Освоит ли Россия технологии энергоэффективных домов?

Green building Newport Mariner's Quay - пример энергоэффективного жилого дома. Ньюпорт, Великобритания. Credit: TECU Consulting UK

Статья подготовлена специально для 59 номера издаваемого «Беллоной» журнала «Экология и право».

Зеленый свет голубого бриллианта

Концепция «умного» дома (экодома, или энергоэффективного дома) подразумевает, при максимальном комфорте для человека, снижение нагрузки здания на природу и минимизацию энергетических затрат, а иногда даже и на производство энергии такими зданиями – в комплекте с автоматическими режимами управления самыми различными инженерными системами дома. В этих технологиях, нацеленных на бережное использование ресурсов, заинтересованы не только борцы за экологию, но и сами жильцы, ведь такие строения позволяют существенно сократить расходы на оплату коммунальных счетов, а кое-где и заработать.

Например, в датской коммуне Скиве (Skive) есть знаменитый дом – новое здание муниципальной администрации, – носящий название «Голубой бриллиант» (Den Blå Diamant). Это здание производит на 25% больше энергии, чем потребляет, и к тому же является СО2-нейтральным – иными словами, в результате его эксплуатации в атмосферу не поступает дополнительных выбросов углекислого газа, приводящих к потеплению климата.

Такого эффекта удалось добиться при помощи нескольких составляющих. Во-первых – с помощью «зеленых» источников энергии. Вся крыша и часть стен «Голубого бриллианта» покрыты солнечными панелями – их общая площадь составляет 960 кв. м; некоторые из них служат для получения электричества, другие – для генерации тепла. Во-вторых, драгоценные киловатты не тратятся на систему охлаждения: роль кондиционера играет сточная дождевая вода (ее, благодаря частым осадкам, в Дании предостаточно). Холодная вода циркулирует по трубам в стенах и позволяет поддерживать комфортную температуру в помещениях в летнее время. Дождевую же воду используют в канализации – то есть для смыва в туалетах. Экономить электричество помогают также светодиодные светильники и интеллектуальное управление уровнем освещения и тепла – регулировать их можно с рабочих компьютеров, находящихся в здании.

Среди других домов в коммуне Скиве «Голубой бриллиант» – рекордсмен по производству «зеленой» энергии, но не единственное энергоэффективное здание в округе. Дома и городские объекты здесь нередко объединены в системы, внутри которых они обмениваются ресурсами и «питают» друг друга. Так, Den Blå Diamant соединен со старым зданием городской администрации, библиотекой и катком, и, например, тепловая энергия, производимая оборудованием, охлаждающим каток, передается для обогрева и библиотеки, и старой ратуши, и нового здания администрации, которое благодаря «умному» дизайну нуждается лишь в небольшом количестве тепла для отопления. Многие жилые дома, школы и другие учреждения оборудованы солнечными панелями, а отапливаются за счет сжигания мусора и биотоплива.

И важно, что это не просто точечные инициативы, а конкретные шаги к общей цели – достичь с помощью различных механизмов и технологий нулевого баланса в общих выбросах диоксида углерода, сделав Скиве СО2-нейтральным городом к 2029 году. А к 2042 году во всей коммуне Скиве, объединяющей несколько городков, предполагают сделать следующий шаг, полностью отказавшись от использования нефти, угля и газа в качестве источников энергии.

Ни градуса мимо

«Умное» строительство стало активно развиваться в последние два-три десятилетия, и, несмотря на такой «молодой» возраст, уже разветвилось на несколько направлений. Концепций, подходов, стандартов и определений множество, но центральной остается идея о том, что комфортное проживание человека, обеспечение его светом и теплом зимой или прохладой летом не должно вести к увеличению атмосферных выбросов из-за сжигания углеводородного топлива. А лучше, если дома будут сами помогать в сокращении общих выбросов, путем использования экологичных материалов, продуманного дизайна и выработки «зеленой» энергии самим зданием. Таким образом, в мире стало появляться все больше домов с низким и ультранизким энергопотреблением, с нулевым или даже отрицательным потреблением энергии, домов с положительным энергобалансом.

Среди главных ветвей – «пассивные» и «активные» дома. «Голубой бриллиант» в Скиве – яркий пример активного дома, то есть такого, который, вырабатывая энергию собственными силами, не только обеспечивает ею сам себя, но и выдает излишки «зеленой» энергии в сеть. Пассивные же здания стараются обходиться лишь самым минимумом энергии, а если не хватает, берут энергию из городских коммунальных сетей, но в строго ограниченных объемах – до 15 кВт∙ч энергии, требуемой для отопления помещения, и до 15 кВт∙ч энергии, необходимой для охлаждения, на кв. м в год.

