Энергоэффективность и энергосбережение в частном и жилом секторах в Кыргызстане
На сегодняшний день вопросы качества воздуха и утепления/отопления домов имеют сезонный характер и актуальны только в период острой необходимости тепла и свежего воздуха. Но к этим периодам необходимо готовиться заранее, и наступающая весна – идеальное время для правильной подготовки к следующей зиме.
Актуальность и проблема
Согласно последнему опубликованному исследованию по качеству воздуха в Бишкеке, проведенному Программой развития ООН в Кыргызстане и Программой ООН по окружающей среде, печное отопление жилого сектора вносит наибольший вклад в образование смога.
При этом, по оценкам различных исследований, здания в Кыргызстане потребляют в три-четыре раза больше энергии, чем здания такой же площади в развитых странах: например, одноэтажный/односемейный жилой дом потребляет на отопление до 320-380 кВт·ч /м² в год, тогда как в Норвегии, находящейся в схожих климатических условиях, этот показатель составляет около 110 кВт·ч /м² в год. С учетом технических характеристик зданий потенциал для экономии энергии в зданиях может составлять до 80%.
Основные термины
Об энергосбережении и энергоэффективности слышал каждый, но до сих пор преобладающее понимание этих понятий – "выключать свет", "экономить электричество". Такая интерпретация вызывает естественное отторжение. Поэтому важно определить энергоэффективность как то мероприятие, которое позволяет одновременно экономить, но жить в лучших условиях – больше тепла, больше света, больше комфорта.
В таблице приведены зафиксированные обозначения терминов и их примеры:
| Понятие | Пример |
|---|---|
| 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 (в том числе объема произведенной продукции, выполненных работ, оказанных услуг); сохранение энергии, сокращение потребления. | Выключение света, установка приборов учета энергии, информационные кампании, утепление. Нацелено на уменьшение потребления энергии. |
| Повышение энергоэффективности – реализация мероприятий, направленных на полезное, максимально эффективное использование энергии. | Утепление перекрытия, стен, замена источника отопления. Нацелено на эффективное расходование энергии. |
Исходя из этого можно сформулировать, что и энергосбережение, и повышение энергоэффективности – способы достижения идеального соотношения расхода энергии и полученных благ. Иначе говоря, энергоэффективность – это цель.
Терминология, согласно Закону "Об энергосбережении", определяется таким образом:
Энергетическая эффективность (энергоэффективность) – это количество энергии, необходимой для удовлетворения всех энергетических потребностей в нормативном использовании здания.
Как правило, энергоэффективность выражается через классы энергоэффективности или индекс энергоэффективности в наглядных простых изображениях. Практически все бытовые приборы (холодильники, стиральные машины, кондиционеры) имеют маркировку с классом энергоэффективности – где показано, сколько энергии в год потребляет этот прибор. Для расчета шкалы классов энергоэффективности приборов используют сложные формулы, где учитываются температурные диапазоны, объемы и габариты, рабочие характеристики и годовой уровень потребления электроэнергии.
Энергоэффективность зданий
Возвращаясь к зданиям, самым крупным потребителям энергоресурсов, эффективность зависит от намного большего количества параметров, начиная с того, что приборы потребляют только электроэнергию, а здания используют разное топливо.
Энергоэффективность зданий измеряется либо по шкале классов энергоэффективности, либо в числовых единицах, характеризующих тот объем энергии, который необходим для поддержания в здании нормативных условий температуры и влажности.
Для Кыргызстана шкала энергоэффективности введена относительно недавно, с введением нового Закона "Об энергоэффективности зданий", и для частных жилых домов выглядит следующим образом:
Европейцам такая классификация уже очень понятна – каждый дом обновляет свои данные регулярно уже с 2002 года по требованию Европейской директивы об энергоэффективности зданий (EPBD). Ввиду обязательств по сохранению климата страны стремятся к минимальному потреблению энергии, или к "пассивному потреблению", при котором дома сохраняют такое количество внутреннего тепла, что им практически не нужно активное отопление.
На обычный язык эту классификацию можно перевести таким образом:
Если для отопления дома площадью 100 м² используются электронагреватели (почти 100% преобразование электрической энергии в тепловую), то стоимость отопления для разных климатических условий за зиму составит:
Площадь дома умножается на среднюю потребность в тепловой энергии по каждому классу энергоэффективности, и на стоимость 1 кВт·ч электроэнергии по стандартной сетке 2,16 сома за кВт·ч .
