Проблемы строительства малоэтажных жилых ком-плексов с применением энергосберегающих технологий в средней полосе России.

Проблемы строительства малоэтажных жилых комплексов с применением энергосберегающих технологий в средней полосе России.

Энергосбережение в России

В последние годы тема энергосберегающих технологий выходит на уровень государственной и международной политики во всем мире. Истощение природных ресурсов, изменение климата на планете, удорожание энергоресурсов для потребителя, переход на альтернативные источники энергии,- каждый день можно услышать самые разнообразные мнения по этим вопросам. Но в «сухом остатке» всегда присутствует мысль о необходимости экономить энергию.

Все большее количество специалистов, экспертов, политиков и экономистов осознает необходимость поиска выхода из ситуации зависимости от экспорта энергоресурсов. Во-первых, нефть, природный газ, каменный уголь относятся к не возобновляемым источникам энергии, а, следовательно, когда-нибудь закончатся. Во-вторых, значительные денежные поступления в бюджет страны от экспорта энергоресурсов, очевидно, не гарантируют низких и стабильных цен на аналогичные ресурсы для российского потребителя. Ожидается, что к 2011 г. цены на электричество и бензин, как для простых граждан, так и для предприятий достигнут общемировых показателей. Отметим, что такое повышение цен является одним из условий вступления РФ во Всемирную торговую организацию. Энергосбережение имеющихся ресурсов, а также поиск альтернативных источников энергии становится актуальными национальными задачами.

Одним из путей ее решения является повышение энергоэффективности объектов в промышленности, ЖКХ и на транспорте, а также, что немаловажно, в строительстве. Наиболее перспективное в этом аспекте направление строительной индустрии — строительство и эксплуатация энергоэффективных зданий путем внедрения энергосберегающих технологий и материалов.

Повышение тепловой защиты зданий и сооружений как основных потребителей энергии является важным объектом государственного регулирования во многих иностранных державах. Строительство энергоэффективных домов широко осуществляется сейчас во всем мире. Особенно впечатляют в этом отношении успехи стран Западной Европы и Скандинавии. Суммарный эффект экономии тепла в подобных зданиях составляет там 50-70%. На Западе несколько лет работает международный проект «Задача 13».

В соответствии с ним в 13 странах проектируют и строят жилые дома с низким энергопотреблением. Его средний уровень — 50 кВт/час на кв. м. Сегодня эффективность использования электрической энергии в России в 6 раз ниже, чем в Японии, в 2 раза ниже, чем в США, в 1,4 раза ниже, чем в Китае и Индии. Удельный расход тепловой энергии в жилых домах в расчете на 1 кв. м общей площади в 1,6 выше, чем в Германии, и в 2,6 раза выше, чем в Швеции и Финляндии.

Актуальность проблемы энергосбережения во всем мире резко возросла в 1970-е годы в результате развившегося нефтяного кризиса и последовавшего за этим сокращения поставок нефти странами ОПЕК. Внедрение энергосберегающих технологий должно было обеспечить снижение себестоимости продукции путем сокращения ее энергоемкости и тем самым сохранить и даже ускорить темпы развития национальной экономики.

Россию, полностью обеспечивающую свои внутренние энергетические потребности за счет богатейших запасов природного сырья (2-е место в мире она занимает по производству первичной энергии и 1-е — по суммарным запасам энергоресурсов), кризис затронул в значительно меньшей степени. Однако эффективность использования первичных источников и преобразованных видов энергии в стране традиционно низка. Ежегодно миллионы рублей у нас в буквальном смысле слова вылетают в трубу.

И поэтому энергосбережение становится все более актуальной проблемой. Ограниченность энергетических ресурсов, высокая стоимость энергии, негативное влияние на окружающую среду, связанное с ее производством, — все эти факторы невольно наводят на мысль, что разумнее снижать потребление энергии, а не пускать деньги на ветер.

