Аннотация: В настоящей статье предлагается к рассмотрению классификатор, который может быть применим к эксплуатируемым зданиям высших образовательных учреждений, а также присвоение зданию рейтинга, на который оно могло бы претендовать исходя из показателей экоустойчивости, степени загрязнения окружающей среды, качеству отделочных материалов, объемно-планировочных решений. Полученные выводы отражают существующие проблемы и потенциальные выгоды от внедрения целевой классификации объектов имущественного фонда.

Ключевые слова: объекты имущественного фонда, энергоэффективность, энергосберегающие технологии, «зеленое» строительство, комфортная среда

В мире уже получили широкую известность зарубежные стандарты BREEAM и LEED [6]. Они лежат в основе и российских стандартов по сертификации зданий и придомовой территории. Как показывает практика, российской строительной отрасли необходима своя система сертификации, и такую систему была попытка воплотить в жизнь в 2014 году Российской гильдией управляющих и девелоперов (РГУД) под руководством Комитета по энергоэффективности и устойчивому развитию РГУД - система энергоэффективности объектов недвижимости Green Zoom. Система ориентирована на российские строительные нормы и стандарты и не противоречит другим отечественным системам, нацеленным на повышение энергоэффективности и экологичности зданий [3].

Таким образом, разработка и дальнейшее практическое применение национального классификатора является актуальным направлением для повышения качества застройки городской территории и уровня комфорта внутренней среды здания. В статье мы предложим методику и сформулируем рекомендации по целевой классификации объектов имущественного фонда организаций подведомственных МОН РФ. Тем не менее, предлагаемый вариант классификатора не окончательный, он требует детального анализа и дополнительных исследований.

На федеральном уровне в 2010 г. был разработан проект приказа «О правилах определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов, в том числе требования к указателю класса энергетической эффективности многоквартирного дома, размещаемого на фасаде многоквартирного дома», в котором каждому классу, обозначаемому латинскими буквами (A, B++, B+, B, C, D, E), соответствует показатель удельного расхода тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. В Таблице №1 буквой A обозначается наивысший класс, буквой С – нормальный класс, буквой E – самый низкий [5].

Класс энергетической эффективности эксплуатируемых зданий устанавливается по данным измерения фактического нормализованного удельного годового энергопотребления на отопление и вентиляцию и на подогрев горячей воды.

Контроль класса энергетической эффективности эксплуатируемых зданий определяется по результатам энергетического обследования путем сопоставления величины отклонения (в процентах) фактического нормализованного удельного годового теплопотребления на отопление, вентиляцию и подогрев горячей воды от базового уровня по классу C «нормальный» значений удельного годового теплопотребления на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение при условии обеспечения воздушно-теплового режима в квартирах (помещениях) и подачи горячей воды в соответствии с санитарными нормами.

Опираясь на принципы зарубежных стандартов BREEAM и LEED и проекта приказа РФ, содержащего правила определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов, был сформирован классификатор, который может быть применим к эксплуатируемым учебным зданиям высших образовательных учреждений. Он состоит из 4-х категорий:
- Категория №1. Качество архитектуры и планировки объекта
- Категория №2. Комфорт и экология внутренней среды
- Категория №3. Экология создания, эксплуатации и утилизации объекта
- Категория №4. Качество подготовки и управления проектом

Категория №1 содержит критерии архитектурно-планировочных решений, куда включены качество архитектурного облика здания, обеспеченность здания естественным освещением, наличие площадок с озеленением, наличие полезной площади, комфорт объемно-планировочных решений, оптимальность формы и ориентации здания.

Обратимся к истории. Мировой энергетический кризис 70-х годов привел к появлению нового научно-экспериментального направления в строительстве, связанного с понятием "здание с эффективным использованием энергии". Цель строительства таких зданий заключалась в выявлении суммарного эффекта энергосбережения от использования архитектурных и инженерных решений, направленных на экономию энергетических ресурсов.

Рассмотрим, как зависят теплопотери здания от его формы. Изменение формы здания с целью оптимизации теплоэнергетического воздействия климата на его тепловой баланс в зависимости от характерного периода года приведено на Рис.1.

Теплоэнергетическое воздействие наружного климата на тепловой баланс здания может быть оптимизировано за счет выбора формы здания, расположения и площадей заполнения световых проемов. Например, удачный выбор ориентации и размеров здания прямоугольной формы дает возможность в теплый период года уменьшить воздействие солнечной радиации на все стороны фасада здания и снизить затраты на его охлаждение, а в холодный период - увеличить воздействие солнечной радиации на фасады здания и уменьшить затраты на отопление. Аналогичные результаты будут получены при удачном выборе ориентации и размеров здания по отношению к воздействию ветровой нагрузки на его тепловой баланс. Изменение формы здания или его размеров и ориентации с целью оптимизации влияния наружного климата на его тепловой баланс не требует изменения площадей или объема здания - они сохраняются фиксированными [9].

