Сравнительная характеристика систем сертификации по «зеленым» стандартам на примере жилых объектов в г. Казани

ВВЕДЕНИЕ

Тема энергоэффективности и энергосбережения упоминается в настоящее время во всех отраслях намного чаще, чем когда-либо. Остро стоит вопрос об ограниченности ресурсов после многолетнего нерационального и бесконтрольного потребления, о сохранении или улучшении экологической обстановки в мире. Причиной задуматься становятся такие события, как глобальное потепление, разрушение озонового слоя, вырубка лесов несколькими десятками гектаров, исчезновение экосистем, наличие промышленных примесей в воде [26] (Izvekova et al., 2016).

Потребление энергии в значительной мере приходится именно на жилые здания, поэтому градостроительная политика различных стран в разной степени, но все же направлена на экологию и энергоэффективность. Внедряются различные технологии в зависимости от климатических и прочих особенностей, повышаются цены на энергоносители, тем самым снижаются эксплуатационные затраты [30] (Shamseldin, 2018).

Для оценки и сравнения характеристик в строениях, дальнейшей их классификации по энергоэффективности были разработаны добровольные системы сертификации. Самыми популярными и часто используемыми в мире являются британская (BREEAM) и американская (LEED) системы. В России широкое применение получила система BREEAM, которая легла в основу отечественной экологической сертификации, выработанной с помощью СП и стандартов [27] (O’Malley et al., 2014).

Рассмотрим позиции исследователей по данной тематике.

Несколько исследователей на примере офисных зданий в Европе отображают значительное изменение ценовой политики от наличия сертификата и инновационных технологий. Но если располагать сертифицированные здания дальше центра города, то цена может быть ниже рыночной [29] (Porumb et al., 2020).

Изучение тематики жилья французскими и бельгийскими исследователями показало, что и студенческое жилье может быть качественным и энергоэффективным. В Европе сложилась хорошая практика по созданию доступного предложения на рынках общественной недвижимости [24] (Attia et al., 2020).

Швейцарский исследователь Андерс Винск выявил, что «зеленые» здания имеют более высокую стоимость, чем обычное жилье, привлекая инвесторов и политиков. Денежное стимулирование по государственной программе поощряет данное направление и создает разнообразие предложений на рынке недвижимости, делая энергоэффективное жилье доступным [34] (Wiencke Andreas, 2014).

В связи с результатами анализа мировой практики строительства «зеленых» зданий нами сформулирована цель по определению приоритетов от внедрения «зеленых» стандартов в России, а также сравнению результатов внедрения отдельных положений систем сертификации на примере жилых объектов в г. Казани.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проведено посредством анализа зарубежного опыта, нормативных и рекомендательных документов, натурного обследования жилых объектов и экспертного опроса представителей фирм-девелоперов, осуществивших строительство зданий по «зеленым» стандартам.

Изучены основные положения систем сертификации BREEAM, LEED и Green Zoom.

Объектами исследования являются объекты жилой недвижимости в г. Казани, расположенные в следующих жилых комплексах:

- жилой комплекс «Современник», застройщик «ЮИТ Казань», казанское подразделение финского застройщика YIT (комфорт-класс);

- жилой комплекс «Z House», застройщик «КамаСтройИнвест» (премиум-класс);

- жилой комплекс «Царево village», застройщик Унистрой (комфорт-класс);

- жилой комплекс «Манхэттен», застройщик «Суварстроит» (бизнес-класс).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Строительство энергоэффективных зданий как основа sustainable development

Лидерами движения по рациональному использованию источников энергии являются страны Европы: Дания, Финляндия, Германия, Франция, Швеция. Ими выдвигаются различные методики по поддержанию комфортной температуры в здании без помощи систем вентиляции и отопления. Этого можно достичь путем герметизации и использования альтернативных источников. По данным источников сети Интернет, Дания, Финляндия и Германия реализовали не менее двух тысяч, но не более десяти тысяч проектов.

