1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВНЕДРЕНИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ
1.1 Сущность и содержание понятий «энергосбережение» и «энергоэффективность»
Прежде чем приступить к определению направлений и конкретных путей решения рассматриваемой проблемы необходимо разобраться с тем, что понимается под энергосбережением и энергоэффективностью.
В научных информационных источниках однозначной точки зрения, выбранной большинством ученых, в части определений понятий «энергосбережение» и «энергоэффективность» на сегодня пока нет.
В таблице 1 представлены трактовки исследуемых понятий из закона РФ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
Таблица 1.1 – Определение понятий «энергосбережение» и «энергоэффектив-ность» из закона РФ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности»
Понятие Определение
Энергосбережение реализация организационных, правовых, технических, технологических, экономических и иных мер, направленных на уменьшение объема используемых энергетических ресурсов при сохранении соответствующего полезного эффекта от их использования.
Энергетическая эффективность характеристики, отражающие отношение полезного эффекта от использования энергетических ресурсов к затратам энергетических ресурсов, произведенным в целях получения такого эффекта, применительно к продукции, технологическому процессу, юридическому лицу, индивидуальному предпринимателю.
?
В рамках российско-германского проекта «Complex ecoenergy» приводятся следующие определения понятий «энергосбережение» и «энергоэффективность, описанные в таблице 2.
Таблица 1.2 - Определение понятий «энергосбережение» и «энергоэффектив-ность» в рамках российско-германского проекта «Complex ecoenergy»
Понятие Определение
Эффективное (рациональное) использование энергетических ресурсов достижение экономически оправданной эффективности использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) при существующем уровне развития техники и технологии и соблюдении требований к охране окружающей среды.
Энергосбережение или эффективное использование энергии, или «пятый вид топлива» использование меньшего количества энергии, чтобы обеспечить тот же уровень энергетического обеспечения зданий или технологических процессов на производстве.
В.В. Ефремов, Г.З. Маркман, анализируя определения понятий «энергосбережение» и «энергоэффективность» приводят собственную точку зрения [9]. Определения представлены в таблице 3.
Таблица 1.3 - Определение понятий «энергосбережение» и «энергоэффектив-ность» по В.В. Ефремову и Г.З. Маркману
Понятие Определение
Энергоэффективность технически возможное и экономически оправданное качество использования энергоресурсов и энергии при существующем уровне развития техники и технологий.
Энергосбережение реализация мер по повышению эффективности использования энергоресурсов, электрической и тепловой энергии.
Авторы напрямую связывают два понятия «энергосбережение» и «энергоэффективность», определяя энергосбережение через повышение энергоэффективности.
П.П. Безруких определяет энергосбережение как реализацию правовых, организационных, научных, производственно-технологических и экономических мер, направленных на энергоэффективное производство и использование ТЭР [2]. Это определение есть модификация определения, приведенного в Законе РФ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»
Позиция ученых из Республики Беларусь по рассматриваемой проблеме представлена в таблице 1.4.
Таблица 1.4 - Определение понятий «энергосбережение» и «энергоэффектив-ность» по мнению ученых из Республики Беларусь
Понятие Определение
Энергосбережение характеристика, отражающая отношение полученного эффекта от использования топливно-энергетических ресурсов к затратам топливно-энергетических ресурсов, произведенным в целях получения такого эффекта.
Эффективное использование топливно-энергетических ресурсов это использование всех видов энергии экономически оправданными, прогрессивными способами при существующем уровне развития техники и технологий и соблюдении законодательства.
В определении энергосбережения не просматривается связь между снижением расхода (потерь) энергоресурсов и качеством производимого и реализуемого конечного продукта. Во втором определении эффективное использование трактуется опять-таки как использование.
Точка зрения ученых из Украины представлена в таблице 5.?