Однако комплексное внедрение в строительство современных энергосберегающих средств — энергоэффективных окон, тепло- и вентиляционного оборудования, средств учета и контроля за расходованием тепла — невозможно без обновления системы технического нормирования и разработки региональных законодательных актов, стимулирующих внедрение этих технологий. Кроме того, далека от совершенства действующая система учета и сложившаяся система отношений между производителями и потребителями энергии. Большинство населения просто не имеет возможности сократить расход энергии (прежде всего, тепла в системах централизованного отопления). Нет и финансовой мотивации к экономии в потреблении энергоресурсов.

Дом будущего – «пассивный дом»

Термин «пассивный дом» появился в русском строительном лексиконе всего несколько лет назад. В пассивном доме расход энергии на отопление сводится к минимуму благодаря использованию внутренних источников тепла, современных энергосберегающих технологий и высокоэффективных теплоизоляционных материалов.

Надо отметить, что концепция здания, не нуждающегося в мощной системе отопления, уже нашла в нашей стране благодатную почву. В самом деле, низкая энергоэффективность существующих зданий и огромные расходы энергоресурсов на отопление являются для России источником множества экономических и социальных проблем. Самая очевидная тому причина - тарифы на все виды энергоресурсов растут гораздо быстрее доходов населения. В связи с этим задача сокращения расходов на отопление становится все более актуальной как для российских домовладельцев, так и для муниципальных властей.

С другой стороны, концепция пассивного дома привлекает еще и тем, что в ней заложена сильная природосберегающая компонента. Благодаря разумному использованию внутренних источников энергии и применению экологически чистых материалов пассивный дом не несет опасности окружающей среде и здоровью человека.

То есть идея «пассивного дома» развивается на пересечении роста экологического сознания и вполне конкретного стремления сократить расходы на обслуживание. Но насколько она реализуема в отечественных условиях?

Принципы и подходы

Более 20 лет назад американский исследователь Дэвид Орр разработал концепцию здания, отвечающего самым высоким требованиям экологичности и энергоэффективности. Основные составляющие пассивного дома таковы:

· применение материалов и конструкций с максимальным сопротивлением теплопередаче для сокращения непродуктивных потерь тепла;

· организация приточно-вытяжной вентиляции с применением рекуператоров, использующих тепло выбрасываемого воздуха для обогрева, поступающего извне;

· использование природных источников энергии для отопления и горячего водоснабжения (энергии солнца, ветра, термальных подземных источников).

Почему пассивный дом обходится без отопления? Это становится возможным благодаря рациональному использованию источников тепла и энергии самого дома и окружающей его территории. Источников тепла в жилом доме немало - это кухонная плита, работающие бытовые электроприборы, лампы освещения. Выделяют тепло люди и животные. Например, спокойно сидящий человек имеет тепловую мощность 120 ватт. Суммарно эти тепловыделения достигают немалых величин, сравнимых с мощностью систем отопления.

По отечественным строительным нормативам рекомендуется принимать внутренние тепловыделения в жилых домах на уровне 10 вт/м² (против 50-80 вт/м² систем отопления), на практике они могут быть и больше. Их достаточно для «отопления» наших жилищ в период до достижения среднесуточными температурами значения в 8 ºС, ниже которого включается система отопления.

По мнению специалистов, основополагающими архитектурными и строительными принципами в плане повышения энергоэффективности являются следующие:

· оптимизация архитектурных форм здания с учетом возможного воздействия ветра;

· оптимальное расположение здания относительно солнца, обеспечивающее возможность максимального использования солнечной радиации;

· увеличение термического сопротивления ограждающих конструкций здания (наружных стен, покрытий, перекрытий над не отапливаемыми подвалами) до технически возможного максимального уровня;

· сведение к минимуму количества и тепловой проводимости имеющихся в конструкции тепловых мостов;

· обеспечение необходимой воздухопроницаемости конструкции здания относительно притока наружного воздуха;

· повышение до максимального технически возможного уровня термического сопротивления светопрозрачных ограждающих конструкций;

· создание системы вентиляции для подачи свежего воздуха, удаления отработанного воздуха, распределения тепла в помещении и организация регенерации тепла вентиляционного воздуха.