Нельзя не упомянуть самую первую попытку внедрения энергосберегающих методик в качестве эксперимента в Манчестере (Соединенные Штаты Америки) в 1972 году архитекторами Николасом и Эндрю Исааком по заказу Администрации общих служб на строительство федерального офисного здания [28] (Pelenur, 2018). Причиной послужил мировой энергетический кризис, когда цены возросли в несколько раз на ресурсы, которые раньше считались недорогими. Грамотное использование солнечной радиации, компьютерного управления инженерным оборудованием и двухслойных конструкций позволило заметно снизить энергопотребление. Затраты энергии на систему вентиляции компенсировали поступлением меньшего объема наружного воздуха: планировка распределения воздуха по зданию, замена наружного воздуха рециркуляционным. С помощью рекуператора тепла на охлаждение и нагрев приточного воздуха удалось снизить энергопотребление до 25–40%. Компьютерное управление поспособствовало экономии на электрическую энергию путем искусственного освещения: интенсивность света меняется в зависимости от естественного освещения. Для сокращения энергопотребления в системе теплоснабжения до 70% были экспериментально установлены на крыше здания солнечные коллекторы. При хороших условиях данная установка могла бы на 100% выполнять данные функции, но из-за перепада температур и изменений погодных условий было решено сделать ее вспомогательной. В дальнейшем данный эксперимент послужил примером для возведения энергоэффективных зданий во всем мире [22] (Tabunshchikov, Brodach, Shilkin, 2003).

Одной из последователей стала фирма EKONO, которая с 1950 года занималась изучением сохранения и наиболее эффективного использования энергии, и в 1970 году инженеры под руководством архитектора Хеймо Каутонена и ученого Юхой Габриэльсоном начали реализацию инновационного проекта административного здания, которое было построено в 1979 году в Отаниеми (Финляндия) [33] (Verdolini, 2009). Его новшество состояло в том, что возводились две одинаковые визуально секции, но одна секция была построена по действующим на то время нормам и не имела энергосберегающих решений, в то время как в другую были внедрены инновации по сохранению и эффективному использованию ресурсов. На примере данного здания сравнивалось и оценивалось энергопотребление, результативность проектных решений. Минимизация площади ограждающих конструкций происходила путем грамотного использования внутреннего объема жилого дома для уменьшения потерь тепла. Использовалась модульная система конструирования, при которой все санузлы, лифты и вентиляционные вертикальные каналы располагались в центре дома. Были применены уплотнения (герметизация здания), позволяющие сократить утечки воздуха, тем самым сэкономить на отоплении, и теплоемкие ограждающие конструкции (бетонные перекрытия и стены), накапливающие тепло за счет поглощения избытка тепла. По примеру проекта в Манчестере были помещены на крышу солнечные коллекторы, с помощью которых сократились затраты на энергоснабжение, и дополнительно установлены полости в основании дома с циркулирующим жидким теплоносителем. Ключевым моментом в проекте EKONO-house являются вентилируемые окна, разработанные данной фирмой. Главным отличием этих окон, состоящих из трехслойного стеклопакета в наружном переплете и одинарного стекла во внутреннем переплете, от традиционных служит наличие щелей снизу и сверху, что позволяет охлаждать в теплое время года и обогревать в холодное время. Проблему с высокой концентрацией CO₂ (углекислого газа) в помещениях решили с помощью установки датчика, который позволяет контролировать концентрацию и определять нужное количество наружного воздуха помимо рециркуляционного [22] (Tabunshchikov, Brodach, Shilkin, 2003). Компьютерное управление системами вентиляции, освещения и отопления позволило провести исследование о том, как влияет на потребление энергии здания наружный климат, путем фиксирования параметров в разных точках помещений. Получились следующие показатели во второй секции (рис. 1) и первой секции (рис. 2) здания.

Рисунок 1. Расход тепла и электроэнергии по источникам потребления во второй (энергоэффективной) секции здания EKONO-house

Источник: составлено автором.

Рисунок 2. Расход тепла и электроэнергии по источникам потребления в первой (традиционной) секции здания EKONO-house

Источник: составлено автором.

По рисункам 1, 2 можем наблюдать, что значительное отличие между секциями состоит в теплопередаче (на 20%), использовании вентиляторов и насосов (на 27%). Энергопотребление в первой секции составляло около 300 кВт*ч на 1 квадратный метр, во второй секции – не более 60 кВт*ч на 1 квадратный метр [6] (Kapustin, Maksimchuk, 2016).

Это исследование позволило увидеть разницу между традиционной секцией здания, построенной по нормам, действующим на то время, и энергоэффективной секцией, в которую были внедрены инновационные решения по сохранению энергии.

Рассмотрим современный опыт по строительству энергоэффективных домов. Единственное офисное здание под названием The Edge, которое набрало рейтинг «великолепно» (98,36 баллов) по методу экологической оценки эффективности зданий (BREEAM), было построено в 2014 году в Нидерландах. Одним из ключевых моментов в этом здании является эффективное использование солнечной энергии с помощью солнечных батарей на крыше и фасаде, расположенном в южной стороне, заряжающих технику и электроприборы, и солнечных панелей, защищающих работников от палящего солнца с южной стороны. Для дополнительного поступления естественного освещения с северной стороны фасад здания застеклен. Экономия на водопотреблении осуществляется путем сбора на крыше дождевых вод, используемых в дальнейшем для промывки унитазов и полива садовых участков. Установлены датчики движения, светодиодная система, которую можно контролировать с помощью мобильного приложения. В шаговой доступности находится общественный транспорт, для автомобилистов создана специальная парковка, указывающая маршрут до свободного места. The Edge является хорошей демонстрацией современного и энергоэффективного здания (сайт исследовательского центра компании «Делойт») [15].

