архив» все записи»

Автор: А. В. Спиридонов, И. Л. Шубин, Р. М. Абдурафиков
Дата: 29.11.2013
«СтройПРОФИ» № 17
Рубрика: Светопрозрачные конструкции


Светопрозрачные конструкции в России: состояние и перспективы развития

Российская отрасль светопрозрачных конструкций создавалась с нуля на протяжении 20 лет и сегодня соответствует мировому уровню по производству окон на душу населения. Вместе с тем по объемам выпуска энергоэффективной продукции она пока еще отстает от зарубежных показателей, хотя возможности ведущих предприятий позволяют производить качественные окна любой сложности.

Основные причины, по которым в нашей стране практически не используются современные энергосберегающие светопрозрачные конструкции, известны давно. Все три причины, которые можно выделить, практически равнозначны.

1. Оконные компании приходят на объект одними из последних из субподрядчиков. Они практически не имеют возможности влиять на формирование ситуации в процессе проектирования и предлагать свои варианты решения остекления здания, обеспечивающие лучшие теплотехнические характеристики, хотя и более дорогие.

2. В действующих нормативных документах, а также в подзаконных актах к Федеральному закону №261-ФЗ от 29 ноября 2009 года «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности…», как и в постановлениях федеральных и региональных ведомств, которые обозначены ответственными за энергосбережение в строительстве, нет жесткого «принуждения к энергосбережению».

3. По-прежнему, основной «технической характеристикой» любой строительной конструкции для конечного потребителя (частного заказчика или генерального подрядчика) является цена. К сожалению, до сих пор не удается убедить частного заказчика в том, что необходимо покупать современные энергосберегающие, но несколько более дорогие окна. В то же время, мало говорится о том, что помимо экономии затрат на отопление (или охлаждение летом), энергосберегающие окна могут быть и частью положительного имиджа владельца и здания, повышать комфорт в помещениях и за счет более высокой температуры внутреннего стекла зимой обеспечивать лучшее использование помещений.

В середине 2012 года мы провели специальное исследование, чтобы оценить, насколько современные энергосберегающие окна дороже тех, которые устанавливаются в 95% российских зданий. Ведущим компаниям по производству светопрозрачных конструкций в Москве, Рязани, Иркутске и Хабаровске было предложено посчитать условный заказ на изготовление и установку 1000 окон разной конфигурации в 3-х вариантах исполнения.

1-й вариант: трехкамерный ПВХ профиль с двухкамерным стеклопакетом 4-12-4-12-4 со стеклом М1 (наиболее распространенный и продаваемый сегодня вариант остек-ления, приведенное сопротивление теплопередаче — примерно 0,54–0,58 м2 · К/Вт).

2-й вариант: пятикамерный ПВХ профиль с двухкамерным стеклопакетом И4-12Ар-4-12Ар-4 с одним стеклом с мягким теплоотражающим низкоэмиссионным покрытием и заполнением межстекольного пространства аргоном (более эффективный вариант остекления по сравнению с предыдущим, приведенное сопротивление теплопередаче — примерно 0,67–0,72 м2 · К/Вт).

3-й вариант: пятикамерный ПВХ профиль с двухкамерным стеклопакетом И4-12Ар-4-12Ар-И4 с двумя стеклами с мягким теплоотражающим низкоэмиссионным покрытием и заполнением межстекольного пространства аргоном (наиболее эффективный вариант остекления по сравнению с предыдущими, приведенное сопротивление теплопередаче — примерно 0,87–0,98 м2 · К/Вт).

Все варианты оконных конструкций могут быть изготовлены любой серьезной компанией без покупки дополнительного оборудования.

Подробная информация о проведенном исследовании представлена в журнале «Энергосбережение» (№8, 2012 г., стр. 61–67, статья «Тенденции развития российского рынка светопрозрачных конструкций») [5]. Там же проведен детальный анализ изменения стоимости светопрозрачных конструкций в период с 2007 по 2012 гг., доли стоимости окон в стоимости жилья в различных регионах, формирования стоимости монтажа «под ключ» (включая стоимость подоконников, откосов, отливов и пр.) в выбранных городах.