Сочетание указанных выше факторов обеспечивает минимальное энергопотребление здания, при этом определяющими факторами повышения энергоэффективности здания являются увеличение термического сопротивления его конструктивных элементов и сокращение количества тепловых мостов.

Практический опыт

Наибольшим практическим опытом реализации проектов пассивных домов обладают страны Западной Европы, и в первую очередь, Германия. Именно здесь был построен первый в Европе пассивный дом, отличительными признаками которого были:

· непрерывная изолирующая оболочка здания из высокоэффективных теплоизоляционных материалов;

· механическая приточно-вытяжная система вентиляции с рекуперацией тепла уходящего из помещений воздуха;

· грунтовый теплообменник для предварительного подогрева воздуха с использованием тепла грунта.

Воплощение в жизнь концепции пассивного дома на российской земле сталкивается с рядом трудностей. Простое заимствование проектов и технических решений, реализованных в Германии или странах Скандинавии, невозможно из-за большого различия климатических условий. Тем не менее, отдельные принципы энергосбережения реализуются сегодня во множестве проектов по всей России.

Энергоэффективные материалы и конструкции в действии

Для теплоизоляции стен наиболее эффективными и долговечными признаны системы наружного утепления здания. Это вентилируемые навесные фасады и системы фасадного утепления со штукатурным слоем. На данный момент разработано немало фасадных систем на основе таких современных теплоизоляционных материалов как каменная вата. В России адаптация подобных систем происходит довольно успешно – достаточно лишь рассчитать необходимую толщину теплоизоляционного материала для конкретных климатических условий.

Но применение современных систем фасадного утепления не решает полностью проблему теплопотерь. Как считают эксперты, наиболее слабым в этом смысле участком стены являются окна – на них приходится около 30-40% суммарных теплопотерь дома. Поэтому в концепции пассивного дома важное место занимает использование оконных систем с высоким уровнем теплозащиты. Современные светопрозрачные конструкции не только изготавливаются из материалов с низкой теплопроводностью (в первую очередь, ПВХ - поливинилхлорида), но и конструктивно устроены так, чтобы обеспечивать максимальную теплозащиту. Для этого предусмотрены герметичные стеклопакеты, не менее двух контуров уплотнений между рамой и створками, а также наличие воздушных камер в профилях, из которых собираются окна.

Мы подошли к такому важному аспекту, как обеспечение воздухообмена с минимальными теплопотерями. По разным оценкам, от 30 до 70% потерь тепла приходится на традиционную для российских домов вытяжную вентиляцию. Непременным атрибутом пассивного дома является контролируемый воздухообмен, обеспечиваемый приточно-вытяжными устройствами с рекуператорами. Принудительная вентиляция позволяет возвратить до 90% тепла уходящего воздуха. Достигается это посредством установки теплообменника, где и происходит нагревание поступающего свежего воздуха теплом уходящего.

Современное оборудование, помимо рекуперации тепла, может улучшать гигиенические характеристики воздуха – не только выполнять обеззараживание и дезинфекцию, но и озонировать его. Кроме того, современные системы вентиляции, оснащенные автоматикой, регулируют температуру и расход воздуха, а также переходят в экономный режим работы в случае отсутствия людей в помещении и пр.

Такое повышение интеллектуального коэффициента пассивного дома сближает его с «умным домом», где автоматика регулирует работу всех инженерных систем в соответствии с заданными параметрами, причем с использованием дистанционного управления.

Будущее начинается сегодня

Дальнейшие перспективы развития «пассивного дома», очевидно, будут связаны с более широким использованием возобновляемых источников энергии. Уже сегодня одним из направлений реализации энергосберегающей политики многих европейских стран (в частности, Германии) является развитие технологий использования нетрадиционных источников энергии. Планируется к 2010 году увеличить в два раза использование альтернативных источников энергии. Таких, например, как биореакторы, которые из органической массы (зерновые культуры, силос и пр.) вырабатывают метан, идущий на отопление дома.

