Энергоэффективные здания в регионах России: климатические особенности

18.03.2024
Показатель энергоэффективности зданий в современном мире является важным критерием развития строительной отрасли. В России постепенно происходит замена в первую очередь старого жилого фонда с низкими показателями энергоэффективности на новые постройки, с повышенным классом энергоэффективности. В силу большого разнообразия климатических зон нашей страны результаты внедрения энергоэффективных технологий могут варьироваться от региона к региону.

Автор: Екатерина Житцова

В настоящее время актуальность повышения энергоэффективности обусловлена рядом причин, связанных не только с получением коммерческой выгоды, но и в большей степени − с решением ресурсных и экологических задач. Несмотря на увеличивающейся интерес к этой теме, в опубликованных документах и научных статьях зачастую нет ни чёткого определения термина «энергоэффективность», ни критериев и количественных показателей энергоэффективности.

Показатели энергоэффективности

В целом энергоэффективность является общим понятием, для которого не существует единой и однозначной количественной меры. Однако на практике применяется ряд показателей для количественной оценки энергоэффективности. Повышение энергоэффективности означает использование меньшего количества энергии для производства того же количества полезной продукции. Например, в промышленном секторе энергоэффективность может быть измерена количеством энергии, необходимой для производства тонны продукта. Хотя это в первую очередь инженерный термин, определение уже распространилось в экономической научной литературе. Паттерсон1 представил подробный обзор различных показателей энергоэффективности, которые можно разделить на четыре основные группы:

  1. Термодинамические: показатели энергоэффективности, которые полностью основаны на измерениях затрат энергии при различных производственных или хозяйственных процессах (производство готовой продукции, отоплении жилых зданий и т.д.). При этом как затраты энергии, так и готовая продукция измеряется в термодинамических (энергетических) единицах, например, в Дж. Некоторые из этих показателей могут быть также рассчитаны либо простыми соотношениями, либо более сложными, которые связывают фактическое потребление энергии с «идеальным» процессом, характеризующимся минимально возможными затратами энергии.
  2. Физико-термодинамические: гибридные индикаторы, где затраты энергии по-прежнему измеряются в термодинамических единицах (Дж), а выход − в физических единицах (тонны на количество продукции, километры транспортировки и т.д.).
  3. Экономико-термодинамические: в этом случае затраты энергии выражаются в термодинамических единицах, а выход продукции − в виде рыночной цены полученного продукта, например, Дж/рубль, кВтч/рубль. В частности, в таких единицах выражают и обобщённые экономические характеристики, например, энергоёмкость ВВП или ВРП (т.у.т./млн рублей).
  4. Экономические: эти показатели измеряют энергоэффективность исключительно с точки зрения рыночной стоимости. Как затраты энергии, так и созданные продукты, оказанные услуги представляются в денежном выражении.

Применение показателей

Первые две группы показателей соответствуют инженерному определению энергоэффективности, в то время как экономические показатели обычно используются в несколько большем масштабе, например для оценки энергоёмкости ВВП. Поскольку строительная отрасль – одна из наиболее активных потребителей энергии, то энергоэффективность в работе определили как отношение энергии, необходимой для выполнения конкретной услуги, к количеству первичной энергии, затраченной на процесс. Это даёт возможность сравнить различные используемые в настоящее время меры по повышению энергоэффективности зданий с точки зрения затрат первичных энергетических ресурсов, т.е. ресурсоёмкости. Например, кондиционирование или освещение зданий/сооружений может быть обеспечено меньшим количеством топлива (угля, газа, солнца) в более энергоэффективной системе.

Классы энергетической эффективности зданий

Территория России характеризуется большим количеством климатических зон, что составляет определённую сложность в проектировании энергоэффективных зданий. Тем не менее, во многих регионах есть опыт строительства таких зданий. Важно отметить, что комплекс мер по повышению энергоэффективности, в том числе с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЭ), находится в России только на начальной стадии развития.

Опыт ввода в эксплуатацию зданий с наивысшей энергоэффективностью в регионах России показывает, что их строительство характеризуется высокой удельной стоимостью. Однако развитие полученного опыта и использование опыта зарубежных стран, рост индустрии строительства зданий с высокими параметрами энергоэффективности, улучшение навыков проектирования позволит снизить удельные капитальные затраты.