Если для отопления дома площадью 100 м² используется угольная печь средней эффективности (около 75% топлива преобразуется в тепло, остальное уходит с золой, дымовыми газами), то стоимость отопления за зиму составит в среднем:
Площадь дома умножается на среднюю потребность в тепловой энергии по каждому классу энергоэффективности, и стоимость угля 6,2 сома/кг (6 200 сомов за тонну), в соотношении к теплотворной способности топлива 4,8 кВт·ч /кг (уголь Кара-Кече), и эффективностью сжигания угля в 75%.
Таким образом, со шкалой классов энергоэффективности можно легко ориентироваться и планировать бюджет на отопление дома. Именно поэтому при покупке и аренде здания информация по классу энергоэффективности должна быть доступна.
Энергоэффективные мероприятия
В идеальной ситуации энергоэффективность здания должна закладываться еще на этапе проектирования: грамотная ориентация домов, при которой окна выходят на юг, позволяет продлить световой день и использовать пассивное солнечное отопление и естественное освещение. Правильно спроектированные инженерные системы позволят обеспечить эффективное отопление и охлаждение, "экономя" до 20-30% энергии, по сравнению с обычными техническими решениями.
Для уже построенных зданий выбор технологий тоже весьма широк. Принимая во внимание, что более 70% энергии, потребляемой в доме, уходит на отопление, 15% - на бытовую технику и освещение, энергоэффективность зданий в большей степени складывается из двух составляющих:
- насколько хорошо держит тепло оболочка здания (стены, пол, потолок);
- насколько хорошо греет система отопления здания.
В математике от перемены мест слагаемых сумма не меняется, но в энергетике, точнее, в экономике энергоэффективных мер при необходимости обеих составляющих наиболее правильной последовательностью повышения энергоэффективности будет являться сначала утепление, затем – оптимизация источника отопления. В ином случае будет примерно так: собственник здания в первый год вложится в энергоэффективный котел мощностью 20 кВт, на пятый год – вложится в утепление, и на шестой год ему придется оптимизировать котел и систему отопления, внедряя регулировку и автоматику, или менять на котел мощностью в 10 кВт, чтобы эффективно использовать систему отопления.
Утепление зданий
По законам физики тепло всегда стремится от теплого объекта к холодному и теплый воздух всегда поднимается вверх. Из этого следуют два основных правила:
- необходимо максимально сократить потерю тепла через крышу: в среднем 25% тепла может уходить через верх;
- снизить потери тепла из дома через стены и окна – от 35% тепла теряется через стены и 25% - через окна и двери.
Общая практика строительства домов в Кыргызстане достаточно редко предусматривает утепление чердачного перекрытия, поэтому собственники домов, утеплившие крышу после первых зим, моментально ощущают эффект – в снижении расходов топлива и увеличении комфорта внутри здания. Как правило, хороший энергосберегающий эффект достигается при укладке минимум 150 мм любого теплоизоляционного материала (предназначенного для чердачных перекрытий) и обязательном закрытии фронтонов.
Утепление стен предусматривает больший объем инвестиций, но в то же время может обеспечить больший эффект сохранения тепла. При этом важно утеплить также вертикальную часть фундамента – и это не будет "закапыванием денег в землю", а будет долгосрочной инвестицией в сохранение тепла и срока эксплуатации здания.
Стоимость утепления
Если при замене окон компании-поставщики и монтажники окон сразу рассчитывают всю стоимость мероприятия, то при утеплении необходимо учитывать, что стоимость утепления не равна стоимости утеплительного материала, а примерно распределена на три составляющие:
| Теплоизоляционный материал | Крепление и защитный слой (дополнительные материалы) | Работа |
|---|---|---|
| Пенопласт/пеноплекс/минераловатные плиты. | Клей, фасадная стеклотканевая сетка, зонтики, краска, уголки, декоративная штукатурка, расходные материалы (валики, кисточки). | Услуги мастера, аренда оборудования (при необходимости). |
Это соотношение необходимо учитывать при планировании утепления, поскольку здесь активно правило: скупой платит дважды, а незнающий платит трижды.
- Если неправильно рассчитать толщину теплоизоляционного слоя, эффект от мероприятия будет минимальным, а затраты (например, на 3 см или 5 см утеплителя) в общем зачете практически такие же, поскольку стоимость материала – это только 30% от общей стоимости всего утепления.
- Если теплоизоляционный слой сразу не защитить от погодных воздействий (сэкономить на дополнительных материалах), он потеряет свои теплоизоляционные свойства. Если закрыть, но недостаточно (плохо), аналогично, потеря денег на материалы.
- Если теплоизоляцию плохо или неправильно прикрепить (сэкономить на услугах мастера), то она начнет отваливаться, – соответственно убытки на материалы, работу, восстановление.