Итак, многие составляющие концепции пассивного дома вполне реализуемы в России. Так, при реконструкции жилого фонда уже успешно применяют технологии, способствующие повышению энергоэффективности зданий. Это утепление фасадов с использованием современных теплоизоляционных материалов, применение схем принудительной вентиляции и современных оконных систем.

Правда, практическое внедрение энергосберегающих технологий на первых порах стоит недешево. Однако, как показывают расчеты, большие капитальные затраты быстро окупаются за счет низких эксплуатационных расходов. То есть вложение в энергосберегающие решения можно считать долгосрочной и весьма надежной инвестицией.

Повышение энергетической эффективности является одной из основных задач России на современном этапе ее развития. Это обусловлено в частности, тем, что она является страной с беспрецедентно холодным климатом. До недавнего времени в этом вопросе наблюдалось определенное недопонимание. Россию часто сравнивали с такими, якобы еще более холодными странами, как Канада, Швеция, Норвегия. Для корректного определения в социально-экономическом аспекте степени суровости климата страны, ее территорию следует разделить на зоны с климатом с различным рангом суровости. Далее надо подсчитать долю или количество населения проживающего в районах с климатом той или иной степени суровости. Полученный критерий будет объективным показателем степени "холодности" или "северности" страны.

Малоэтажный энергоэффективный жилой комплекс.

В практике отечественного градостроительства, малоэтажным принято считать комплекс зданий, этажность которых не превышает трех этажей. Однако, учитывая имеющиеся тенденции по общему росту этажности при комплексном жилищном строительстве, с учетом современного состояния рынка недвижимости, мы считаем целесообразным пересмотреть данное определение.

Для определения "малоэтажный комплекс" мы используем следующие критерии:

- Дома с квартирами.

- Этажность не более 5-ти этажей.

- Расчетная плотность застройки не должна превышать 250 чел/га.

- Придомовая территория - общественная, без выделения участков собственникам квартир (в аренду или собственность).

- В каждом доме существует подъезд (на несколько квартир).

- В каждом подъезде существуют общественные зоны: холлы, лестничные пролеты.

- В домах есть техподполья или техэтаж/чердак, откуда разводятся, и где собраны коммуникации со всего дома: водопровод, канализация и пр.

- Дома оборудованы как минимум пожарной сигнализацией.

- В домах существует понятие сантехнического стояка, общего для нескольких квартир.

Классификация малоэтажных загородных комплексов

Класс определяется сочетанием местоположения и характеристик собственно проекта. При этом, будем честными, такой формат проживания за городом в принципе не может быть элитным, как бы этого не хотелось застройщику.

На сегодняшнем рынке представлено две категории малоэтажной застройки:

1. эконом-класс

2. бизнес-класс

Основные отличительные характеристики категории "бизнес" от категории "эконом":

- огороженная, охраняемая благоустроенная территория

- организованная автомобильная парковка

- высота потолков не менее 2,9м в чистоте

Первоочередным фактором для определения класса является местоположение, хотя есть примеры, когда недостатки местоположения компенсируются высокими качественными характеристиками проекта. Внутри категорий можно достаточно широко подразделять подкатегории, по различным признакам: местоположению, цене, количеству квартир, используемым материалам строительства, развитости инфраструктуры и сервисов, инженерному оснащению, удаленности от Москвы и пр.

Во многих случаях в рамках одного комплекса существуют и коттеджи, и таунхаусы, и многоквартирные дома. Такая ситуация как правило характерна для масштабных проектов, где территория комплекса измеряется десятками гектар: застройщик желает охватить максимально целевые аудитории, при этом стараясь не допустить переизбытка предложения по какой-либо из аудиторий. Такой подход и рождает разнообразные по типу жилья предложения в рамках одного комплекса. Кроме того, такой подход делает комплекс более привлекательным визуально: позволяет уйти от однообразия.