Таблица 1.5 - Определение понятий «энергосбережение» и «энергоэффектив-ность» по мнению ученых из Украины
Понятие Определение
Энергосбережение организационная, научная, практическая, информационная деятельность государственных органов, юридических и физических лиц, направленная на снижение расхода (потерь) топливно¬энергетических ресурсов в процессе их добычи, переработки, транспортировки, хранения, производства, использования и утилизации. Реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное использование энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии.
Энергоэффективность это область знаний, находящаяся на стыке инженерии, экономики, юриспруден-ции и социологии. Означает рациональное использование энергетических ресурсов, достижение экономически целесообразной эффективности использования существующих энергетических ресурсов при действительном уровне развития техники и технологии и соблюдении требований к окружающей среде.
Эффективное использование энергетических ресурсов достижение экономически оправданной эффективности использования энергети-ческих ресурсов при существующем уровне развития техники и технологии и соблюдении требований к охране окружающей среды.
Энергосбережение включает в себя изменения в поведении людей, например, отключение электроприборов вместо оставления их в режиме ожидания. Эффективное использование энергии приводит к ее экономии, сокращению выплат по счетам за коммунальные услуги и к защите окружающей среды. Как следствие, уменьшается потребление энергоресурсов и выбросы парниковых газов [5];
Определение энергосбережения ученых из Украины перекликается с точкой зрения белорусских ученых. Что касается понятий энергоэффективности, то ее они определяют, как рациональное использование, т.е. через способ, хотя эффективность сама по себе не является способом.
Исходя из проведенного обзорного анализа приведенных и других научных информационных источников по рассматриваемой проблеме, на мой взгляд, содержание и формы выражения исследуемых понятий могут быть определены следующим образом:
Энергосбережение - это способ реализации комплекса мер по сокращению потребления энергоресурсов, обеспечивающий как минимум сохранение прежних возможностей производства и реализации товаров (работ, услуг) необходимого качества, объема и ассортимента.
Энергоэффективность - степень соответствия эффекта (конечного результата) конкретного вида деятельности примененным или потребленным энергоресурсам с учетом их энергосбережения на момент времени или за определенный период.
Критерий энергоэффективности может быть сформулирован как достижение либо определенного результата деятельности при наименьших затратах энергоресурсов, либо наибольшего результата деятельности при определенных затратах энергоресурсов без их перерасхода.
1.2 Оценка современного состояния проблемы энергоэффективности в современном строительстве
Все более популярным в архитектуре и строительстве в настоящее время становится повышение тепловой эффективности зданий. Это определяется ростом объемов строительства с потреблением энергетических ресурсов с постоянно растущими ценами.
Снизить загрязнение окружающей среды от сжигания топлива - одна из главных проблем экологии. Чтобы сохранить ресурсы для будущего поколения, нужно грамотно и целесообразно использовать невозобновляемые энергетические ресурсы. Строительство энергоэффективных домов в Российской Федерации находится в начальной стадии.
Наиболее актуальная проблема современности - это энергоэффективность и энергосбережение, что отражено в Федеральном Законе ФЗ-261 «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности». Наличие степных, арктических и субарктических зон, резко континентальный климат, - причины, по которым проблемы теплопотерь зданий являются ключевыми в вопросе повышения энергоэффективности.
Энергоэффективность зданий во многом зависит от теплозащиты ограждающих конструкций. Она оценивается количеством теплоты,
расходуемого на отопление с обеспечением необходимого микроклимата в период всего отопительного сезона.
Существуют следующие показатели для определения степени энергоэффективности:
- удельный расход тепловой энергии на отопление здания qb за отопительный сезон;
- приведенный коэффициент теплопередачи ограждающей оболочки здания Кт;
- средняя кратность воздухообмена здания I;
- показатель компактности здания Ке;
- показатель остекленности фасада f.
Экономически оправданное расходование тепла, газа, воды, электроэнергии, то есть, рациональное использование ресурсов - это и есть понятие энергоэффективности.
