Энергоэффективные здания в регионах России: климатические особенности

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/ ↩︎