Основным выводом упомянутой работы стало то, что энергосберегающие окна (3-й вариант) не очень значительно отличаются по стоимости от самых распространенных и неэффективных (1-й вариант). Очевидно, что стоимость энергоэффективных окон при увеличении спроса будет быстро снижаться.
В данной статье мы не будем приводить всю информацию о проведенных исследованиях. В качестве примера в таблице 3 показана стоимость окон с различными теплотехническими характеристиками, предоставленных одним из крупных московских производителей.
Даже подобные очень выгодные предложения со стороны серьезных и известных на российском оконном рынке фирм не находят широкого спроса, наталкиваясь на тот же барьер — Федеральный закон № 94-ФЗ «О размещении заказов на поставки товаров, выполнение работ, оказание услуг для государственных и муниципальных нужд», который вынуждает закупать для бюджетных строек самые дешевые материалы и конструкции.

Табл. 3. Сравнительные технические характеристики и стоимость оконных блоков типа ОП 15-15 по данным «ПИК-ПРОФИЛЬ», январь 2012 г. 

Сравнительные технические характеристики

Примечание. Курс доллара США к рублю на 01.01.2012 г. — 32,2.

По нашему мнению, заказчики и строители необоснованно отказываются от хороших энергосберегающих окон. Стоят они практически столько же, как и обычные, но в эксплуатации могут дать значительную выгоду.

На основе данных, приведенных в вышеупомянутой работе [5], была проведена оценка окупаемости дополнительных вложений в энергоэффективные окна, а также даны рекомендации по повышению нормируемых значений приведенного сопротивления теплопередаче светопрозрачных конструкций в различных регионах России [8].
В настоящей статье приведены только результаты расчета простой окупаемости на основе данных таблицы 3. Подробная информация по регионам, включая оценку чистого дисконтированного дохода по упрощенным формулам согласно методике [9], изложена в статье «Как оценивать и выбирать энергоэффективные окна» (журнал «Энергосбережение», 2013 г.) [8].

При оценке эффективности энергосберегающих мероприятий в строительстве необходимо учитывать широкий круг вопросов: естественное освещение, отопление, вентиляцию, а также множество других показателей, влияющих на комфорт в помещениях. Поэтому проведенная нами оценка окупаемости, учитывающая применение только энергоэффективных светопрозрачных конструкций (по сравнению с наиболее распространенными дешевыми изделиями), достаточно условна, однако дает полное представление о том, насколько быстро могут окупаться дополнительные вложения именно в этот элемент здания.

Окупить энергоэффективные окна, а в дальнейшем и получить прибыль от их установки можно только в тех случаях, когда работа систем отопления и вентиляции правильно регулируется, а оплата за тепловую энергию производится по показаниям приборов учета. К сожалению, в большинстве многоквартирных зданий периода 1960–1990-х годов такое оборудование не устанавливается. В то же время в подавляющем большинстве современных зданий имеются счетчики тепловой энергии, как и в офисных зданиях, в индивидуальном жилье и на многих промышленных предприятиях. В зданиях, оборудованных централизованными или индивидуальными системами вентиляции и кондиционирования воздуха помещений, окупаемость энергоэффективных окон будет более быстрой за счет экономии электроэнергии, затрачиваемой летом на охлаждение (в этой статье мы не учитывали подобную ситуацию).

Оценивалась окупаемость дополнительных вложений в повышение энергетической эффективности окон по сравнению с наиболее применяемыми в том или ином регионе изделиями, поскольку светопрозрачные конструкции все равно должны быть установлены в здании. В помещениях, где установлены современные герметичные окна, необходимо обес-печить нормативный воздухообмен для создания комфортного микроклимата. Одним из наиболее распространенных способов обеспечения нормативного воздухообмена в помещениях, не оборудованных системами приточно-вытяжной вентиляции, является использование специальных устройств для проветривания помещений (оконных/стеновых приточных клапанов), но и при этом необходимо предусматривать системы вытяжки загрязненного воздуха.

Удорожание оконных конструкций за счет стоимости устройств для проветривания помещений не рассматривалось в расчетах окупаемости — установка новых герметичных светопрозрачных конструкций должна сопровождаться установкой приточных устройств в любом случае.