Снижение коммунальных расходов населения, которое ведет к экономии ресурсов в целом по стране, можно достичь, применяя различные мероприятия по энергоэффективности. Ограничение выбросов в атмосферу вредных веществ является плюсом энергоэффективности для экологии.
По официальным данным, на отопление тратится до 70 % поступающей в дом энергии, на приготовление пищи 15%, бытовая техника потребляет 10%, на освещение уходит 5%. Снижение отрицательного влияния человека на окружающую среду, уменьшение расходов на коммунальные платежи - следствие использования энергоэффективных технологий.
Американский совет по энергоэффективной экономике (ACEEE) представил рейтинг энергоэффективности, в который вошли 25 стран с наиболее развитой экономикой. Место в рейтинге рассчитывается по сумме баллов, набранных в каждой категории: расход энергии в строительстве, промышленности, транспортной сфере, а также показатель общенациональ-ной энергоэффективности. Максимальное количество баллов - 100. Результаты приведены в таблицах 6 и 7.
Таблица 1.6 - Рейтинг стран мира по расходу энергии в строительстве
Строительство
Страна Балл Место
Испания 22,0 1
Франция 21,0 2
Великобритания 21,0 2
Нидерланды 21,0 2
Германия 20,0 5
Италия 20,0 5
Китай 19,0 7
Польша 18,0 8
Мексика 18,0 8
Австралия 17,0 10
Турция 16,5 11
США 16,0 12
Тайвань 15,5 13
Канада 15,0 14
Япония 14,5 15
Южная Корея 13,0 16
Южная Африка
11,5 17
Бразилия 11,0 18
Индонезия 10,0 19
Россия 9,0 20
?
Продолжение таблицы 1.6
Строительство
Страна Балл Место
Индия 8,5 21
ОАЭ 7,0 22
Украина 6,5 23
Таиланд 5,5 24
Саудовская Аравия 4,0 25
В таблице 1.7 представлен рейтинг энергоэффективности стран мира по расходу энергии в промышленности. По результатам Россия занимает 19 место.
Таблица 1.7 - Рейтинг энергоэффективности стран мира по расходу энергии в
промышленности
Промышленность
Страна Балл Место
Япония 21,5 1
Г ермания 20,5 2
Италия 20,5 2
Великобритания 19,5 4
Франция 18,0 5
Мексика 17,5 6
Тайвань 16,5 7
Южная Корея 16,5 7
Испания 15,5 9
Турция 15,5 9
Нидерланды 15,5 9
Индонезия 15,0 12
Индия 14,5 13
США 13,0 14
Украина 13,0 14
Таиланд 12,5 16
Китай 12,0 17
Канада 10,5 18
Россия 10,0 19
Польша 10,0 19
Бразилия 7,5 21
Австралия 6,0 22
Саудовская Аравия 5,5 23
ОАЭ 4,0 24
Южная Африка 1,5 25
?
В таблице 1.8 представлен рейтинг энергоэффективности стран мира по расходу энергии в транспортной сфере.
Таблица 1.8 - Рейтинг энергоэффективности стран мира по расходу энергии в
транспортной сфере
Транспорт
Страна Балл Место
Франция 17,5 1
Индия 17,0 2
Италия 17,0 2
Китай 15,5 4
США 14,0 5
Япония 13,5 6
Южная Корея 13,5 6
Испания 13,5 6
Канада 13,0 9
Г ермания 13,0 9
Нидерланды 12,5 11
Бразилия 11,0 12
Тайвань 11,0 12
США 11,0 12
Индонезия 10,0 15
Польша 10,0 15
Мексика 9,5 17
Россия 9,5 17
Украина 8,5 19
Австралия 6,5 20
Турция 6,5 20
Южная Африка 6,0 22
Таиланд 4,5 23
Саудовская Аравия 4,0 24
ОАЭ 1,5 25
В таблице 1.9 представлен итоговый рейтинг стран мира.
Страна Балл Место
Германия 75,5 1
Италия 75,5 1
Франция 73,5 3
Великобритания 73,0 4
Япония 67,0 5
Таблица 1.9 - Итоговый рейтинг энергоэффективности стран мира?
