Светопрозрачные ограждения зданий. Практика реализации программ энергосбережения для зданий в ЕС и РФ

Необходимость экономии тепловой и электрической энергии как глобальная проблема возникла в 1973 г. вследствие арабо-израильской войны, введения арабскими странами–членами ОПЕК (OPEC) нефтяного эмбарго, резкого мирового роста цен на нефть и газ. Развитые страны Западной Европы и США были вынуждены всерьез заняться проблемой энергосбережения, повышением энергетической эффективности предприятий промышленности, транспорта и строительства (жилых, общественных, коммерческих зданий). В Европе лидером в реализации национальной программы по энергосбережению стала Западная Германия [1].

Политику Европейского Союза (ЕС) в области энергосбережения характеризует последовательность в реализации намеченного курса: после завершения очередного этапа начинается выполнение следующего с более высокими требованиями [5].

Важнейшей составной частью программы ЕС по энергосбережению являются законодательно устанавливаемые требования к строительной продукции и энергетическим характеристикам зданий.

В числе первых 21 декабря 1988 г. была принята Директива 89/106/ЕС по строительной продукции (Construction Products Directive — CPD). В перечень существенных технических характеристик строительной продукции, помимо прочих, было включено требование обеспечения экономии энергии и теплозащиты.

Директива требовала, чтобы технологии строительства, строительные конструкции, изделия и материалы, а также инженерные системы (отопления, вентиляции и кондиционирования) разрабатывались и применялись исходя из условий минимального энергопотребления (энергозатрат) с учетом природно-климатических условий места строительства и требований потребителей.

Следующей по важности, по-нашему мнению, следует считать Директиву Евросоюза 93/76/ЕС по ограничению выделений двуокиси углерода путем улучшения энергетической эффективности (SAVE), которая была принята 13 сентября 1993 г. и предусматривала целый ряд мер по повышению энергоэффективности жилых зданий, в их числе: разработка энергетических паспортов зданий, эффективная теплоизоляция вновь возводимых зданий, регулярный анализ статей расхода энергии и повышение эффективности ее использования, а также меры по государственному стимулированию хозяйствующих субъектов и граждан, реализующих мероприятия по сбережению тепловой и электрической энергии.

16 декабря 2002 года была принята и вступила в силу с 1 января 2003 г. главная Директива 2002/91/ЕС по энергетическим характеристикам зданий (Directive on the Energy Performance of Buildings — EPBD). Ее основной целью было обеспечение реализации потенциала экономии энергии в строительном секторе, который на тот момент оценивался в 50% от общего объема потребляемых энергоресурсов. Поправки к EPBD 2008 года существенно ужесточили требования к энергоэффективности зданий.

В Европейском Союзе осенью 2004 г. была создана специальная Европейская комиссия по эффективному использованию энергии (European Commission. Directorate-General for Energy and Transport). Энергетическая эффективность стала главной целью энергетической политики ЕС, а строительный сектор (см. диаграмму на рис. 1) стал центральной площадкой для практической реализации целей эффективного использования энергии в Европе [2–5].

Рис. 1. Потенциал энергосбережения в ЕС

Принятый Европейской Комиссией в октябре 2006 г. План действий [6] охватывал все сектора экономики. При этом приоритет был направлен на повышение энергетической эффективности зданий, так как по оценке «самый значительный потенциал энергосбережения находится в жилом и коммерческом строительном секторе» [2, 3]. При этом отмечалось, что около 27% энергии может быть сэкономлено в разумные сроки в жилых зданиях и около 30% в коммерческих зданиях.

Основными целями в деятельности ЕС в области энергосбережения являются обеспечение энергетической и экологической безопасности европейских государств.

Это делает очевидным необходимость снижения потребления энергии и введения на общеевропейском и национальном уровне для всех государств-членов ЕС более жесткого законодательства по энергосбережению и эффективному использованию энергии.