Основными факторами, определяющими величину теплопотерь через окно, являются его теплозащитные свойства и разница между средней температурой внутри и снаружи помещений. Суммарная величина теплопотерь зависит от площади остекления и размеров здания, однако в расчетах удобно оперировать удельными значениями.
Теплопотери через один квадратный метр окон в течение отопительного периода могут быть рассчитаны по формуле:

Теплопотери

где: ГСОП — градусо-сутки отопительного периода в данном регионе;
R — приведенное сопротивление теплопередаче окна; коэффициент 0,024 учитывает перевод Вт в кВт, а также перевод суток в часы.

Для Москвы ГСОП составляет 4 600. Снижение теплопотерь через один квадратный метр окон за один отопительный сезон, исходя из улучшения приведенного сопротивления теплопередаче конструкций, согласно таблице 3, на 0,26 м2 · К/Вт составляет 44 кВт · ч/м2.
На окупаемость конструкций (помимо разницы в стоимости различных вариантов окон) значительно влияют и тарифы на тепловую энергию. Для расчетов принят тариф на вторую половину 2013 года в Москве — 1 558 руб./Гкал ( oaomoek.ru/ru/content/view/414/119/ ).

Результат расчета простой окупаемости энергосберегающих окон (2-й вариант остекления) по сравнению с наиболее распространенным остеклением (1-й вариант) приведен в таблице 4. Расчет проводился на 1 квадратный метр окна.

Табл. 4. Пример расчета простого срока окупаемости для Москвы

Пример расчета простого срока окупаемости для Москвы

Примечание. Стоимость конструкций принята из табл. 3, по материалам компании «ПИК ПРОФИЛЬ»

Простой срок окупаемости — это соотношение величины дополнительных вложений, необходимых для установки энергоэффективного окна, и ежегодной экономии тепловой энергии. Естественно, общая стоимость должна представлять сопоставимый набор услуг, аксессуаров и т. п. (в обоих случаях включена стоимость установки, отливов, подоконников, вентиляционных клапанов и т. д.). Если срок окупаемости получается значительным, то следует обязательно оценить затраты и экономию, связанные с различными окнами, за весь срок их эксплуатации, который может превышать 30 лет.

Таким образом, в Москве повышение стоимости энергоэффективных окон (табл. 3) по сравнению с обычным остеклением окупается менее чем за 7 лет за счет снижения теплопотерь из помещений через светопрозрачные конструкции.

Простой срок окупаемости зависит как от увеличения стоимости окон и климатических условий, так и от действующих в регионе тарифов на тепловую энергию. При существующей тенденции повышения стоимости теплоносителей простой срок окупаемости применения энергоэффективных конструкций будет снижаться.

Как отмечалось в начале данной статьи, основная функция окна — обеспечить естественное освещение помещений и способствовать обеспечению комфортных условий в помещениях. Решающую роль в выборе энергетических характеристик окна играют климатические условия. В холодных регионах важно обеспечить хорошую теплоизоляцию, а окна должны пропускать солнечную энергию, чтобы снизить теплопотребление здания. В теплых регионах теплоизоляционные свойства могут быть несколько ниже, а оконные стекла должны обладать солнцезащитными свойствами, что позволит снизить затраты на охлаждение зданий летом. Хотя в России и существуют обязательные требования к теплозащитным характеристикам окон, с учетом климатических условий эти требования установлены на довольно низком уровне, особенно для южных и центральных регионов.

Расчеты показывают, что дополнительные вложения в светопрозрачные конструкции с повышенными теплотехническими характеристиками окупаются в достаточно короткие сроки. Это дает нам право рекомендовать потребителям использовать окна с более высокими теплотехническими характеристиками, чем это предлагается действующими нормативными документами. На основе нашего опыта и проведенных расчетов мы рекомендуем использовать окна с более высоким сопротивлением теплопередаче (табл. 5).

Табл. 5. Обязательные и рекомендуемые значения приведенного сопротивления теплопередаче в зависимости от климатического региона места строительства

Обязательные и рекомендуемые значения приведенного сопротивления теплопередаче в зависимости от климатического региона места строительства

Быструю оценку величины экономии энергии при использовании различных светопрозрачных конструкций можно произвести с помощью таблицы 6, составленной авторами на основании вышеизложенных материалов. В данной таблице указаны рекомендуемые в зависимости от ГСОП характеристики светопрозрачных конструкций в различных регионах, а также показана область значений, запрещенных действующим СНиП «Тепловая защита зданий».