Прололжение таблицы 1.9
Испания 65,5 6
Нидерланды 65,0 7
Китай 59,5 8
Тайвань 57,0 9
Канада 55,5 10
США 55,5 10
Мексика 54,0 12
Южная Корея 52,5 13
Польша 51,0 14
Индия 50,5 15
Турция 50,0 16
Индонезия 45,0 17
Австралия 40,5 18
Украина 38,0 19
Бразилия 36,5 20
Россия 34,5 21
Таиланд 29,0 22
Южная Африка 23,5 23
ОАЭ 18,0 24
Саудовская Аравия 16,5 25
На рисунке 1 представлено сравнение показателей энергоэффективности России с максимальными и средними значениями по всему миру.?
максимальными и средними значениями по миру
На рисунке 1.2 представлены сравнительные показатели энергоэффективности России и других Европейских стран.
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Великобритания Польша Украина
Категория
¦ Общенациональный показатель ¦ Строительство
¦ Промышленность ¦ Транспорт
Рисунок 1.2 - Сравнение показателей энергоэффективности России и других Европейских стран
Первое место в рейтинге заняли Италия и Германия, набравшие по 75,5 баллов. Среди других стран с наибольшими показателями энергоэффектив-ности в экономике лидерами стали Франция, Великобритания и Япония. Наибольшее количество баллов в отдельных категориях получили Германия (общенациональный показатель), Испания (строительство), Япония (промышленность), Франция (транспорт).
Россия набрала 34,5 балла (21-е место), уступив Бразилии и опередив Таиланд, ЮАР, ОАЭ и Саудовскую Аравию, завершающие список.
Энергоемкость ВВП (величина потребления энергии по отношению к ВВП) во многих развитых странах за последние 10 лет снизилась на 15-20%, в то время как в России существенных изменений в этом вопросе не наблюдается с 2008 года. В докладе Минэкономразвития о состоянии энергосбережения говорится, что «России приходится догонять своих партнеров, энергоемкость экономики которых ниже в 1,5-2 раза».
В 2018 году правительство РФ приняло план по повышению энергоэффективности экономики, который ставит уже менее амбициозную задачу - снижать энергоемкость ВВП на 1,5% в год. Согласно плану, к 2025 году энергоемкость российской экономики должна снизиться на 12%, а к 2030-му - на 23% по сравнению с 2016 годом.
По результатам анализов большинства исследований в области проблем энергосбережения, можно прийти к выводу, что наиболее энергозатратными являются: отопление, горячее водоснабжение, возмещение потерь при
транспортировке энергии, затраты на охлаждение воздуха в кондиционерах, искусственное освещение. В среднем по России затраты на отопление помещений достигают порядка 72% от общего расхода энергии. Большинство мер, принимаемых на государственном уровне, пока не затрагивают сегмент коттеджного и малоэтажного жилья. Например, Приказ Минстроя об обязательной классификации зданий по энергопотреблению коснулся многоквартирных домов. Частные дома, на которые по данным разных источников приходится от 35 до 45% всей жилой недвижимости в нашей стране, под его влияние не попадают. Тем не менее, и в данном сегменте все чаще появляются проекты строительства домов с низким энергопотреблением.
Треть потребляемой в России тепловой энергии приходится на жилые дома. При этом по сравнению с квартирой чаще всего на частный дом требуется больше энергоресурсов для поддержания комфортного микроклимата. Это обосновано большей компактностью жилья в многоквартирных домах. Поэтому, несмотря на то, что строгих норм по соответствию коттеджей высоким классам энергоэффективности на государственном уровне пока нет, многие владельцы домов приходят к важности энергосбережения самостоятельно.
