Волков Михаил Анварович., студент 3 курса ЭУИС
Научный руководитель –
Мещерякова Татьяна Сергеевна, ст. преп. каф. «Менеджмент и инновации»
ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет»
ЭКОНОМИКА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В СФЕРЕ СТРОИТЕЛЬСТВА
ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ
Энергоэффективные дома могут быть построены по различным технологиям, но основным принципом проектирования таких объектов является использование всех возможностей сохранения в них тепла с целью максимального снижения энергозатрат. Энергосбережение в строительстве требует немалых затрат: от 5-10% от стоимости возведения объекта. Тем не менее, внедрение энергосберегающих технологий не только повышает уровень комфорта проживания в помещениях, но и может в дальнейшем экономить энергоресурсы, снижая затраты на их использование.
Особенностями энергосберегающего домостроения являются: исключение возникновения мостиков холода, компактное расположение и архитектурно-планировочные решения, специальное остекление (стеклопакеты с коэффициентом сопротивления теплопередачи окна не более 0,8 кв/м×К и коэффициентом энергопроникновения менее 50%), использование альтернативных источник энергии и прочее. Подобные решения, способствующие сокращению расходов топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) необходимо принимать уже на стадии проектирования жилых зданий и учитывать в технико-экономическом обосновании (ТЭО) проекта.
Для снижения энергопотребления и теплопотерь проектные организации руководствуются следующими принципами при возведении объекта:
-
уменьшенная площадь остекления;
-
отсутствие остекления по северному фасаду;
-
зависимое расположение здания от розы ветров и сторон света;
-
солнцезащитные козырьки на окнах;
-
двухслойная конструкция наружных стен;
-
максимальное использование естественного освещения;
-
солнечные коллекторы;
-
снижение потерь на подогрев наружного воздуха путем рециркуляции;
-
расположение буферных зон на севере и другое.
Технология энергоэффективного жилого здания предусматривает эффективную теплоизоляцию стен, пола, потолка, чердака, подвала и фундамента. В таком здании формируется несколько слоев теплоизоляции – внутренняя и внешняя. Это позволяет одновременно не выпускать тепло и не впускать холод. Поэтому для максимально полного функционирования системы энергоэффективного здания должна быть произведена качественная теплоизоляция, включающая в себя:
1) устройство герметичной наружной оболочки, достигаемой за счет сплошной пароизоляционной ленты (используется для того, чтобы конструкции дома плотно примыкали друг к другу);
2) полное утепление всех сторон здания (пол, фундамент, стены, крыша при условии посчитанных теплопотерь по площади и температуры) хорошим утеплителем (минераловатный, органический, пенополистирол, вакуумная теплоизоляция). Вокруг здания создается теплоизоляционная оболочка без разрывов и уменьшения толщины. В местах сочленения конструкций используются термовкладки. Устранение теплопотерь через фундамент могут быть устранены при помощи применениясхемы укладки плиты первого этажа на грунт через сэндвич-модель: песчаная подушка в сочетании с гидроизоляционным материалом и утеплителем.
Для того, чтобы снизить теплопотери через несветопрозрачные ограждающие конструкции, сокращающие затраты на отопление, необходимо снизить значение коэффициента теплопередачи (k) конструкции путем повышения значения приведенного сопротивления:
. (1)
Увеличение значения приведенного сопротивления может быть достигнуто за счет приращения толщины утеплителя:
, (2)
где 
— толщина слоя ограждающей конструкции;
— значение теплопроводности материала.
Рассмотрим для примера малоэтажный жилой дом для одной семьи в Москве.
Вариант наружной стены: штукатурка (10 мм с 
=0,93), утеплитель(х мм, 
=0,042), кирпичная кладка (250 мм с 
=0,81), штукатурка (10 мм с 
=0,93).
Найдем требуемую толщину утеплителя (минвата c 
=0.042). Для этого определим 
исходя из условий энергосбережения. Рассчитаем ГСОП (градусо-сутки отопительного периода) по формуле:
, (3)
где 
– температура внутреннего помещения;
– средняя температура отопительного периода для Москвы;
– продолжительность отопительного периода.
Следовательно, 
=4943.
Для определения значения показателя сопротивления теплопередачи (
) проведем интерполяцию:
= 
м2°С/Вт. (4)
Толщина утеплителя определяется исходы из формулы:
,
где 
– коэффициент теплоотдачи внутренней конструкции (
= 8,7);
– коэффициент теплоотдачи наружной конструкции (
= 23);
– сопротивление утеплителя;
– сопротивление каждого слоя.
