Топливноэнергетические ресурсы (ТЭР) являются необходимым условием существования современной цивилизации. Учитывая естественную ограниченность мировых запасов ТЭР, при существующих объемах и темпах роста потребления, очевидной является принцип. возможность возникновения их дефицита в обозримом будущем, лет через 30–5 В связи с этим одним из приоритетных направлений в развитии мировой экономики является ограничение темпов роста потребления энергетических ресурсов за счет повышения энергоэффективности объектов в строительстве, промышленности, ЖКХ и на транспорте, внедрения энергосберегающих технологий и материалов.

Актуальность проблемы энергосбережения особенно высока для стран с высоко развитой экономикой и, в первую очередь, для стран Европы, где до 70 % энергопотребления удовлетворяется за счет импорта [3].

Политика энергосбережения в Европе практически реализуется в принятой Европарламентом и Советом ЕС в 2002г. Директиве 2002/91/ЕС «Energy Performance of Building» (EPBD). В соответствии с Директивой, существенно ужесточаются требования к экономичности энергии в зданиях.

Директива EPBD предусматривает принятие странамичленами ЕС общих решений, включающих: единую методику расчета эфф. здания с точки зрения энергопотребления; минимальные нормы потребления энергии для всех новых  и  реконструируемых старых крупных зданий; систему сертификации зданий, регламентирующую количество потребляемой энергии и, соответственно, энергоэффективность здания ( .

Структура потребления топливноэнергетических ресурсов в Европе представлена на диаграмме Из диаграммы видно, что около 40% ТЭР потребляется в строительстве, поэтому эта отрасль экономики имеет самый большой потенциал в плане реализации программ энергосбережения.

Компанией СенГобен ISOVER разработана новая концепция энергоэффективного дома с нормой годового энергопотребления 15 кВт•ч/(м2•год) [4]. Реализация проекта обеспечивает одновременно повышение комфортности условий проживания и экономию энергетических ресурсов. На основе данной концепции уже построен и строится целый ряд зданий в Германии, Дании и других странах.

Концепция была разработана на основе результатов экспериментальных исследований эксплуатируемых зданий и методов математического моделирования циклов теплопередачи с использованием методов ИКтермографии при обследовании конструкций. В соответствии с разработанной концепцией при проектировании энергоэффективного здания соблюдаются несколько основополагающих архитектурных и строительных принципов.

В плане повышения энергоэффективности:

– оптимизация архитектурных форм здания с учетом возможного воздействия ветра;

– оптимальное расположение здания относительно солнца, обеспечивающее принцип. возможность максимального использования солнечной радиации;

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

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

– обеспечение необходимой воздухоплотности 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.

Важным следствием снижения потребления энергии является уменьшение выбросов в атмосферу углекислого газа CO По приведенным в [4] оценкам, выработка 150 кВт•ч/(м2•год) требует сжигания 15 м3 природного газа или 15 л нефти, что приводит к выбросу в атмосферу до 30 кг углекислого газа. при таком энергопотреблении на каждый квадратный метр площади здания в атмосферу выбрасывается до 30 кг углекислого газа в год. Снижение энергопотребления здания в 10 раз приводит к соответствующему снижению выбросов СО2 в атмосферу.

Понятие комфорта в соответствии с современными представлениями включает: оптимальный для человека тепловой режим в помещении – оптимальная температура воздуха внутри помещения, отсутствие сверхнормативных перепадов температур между внутренними поверхностями помещения и температурой внутреннего воздуха (при «холодных» стенах возрастает интенсивность радиационного теплообмена м. поверхностью стен и поверхностью тела человека), отсутствие в помещении конвективных потоков воздуха, которые воспринимаются как «сквозняки», обеспечение оптимальной влажности воздуха в помещении (при повышенной влажности воздуха в помещении возрастает k теплоотдачи от тела человека к воздуху, что воспринимается как дискомфорт), оптимальный состав воздуха в помещении, в первую очередь, наличие необходимого количества кислорода и отсутствие обладающих неприятным запахом и вредных для здоровья человека примесей (свежий воздух).

Повышение комфортности условий проживания в рамках предлагаемой концепции заключается:

– в возможности уменьшения перепада м. температурой внутренней поверхности ограждающих конструкций (наружных стен, покрытий, перекрытий над подпольями) и температурой внутреннего воздуха. По СНиП 23102–2003 этот показатель для жилых зданий имеет значения, соответственно, 4,0; 3,0; 2,0 °С;

– в равномерном распределении температуры воздуха внутри помещения, исключении «сквозняков»;

– в обеспечении оптимального влажностного режима помещений за счет равномерной во времени принудительной вентиляции помещений (вместо периодического «открываниязакрывания» форточек, окон и дверей;

– в обеспечении кислородного баланса снаружи и внутри здания за счет равномерной во времени принудительной вентиляции помещений;

– в обеспечении возможности кондиционирования воздуха при его постоянной или периодической во времени принудительной подаче в помещение.

