственных зданий требуется соблюдение только нормативов «а».

Расчетные температуры вну­треннего воздуха при проектиро­вании тепловой защиты принима­ют по нижним пределам опти­мальных параметров. С целью установления оптимальных и до­пустимых параметров микрокли­мата внутри помещений жилых и общественных зданий и их кон­троля по нашей инициативе и при участии был разработан ГОСТ «Здания жилые и обще­ственные. Параметры микрокли­мата в помещениях». Эти параме­тры для жилых зданий были под­тверждены в СанПиН 2.1.2.1002. Согласно им ГОСТ при проектиро­вании ограждающих конструкций устанавливает расчетную темпе­ратуру внутреннего воздуха 20 °С. Учет установленной этим стандар­том разности результирующей температуры вблизи холодных по­верхностей привел к новым, нор­мам на окна (изменение № 4).

. НИИ Строительной физики РААСН