Фото: Aluprof. Энергоэффективное остекление Diamentum Office

 

Согласно Европейской директиве 2010/31/EU, с 1 января 2021 года все новые здания должны иметь практически нулевое потребление энергии для отопления. Новый энергетический стандарт должен быть достигнут за счет снижения энергопотребления и максимально возможного использования возобновляемых источников. С этой целью постепенно ужесточаются технические требования, которым должны отвечать светопрозрачные ограждающие конструкции.

Растущие требования вызывают неоднозначную реакцию игроков рынка СПК, поскольку местами противоречивы, ведут к удорожанию продукции и могут лечь тяжёлым бременем на инвесторов. Также сомнительна результативность таких решений. Окупаются ли слишком высокие требования к энергоэффективности окон, – рассмотрим на опыте польского рынка в обзоре tybet.ru.

Благие намерения ЕС

Строительный сектор имеет решающее значение для достижения целей ЕС в области энергетики и окружающей среды. В то же время более качественные и энергоэффективные здания улучшают качество жизни граждан, принося дополнительные выгоды экономике и обществу. Для повышения энергоэффективности зданий ЕС создал законодательную базу, которая включает Директиву об энергоэффективности зданий 2010/31/EU (EPBD) и Директиву об энергоэффективности 2012/27/EU. В обе директивы были внесены поправки в рамках пакета «Чистая энергия для всех европейцев» в 2018 и 2019 годах. В октябре 2020 года Комиссия представила свою стратегию волны обновления в рамках Европейского зеленого курса. Стратегия содержит план действий с конкретными регулирующими органами, финансированием и стимулирующими мерами для ускорения реновации зданий. Его цель – как минимум удвоить ежегодные темпы энергетического обновления зданий к 2030 году и способствовать глубокой модернизации существующего жилого фонда.

• На здания приходится примерно 40% потребления энергии в ЕС и 36% выбросов парниковых газов. Таким образом, здания являются крупнейшим потребителем энергии в Европе.

• В настоящее время около 35% зданий в ЕС старше 50 лет, и почти 75% объектов являются неэффективными с точки зрения энергопотребления. При этом ежегодно обновляется только около 1% жилого фонда.

• Реконструкция существующих зданий может привести к значительной экономии энергии, поскольку она может уменьшить общее потребление на 5-6% и снизить выбросы CO2 примерно на 5%.

• Инвестиции в энергоэффективность стимулируют экономику, особенно строительную отрасль, которая генерирует около 9% ВВП Европы и напрямую обеспечивает 18 миллионов рабочих мест. В частности, МСП извлекают выгоду из роста рынка реновации, поскольку он вносит более 70% добавленной стоимости в строительном секторе ЕС.

На основании директив страны ЕС должны разработать надежные долгосрочные стратегии реновации, нацеленные на декарбонизацию национального фонда зданий к 2050 году с ориентировочными вехами на 2030, 2040 и 2050 годы. Стратегии должны способствовать достижению целевых показателей энергоэффективности в национальных энергетических и климатических планах (NECP). Страны Евросоюза должны установить оптимальные с точки зрения затрат минимальные требования к энергоэффективности для новостроек, для существующих зданий, подвергающихся капитальному ремонту, а также для замены или модернизации строительных элементов, включая окна. Все новые жилые объекты должны быть с почти нулевым потреблением энергии (NZEB) с 31 декабря 2020 года, а общественные – с 2018 года.

Таким образом, с 1 января 2021 года в Польше вступили в силу более строгие правила, регулирующие энергоэффективность зданий. Законопроект предписывает ужесточение коэффициентов теплоизоляции стен, окон, крыш, а также показателей общей потребности здания в невозобновляемой первичной энергии. Каким требованиям должны соответствовать «теплые» окна по новым техническим условиям (ТУ-2021) и как изменится их комплектация?

Рекомендуем прочесть: Точка роста оконной индустрии: дотации на энергоэффективность

Теплоизоляция окон в соответствии с ТУ-2021

Новые правила требуют, чтобы окна имели очень высокую теплоизоляцию. Поэтому важен как можно более низкий коэффициент теплопередачи, максимально допустимый уровень которого варьируется в зависимости от климатической зоны. Коэффициент теплопередачи для окон Uw может быть определен на основе соответствующих измерений и испытаний или расчетом, применяя формулу, приведенную в стандарте EN ISO 10077-1, где:

Фото: winkhaus.pl. Формула расчёта Uw

Ug – коэффициент теплопередачи остекления

Uf – коэффициент теплопередачи рамы

Ψg – линейный коэффициент теплопроводности за счет комбинированного воздействия остекления, дистанционной рамки и рамы

lg – длина линейного термомоста на стыке стеклопакета с рамой

Ag – площадь поверхности стекла

Af – площадь рамы

A – общая площадь окна (Ag + Af).

Коэффициент Uw показывает, сколько тепла проходит через квадратный метр окна при разнице температур внутри помещения и окружающей среды в 1 Кельвин. Коэффициент теплопередачи измеряется Вт/(м2∙К). Чем ниже значение Uw, тем лучше теплоизоляция данного окна.