Рис. 2. Образец энергетического сертификата в ЕС

Не только традиционные «зеленые» и экологические организации, но и наиболее ответственные ассоциации и союзы производителей и промышленные группы стоят на позициях более жестких требований к эффективному использованию энергии, что обоснованно повышает спрос на производимые ими продукты, в частности, на энергосберегающие продукты для зданий. Действуя совместно, эти компании и ассоциации в своей производственной политике поддержали инициативу ЕС в области энерго­сбережения, а именно в приоритетности эффективного использования энергии в реконструируемых зданиях «старой» постройки, а также в новом строительстве, при проектировании и возведении зданий с минимальным (нулевым) энергопотреблением.

Для координации работ по экономии энергии в ноябре 2004 г. Президент Европейского Союза назначил специального уполномоченного (комиссара) ЕС по энергосбережению. В поле деятельности этого Комиссара строительный сектор занимает одно из ведущих мест, и повышение эффективности использования энергии в зданиях постоянно стоит на повестке дня.

Основным законодательным инструментом ЕС в области энерго­сбережения являются Директивы. В январе 2006 г. была принята новая редакция Директивы по энергоэффективности зданий — EPBD.

В мае 2006 г., вслед за главной Директивой, была принята Энергетическая Сервисная Директива (ESD — Energy Services Directive), а также две дополнительные Директивы [7, 8].

Основные аспекты новой EPBD-2006 состояли в следующем:

• каждое государство-член ЕС обязано включить EPBD в национальное законодательство; разработать методологию по расчету полного энергопотребления зданий, которая должна была стать основой для всех целей и методов, касающихся энергоэффективности зданий;
• на основе данной методологии по определению энергосбережения (и не только значение коэффициента теплопередачи U ограждений, как это было ранее) должны были быть разработаны соответствующие нормы по энергосбережению в строительстве. Государства-члены ЕС должны пересматривать свои национальные нормативные документы каждые пять лет;
• государства-члены ЕС должны были ввести Систему Энергетической Сертификации зданий по энергоэффективности на основе новой методологии оценки полного энергопотребления. Каждое новое здание должно иметь Энергетический Сертификат (Energy Performance Certificate). Каждое существующее здание (при его продаже или сдаче в аренду) также должно иметь соответствующий Сертификат (см. рис. 2);
• Энергетический Сертификат в обязательном порядке должно иметь каждое здание площадью более 1000 м² (при последующих корректировках это требование было распространено на все здания площадью более 50 м²) При реконструкции зданий следует применять новейшие продукты: конструкции, технологии, изделия и компоненты с высокими энергосберегающими характеристиками.

Вступление в силу Директивы ESD [8] позволило охватить все энергопотребляющие сектора (транспорт, промышленность, сельское хозяйство), а не только здания и установить довольно жесткие требования по экономии энергопотребления и энергетической эффективности для всех государств-членов ЕС:

• национальное потребление энергии к 2017 г. должно быть снижено на 9%;
• государства-члены ЕС должны разработать и принять к действию Национальные Программы по эффективности использования энергии (NEEAPs) и представить план первоочередных действий Европейской Комиссии не позднее июля 2007 г.;
• разработать и ввести в действие стимулы, поощряющие экономию тепловой и электрической энергии;
• учредить соответствующие национальные исполнительные органы (агентства), отвечающие за эти цели и планы национальных программ.

В конце 2006 г. и январе 2007 г. страны ЕС практически закончили формирование и утвердили программу действий по энергосбережению на современный период вплоть до 2020 г.:

• октябрь 2006 г. — утвержден План действий по Энергетической эффективности: реализация потенциала (Communication from Commission «Action Plan for Energy Efficiency: realizing the potential» Com (2006) 545 final, Brussels, 19.10.2006, Commission of European Communities). План действий постоянно корректируется, обновляется и пересматривается, учитывая результаты общественного обсуждения, инициативы отраслевых союзов, ассоциаций промышленности (к примеру, интересы европейских производителей стекла отстаивает ассоциация «Стекло для Европы» (Glass for Europe), участвуя в консультационном процессе с Европейской Комиссией);
• январь 2007 г. — формально новая Энергетическая политика для Европы (An Energy Policy for Europe. European Commission, Directorate — General for Energy and Trans­port) [9].

