Энергоэффективный дом

Перспективы внедрения энергосберегающих технологий в Украине

В Украине привыкли решать энергетическую проблему со стороны генерации энергии, ее распределения и формирования тарифов. Но проблему можно решать и с другой стороны.

Денис СТАДЖИ

Дом нового типа

Те, кто застал Советский Союз, хорошо помнят бесконечные призывы экономить тепло, электроэнергию и т.д. Из-за того, что цена на коммунальные услуги была совершенно "социальной", добиться экономии рыночными методами было невозможно. Впрочем, и призывы помогали слабо, в том числе по причине совершенно неэффективных в плане энергосбережения технологий во всем - от строительства домов до прокладки теплотрасс.

Понятно, что чем севернее страна, тем актуальнее проблема строительства энергоэффективных домов. В Финляндии или Германии такие дома очень востребованы, а вот на Кубе или в Зимбабве — как-то не очень. Но… Не все сводится только к экономии и рекуперации тепла. Солнечные панели на крыше и стенах, продуманные системы использования воды и работы канализации, разумная вентиляция, которая снижает потребность в кондиционерах, — все это позволяет снизить общее энергопотребление дома даже безотносительно вопросов его обогрева.

После обретения Украиной независимости некоторое время вопросы энергоэффективности жилья были неактуальны — просто были проблемы куда важнее. Затем, когда тарифы на отопление и электричество выросли и стали заметно бить по карману, многие украинцы стали утеплять квартиры, покупать экономную бытовую технику и т.д. Впрочем, острота проблемы энергосбережения купировалась и сама собой: новая бытовая техника и осветительные лампы были уже изначально "заточены" под энергосбережение, а новые жилые дома стали строить с использованием новых материалов и технологий, что также значительно снижает теплопотери жилья.

Но в Европе тем временем все более актуальными становятся не просто энергоэффективные, а вовсе энергопассивные дома. То есть построенные так, что могут и вовсе обходиться без теплоснабжения, а в идеале — и без электроснабжения.

Тут, конечно, нужно сразу оговориться, во-первых, полностью энергопассивный дом в наших широтах — это скорее все-таки из области фантастики. Хоть ты весь дом обшей солнечными панелями поверх трех слоев утеплителя — он все равно будет нуждаться в притоке энергии извне. То есть мы будем говорить все же о домах с очень низким энергопотреблением.

Во-вторых, нужно различать частные жилые дома (коттедж на одну семью) и многоквартирные высотки. В первом случае, вложив немало денег, действительно можно достичь почти полной энергопассивности. Солнечные панели, ветряк во дворе, туалет с биогазовым реактором и современная печь, совмещенная с котлом, работающим на твердом органическом топливе. Такие дома не просто существуют — их строят в том числе и в Украине. Но это единичный товар, который проблему снижения потребления энергии в масштабах страны не решит.

Другое дело — многоквартирные дома (о которых мы и будем говорить далее): там не используешь технологии, применимые для коттеджного местечка. Но можно использовать другие. Они также повышают стоимость строительства, хотя и не так значительно, как в случае частного коттеджа. Другой вопрос — как быстро квартира в энергоэффективном доме окупит превышение цены за счет экономии ее жителей на коммунальных услугах? В условиях Украины этот вопрос, к сожалению, не имеет ответа — вопрос коммунальных тарифов у нас скорее политический, поэтому они и изменяются по нескольку раз в году.

Некоторые общие прикидки, впрочем, сделать можно — по опыту других стран. В соседних Беларуси и Польше практика показала: при экономически обоснованных тарифах дополнительные затраты в энергоэффективном доме окупаются за 7 лет. Квадратный метр энергоэффективного жилья в среднем стоит на 15% дороже обычного. Но энергоэффективные технологии позволяют сократить затраты на коммунальные платежи на 50%. То есть в условиях, когда обслуживание квартир постоянно дорожает, это выгодно для жильцов.

Энергоэффективная многоэтажка

Первые энергоэффективные дома появились в Европе в конце 80-х годов прошлого века. Связано это было с нефтяным кризисом 70-х, когда ОПЕК снизила объемы добычи примерно на 5%, чтобы повлиять на мировые цены в свою пользу. Как итог — цена на нефть (а с ней — и на другие энергоносители) поднялась на 70%. Тогда европейские страны стали задумываться о своей энергетической независимости и безопасности, что и привело к изучению энергосберегающих технологий и строительству первых энергоэффективных зданий.