В числе причин можно выделить экономические: постоянный рост тарифов ЖКХ приводит к тому, что единовременные затраты на повышение энергоэффективности становятся более выгодными по сравнению с ежемесячными счетами за коммунальные услуги. Также энергоэффективные дома обеспечивают больший уровень комфорта, они соответствуют модным на западе стандартамэкологичного «зеленого» строительства, повышают
энергонезависимость и автономность домов. В целом, все чаще энергоэффективность является одним из критериев при выборе частного дома.
Задумываясь о повышении энергоэффективности, человек должен понять, что он планирует получить. При этом нередко на первом месте стоит именно экономия на услугах ЖКХ. В этой ситуации в более выигрышном положении находится владелец частного дома по сравнению с владельцем квартиры. Во- первых, он вправе самостоятельно определять уровень энергоэффективности своего здания, а во-вторых, он незамедлительно почувствует выгоды от снижения энергопотребления. На самом деле именно на этапе проектирования строительства или реконструкции дома можно просчитать эффективность от применения тех или иных мероприятий.
О том, каким должен быть современный дом, написано немало. Можно вспомнить об интеллектуальных системах, управляющих как жилыми домами, так и зданиями коммерческого назначения, о современных способах отделки, но большее внимание уделим на то, что лежит в основе любого дома: его каркас, несущие и ограждающие конструкции.
Все-таки, именно несущие и ограждающие конструкции «съедают» большую часть денег, которые тратятся на строительство загородных домов, отделка и коммуникации требуют меньших вложений. А это значит, что именно каркасу дома нужно уделить самое пристальное внимание: ведь коммуникации можно поменять с минимальными затратами, да и отделка служит значительно меньше срока службы стен и перекрытий современного дома. Очевидно, что именно в конструкцию дома нужно заложить максимум современных технологий, ведь потом что-то с этим сделать будет весьма проблематично.
Часто у тех, кто собрался поселиться за городом, возникает вопрос: почему стоит построить новый дом, а не воспользоваться предложениями вторичного рынка загородного жилья, и не выбрать для себя один из предлагаемых во множестве объектов? Если есть желание построить дом недорого, так, чтобы он отвечал всем вашим требованиям, то решение только одно - начинать строительство загородных домов по современным технологиям.
Часто загородное строительство ведется по технологиям, которые берут свое начало еще в XIX веке, а то и раньше: к примеру, загородные дома нередко строят из кирпича. В принципе, с помощью данной технологии строительства можно получить вполне неплохие результаты с точки зрения теплотехники, но стоимость будет немаленькой. Ведь кирпич - не такой уж хороший теплоизолятор, и ожидать положительного результата можно только увеличивая толщину стены.
Всем известно, что традиционным для России является загородное строительство деревянных домов, поскольку на просторах нашей родины именно древесина остается наиболее доступным материалом. Когда-то единственной технологией, позволявшей построить дом круглогодичного проживания из дерева, был сруб из тесаных вручную бревен. Однако сейчас все более активно используются такие материалы для строительства дома, как оцилиндрованное бревно, брус (простой, профилированный, клееный). Строительство дач и коттеджей из указанных материалов более четко отвечает современным требованиям по срокам, качеству, внешнему виду сооружения. К положительным качествам древесины относится экологическая безопасность, низкая теплопроводность, способность пропускать воздух, приятный запах, сохраняющийся в деревянном доме десятилетиями. А к недостаткам - повышенная пожароопасность, подверженность воздействиям микроорганизмов и насекомых-вредителей. Именно эти минус делают загородное строительство деревянных домов неприемлемым для многих людей, решающих, какой дом строить.
Сегодня на рынке представлено огромное количество материалов для строительства дома и технологий, обеспечивающих строительство дач и коттеджей. Само собой, при таком разнообразии застройщику, желающему построить дом своими руками или заказать загородное строительство под ключ, приходится рассмотреть и сравнить многие варианты, а только потом принимать решение.