В 2016 г. вышло распоряжение Правительства РФ № 1853-р «Об утверждении плана мероприятий («дорожной карты») по повышению энергетической эффективности зданий, строений и сооружений»2, согласно которому к 2018 г. доля многоквартирных домов (МКД), а также общественных и административных зданий наивысшего класса энергетической эффективности, введённых в эксплуатацию на территории Российской Федерации, должна составлять 10 %, к 2020 г. эта доля должна повыситься до 20 %, а к 2030 г. – до  30 %. В этом же году вышел приказ №399/пр. Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации «Об утверждении Правил определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов»3. Данный документ обозначил требования к определению класса и расчёту отклонения значений удельного годового расхода энергетических ресурсов от базового уровня.

Таблица показывает классы энергетической эффективности многоквартирного дома. Источник: Приказ Минстроя РФ No399/пр «Об утверждении Правил определения класса энергетической̆ эффективности многоквартирных домов»3. Базовый уровень удельного годового расхода электрической энергии на общедомовые нужды равен 10,0 кВт ч/м2 для многоквартирных домов, оборудованных лифтом. Если дом не оборудован лифтом, базовый уровень удельного годового расхода электрической энергии на общедомовые нужды равен 7 кВт ч/м2 и из указанных в таблице показателей следует вычесть 3 кВт ч/м2.

Ограничения присвоения классов

Классы «В», «А», «А+» и «А++» для МКД не присваиваются в следующих случаях:

  • при отсутствии в МКД индивидуального теплового пункта (ИТП) с функцией̆ автоматического регулирования температуры теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха;
  • при отсутствии в многоквартирных домах энергоэффективного (светодиодного) освещения мест общего пользования;
  • при отсутствии индивидуальных (поквартирных) приборов учёта энергоресурсов.

Положительным опытом энергоэффективного строительства в российских регионах является реализация региональных адресных программ переселения граждан из аварийного жилищного фонда, которые действуют с 2010 г. Во многом успешная реализация этих программ основывается на привлечении средств государственной корпорации «Фонд содействия реформирования жилищно-коммунального хозяйства». Доля средств данного фонда составляет в среднем от 31 % до 70 %.

Распределение многоквартирных домов по классам энергоэффективности

В настоящее время в России активно ведутся работы по улучшению энергетической эффективности МКД. Ожидается, что в ближайшие годы доля МКД, относящихся к классам энергоэффективности «А» и «Б» будет расти, а расходы на обслуживание и эксплуатацию МКД начнут снижаться благодаря более высокой энергетической эффективности. Далее представлены данные из материалов Государственного доклада о состоянии энергосбережения и повышении энергетической эффективности в Российской Федерации в 2021 г.4

Согласно п.1 доклада, по состоянию на конец 2021 – начало 2022 гг. удельный вес эксплуатируемых МКД с присвоенным классом энергетической эффективности от высочайшего (A++) до повышенного (С) составил 6,4 % всех МКД, доля с классами D, E, F, G – 7,1 %, и вместе с тем наибольшая доля многоквартирных домов (86,5 %) не имеет класса энергоэффективности.

До 2016 г. в России не было единой программы оценки энергетической эффективности жилых зданий, в связи с чем присвоение класса энергоэффективности требует детальной оценки жилого фонда, что является чрезвычайно трудозатратной задачей. Наибольшее количество многоквартирных домов в нашей стране было построено до 1990 г. Чтобы выяснить, в каком году было больше всего построено МКД, были использованы статистические данные онлайн-сервиса Дом.МинЖКХ (в базе сервиса содержится информация о 934 тысячах домов в 85 регионах: управляющая компания, фотографии и планы на карте, количество этажей, год постройки и ввода в эксплуатацию, серия и тип постройки здания — всего более 40 характеристик), который является частью общественного инициативного проекта МинЖКХ.РУ и содержит информацию о жилом фонде Российской Федерации.

Наиболее часто встречающаяся дата постройки зданий в регионах России – 1958 год, а самое большое количество зданий было построено к периоду 1953–1960-х гг. В этот период строились так называемые «хрущёвки» (малоэтажные жилые здания с коротким сроком строительства), срок эксплуатации которых был рассчитан на 25 лет. Сейчас большое количество зданий пришло в аварийное состояние, и соответственно установление класса представляет определённую сложность.

Распределение МКД по классам энергетической эффективности по данным за 2019–2021 гг.5

Оценка вклада в ресурсосбережение от использования энергоэффективных зданий

Для оценки потенциала ресурсосбережения при вводе в эксплуатацию энергоэффективных зданий был проведён ряд оценок. При этом предполагалось:

  1. Все энергоэффективные здания являются 6-этажными, для которых базовый уровень удельных затрат энергии приведен в таблице ниже.
  2. Расчёт показателя ГСОП проводится по СП 131.13330.2020 (ред. 25 июня 2020) «Строительная климатология»5.