Концепцию энергопассивного дома разработал шведский профессор Бо Адамсон. Первое требование, предъявленное к такому дому, — возможность обойтись минимальным отоплением в условиях суровых скандинавских зим.

В энергопассивном доме удельный расход тепловой энергии снижен более чем в 10 раз по сравнению со зданиями старого жилого фонда. Добиться этого позволяют материалы и конструкции с высоким сопротивлением теплопередачи, приточно-вытяжная вентиляция, использующая тепло выбрасываемого воздуха для обогрева, а также возобновляемые источники энергии для отопления и горячего водоснабжения.

Однако на практике в той же Европе чаще приходилось заниматься не строительством таких домов с нуля, а тепловой санацией старого жилья. Так, например, в Германии после ее объединения санировали около 80% жилищного фонда. С 1993 г. по 2003 г. в реконструкцию панельных домов Восточного Берлина инвестировали около EUR 6.2 млрд, что в среднем составляет EUR 23 тыс на квартиру. Половина этих денег ушла именно на энергосберегающие мероприятия. Долгое время считалось, что панельные многоэтажки дешевле снести, чем модернизировать и обеспечить современные требования по их энергоэффективности. Однако опыт реконструкции жилых домов в Восточной Германии полностью опроверг такие рассуждения. Санация экономически целесообразна, поскольку ее стоимость составляет лишь треть затрат от нового строительства.

Строительство первых энергоэффективных домов по немецкой технологии началось в постсоветских странах уже 15-20 лет назад. Это дома с коэффициентом термического сопротивления ограждающих конструкций, равным 10, с тройным остеклением на юг, рекуперацией тепла по вентиляции с КПД 70%.

Практика показывает: современная минеральная вата европейского производства настолько эффективна, что всего два ее сантиметра заменяют по теплосберегающим качествам один метр бетона. Также в подобных домах устанавливают энергосберегающие окна с двухкамерными стеклопакетами и специальным пленочным покрытием, пропускающим ультрафиолет и отражающим инфракрасное излучение, которое как раз и уносит тепло.

На кровлях и по южным стенам таких домов устанавливают солнечные панели (для выработки электроэнергии) или солнечные коллекторы (для нагрева воды). В таких домах предусмотрены системы рекуперации воздуха и утилизации тепла стоков (там большой тепловой потенциал). Средняя энергоэффективность таких домов — 20 кВтч на квадратный метр с учетом горячей воды. Электроэнергия от солнечной станции покрывает примерно треть потребляемой энергии в местах общего пользования.

Но в результате всего этого строительство удорожается на 15-20%. Если на крыше дома установить еще и ветроэлектрические установки, то можно еще в несколько раз снизить потребление "внешнего" электричества, но тогда стоимость строительства и эксплуатации дома резко возрастет.

Применяются и другие энергосберегающие технологии строительства. Например, неоднородное (по контуру здания) утепление, что позволяет уменьшить разницу в потреблении тепловой энергии для квартир, расположенных в различных частях дома. В квартирах можно реализовать систему отопления с горизонтальной разводкой, а также автономную автоматизированную систему регулирования режимов отопления и воздухообмена с автоматическим климат-контролем. Результаты показывают, что средний уровень удельного теплопотребления в нашем климатическом поясе становится равным 44 кВтч/кв м в год.

Другой вариант — дом, в котором у каждой квартиры свой газовый котел. Анализ эксплуатации 9-этажного жилого корпуса, оборудованного такими котлами, показывает, что расходуется в 1.5-2 раза меньше энергоресурсов по сравнению с такими же домами, в которые проведено центральное отопление.

В европейских странах с 2002 г. начали вводить поэтапную сертификацию энергоэффективных домов в зависимости от их площади и назначения. Например, уровень энергопотребления жилого 9-этажного здания класса "А" — менее 39.2 кВтч/кв м в год, класса "В" — не более 44.1 кВтч/кв м в год. При этом существуют еще классы от "C"доG". Каждый покупатель или арендатор знает о классе энергоэффективности строения: это позволяет оценить будущие затраты на энергопотребление в этом доме. По предварительным оценкам, большинство зданий в Украине имеет класс энергоэффективности "D" и ниже: они расходуют более 160 кВтч/кв м в год.