Сравнительный анализ существующих систем сертификации по «зеленым» стандартам в России

В настоящее время существует несколько различных систем сертификации «зеленых» зданий, демонстрирующих движение к экологическим целям, снижающих стоимость эксплуатации и превышающих требования на законодательном уровне.

Самой первой и популярной международной системой добровольной сертификации «зеленого строительства» является BREEAM (т.е. метод оценки экологической эффективности зданий), основанная в 1990 году в Великобритании. Осуществляется оценка путем умножения баллов по различным критериям (например, за высокочастотное освещение, за подсчет и контроль использования энергии) на соответствующие весовые коэффициенты по месту застройки и их суммирования. Сертификация проходит в несколько этапов: на стадии проектирования и на момент завершения строительства (Международный стандарт BREEAM Новое строительство 2016) [9]. Итоговый рейтинг состоит из пяти оценок по набранным баллам (табл. 1).

Таблица 1

Рейтинг объекта по системе BREEAM

Самым масштабным проектом компании «ЮИТ Казань» считается строительство комплекса «Современник» в городе Казани, включающего 11 жилых домов разной этажности, детский сад на 140 мест и многоуровневый паркинг. Дома в данном комплексе имеют наивысший класс энергоэффективности «А» и «A+», построены по принципу монолитного домостроения с двухслойным утеплителем. Предусмотрена система приточно-вытяжной вентиляции, рекуперации тепла и регулируемая система индивидуального отопления, а также окна с двойным стеклопакетом, светодиодное освещение с датчиками движения, автоматическая пожарная сигнализация. Комфортное и безопасное проживание на данной территории обуславливается ограждением, охраной и хорошей транспортной развязкой. Один из многоквартирных домов первый на рынке недвижимости города прошел сертификацию BREEAM международного уровня (сайт дочерней компании финского строительного концерна YIT) [13].

Существует не менее популярная в применении по всему миру система LEED (т.е. руководство по энергоэффективному и экологическому проектированию), разработанная в 1998 году в Соединенных Штатах советом по зеленым зданиям (CCK «Зеленые строительные технологии» №1 (1) 2012/2013 г.) [1] (Gareev, Shavshin, 2019). Получение оценок по критериям по данной системе несколько сложнее, поэтому стоимость сертификации выше, чем у BREEAM [23] (Amiri, Emami, Ottelin, Sorvari, Marteinsson, Heinonen, Junnila, 2021). Рейтинг системы сертификации зеленых зданий представлен в таблице 2.

Таблица 2

Рейтинг объекта по системе LEED

В Москве жилищный комплекс «Жизнь на Плющихе» от застройщика «СК ДОНСТРОЙ» введен в эксплуатацию в 2019 году и считается первым жилым зданием в России, сертифицированным по системе экологической оценки LEED по рейтингу «Золото». Здание монолитное с применением сертифицированных материалов с экомаркировками и инновационных решений по энергоэффективности здания: светодиодное освещение с датчиками движения, рекуператоры тепла, индивидуальная регулировка отопления, система фильтрации воздуха и воды. Помимо конструктивных решений есть дополнительные преимущества, оцениваемые по системе LEED. В них входят: развитая инфраструктура, закрытая и охраняемая территория с масштабным озелененным парком (сайт девелоперской компании «Донстрой») [12].

В 2014 году была разработана система Green Zoom, критерии которой были адаптированы под условия России. Международные системы сертификации LEED и BREEAM легли в основу ее создания. В ходе соблюдения всех требований по энергоэффективности суммируются баллы, проект сертифицируется в зависимости от их количества (табл. 3).

Таблица 3

Рейтинг объекта по системе Green Zoom

«Z House» в Казани, строительство которого закончилось в 2020 году, является первым сертифицированным жилым зданием с рейтингом «Золото» республики. Объект построен инвестиционно-строительной компанией «КамаСтройИнвест» по принципу монолитного домостроения, стены выполнены из керамического кирпича, который считается экологичным материалом. Развита инфраструктура, рядом детские сады, школы, парки, имеется закрытая придомовая территория. Для экономии электроэнергии используется естественное освещение: эркеры с панорамным остеклением. Также установлена светодиодная система с датчиками света и движения, система индивидуального отопления (сайт инвестиционно-строительной компании «КамаСтройИнвест») [14].