Решая уравнение, выразим толщину утеплителя и найдем ее: 
=0,11м. Увеличим толщину утеплителя с шагом 0,03м. Тогда, 
, 
, 
, 
. Соответственно, 
, 
, 
, 
, 
. На основании этих данных построим график зависимости коэффициента теплопередачи и толщины утеплителя.
Рис. 1 Зависимость коэффициента теплопередачи от толщины утеплителя
На основании данного графика можно сделать вывод о том, что с увеличением толщины утеплителя происходит падение коэффициента теплопередачи, следовательно, уменьшаются теплопотери и снижаются энергозатраты.
3) 25% теплопотерь приходится на окна, поэтому им стоит уделить должное внимание. При проектировании необходимо учитывать, что на северной стороне должны отсутствовать светопрозрачные части окна и другие светопрозрачные конструкции, которые должны располагаться на фасаде в определенном соотношении (70-80% всех окон с южной стороны, 20-30% с восточной, 0-10% с западной и полное их отсутствие с северной).
«Теплые» окна, используемые в энергоэффективном домостроении имеют ряд особенностей: широкие оконные профили с внутренним утеплением, тройное остекление с двумя низкоэмиссионными покрытиями и заполнением инертных газов (аргон, криптон), специальные «теплые» дистанционные рамки по краю стеклопакетов. Особенностью таких окон является отсутствие «холодного излучения».
4) теплоизоляцию внешних дверей. При входе в жилое здание должен быть предусмотрен тепловой тамбур и вторая дверь. Требования к уплотнению притвора дверей и стыка дверной коробки с конструктивными элементами здания такие же, как для окон.
5) устройство энергосберегающей вентиляции с рекуперацией тепла. Для этой цели используется приточно-вытяжная вентиляция.
Для обоснования приведенных выше или каких-либо других энергосберегающих мероприятий на этапе разработки ТЭО жилого здания необходимо сравнить различные варианты энергосбережения на основании расчетов срока окупаемости и дополнительных показателей эффективности инвестиций для зданий с повышенным уровнем энергоэффективности в соответствии с «Методическими рекомендациями» [1;114].
Срок окупаемости инвестиций с учетом дисконтирования поступающих доходов за счет экономии энергоресурсов (ТД), определяется по формуле:
, (5)
где r – ставка дисконтирования;
T0 – бездисконтный срок окупаемости инвестиций.
, (6)
где ΔК – инвестиции в энергоэффективное здание, руб.;
ΔЭ – ежегодный средний дополнительный доход за счет экономии энергоресурсов в течение всего срока эксплуатации энергосберегающих мероприятий, руб./год.
Дополнительными индикаторами, способствующими выбору энергосберегающих мероприятий являются следующие показатели:
— чистый доход за счет экономии энергоресурсов за весь срок эксплуатации энергосберегающих мероприятий;
— индекс доходности инвестиций в проектирование энергосберегающих мероприятий, обеспечивающих указанный доход.
Перечисленные выше показатели могут рассчитываться в двух вариантах:
1) при дисконтировании доходов, поступающих за срок службы энергоэффективного оборудования;
2) при капитализации указанных доходов.
При строительстве энергоэффективного здания инвестор несет дополнительные затраты, которые требуется обосновать на этапе разработки ТЭО проекта. Правильный архитектурный проект и качественное возведение являются основными факторами успеха. Главным экономическим стимулом для инвестора при проектировании энергосберегающих мероприятий жилого здания должен являться повышающий коэффициент к стоимости здания.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК:
1. Дмитриев А.Н., Ковалев И.Н., Табунщиков Ю.А., Шилкин Н.В. Руководство по оценке инвестиций в энергосберегающие мероприятия. 2005. – С.114-115.
2. Гагарин В.Г. Экономический анализ повышения уровня теплозащиты ограждающих конструкций зданий // Строительные материалы. 2008. № 8. С. 41–47.
3. Мещерякова Т. С. Оценка экономического эффекта от реализации мероприятий по энергосбережению для тепловых систем зданий. Экономика и предпринимательство : научный журнал. 2013. – № 8 – С. 334-336.
4. Мещерякова Т. С. Принципы управления энергоэффективностью в российских мегаполисах. Строительство – формирование среды жизнедеятельности. Сборник трудов междунар. межвуз. научно-практич. конф. студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых. – М.: Моск. гос. строит. ун-т, 2014. – С. 833-838.
5. Самарин О.Д. Вопросы экономики в обеспечении микроклимата зданий. Научное издание. – М.: Издательство АСВ. – 2011. – С.128.
Автор публикации