Однако энергоэффективное жилье предполагает наличие определенных знаний у жильцов. Например, система вентиляции с рекуперацией требует грамотных подходов к процессу ее эксплуатации — например, исключается обычное проветривание помещений. Практика показывает, если жильцы не обучены или не мотивированы это делать, то система не будет работать должным образом.

Есть и такая зависимость: чем компактнее здание, тем меньше тепла оно будет терять. Самые энергоэффективные — кубические и сферические формы. Большое значение имеет правильная ориентация по сторонам света: около 7% энергии можно получать от солнца. На юг должны быть ориентированы комнаты, которые больше всего нуждаются в свете и тепле — например, гостиные, а в спальнях более низкая температура даже приветствуется: полезнее спать не при 20-24°С, а при 18-20°С.

Проблемы энергоэффективных домов

Как показывает практика европейских стран, люди, живущие в энергоэффективных домах, очень довольны своим жильем, и в основном потому, что им приходится мало платить за отопление. Но в то же время они не всегда довольны качеством воздуха в своих домах, потому что последние практически герметичны. При строительстве таких домов используются синтетические и химические утеплители — полистеролы и др., а качество внутренней среды внимательно не контролируется санитарно-эпидемиологическими службами. Отсюда и большая проблема с загрязненным воздухом.

Немаловажная проблема есть и в плане непосредственно строительства: данные обследования уже построенных и эксплуатируемых энергоэффективных зданий не совпадают с расчетными параметрами удельного потребления тепла на отопление. На практике тепла расходуется больше, потому что жильцы предпочитают вместо нормативных 18 градусов по Цельсию, как правило, 20-24 градуса. Отличными от расчетных оказываются и средняя температура наружного воздуха, и длительность отопительного сезона.

С одной стороны, расчетные нормативы, как правило, всегда отличаются от реальных. Но бывают и парадоксы, когда сравниваются здания с термической реновацией и без нее — и оказывается, что здание с термореновацией потребляет энергии больше. Почему так? Потому что жители в доме, который потребляет тепла меньше, более бережливы. Устанавливают экономичный температурный режим либо просто большее количество людей там проживает. А каждый человек и электроприборы, которыми он пользуется, — это дополнительный источник тепла. И наоборот, те люди, которые живут в хорошо термоизолированном здании, считают для себя комфортной температуру 20-25 градусов либо просто не очень заботятся об энергосбережении, считая, что строители уже все сделали за них.

Бывает, что системы рекуперации тепла смонтированы не совсем правильно. Тогда на балконах оседает конденсат. Либо оборудование разместили в холодном, неотапливаемом помещении. Такая система замерзает зимой, и возникают проблемы.

Энергосбережение как бизнес

Жилые дома, построенные после 2000 г., благодаря современной оболочке расходуют в среднем на 40% меньше тепловой энергии, чем здания, построенные в 1960-1990 гг., а энергоэффективные с системой рекуперации тепла — почти в три раза меньше. Термореновация оболочки "старичков" уменьшает потребление тепла на 40% и выравнивает их параметры до уровня жилья 2000-х. Вопрос в том, кто будет финансировать такую доработку старого жилфонда. В Германии, например, жильцам государство давало на термореновацию беспроцентные субсидии.

Если заниматься решением проблемы энергоэффективности жилья в масштабах сразу всей Украины, то понятно, что это со временем может ударить по бизнесу энергетиков — ведь энергопотребление сократится. С другой стороны, это же откроет для энергетиков новые направления в бизнесе. Ведь дома с повышенной энергоэффективностью, стремящиеся к "почетному званию" энергопассивного дома, сами просто-таки нашпигованы различным энергетическим оборудованием — от солнечных панелей и коллекторов, до систем рекуперации и тепловых насосов.

Все эти системы нужно производить, устанавливать, настраивать, рассчитывать, вписывать в проект, а затем — обслуживать. По итогу это может оказаться еще и выгоднее, чем просто продолжать продавать электричество, газ и горячую воду, пользуясь технологиями 70-х годов.