Кроме того, для пассивных домов есть ограничения на общий объем использованной первичной энергии, то есть энергии, доступной в различных источниках энергии (ископаемых или возобновляемых), для преобразования в электрическую или тепловую, – до 120 кВт∙ч на кв. м в год. В разных странах стандарты и требования к пассивным домам могут различаться, но если обобщать, пассивные дома используют лишь 10% энергии в сравнении с большинством современных зданий. Каким образом добиваются такой экономии?

Например, за счет поддержания в доме оптимальной температуры зимой и летом при помощи альтернативных источников – геотермальной энергии или энергии солнца. Но в первую очередь – за счет правильно выбранных архитектурных и инженерных решений, сокращения потерь тепла или теплоизоляции. В пассивных домах она играет едва ли не решающую роль. Стены, пол, крыша, окна и двери – все строится и соединяется максимально герметично, так, чтобы не выпускать тепло из помещения.

Это не означает, что в таком пространстве будет душно – напротив, пассивные дома отличаются повышенной комфортностью. Вентиляция в них осуществляется тоже «по-умному»: нагретый воздух – ценный ресурс, и он не пропадает даром. Как поясняет, например, сайт Международной ассоциации пассивных домов (International Passive House Association, iPHA), система рекуперации – или возврата и повторного использования – тепла может передать более 75% тепла отработанного воздуха входящему потоку холодного уличного. Например, если внутри помещение нагрето до 20 °C, а снаружи – 0 °C, входящий поток чистого воздуха без лишних энергозатрат нагревается до 16 °C. Примерно таким же образом уличный воздух охлаждается при поступлении в дом в жаркую летнюю погоду.

Идеальным считается вариант, когда нужная температура в помещении обеспечивается и поддерживается за счет живущих в нем людей, работающих бытовых приборов и коммунальных систем.

Углеводороды как стимул к экономии

Толчком к появлению подобных сооружений послужил рост цен на нефть и другие энергоносители в 1970-х годах. Жители стран, не имеющих собственных горючих ископаемых, были вынуждены задуматься о сокращении потребления нефти, газа и угля. Вторым импульсом послужило ухудшение состояния окружающей среды и климата из-за высокой концентрации углекислого газа в атмосфере.

Основателями концепции пассивного строительства считаются профессора Бу Адамсон (Bo Adamson) из Лундского университета в Швеции и Вольфганг Файст (Wolfgang Feist) из Института жилищного строительства и окружающей среды (Institut Wohnen und Umvelt) в Германии. В 1988 году они сформулировали основные принципы и стандарты для таких домов. Через пару лет в немецком Дармштадте по предложенной Файстом концепции был построен первый пассивный дом. В 1996 году там же основали Институт пассивного дома (PassivHaus Institut). Стоит ли говорить, что именно Германия стала передовиком в энергоэффективном строительстве. К концу 1990-х годов пассивные дома были построены в Кельне, Висбадене, Штутгарте, Наумбурге. Созданная институтом ассоциация iPHA занимается продвижением стандарта пассивного дома, распространением знаний об этих технологиях и поддержкой обмена опытом среди профессионалов строительной отрасли.

Идею высоко оценили северные страны – Швеция, Норвегия, Дания, Финляндия, а также Франция, США. И немалую роль в повышении энергоэффективности как жилых, так и общественных зданий играет политика городских властей (подробнее об этом читайте в статьях «По «зеленому» счету» и «Под зелеными крышами Клиши-Батиньоля» в этом номере журнала).

Как рассказал в 2011 году в интервью журналу «Окна. Двери. Фасады» Александр Елохов, директор российского Института пассивного дома – партнерской организации дармштадтского института, сейчас в мире насчитывается около 20 тыс. пассивных домов (согласно сайту iPHA – более 50 тыс. жилых и нежилых помещений). В Германии, по словам Елохова, по принципам пассивных зданий возводятся все школы, а в отдельных городах, например во Франкфурте, этим стандартам должны удовлетворять все муниципальные здания.

Для нашей страны, богатой природными ископаемыми, вопрос об энергоэффективности встал гораздо позже западных соседей. Желание сэкономить, а также сделать природу чистой есть у простых россиян и находит выражение в некоторых шагах чиновников. Впрочем, до убедительных практических результатов пока далеко.

Согласно интервью Елохова от 2011 года в Москве многоэтажные здания потребляют 150-220 кВт∙ч на кв. м в год, при норме в 95-120 кВт∙ч на кв. м в год; в малоэтажных домах расход энергии еще выше – 150-300 кВт∙ч на кв. м в год (при норме 95-195 кВт∙ч на кв. м в год). В пассивном доме, отмечает Елохов, энергопотребление в 20 раз ниже.