Мультикомфортный дом предоставляет большие возможности при проектировании зданий в зависимости от национальных традиций и географического месторасположения, однако, ничего фундаментально отличающегося от обычного строительства нет. С экономической точки зрения реализация такого проекта требует увеличения капитальных затрат на строительство на 5–8 %, однако, эти вложения окупаются экономией энергии и, соответственно, снижением эксплуатационных затрат и обеспечением комфортных условий проживания.

Среди примеров реализации концепции есть жилые дома, общественные и производственные здания. Технические решения по мультикомфортному зданию адаптированы для различных климатических условий. Например, для жарких стран особое внимание уделяется комфорту в летний сезон, для холодных стран – герметичности и разработке системы вентиляции. мультикомфортный дом ISOVER подходит для любых климатических зон.

Среднее потребление энергии в европейских зданиях составляет 200–300 кВт•ч/(м2•год). Анализ структуры энергопотребления показывает, что в зданиях старой застройки до 70–80 % энергии расходуется на отопление и по 10–12 % на горячее водоснабжение и электроснабжение.

Энергопотребление зданий, построенных по старым нормам тепловой защиты, может быть снижено на 70–75 % относительно существующего среднего уровня. Такое снижение энергопотребления достигается преимущественно за счет применения эффективной тепловой изоляции в конструктивных элементах зданий. Действующие в Европе строительные нормы устанавливают потребление энергии на уровне 80–100 кВт•ч/(м2•год). У нового поколения домов, которые проектируются и строятся в  соответствии с новой концепцией, уровень энергопотребления должен быть не выше 15 кВт•ч/(м2•год). Определяющим фактором, позволяющим обеспечивать такой норматив, является применение эффективной тепловой изоляции в строительных конструкциях.

На диаграмме 2 показаны уровни и структура энергопотребления в эксплуатируемых ныне в Европе зданиях, отличающихся как конструктивными решениями, так и временем постройки (сроком эксплуатации). Для анализа структуры энергопотребления данные приведены для конкретных регионов с количеством ГСОП (градусосуток отопительного периода), равным 3 400.

На 2 приведены характеристики и структура энергопотребления четырех типов зданий.

1й тип. К данному типу относятся сельские постройки, старые здания, построенные в период 1945–1970 годов. Уровень потребления тепловой энергии на единицу жилой площади при количестве ГСОП, равном 3 400, составляет 250–300 кВт•ч/(м2•год). Примерные затраты жидкого топлива на энергообеспечение этого типа зданий в расчете на 1 м2/год составляют 25–30 л. Тепловая защита, очевидно, недостаточна. Расходы на отопление являются слишком высокими и экономически необоснованными. Необходимость тепловой реконструкции очевидна.

2й тип. Это типичные жилые здания, построенные в 50–70е годы прошлого века. Уровень потребления тепловой энергии на отопление при количестве ГСОП, равном 3 400, составляет 100–150 кВт•ч/(м2•год). Тепловая защита является недостаточной. Требуется тепловая реконструкция.

3й тип. Энергоэффективные здания с низким потреблением энергии. Современные здания, которые строятся по новым технологиям с применением эффективных утеплителей. Уровень потребления тепловой энергии на отопление при количестве ГСОП, равном 3 400, составляет 40–50 кВт•ч/(м2•год). Примерные затраты жидкого топлива на энергообеспечение этого типа зданий в расчете на 1 м2/год составляют 4–5 л. Тепловая защита достаточная.

4й тип. Энергоэффективные здания со сверхнизким потреблением энергии, соответствующие новой концепции Passive House. Уровень потребления тепловой энергии на единицу жилой площади при количестве ГСОП, равном 3 400, составляет менее 15 кВт•ч/(м2•год). Примерные затраты жидкого топлива на энергообеспечение этого типа зданий в расчете на 1 м2/год составляют 1,5 л. Тепловая защита является высоко эффективной.

Осредненные теплотехнические характеристики конструктивных элементов указанных типов зданий приведены в табл. 1.

Структура тепловых потерь через конструктивные элементы здания и изменение структуры в зависимости от года постройки здания на примере малоэтажного жилого дома площадью 150 м2 в Дании приведена в табл. 2.

Приведенные выше данные показывают, что потребность в тепловой энергии в эксплуатируемых и строящихся зданиях может быть значительно снижена за счет увеличения термического сопротивления конструктивных элементов и устранения тепловых мостов.

Для реализации предлагаемой концепции и обеспечения эффективной теплоизоляции зданий ISOVER разработал эффективные теплоизоляционные изделия на основе стекловолокна, со специальными св, отвечающими их функциональному назначению.