Энергоэффективность малоэтажных зданий и жилых комплексов.

По сравнению с многоэтажным жильём, в малоэтажных комплексах значительно легче воплотить концепцию энергопассивного дома. В малоэтажных домах нет дорогостоящих и энергоёмких лифтов, приточных систем вентиляции, мощных водяных насосов и других систем, удорожающих расходы на строительство и эксплуатацию. Кроме того, расход электроэнергии, воды и тепловой энергии на отдельный малоэтажный дом как правило намного ниже, чем в многоэтажном доме. Всё это может помочь сделать жилой дом максимально независимым от невозобновляемых энергоресурсов. Однако проблемы энергоснабжения необходимо решать комплексно, в составе целого жилого посёлка, причём так, чтобы жилой комплекс мог снабжаться энергией, как от централизованных энергосетей, так и автономно.

Кроме проблем энергоснабжения зданий существует целый комплекс проблем стоимости строительства и эксплуатации зданий, технологичности работ, сроков их выполнения (что немаловажно в России, где холодный период длится по полгода и более), качества работ, долговечности зданий. Поскольку такие жилые комплексы предназначены в основном для среднего класса (работников, занятых как в частных, так и в государственных предприятиях), стоимость строительства должна быть такой, чтобы обычная семья могла купить квартиру, выплатить кредит или накопив на неё около 5 лет (в среднем), причём это не должно существенно ударить по семейному бюджету. Поэтому такое жильё должно быть массовым, оно должно строиться с применением стандартных деталей и конструктивных элементов, отработанных технологий строительного производства. При этом, учитывая в основном оседлый характер жизни граждан РФ, которые редко меняют место проживания, необходимо, чтобы расчётный срок эксплуатации таких зданий был не менее 50 лет. Также необходимо устроить организацию работ так, чтобы основной их объём (строительство фундамента, каркаса, стен) был проведён за тёплый сезон. Кроме этого, учитывая высокую пока стоимость внедрения различных энергосберегающих технологий, необходимо найти наиболее оптимальный вариант их применения в строительстве и последующей эксплуатации здания.

Немаловажной является и проблема расположения самих жилых комплексов. Поскольку сейчас во многих городах России становится актуальным строительство бизнес-центров и промзон (а равно - создание рабочих мест) отдельно от жилых районов, необходимо разработать комплекс мер по решению транспортного сообщения между жилыми и рабочими зонами. При размещении жилых комплексов важна минимизация ущерба экологии, который есть при любом вмешательстве человека в природу (в том числе и при строительстве). Жилые комплексы не должны строиться на месте лесов, лугов и других естественных ландшафтов. Их желательно размещать на месте изменённого человеком ландшафта (например, заброшенных колхозов), учитывая удобство подъезда к рабочим зонам и зонам отдыха. С учётом растущей урбанизации населения РФ и уплотнения застройки в крупных городах, из таких комплексов можно создавать районы и целые города-спутники, связанные между собой и с городскими центрами как шоссейными дорогами, так и железными (например, трамвайными).

Важнейшей из задач архитекторов является и эстетическое и художественно-композиционное создание благоприятной архитектурной среды комплекса. За вторую половину 20 века люди уже устали от однообразных советских серий панельных домов, в середине века считавшихся вершиной индустриальной архитектуры. Архитекторам необходим индивидуальный подход к созданию каждого комплекса, каждого жилого дома. Жилой комплекс должен быть индивидуальным и неповторимым, но вместе с тем можно использовать общие приёмы, чтобы удешевить проектирование. Вместе с архитекторами по возможности должны работать и ландшафтные дизайнеры, и дизайнеры малых форм. Кроме того, посильное участие в организации жилой среды могут принять и сами жильцы, что поспособствует их уважительному отношению к жилой среде и повышению их культурного уровня.