Исторически так сложилось, что энергоэффективность зданий никогда не была приоритетной задачей российских девелоперов. Однако сегодня мировая тенденция к повышению энергоэффективности всего и вся начинает оказывать свое влияние и на этот сектор. Некоторые застройщики даже заказывают оценку своих зданий по классификации BREEAM (метод экологической научной оценки в сфере строительства), так как видят в этом потенциальные рыночные преимущества для своих объектов.

Хотелось бы остановиться на некоторых проектных решениях, существенно влияющих на энергоэффективность проектируемого здания. Некоторые из них принимаются на самых ранних стадиях проектирования, и даже незначительные изменения на этом этапе могут иметь огромное влияние впоследствии. Для примера возьмем «современное», полностью кондиционируемое административное или торговое здание, одним из важных аспектов которого является объем остекления наружных конструкций. А также такие его характеристики, как светопропускание, теплопропускание и показатели инфильтрации. Светопропускание. Светопропускание – это количество солнечной энергии, проходящей через стекло, а также количество отражаемой солнечной энергии. Когда солнечная энергия проходит через стекло, она поглощается различными предметами внутри здания как тепло. Затем эти предметы излучают полученную энергию в виде инфракрасного излучения, нагревая воздух вокруг себя. Поскольку воздух находится в замкнутом пространстве здания, он будет все время нагреваться, если не предпринять что-либо (например, установить кондиционеры или открыть окна). Кроме того, стекло само поглощает некоторое количество инфракрасных лучей и излучает часть энергии внутрь здания. Именно этот процесс используют в теплицах, а в обычном здании как минимум 30% всей нагрузки на систему кондиционирования напрямую зависит от теплопоступлений от солнечной радиации.

Следовательно, чтобы улучшить энергоэффективность здания, нужно уменьшить объем наружного остекления. Идеальный с этой точки зрения объект – бетонный бункер. Если же полностью остекленный фасад – это единственно приемлемое архитектурное решение, существуют другие способы снижения влияния остекления на энергоэффективность здания. Например, специальные типы обработки стекла, разнообразные покрытия и/или затеняющие элементы.

Характеристика теплопропускания наружного остекления здания почти не сказывается на мощности системы кондиционирования, но ее влияние на отопительную нагрузку весьма велико, особенно в холодных климатических зонах. Характеристика теплопропускания выражается в коэффициенте теплопередачи (Вт/м2K). Коэффициент теплопередачи (U-value) представляет собой количество тепла в ваттах (Вт), которое проходит через 1 кв. м поверхности материала на разницу в градусах между внутренней и внешней температурами. Чем ниже коэффициент теплопередачи, тем лучше теплоизоляционные качества материала. Но высокоэффективные системы остекления имеют и свои недостатки, главный из которых – их стоимость. Усовершенствование конструкции остекления также приводит к значительному увеличению срока окупаемости. Для каждого здания важно найти золотую середину между характеристиками теплопропускания и затратами на них. Здесь необходимо учитывать требуемый уровень энергоэффективности объекта, бюджет, предусмотренный на основные системы здания, и стоимость потребляемой энергии. Инфильтрация – это показатель, отображающий количество воздуха, проникающего в закрытое здание с улицы. Этот воздух затем нужно либо нагревать, либо охлаждать (в зависимости от времени года) до требуемой температуры. Поэтому улучшение герметичности здания напрямую влияет на количество потребляемой зданием энергии. Снижение инфильтрации при эксплуатации здания может быть достигнуто, например, путем установки тамбуров на входах. Для уменьшения потребления зданием энергии необходимо также выбирать системы остекления достаточно высокого качества.

Влияние установленного в здании оборудования

Как правило, основное оборудование здания проектируется с учетом максимальных пиковых расчетных нагрузок. Тем не менее при расчетах обычно учитывают коэффициент неодновременности, так как не все компоненты нагрузки достигают максимального значения одновременно. Большую часть времени системы кондиционирования и отопления здания работают при неполной нагрузке. Это создает определенного рода проблему, так как оборудование работает наиболее эффективно при полной или почти полной нагрузке. Одним из способов достижения круглогодичной эффективности использования отдельных компонентов системы является распределение общей пиковой нагрузки между аналогичными компонентами, работающими параллельно. Таким образом, например, система с тремя холодильными машинами, каждая из которых рассчитана на треть пиковой нагрузки, будет работать более эффективно, чем одна холодильная машина, рассчитанная на 100% пиковой нагрузки.

Целесообразно учитывать подобный подход и при разработке режима функционирования здания в нерабочее время – по вечерам и в выходные дни. В это время нагрузки на систему кондиционирования будут существенно ниже обычных. Большинство арендаторов административных зданий имеют серверные помещения, охлаждение которых должно производиться круглогодично 24 часа в день, 7 дней в неделю. Это является одной из причин организации охлаждения серверных помещений с помощью отдельных систем.

До настоящего момента предметом нашего обсуждения были, я бы сказал, возможные усовершенствования отдельных компонентов, присущих большинству зданий; мы еще не рассмотрели дополнительные компоненты, включение которых в обычные системы здания может повысить их эффективность.

Существует множество способов использования частичной энергии, выбрасываемой в атмосферу. В системе вентиляции удаляемый воздух можно пропустить через устройства рекуперации. Это могут быть перекрестные теплообменники, рекуператоры с промежуточным носителем, роторные рекуператоры и т. д. Впоследствии часть энергии удаляемого воздуха можно использовать для обработки свежего приточного воздуха. В системе кондиционирования тепло, выделяемое холодильными машинами, можно пропустить через теплообменники для предварительного подогрева горячей воды для бытовых нужд.

К сожалению, в условиях умеренного климата основная часть энергии, выбрасываемой за пределы здания, как правило, низкопотенциальная. Это означает, что температура выделяемой жидкости лишь на несколько градусов выше (или ниже) температуры поступающей жидкости, подлежащей при необходимости подогреву (или охлаждению). Именно здесь и заключается проблема, так как эффективность устройств утилизации энергии напрямую зависит от разницы температур между поверхностями теплопередачи. В этом аспекте Москва, наряду с другими регионами мира с низкими температурами в зимний период, обладает естественным преимуществом. Утилизация тепла из удаляемого воздуха с температурой +21 °C при температуре забора свежего воздуха равной -28 °C будет намного эффективнее, чем при использовании подобной системы в условиях более умеренного климата, где проектные параметры наружного воздуха в зимний период составляют лишь несколько градусов ниже температуры замерзания. Тем не менее очень досадно, что вопросу утилизации энергии уделяется такое незначительное внимание при проектировании и строительстве коммерческих объектов в Москве в наши дни. У России есть все предпосылки, чтобы занять лидирующую позицию в мире именно в этой области.