На отечественном рынке представлены мягкие теплоизоляционные плиты марок KL 34; KL 37, применяемые в конструкциях скатных крыш, каркасных конструкциях, системах вентфасадов. Жесткие теплоизоляционные плиты марок OLTOP, OLP применяются в двухслойных конструкциях плоских покрытий с рулонной кровлей. Плиты RKL предназначены для наружного слоя в конструкциях вентфасадов.

Основными характеристиками этого ассортимента продукции являются экологическая безопасность, высокие теплоизоляционные, звукоизоляционные и противопожарные свойства, негорючесть и долговечность.

В соответствии с предлагаемой концепцией, повышение теплотехнической эфф. здания достигается за счет увеличения толщины теплоизоляционного слоя, устранения тепловых мостов и снижения воздухопроницаемости (повышения воздухоплотности) конструкций. Для решения этих задач СенГобен СПР применяются конструктивные решения и теплоизоляционные материалы со специальными св. В конструктивном плане рекомендуются многослойные (двух и более слойные) решения, которые за счет установки теплоизоляционных плит наружного слоя с перекрытием швов внутреннего исключают образование тепловых мостов.

Этот принцип реализуется как в покрытиях (например, внутренний слой плиты OLP, наружный OLTOP), так и в стенах (вентфасады с применением плит KL 34 в качестве внутреннего слоя и плит RKL в качестве наружного).

Применение мягких плит KL 34 в качестве внутреннего слоя повышает сплошность теплоизоляционного слоя, снижает воздухопроницаемость конструкции за счет плотного прилегания теплоизоляционного материала к изолируемой поверхности.

Теплоизоляционные плиты RKL, кашированные стеклохолстом, помимо теплозащитных функций, одновременно выполняют функции ветрозащиты в вентфасадах.

Теплоизоляционные плиты VKL имеют уникальные технические характеристики и используются для прерывания тепловых мостов м. несущими элементами конструкции. Эти плиты имеют толщину 13 мм и выпускаются размером 2,7 х 1,2 м. При плотности 120 кг/м3 их прочность на сжатие составляет 30 кПа. Плиты применяются в качестве термовкладышей м. элементами каркаса в скатных крышах, каркасных зданиях, сэндвичпанелях, в качестве ветрозащитных элементов в легких конструкциях и др.

Оценивая принцип. возможность применения предложенной концепции в Российской Федерации, необходимо отметить следующее. Обозначенный уровень энергопотребления – 15 кВт•ч/(м2•год) – в Европе реализуется в регионах с количеством ГСОП, равным 3 40 В Российской Федерации к таким регионам относятся районы, расположенные в ЮФО южнее г. РостовнаДону (3 52 , Ставрополь (3 20 , Астрахань (3 54 , Элиста (3 66 и др. В более северных районах энергопотребление таких зданий будет существенно выше. Техникоэкономическая эффективность этих зданий в современных условиях определяется сравнительной стоимостью материалов и ТЭР, которые имеют конъюнктурный и меняющийся во времени, преимущественно в сторону увеличения стоимости ТЭР, характер. Технически эта концепция может быть реализована, однако, это потребует применения дорогостоящих строительных конструкций, например, двухкамерных стеклопакетов с криптоновым заполнением. Срок окупаемости такого здания в России будет весьма большим, что и будет определять принцип. возможность его реализации в нынешних экономических условиях. Таким образом, для России эта концепция на на данный моментшний день не является экономически оптимальной. Это – дома будущего. Вместе с тем, уже на данный момент в отечественной практике может быть использована значительная доля из предлагаемых в этом проекте технических решений, направленных на повышение энергоэффективности зданий, например, сокращение количества и проводимости тепловых мостов, повышение до определенного предела термического сопротивления строительных конструкций и др.

В заключение необходимо отметить, что использование прогрессивного опыта компании «СенГобен Строительная Продукция РУС» в области повышения энергоэффективности зданий может способствовать решению проблемы энергосбережения в строительном комплексе России. Представляется, что европейский опыт в области энергосбережения интересен и для российской экономики.

Литература
Славинская Л. Мировой рынок нефти и газа. Состояние и перспективы // Нефтегазовая вертикаль.

Распоряжение Правительства РФ от 28 августа 2003 года № 1234р «Энергетическая стратегия России на период до 2020 года».

Воронин А. В. Опыт стран Евросоюза в области технического нормирования тепловой защиты зданий и сооружений // Технологии строительства. 200 № 4.

JeanBaptiste Rieunier. «Low energy houses in Europe multicomfort house concept»: Сб. докл. Международной научнопрактической конференции «Эффективные тепло и звукоизоляционные материалы в современном строительстве и ЖКХ».