Еще в 2009 году был принят Федеральный закон № 261-ФЗ, определивший ряд целей по стимулированию энергосбережения и повышению энергетической эффективности в России, а в 2010 году была принята государственная программа РФ «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года». Среди многих задач программы – снижение нагрузки по оплате услуг энергоснабжения на бюджетную систему и повышение конкурентоспособности и финансовой устойчивости российской экономики, снижение выбросов парниковых газов и прочих вредных выбросов и укрепление на этой основе здоровья населения, сохранение и расширение потенциала экспорта энергетических ресурсов и доходной части федерального бюджета за счет сокращения неэффективного потребления энергии на внутреннем рынке… Согласно программе к 2020 году потребление энергии должно снизиться на 40%.

По мнению Елохова, технологии пассивного дома «однозначно» будут внедряться в России – закон 2009 года «дал старт развитию энергоэффективных технологий», но с учетом климатических условий чаще всего показатели энергопотребления будут не 15, а 30, 40, 50 кВт∙ч на кв. м в год.

Эксперт также подчеркнул, что самая большая проблема с применением этих технологий в России – слабая информированность общества: «Отсутствует понимание необходимости применять технологии для снижения энергопотребления в зданиях – теплоизоляцию наружного контура, эффективные окна, системы вентиляции с рекуперацией тепла, а также альтернативные источники энергии: солнечные коллекторы, тепловые насосы, и т. д., которые позволяют дополнительно повысить энергоэффективность».

Для начала надо заняться старым фондом

Среди других проблем, мешающих активному развитию энергоэффективного строительства в российском жилом секторе, – экономическая составляющая, значение которой сильно возросло с ухудшением экономической ситуации в России в последние месяцы, недостаток стимулирования сектора возобновляемых источников энергии со стороны государства и отсутствие на сегодняшний день утвержденных стандартов энергоэффективности жилых домов.

В июне нынешнего года, выступая с докладом перед Советом Федерации, министр строительства и жилищно-коммунального хозяйства России Михаил Мень пообещал, что утвердить такие требования министерство намерено в ближайшее время. А по итогам работы должны быть приняты «четкие правила» расчета удельного годового расхода энергоресурсов в многоквартирных домах и требования к указателю класса энергетической эффективности, размещаемому на фасаде дома. По словам министра, до конца 2014 года в 35 регионах страны было построено 88 энергоэффективных многоквартирных домов, еще 20 проектируются или строятся сейчас в шести регионах.

Экономия по оплате тепла, горячей воды и электроэнергии в таких домах, рассказал министр, составляет 25-40% по сравнению с обычными многоквартирными домами, а в зданиях, где применяются возобновляемые источники энергии, – 50% и более. Но основной проблемой реализации проектов экодомов министр назвал удорожание стоимости строительства до 30%, что «негативно сказывается на заинтересованности региональных властей и застройщиков в применении энергоэффективных решений».

По мнению Ксении Вахрушевой, руководителя проекта по продвижению развития возобновляемой энергетики в России Экологического правозащитного центра «Беллона», «два-три дома на регион – это очень мало». Если речь не идет об индивидуальных проектах, коммерческое жилье, действительно, как правило, строится в обычном режиме: цель снижения себестоимости застройки важнее. «Массовое строительство энергоэффективностью занимается мало», – отмечает Вахрушева.

«Если говорить об энергоэффективности жилых домов, то в первую очередь надо говорить о мерах, которые бы помогли повысить энергоэффективность в существующем жилье, – говорит эксперт. – Здесь необходимы теплоизоляция фасадов и окон, замена старых коммуникаций, чтобы минимизировать утечки воды, внутриквартирное терморегулирование отопления. Это бы существенно снизило расход тепла и соответственно уменьшило работу теплоэлектроцентралей, что привело бы к снижению выбросов».

Существующие технологии энергоэффективных и пассивных домов доступны в России, и ими, при достаточном уровне дохода, можно воспользоваться при строительстве или приобретении частного дома. Но пока что пассивных домов в России немного. В основном это частные коттеджи – в Московской области, под Петербургом и Нижним Новгородом, и строятся они компаниями, предлагающими российскому покупателю технологии датских, немецких, шведских и финских застройщиков.

По оценке Ксении Вахрушевой, компании, работающие на этом рынке, не делают ставку только лишь на энергоэффективное строительство. А в условиях падающего курса рубля и снижения реальных доходов населения в России в последний год и на перспективу ожидать расширения этих технологий вряд ли стоит – скорее, в ближайшие несколько лет рынок может сократиться: «Если бы экономическая ситуация была хорошей, тогда больше людей предпочитало бы для индивидуальных домов подобные технологии».

Возможно, что, учитывая ухудшение экономического положения и снижение доходов от продажи энергоносителей, государству как раз имело бы смысл вкладываться в развитие энергоэффективности. Но достаточных средств для изначальных вложений, заключает эксперт, в России сейчас нет.

Анна Тятте