Базовый уровень удельного годового расхода энергетических ресурсов в многоквартирном доме, отражающий суммарный удельный годовой расход тепловой энергии на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение, а также на общедомовые нужды многоквартирных жилых домов, кВт·ч/м2. Источник: Приказ Минстроя РФ No399/пр «Об утверждении Правил определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов»2

Модельные регионы: республика Адыгея и Магаданская область

Для оценки потенциала ресурсосбережения при энергоэффективном строительстве рассмотрим два региона РФ с разным отопительным периодом: Республика Адыгея и Магаданская область с ГСОП 2348 и 9661 соответственно. В Республике Адыгея климат умеренно-континентальный с мягкой зимой и тёплым летом. Отопительный период обычно начинается в конце октября и заканчивается в начале апреля. Средняя температура зимой составляет около -5° C. В Магаданской области климат суровый, а зимы длинные и холодные. Отопительный период начинается в середине сентября и может продолжаться до середины мая. Средняя температура зимой составляет около -30° C.

Получаем:

  • Базовый уровень расходов энергии на отопление и горячее водоснабжение между регионами отличается в восемь раз и составляет: для Республики Адыгея – 497 тыс. кВтч/год, для Магаданской области – 3,5 млн. кВтч/год.
  • Из таблицы 6 определяем разницу затрат энергии для зданий самого низкого (F) и самого высокого (А++) уровня энергоэффективности. Она составляет 375 %.
  • Рассматривается сценарий, согласно которому все жилые здания в регионе переводятся на наиболее высокий класс энергоэффективности.
  • Расчётная стоимость 1 т.у.т. составляет 210 рублей (07.04.2023). При указанных предположениях экономия от энергоэффективного строительства в расчёте на построенные здания для Магаданской области составляет 35,1 млн рублей/год, а для Республики Адыгея – 10 млн. рублей/год.

Ссылки

  1. Patterson, M. G. What is energy efficiency concepts, indicators and methodological issues // Energy Policy, 1996, Vol. 24, pp. 377-390. ↩︎
  2. Российская Федерация. Правительство Р.Ф. Об утверждении плана мероприятий («дорожной карты» по повышению энергетической эффективности зданий, строений и сооружений): распоряжение Правительства РФ № 1853-р. – Текст: электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. URL: https://docs.cntd.ru/document/420374008 ↩︎
  3. Российская Федерация. Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства Р.Ф. Об утверждении правил определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов: приказ Министерства юстиции Р.Ф. 20.05.2011, регистрационный № 20810 – Текст: электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. URL:https://docs.cntd.ru/document/420369798 ↩︎
  4. Российская Федерация. Министерство экономического развития Российской Федерации. Государственный доклад о состоянии энергосбережения и повышения энергетической эффективности в Российской Федерации за (2014-2021 гг.) ССЫЛКА ↩︎
  5. СП 131.13330.2020 Свод правил. СНиП 23-01-99* Строительная климатология.(ред. 25.06.2021) URL: https://www.minstroyrf.gov.ru/docs/118243/ ↩︎

Екатерина Житцова
Студентка Географического факультета, Кафедры рационального природопользования МГУ им. М.В. Ломоносова. IstinaResearcherID (IRID): 550382719

Статьи по теме

Темы статей

COVID-19 ESG TEEB treetalker Абакан Альметьевск Ачинск Бразилия Видное Волгоград Екатеринбург Ижевск Казань Киров Китай Красноярск Курган Минск Москва Мурманск Нижний Новгород Новосибирск Омск Пермь Петровск-Забайкальский Ростов-на-Дону Санкт-Петербург Сургут Тюмень Усть-Илимск ЧЕБОКСАРЫ ЧЕРЕПОВЕЦ администрация архитектурные решения биоразнообразие благоустройство внутреннее озеленение водно-зелёный каркас газон глобальное потепление городское планирование градостроительство двор деревья детские площадки дождевой сад здоровье зелёные крыши зелёные решения идентичность канализация климат климатическое моделирование космоснимки микропатогены мониторинг набережная насекомые наука нормативы озеленение опрос парк переработка мусора подтопление почва проект птицы пыль реки свет сертификация снег технологии туризм устойчивое развитие фауна экосистемные услуги энергоэффективность