Данные документы направлены на стимулирование возведения зданий с низким (нулевым) потреблением энергии и создание приоритета на рынках для новых энергосберегающих строительных технологий, конструкций, изделий и материалов, в том числе и светопрозрачных конструкций — окон, навесных стеклянных фасадов, стеклопакетов, архитектурных стекол с солнцезащитными, энергосберегающими и многофункциональными покрытиями (см., например, [13, 14]). В марте 2007 г. 27 глав правительств государств-членов ЕС согласовали и утвердили всестороннюю «Энергетическую политику для Европы» [10], которая получила краткое название «20/20/20» и предусматривала к 2020 году:

• сократить на 20% потребление энергии;
• уменьшить на 20% выбросы СО₂ в атмосферу;
• увеличить на 20% производство энергии из возобновляемых источников.

В практической реализации данной политики, в частности в области строительства, особое место и роль отводится производителям инновационных продуктов и продуктов с добавленной стоимостью. Если рассматривать только оболочку здания, то очевидно, что решающая роль здесь отводится оконным и светопрозрачным фасадным системам, остеклению (стеклопакетам) с применением современного специального флоат-стекла с покрытиями.

Это продукты чрезвычайно выгодные с позиций экономии энергии за счет уменьшения ее потребления. Это «пассивные энергетические продукты» в отличие от бытовых электроприборов и систем вентиляции и кондиционирования не потребляют энергию.

Можно сделать вывод, что, начиная примерно с 2009 г., вопрос применения энергосберегающего стекла в зданиях стал важнейшим для стекольной промышленности.

Таблица 1. Потенциал ежегодной экономии энергии к 2020 г. в странах ЕС при использовании энергосберегающего остекления: двухкамерных стеклопакетов (с одним стеклом Low-E) в новых зданиях и однокамерных стеклопакетов (с одним стеклом Low-E) в существующих зданиях

Таблица 2. Потенциал ежегодной экономии энергии к 2020 г. в 14 странах ЕС без учета Южного региона при использовании энергосберегающего остекления: двухкамерных стеклопакетов (с одним стеклом Low-E) в новых зданиях и однокамерных стеклопакетов (с одним стеклом Low-E) в существующих зданиях

Таблица 3. Перечень стран ЕС 27

Имеющийся опыт проектирования и возведения зданий «PasivHaus» с нулевым энергопотреблением свидетельствует о том, что и в таких домах возможно использовать намного больше площадей остекления, чем в традиционной архитектуре.

Потенциал энергосбережения в государствах-членах ЕС при условии применения в новом строительстве и существующих зданиях при их реконструкции и капитальном ремонте энергосберегающего остекления приведен в таблицах 1, 2, 3 и на рис. 3 а, б, в, г, д.

Данные расчеты выполнены Институтом TNO (Делфт, Нидерланды) по заказу ассоциации «Стекло для Европы» [12].

Рис. 3. Потенциал ежегодного сокращения энергозатрат к 2020 г. в странах ЕС в новом строительстве и существующих зданиях при условии установки двухкамерных стеклопакетов (с одним стеклом Low-E) в новых зданиях и замены стандартного остекления на однокамерные стеклопакеты (с одним стеклом Low-E) в существующих зданиях: а — Северный регион, б — Центральный приморский, в — Центральный континентальный, г — страны Балтии, д — суммарно для ЕС 21

Как видно из табл. 1, суммарный эффект от применения энергосберегающего остекления в существующих зданиях в разы превосходит эффект в новом строительстве, что естественно.

Для большей наглядности на рис. 3 представлены данные табл. 1, 2 в виде диаграмм.

Суммарный потенциал ежегодной экономии энергозатрат к 2020 г. для всех государств-членов ЕС при установке энергосберегающего остекления во всех новых и существующих зданиях оценивается примерно в 293000 ГВт·ч, эта цифра соответствует годовому энергопотреблению 20 городов с населением 1 млн. жителей.

С.И. Тихомирнов, Н.А. Пантюхов, НИИСФ РААСН, Л.М. Шахнес, Союз стекольных предприятий, Л.В. Пчелинцева, ООО «Эй Джи Си Флэт Гласс Клин»

Начало. Продолжение следует