1.3 «Зелёное» строительство и «зелёные» стандарты как наиболее актуальные и перспективные направления ресурсосбережения в офисных зданиях
«Зелёное» строительство является экологически ориентированным и основывается на различных стандартах, которые включают в себя энергосбережение и рациональное природопользование в течение всего жизненного цикла здания – от строительства до сноса. Системы сертификации – это основа для продвижения и реализации самых современных технологий, решений, материалов; реализации инноваций и возможности оценки их результативности. Строительство и эксплуатация в соответствии с принципами добровольных систем сертификации способствует решению одновременно ряда задач: повышение безопасности, высокое качество работ, обеспечение комфорта, долговечность функционирования, последующая экономия при эксплуатации объекта. Важно отметить, что «зелёные» нормы и стандарты предлагают действия, предотвращающие загрязнение и ухудшение среды, а не направленные на устранение нанесённого вреда. Этот принцип существует во всех «зелёных» стандартах и становится все более значимым.
В процессе изучения термина «зелёное» строительство исследователями было дано большое количество его трактовок, описаний сущности, а также характеристик уровня развитии в России.
Важно отметить, что прилагательное «зеленое» в словосочетании «зеленое» строительство» является устоявшимся и общепринятым, исконно данный термин произошел от движения, возникшего в нач. 70-х гг. в Западной Европе и выступающего против загрязнения окружающей среды, вредных последствий развития атомной энергетики, за сокращение военных бюджетов, децентрализацию и демократизацию общественной жизни. В настоящее время «зеленое» является синонимом «экологичного».
По мнению С.Ю. Кошкиной, О.А. Корчагиной и Е.С. Воронковой, «зелёное» строительство — отрасль, включающая в себя строительство и эксплуатацию зданий с минимальным воздействием на окружающую среду. Основной задачей «зелёного» строительства является снижение уровня потребления ресурсов (энергетических и материальных) на протяжении всего жизненного цикла здания: от выбора участка по проектированию, строительных работ, эксплуатации, до ремонта и сноса. [11]
В своей диссертации на соискание ученой степени доктора экономических наук А.М. Крыгина отмечает, что «зелёное» строительство — это инновационное строительство с акцентом на энергоэффективность и экологичность в широком смысле слова. Автор выделяет три главных принципа экообъектов: рациональное использование возобновляемых ресурсов (энергии, земли, воды), минимизация отрицательного воздействия объекта недвижимости на окружающую среду в процессе строительства, эксплуатации, утилизации, и создание для человека комфортного микроклимата за счет внедрения «зелёных» стандартов. [12]
По мнению М. Бродач и Г. Имза, «зелёное» строительство – это подход к проектированию, строительству и эксплуатации зданий, содержащий ряд решений, мер, материалов, подходов и оборудования, нацеленных на энерго- и ресурсоэффективность. Отмечается, что сертификация на соответствие стандартам «зелёного» строительства позволяет не только получить независимую оценку объекта строительства, но и повысить инвестиционную привлекательность проекта. [13]
А.А. Бенуж в своей диссертации на соискание степени кандидата технических наук определяет «зелёное» строительство как комплексное знание, структурируемое стандартами проектирования и строительства, уровень его развития напрямую зависит от достижений науки и технологии, от активности инженеров и от осознания обществом экологических принципов. [14]
А.В. Кожаринов считает, что «зелёное» строительство - это практика проектирования, строительства и эксплуатации объектов недвижимости, обеспечивающая снижение потребления энергетических и материальных ресурсов на протяжении всего жизненного цикла объекта недвижимости и призванная повысить качество зданий и комфортность внутри помещений. [6]
Существующие подходы к определению термина «зелёное» строительство отражают актуальность и важность данного направления для внедрения хозяйственных решений в сфере ресурсосбережения. Автором предлагается синтезировать имеющиеся трактовки и понимать под «зеленым» строительством направление проектирования, строительства и эксплуатации объектов недвижимости, целью которого является обеспечение минимизации негативного воздействия на окружающую среду за счет рационального потребления природных ресурсов при условии повышения качественных характеристик объекта и обеспечении комфортных условий для его пользователей.