На рисунке выше приведен пример изменения формы здания с целью оптимизации теплоэнергетического воздействия климата на его тепловой баланс в зависимости от характерного периода года.

Были проведены исследования влияния теплоэнергетического воздействия наружного климата на тепловой баланс здания за счет выбора оптимальных параметров его размеров и ориентации. В качестве объекта исследований принималось здание прямоугольной формы, общей полезной площадью 1440 м2. Основным параметром исследования является минимизация затрат энергии на обогрев здания в холодный период и на охлаждение здания в теплый период. Цель исследований - выявить, как увеличивается показатель теплоэнергетической эффективности здания за счет оптимального учета воздействия наружного климата на тепловой баланс здания. Был сделан вывод, что наиболее эффективная форма здания с учетом минимальных значений теплопотерь достигается при форме объекта приближенной к геометрической фигуре куб. Итоговые значения приведены на Рис. 2:

Категория №2 содержит критерии, относящиеся к комфорту и экологии внутренней среды объекта, где имеет место воздушно-тепловой комфорт по данным, заложенным в проекте строительства/ реконструкции, с нормативными параметрами, световой комфорт определяемый по данным, заложенным в проекте строительства /реконструкции, по отношению к нормативным параметрам, наличие водосберегающей арматуры, расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания, контроль и управление системами инженерного обеспечения, расход электро-энергии, использование возобновляемых энергоресурсов.

Низкий показатель комфорта и экологии внутренней среды не дает повод для паники. Данная категория нацелена на развитие человеческой мысли. Главный вопрос здесь состоит в том, какое оборудование стоит использовать в здании, чтобы добиться высоких показателей комфорта и экологии внутренней среды. Рекомендуемся переходить на автономный режим эксплуатации пространства. Наибольший вес в рассматриваемой категории занимает Внедрение BIM-технологии. Она представляет собой принципиально новый подход в архитектурно-строительном проектировании, заключающемся в создании компьютерной модели нового здания, содержащей в себе все сведения о будущем объекте - Building Information Model (BIM) [13].

BIM дословно переводится как информационная модель здания (building information modeling). У нас это принято расшифровывать как «технологии информационного моделирования промышленных и гражданских объектов». То есть BIM позволяет создать полное информационное описание строящегося объекта. Для современных проектов BIM-технологии открывают новые возможности. Ведь это не только получение трехмерного изображения задуманного архитектором объекта и объемная картинка для произведения каких-то конструктивных расчетов, это единая модель, с которой работают специалисты всех профилей, от архитектора до сметчика. Смысл данной технологии прост: если архитектор или проектировщик внес какие-то изменения в проект, об этом немедленно узнают все участники проекта: сантехник, электрик, сметчик и так далее. И каждый в своей области вносит коррективы. В результате в одном месте складируется вся информация о здании. Также BIM служит основой для организации строительства, взаимодействия субподрядчиков, составления графиков, схем и календарных планов, управления потоком поставок и последовательностью монтажа, финансового обслуживания процесса строительства и т.п. Она же позволяет оперативно вносить коррективы в конструктивную и другие части проекта и сам процесс возведения здания, если в этом появляется необходимость (практика показывает, что такие ситуации возникают почти всегда).

На объемной модели наглядно видно, какие ошибки и неточности были допущены. И главное — можно очень быстро эти неточности устранить. Как показывает зарубежный опыт, там уже принят стандарт, который обязует застройщика применять BIM-технологии, если он возводит объект на бюджетные деньги.

Категория №3 содержит критерии, относящиеся к экологии создания, эксплуатации и утилизации объекта, куда отнесены воздействия материалов, используемых при строительстве, на экологию окружающей среды, мероприятия по защите и восстановлению внешней среды в процессе строительства, минимизация воздействия от эксплуатации и утилизации здания.

Материалами будущего можно по праву назвать 3D-напечатанные энергоэффективные кирпичи с системой охлаждения, изображенные на Рис.3. Они обладают особой структурой, которая позволяет охлаждать помещения всего лишь благодаря воде и весьма давно известной технике испарительного охлаждения.

Создана технология по производству биодинамического бетона, который поглощает частицы смога, превращает их в инертные соли и тем самым очищает окружающий воздух. Белый «скелет» здания на Рис.4 как раз и есть наглядное представление данной разработки.