Для примера, ориентировочная стоимость утепления домов трех различных размеров общей площадью пола по наружным размерам в 100 м², 180 м² и 360 м² отображена в таблице:
Эффективность инвестиций
Один из главных принципов управления энергоэффективностью гласит, что необходимо найти то, где можно сократить самые большие потери энергии за самые минимальные ресурсы. Для равно неутепленных зданий практически всегда этим "тем" является чердачное перекрытие.
- Площадь утепления перекрытия намного меньше площади утепления стен (как, например, одна сторона куба по сравнению с четырьмя сторонами куба), поэтому утеплить крышу будет намного дешевле.
- А за счет того что тепло больше уходит вверх, чем в стороны, эффект утепления чердачного перекрытия также будет больше.
Для домов, имеющих утепление, оптимальными мероприятиями могут быть другие меры, которые лучше всего определит квалифицированный специалист после энергетического обследования здания.
Эффективность инвестиций по этим двум основным теплоизоляционным мерам в отдельности и в комбинации для разных климатических условий показывает следующее:
Таким образом, дома в более холодных климатических условиях, например в Нарыне, будут иметь более выраженный эффект сбережения энергии, и вложенные инвестиции окупятся быстрее, чем в более мягких климатических условиях. В цифровом выражении для нескольких размеров домов эффект сбережения энергии показан в таблице ниже:
То есть дом в Нарыне площадью 100 м², использующий угольное отопление, может экономить 5 000 сомов в месяц. Важно отметить, что эти показатели рассчитаны на нормативные условия – когда на всей площади здания постоянно поддерживается температура на уровне 20 градусов. В реальности в частных домах, которые расположены на земле, в целях экономии температурный режим отличается от нормативного. Часто бывает, что до утепления собственники зданий порой вынуждены снижать температуру внутри помещений для экономии топлива, а после утепления того же объема топлива достаточно для нормальной комфортной температуры. Фактически экономию топлива и средств точнее посчитать не представляется возможным.
Практические рекомендации
Утепление частных домов в Кыргызстане необходимо, и при нынешней нехватке топливно-энергетических ресурсов обязательно. Целесообразными мерами являются:
- герметизация щелей в стыках конструкций;
- проверка теплоизоляции чердачных перекрытий и снижения потери тепла через крышу;
- теплоизоляция стен в соответствии с правилами монтажа;
- замена оконных конструкций на энергоэффективные окна с учетом правил установки и отделки откосов.
Для новых многоквартирных домов уже введены требования к энергоэффективности. При запуске профильных специалистов по энергетической сертификации зданий данная сфера будет под контролем. Сфера малой стройки не контролируется со стороны надзорных органов – для домов площадью меньше 300 м² действуют упрощенные правила, без подготовки и согласования проектно-сметной документации. А потому, выполнять или нет рекомендации нормативов, каждый застройщик решает самостоятельно.
Что получит Кыргызстан при широком внедрении утепления?
При отсутствии новых мощностей электроэнергетической системы и потреблении электроэнергии на отопление зданий (зимой потребление электроэнергии выше в 3-3,5 раза) повышение энергоэффективности зданий является необходимостью.
Экстраполируя расчет стоимости инвестиций и эффекта сбережения на 120 000 домов среднего размера (10% домохозяйств республики), объем сбережения энергии может сравниться с выработкой электроэнергии на Камбар-Атинской ГЭС-2 - порядка 1 100 млн кВт·ч ежегодно. При этом укрупненный расчет стоимости мероприятий по повышению энергоэффективности зданий равнозначен сумме вложенных инвестиций в строительство вышеуказанной гидроэлектростанции в $278 млн и запланированных средств для завершения строительства в $110 млн - в пределах 36 млрд сомов, или 30 сомов на кВт·ч (сбереженный или сгенерированный).
В сравнении очевидно, что энергоэффективность зданий будет более рациональным вложением с достижением долгосрочных постоянных изменений в структуре потребления электроэнергии:
- снижение нагрузки на электроэнергетическую систему за счет экономии в зимний период на отопление зданий и в летний период на кондиционирование воздуха;
- снижение потребления электроэнергии и топливных ресурсов при отсутствии новых мощностей;
- распространение разумного управления энергоресурсами среди населения;
- минимизация вреда окружающей среде, снижение выбросов загрязняющих воздух частиц, улучшение качества воздуха.
Дополнительно косвенными положительными последствиями будет являться улучшение жилищных условий населения, снижение заболеваемости респираторными заболеваниями и увеличение срока службы зданий.
Материал: Move Green. Автор: Дарика Вильданова.