Универсальная система для всех отраслей в области стандартизации, оценки соответствия и сертификации объектов СДОС НОСТРОЙ (т.е. Система добровольной оценки соответствия) была разработана в 2011 году Национальным объединением строителей и выведена на общероссийский рынок добровольной сертификации (СТО НОСТРОЙ 2.35.4-2011) [20]. В основу системы заложены стандарты, своды правил, санитарные правила и нормы, действующие на территории Российской Федерации. Сертификация проходит суммированием баллов, набранных объектом по 46 критериям, и дальнейшим присвоением класса устойчивости среды обитания. Рассмотрим классификацию жилых зданий в таблице 4.

Таблица 4

Классификация жилых зданий по устойчивости среды обитания

Жилищный комплекс «Green City» был построен СРО Национального реестра специалистов в городе Санкт-Петербург и сдан в эксплуатацию в 2017 году. Данный объект жилищного строительства был сертифицирован по системе Green Zoom по рейтингу «Золото» и НОСТРОЙ по классу А. Здание выполнено из монолита, кирпича и вентилируемого фасада. Установлены: двухкамерные стеклопакеты, система очистки воды, индивидуальные тепловые пункты, радиаторы с терморегуляторами, противопожарные системы оповещения, светодиодное освещение и датчики движения. Охраняемая и огражденная территория с развитой инфраструктурой (сайт Национального объединения строителей «Нострой») [16].

Проведем анализ систем, действующих на территории РФ, относительно критериев, приведенных в системах добровольной сертификации BREEAM и LEED (табл. 5).

Таблица 5

Сравнительный анализ систем добровольной сертификации

По данному сравнению набора критериев можно сделать вывод, что данные системы идентичны и не уступают друг другу. За основу систем Green Zoom и НОСТРОЙ были взяты добровольные сертификации BREEAM и LEED, но отличие состоит в том, что отечественные системы соответствуют нормативно-правовой базе в области строительства.

Рассмотрим более подробно мероприятия, входящие в критерии оценки (табл. 6).

Таблица 6

Сравнительный анализ мероприятий систем сертификации

В процентном соотношении можно сказать, что система Green Zoom соответствует BREEAM на 74,07%, LEED – на 87,04%. Схожесть системы добровольной сертификации НОСТРОЙ по мероприятиям с системой BREEAM составляет 74,07%, с LEED – 87%. Если сравнить российские системы сертификации, то получится 81,48% соответствия. Доработать НОСТРОЙ относительно зарубежных систем можно, если учесть в критериях такие мероприятия, как послепроектное обслуживание объекта, уменьшение поступления табачного дыма в помещения, низкоуглеродное проектирование объектов, схема передвижения по территории данного объекта, повторное использование отходов производства и потребления, выбор застройки в экологически устойчивых районах, учет экологической ценности участков и их защита, уменьшение выбросов от тепловых систем, изучение рисков от поверхностных вод и их влияния на участок. Green Zoom до зарубежного уровня можно дополнить мероприятиями по послепроектному обслуживанию объекта строительства, схемам передвижения людей по территории, достаточному количеству мест парковки, экологической ценности и защите участков, риску от поверхностных вод.

Классы энергоэффективности по стандартам Российской Федерации и их конструктивные решения

В России для оценки энергоэффективных зданий предусматривается семь классов, которые имеют обозначение в виде букв латинского алфавита: от A до G. Каждый класс соответствует величине удельного энергопотребления на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

Базовые требования, которые предъявляются к показателю годового расхода энергии жилых зданий, соответствует классу энергоэффективности D – нормальный. Следует упомянуть, что присвоение классов D, E, F, G на стадии проектирования не допускается. Классы A, B, C присваивают новым зданиям и уточняют их по данным энергопотребления в течение срока не менее двух лет (СП 50.13330.2012) [19].

Базовые требования включают в себя все, что входит в энергопотребление здания: тепловые и электрические составляющие. Величина отклонения значения от базового соответствует классу энергоэффективности. Отклонение значения от базового на +50% и более – G – особо низкий класс. В случае уменьшения показателя удельного энергопотребления на более чем 40% зданию присваивается класс A – наивысший. Для достижения класса энергоэффективности B – высокий необходимо уменьшить показатель энергопотребления на 30–40%. Классу C – повышенный соответствует показатель от -15 до 30%, E – пониженный – от +25 до 0% и F – низкий – от +50 до 25% (СП (EN 15217:2007) [18].

Для жилых зданий рассмотрим классификацию и их характеристику по энергоэффективности в таблице 7.