На этапе строительства зданий приходится решать множество вопросов, в том числе и обеспечение долговечности возводимых конструкций. Голландские исследователи разработали новый тип цемента, который самостоятельно восстанавливает сам себя, используя определенный тип живых бактерий и лактат кальция. Бактерия, содержащаяся в цементе, поглощает этот лактат кальция и производит известняк, который заполняет трещины и практически до изначального состояния восстанавливает целостность бетона.

Например, стеклянная черепица для крыши домов на Рис.6 может использоваться не только в качестве ограждающей конструкции, но и являться частью системы обогрева здания. Кровельное покрытие пропускает солнечный свет, который нагревает воду в стационарных системах подогрева, тем самым можно сэкономить на электроэнергии.

Компания Ecovative, например, придумала способ использования мицелия (вегетативной части тела грибов) и построила из грибов дом на колесах, представленный на Рис.7. Грибы рассматриваются компанией как устойчивый и экологически чистый материал, так как этот материал растет сам, а не производится. Помимо этого, грибы обладают естественной огнеустойчивой защитой, что позволяет применять их в качестве утеплителя и шумоизоляции вместо обычных легковоспламеняющихся изоляционных материалов.

На рынке строительных материалов возможно в скором времени встретить полупрозрачный бетон. Данное свойство достигнуто благодаря добавлению в его структуру стеклянных нитей оптоволокна. Акриловые трубки оптоволокна передают свет от точки к точке и по мере движения, плитки зажигаются одна за другой, сопровождая путь до места назначения. По данным производителей бетона, оптоволокно составляет 4% от общей массы смеси.

Благодаря оптоволокну бетон становится примерно в 500 раз более устойчив к трещинам в сравнении с обычным. Когда происходит изгиб материала, оптоволокно скользит внутри бетона, что позволяет ему избежать трещин, как это изображено на Рис.8.

Но дело не только в оптоволокне. Сам материал бетона приспособлен к максимальной гибкости. И благодаря всем принятым мерам, этот бетон обладает намного большим сроком службы, что означает его перспективную эффективность в строительстве.

Кинетическое (живое) стекло представляет собой прозрачную поверхность, которая автоматически открывает и закрывает похожие на жалюзи прорези, для контроля уровня углекислого газа в помещении (Рис.9). Поверхность пронизана проводами, которые контролируются электрическим импульсом. Это позволяет «жалюзям» регулировать качества воздуха, «вдыхая и выдыхая» его.

Сегодня идет разработка самовосстанавливающегося цемента, который будет способен сам «заделывать» собственные трещины, как на Рис.10. Этот цемент перемешан с микрокапсулами, выделяющими прорезиненный эпоксидный клей, автоматически заделывающий любые трещины, которыми покрывается асфальт. Изобретатели закладывают в него способностью регулировать температуру. Меняющие фазу материалы, содержащиеся в цементе, смогут поглощать большое количество тепла. При помощи данной технологии есть шанс снизить расходы на ремонт дорог, а также сохранять энергию, создавая здания, которые смогут сами регулировать собственную температуру.

Жидкий гранит (Рис.11) обладает способностью полностью заменить цемент в бетоне. Материал легок и выдерживает ту же нагрузку, что и цемент, при этом, он сделан из вторичного сырья. Жидкий гранит не обладает ни одним из тех негативных влияний, которые оказывают на окружающую среду обычные цемент и бетон. Он состоит из переработанного материала на 30-70%, и в бетоне его нужно всего треть от обычного цемента. Жидкий гранит способен выдерживать температуры до 1'100 градусов Цельсия, при этом сохраняя свои основные структурные особенности [14].

Категория №4 содержит критерии, относящиеся к качеству подготовки и управления проектом, где имеет место фасилити менеджмент (Facility Management), то есть ведется эффективное управление всеми службами, обеспечивающими непрерывную работу здания. В задачи Facility Management входит контроль за поставщиками ресурсов, организация работы сервисных служб и решение вопросов строительства, текущего и аварийного ремонта.

Данные этой таблицы не окончательные, она находится в процессе разработки. Особое внимание хочу обратить на следующее. Сама таблица и присвоенные каждой категории баллы являются результатом анализа справочной литературы по оценке зданий [7,8,10].

Для проверки применимости таблицы на практике сделаем выборку аналогов по корпусам КФУ и каждое здание оценим согласно предлагаемым критериям. Результаты оценки вынесены в таблицу с рабочим названием «Рейтинг объектов имущественного фонда на примере корпусов КФУ». Здесь видно, что каждой категории присвоен свой цвет и вынесены баллы по каждому критерию.