Табл. 6. Теплопотери через окна в различных климатических условиях, кВт · ч/м2/год

Теплопотери через окна в различных климатических условиях, кВт · ч/м2/год

Оценить возможную годовую экономию по таблице 6 для вашего региона, можно следующим образом. Если вместо наиболее распространенного окна с приведенным сопротивлением теплопередаче R = 0,55 м2 · К/Вт применяется энергоэффективное с характеристикой R = 0,95 м2 · К/Вт, то ежегодная экономия энергии в кВт · ч для здания, расположенного:
- в регионе с ГСОП = 4 000 : (175–101) = 74 кВт · ч/м2/год;
- в регионе с ГСОП = 5 000 : (218–126) = 92 кВт · ч/м2/год;
- в Москве с ГСОП = 4 600 экономия составит не менее 83 кВт · ч/м2/год (среднеарифметическое значение между величинами 92 и 74).
Более точное значение годовой экономии энергии можно рассчитать по формуле:

значение годовой экономии энергии

Эту величину можно перевести в гигакалории: разделив на 1 163, получим около 0,073 Гкал/м2.

При тарифе на тепловую энергию в Москве, составляющем во второй половине 2013 года 1 558 руб./Гкал (без НДС), можно заключить, что один квадратный метр энергоэффективных окон будет экономить до 114 рублей за отопительный сезон (при этом дополнительная стоимость энергоэффективных окон может составлять лишь несколько сотен рублей за м2). Если вы желаете оценить абсолютную величину экономии, а площадь остекления здания неизвестна, ее можно принять ориентировочно как 15% от общей площади помещений.

На рис. 4 приведена карта, где установлены условные климатические зоны территории РФ по рекомендуемым значениям используемых в том или ином регионе светопрозрачных конструкций.

Рис. 4. Условные климатические зоны территории РФ по рекомендуемым значениям приведенного сопротивления теплопередаче используемых светопрозрачных конструкций.

Условные климатические зоны территории РФ по рекомендуемым значениям приведенного сопротивления теплопередаче используемых светопрозрачных конструкций

В последние годы российский рынок окон развивался довольно успешно [4], серьезные компании готовы производить светопрозрачные конструкции практически любой сложности. На сегодняшний день любая, даже средняя фирма, может выпускать и энергосберегающие конструкции при незначительном увеличении стоимости. Незначительный объем производства энергоэффективных светопрозрачных конструкций объясняется недостаточным спросом потребителей, что вызвано, в том числе, и заблуждением заказчиков о невозможности окупить дополнительные затраты.

Хотелось бы верить, что в России в ближайшие годы изменится не только отношение к энергосберегающим окнам, но и будут востребованы новые технологические разработки, направленные на повышение энергетической эффективности светопрозрачных конструкций.

Литература
1. Гусев Н. М. «Архитектурная светотехника». — М.-Л.: Государственное архитектурное издательство, 1949 г.
2. John Carmody, Stephen Selkowitz, Eleanor Lee, Dariush Arasteh, Todd Willmert. Window Systems High-Performance Buildings. W.W.Norton&Company, 2003 г.
3. Спиридонов А. «Влияние светотехнических характеристик солнцезащитных устройств на показатели зрительной работы в условиях точных производств». НИИСФ. 1983 г.
4. Спиридонов А. «Тенденции развития российского рынка свето-прозрачных конструкций». // «Энергосбережение», №8, 2012 г.
5. Спиридонов А. «Какие окна считать энергоэффективными?». // «Энергоэффективность. Энергосбережение», № 5–6, 2013 г.
6. Шубин И., Спиридонов А. «Проблемы энергосбережения в российской строительной отрасли». // «Энергосбережение», №1, 2013 г.
7. Шубин И., Спиридонов А. «Законодательство по энергосбережению в США, Европе и России. Пути решения». // Научно-технический журнал «Вестник МГСУ», т. 1, №3/2011 г.
8. Абдурафиков Р., Спиридонов А. «Как оценивать и выбирать энергоэффективные окна». // «Энергосбережение», 2013 г.
9. «Методика комплексной оценки экономической и экологической эффективности применения энергосберегающих мероприятий и технологий при проектировании и строительстве на территории города Москвы». Москва, 2013 г.

 Окончание. Начало в «СтройПРОФИ» №7, 2013 г. - Светопрозрачные конструкции в России


Полная или частичная перепечатка материалов - только с письменного разрешения редакции!


«« назад