Таблица 7

Характеристика классов энергоэффективности

Для повышения показателей энергоэффективности выделены следующие требования:

1. Полная герметизация здания (стены, крыши, перекрытия).

2. Герметичные стеклопакеты.

3. Установка датчиков движения со светодиодной системой в квартире, подъезде и во дворе.

4. Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией.

5. Автоматизированное управление и контроль.

6. Альтернативные источники энергии [6] (Kapustin, Maksimchuk, 2016).

Комплекс необходимых мероприятий на повышение показателей для:

1. Классов E, F, G относительно С. Реконструкция данного строения, утепление ограждающих конструкций, установка в здании современного оборудования. В случае невозможности внедрения данных мероприятий будет запрещена эксплуатация здания.

2. Класса D относительно С. Реконструкция, изоляция здания, использование современного оборудования.

3. Класса C относительно А и В. Применение более современного оборудования вместо примитивного.

4. Класса В относительно А. Увеличение функций технического контроля.

Утепление ограждающих конструкций снаружи способно уменьшить расходы на отопление от 30 до 70% в новом здании или реконструированном. Система автоматизации снижает теплопотери более чем на 30% от всех потерь тепла в здании и влияет на присвоение класса энергоэффективности [5] (Zakharov, Sychkina, Ponomarev, 2017). Рассмотрим более подробно зависимость системы автоматизированного контроля и управления от классификации зданий в таблице 8.

Таблица 8

Автоматическое управление и соответствие классам энергоэффективности

ОБСУЖДЕНИЕ

Рассмотрим «зеленые» здания от разных застройщиков на наличие мероприятий по повышению экологичности объекта в таблице 9.

Таблица 9

Сравнительный анализ жилых зданий по системе сертификации Green Zoom

Сравнение стоимости квартир в ЖК от разных застройщиков представлено в таблице 10.

Таблица 10

Сравнительный анализ цен за 1 кв. м

По таблицам можно сделать вывод о том, что комфорт-класс не уступает бизнес-классу в Казани. Энергоэффективные дома могут быть доступными. Примером является ЖК «Современник», имеющий сертификат BREEAM по рейтингу pass, и ЖК «Царево village». Данные жилые дома могут сертифицироваться по Green Zoom, BREEAM, LEED, НОСТРОЙ, что добавит больший спрос и привлечет инвесторов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты нашего исследования заключаются в следующем:

1. Энергоэффективность как направление в строительстве возникло и изучалось в 1950-х годах. С 1970-х началось ее применение во всем мире. Причинами для развития данного направления стали высокая стоимость на энергоносители, энергетический кризис, ухудшение природных условий. Для мотивации строительства энергосберегающих и улучшения уже построенных зданий начали создаваться добровольные рейтинговые сертификации, дающие в дальнейшем преимущество над другими объектами.

2. Самыми популярными и часто используемыми являются такие международные системы, как BREEAM (Великобритания), LEED (Соединенные Штаты Америки), и системы, разработанные в Российской Федерации, – Green Zoom и НОСТРОЙ, базой создания которых послужили вышеупомянутые добровольные сертификации, отечественные стандарты и своды правил. В процентном соотношении можно сказать, что система Green Zoom соответствует BREEAM на 74,07%, LEED – на 87,04%. Схожесть системы добровольной сертификации НОСТРОЙ по мероприятиям с системой BREEAM составляет 74,07%, с LEED – 87%. Если сравнить российские системы сертификации, то получится 81,48% соответствия.

3. Каждый класс по энергоэффективности соответствует величине удельного энергопотребления на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Значительное влияние на присвоение того или иного класса жилому зданию оказывают ограждающие конструкции, а именно их герметизация, и системы автоматизации и технического контроля. В новых или реконструируемых зданиях (от A до С) используются современные системы автоматизации, уменьшающие энергопотребление, в уже построенных зданиях они не применяются (D–G).

4. При сравнительном анализе жилищных комплексов города Казани можно сказать, что «зеленые здания» комфорт-класса и бизнес-класса за 1 квадратный метр практически идентичны, если сопоставлять ЖК «Современник» и «Z house», «Царево village» и «Манхэттен» по наличию мероприятий, повышающих энергосбережение. Данные жилые дома могут сертифицироваться по Green Zoom, BREEAM, LEED, НОСТРОЙ, что добавит больший спрос и привлечет инвесторов. Например, ЖК «Современник» помимо сертификата BREEAM с рейтингом pass может претендовать на сертификацию вышеперечисленных систем. ЖК «Z house» имеет золотой сертификат Green Zoom, следовательно, может проходить другие сертификации, получая высокие баллы.