Так как большая часть зданий КФУ – это преимущественно объекты старого фонда с устоявшейся архитектурой и формами, которые соответствуют той эпохе, когда они были построены, то предлагается рассмотреть здание Иннополиса и сравнить его характеристики с имеющимися корпусами КФУ. Видно, что человечество не стоит на месте, прогресс шагнул на несколько шагов вперед и это отражается в баллах, присвоенных каждому зданию.

Анализируя полученные результаты, следует напомнить, что исследуемые здания имеют свою историю и были построены задолго до появления стандартов «зеленого» строительства. Здания возводились по моде того времени, и стоит отметить, что качеству используемых материалов уделялось особое внимание, а технологии строительства – свои требования. Коммуникации в большей степени были центральными, чем автономными.

Завершением проделанной работы станет составление итоговой таблицы, которая отражает способ классификации объектов имущественного фонда. Используются общеизвестные наименования классов энергетической эффективности зданий с А по Е и общий бал в системе оценки, выраженный в %. И к каждому классу относится своя характеристика (рекомендации), которые с одной стороны характеризуют текущее состояние объекта, его недостатки, а с другой предлагает направление, в котором возможно развиваться и улучшить качества пребывания человека в оцениваемом здании [1,2].

Развитие новаторских идей и претворение их в жизнь – процесс не быстрый. Учитывая тот факт, что в мире и, в частности, в российской строительной отрасли широко используются зарубежные стандарты BREEAM и LEED, наша работа по разработке и дальнейшему практическому применению национального классификатора является актуальным направлением для повышения качества застройки городской территории и уровня комфорта внутренней среды здания.

Данный целевой классификатор направлен на перспективу и способствует улучшению не только качества архитектурной составляющей городской застройки, но и комфортного пребывания людей, поскольку человек 2/3 своей жизни проводит вне стен дома.

Также данный классификатор предлагается использовать для улучшения и модернизации имеющихся построек. Для присвоения зданию оценки на класс выше имеющейся, необходимо придерживаться предлагаемого перечня рекомендаций.

1. ГОСТ Р 54964-2012 Оценка соответствия. Экологические требования к объектам недвижимости. – М.: Стандартинформ, 2013. – 27 с.
2. Градостроительный кодекс Российской Федерации: [федер. закон: принят Гос. Думой 29 дек. 2004 г.: по состоянию на 07 марта 2017 г.].
3. Практические рекомендации по снижению энергоемкости и повышению экологичности объектов гражданского и промышленного строительства. Книга 1 – М.: Green Zoom, 2015
4. Приказ №224 от 17 мая 2011 г. Об утверждении требований энергетической эффективности зданий, строений сооружений
5. Проект приказа «О правилах определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов, в том числе требования к указателю класса энергетической эффективности многоквартирного дома, размещаемого на фасаде многоквартирного дома»
6. Гуткин А. LEED – рейтинговая система для энергоэффективных и экологически чистых зданий [Электронный ресурс] / А. Гуткин // АВОК. – 2008. - № 6. – Режим доступа: https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=4055
7. Табакова С. А., Дидковская А. В. ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ. Укрупненные показатели стоимости строительства. В уровне цен на 01.01.2014 г., для условий строительства в Московской области, Россия. Серия «Справочник оценщика». Издание пятое, переработанное и дополненное. — М.: ООО «КО-ИНВЕСТ», 2014. — 564 с.
8. Табакова С.А., Дидковская А.В. ОБЪЕКТЫ АРХИТЕКТУРНОГО НАСЛЕДИЯ. Укрупненные показатели стоимости реставрационно- восстановительных работ. В уровне цен на 01.01.2015 г., для условий выполнения работ в Московской области, Россия. Серия «Справочник оценщика». — М.: ООО «КО-ИНВЕСТ», 2015. — 160 с.
9. Табунщиков Ю. А. Научные основы проектирования энергоэффективных зданий [Электронный ресурс] / Ю.А.Табунщиков // АВОК. – 1998. - № 1. – Режим доступа: https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=143
10. Табунщиков Ю. А. Рейтинговая система оценки качества здания в России [Электронный ресурс] / Ю.А.Табунщиков // АВОК. – 2010. - № 6. – Режим доступаhttps://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=4690
11. Федеральный закон от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности»
12. Энергоэффективность зданий. Трансформация потока / ВСПУР. – 2009. – Август.
13. Ecorussia [Электронный ресурс] / Портал об экологических технологиях и устойчивом развитии в России. – 2016. – Режим доступа: http://www.ecorussia.info/ru
14. GreenEvolution [Электронный ресурс] / Медиа-портал о «зеленых» технологиях. – 2017. – Режим доступа: http://greenevolution.ru/