В соответствии с ТУ-2021 в польском климате для фасадных окон коэффициент теплопередачи не должен превышать 0,9 Вт/(м2∙К). В то же время для мансардных окон допустим коэффициент на 0,2 выше, т.е. не более 1,1 Вт/(м2∙K). Это связано с тем, что стеклопакет, наклоненный от вертикали, имеет более низкую теплоизоляцию, чем расположенный вертикально. Например, при наклоне стеклопакета под углом 45° значение его коэффициента теплопередачи увеличивается почти на 40%. Это связано с большей интенсивностью теплообмена в зазоре между оконными стеклами, когда тепловой поток направлен вверх.

Требования к стеклопакетам. Наибольшее влияние на величину коэффициента теплопередачи окна (Uw) оказывает теплоизоляция остекления (из-за наибольшей площади в оконном блоке). На рынке представлен широкий выбор стеклопакетов с разными значениями коэффициента теплопередачи (Ug). Наиболее часто используемые двухкамерные стеклопакеты характеризуются коэффициентом 0,5 или 0,6 Вт/(м2∙К). Также существуют четырехслойные пакеты, заполненные криптоном с коэффициентом теплопередачи до 0,3 Вт/(м2∙K), т.е. на уровне, аналогичном теплоизоляции современных стен. Однако это слишком массивное остекление, требующее более прочной конструкции оконной рамы. Для того чтобы окна имели теплоизоляцию на уровне Uw ≤ 0,9, стандартом является двухкамерный стеклопакет, заполненный аргоном. Наилучшая теплоизоляция достигается за счет использования стекол с низкоэмиссионными покрытиями и заполнения межстекольного пространства аргоном или криптоном.

Требования к профильным системам. Оконные рамы изготавливаются из деревянных, пластиковых или алюминиевых профилей с термическими разделителями. Чтобы получить лучшую теплоизоляцию и из-за необходимости использовать более толстое остекление, энергосберегающие окна, отвечающие требованиям ТУ-2021, должны включать более широкие рамы. Независимо от типа материала и системы, в которой изготовлены рамы, лучшие из них имеют коэффициент теплопередачи ниже 1 Вт/(м2∙К). Профили могут быть более теплыми, но поскольку они не влияют существенно на коэффициент теплопередачи всего окна, их тепловые параметры не такие строгие, как в отношении стеклянного заполнения. В окнах с коэффициентом Uw не более 0,9 Вт/(м2.К) профили могут иметь Uf даже больше 1. В окнах, которые намного теплее, чем те, которые станут обязательными с 2021 года, встречаются рамы с Uf даже на уровне 0,8 Вт/(м2∙К).

Рекомендуем прочесть: Роль ПВХ-профиля в энергосбережении окна

Возрастёт спрос на стекло селективного действия и тёплые дистанционные рамки

Новые технические условия закономерно потребуют изменений конструкций окон. Увеличение количества стекол и использование покрытий означает, что вместе с улучшением теплоизоляции уменьшается прозрачность остекления. Как следствие, ухудшится пропускание энергии солнечного излучения (и, следовательно, более низкий приток тепла), и видимого света (что препятствует естественному освещению помещений).

Фото: SWISSPACER. Энергоэффективный стеклопакет с тёплой дистанционной рамкой 

Поэтому при проектировании оконных блоков не стоит сбрасывать со счетов значение двух факторов. Коэффициент Lt, который означает, сколько солнечного света будет проходить через окно, и солнечный фактор g, который указывает, сколько тепла от солнечной энергии попадёт внутрь. В окнах, отвечающих требованиям ТУ-2021, Lt обычно составляет 70-75%, а g – около 55%. Чтобы согласовать теплоизоляцию стеклопакета с солнечным фактором и коэффициентом светопропускания, производители предлагают новые типы стекла со значительно улучшенной прозрачностью и цветопередачей, например, без содержания железа.

Соответственно, на европейском рынке всё больше будет использоваться стекло с высокими селективными свойствами. Двухкамерные стеклопакеты с низкоэмиссионным покрытием, которые практически не выпускают тепловое излучение из помещения и в то же время лишь немного уменьшают количество видимого света и солнечного излучения, попадающего внутрь помещения, могут достигать коэффициента Ug = 0,5 или 0,6 Вт/(м2∙К).

Также, по мнению аналитиков, возрастёт спрос на более тёплые дистанционные рамки. Раньше были распространены алюминиевые рамки, что ухудшало теплоизоляцию остекления в краевой зоне. Постепенно начали появляться неметаллические аналоги. В энергоэффективных окнах с наивысшими показателями стеклопакеты имеют рамки из пластика или нержавеющей стали в сочетании с пластиком, поскольку они гораздо хуже проводят тепло. Это также снижает риск конденсации водяного пара на внутренней поверхности стеклопакета.

Как утверждают польские эксперты, комбинированное использование доступных технических решений – рам и остекления – позволяет выполнить требования, которые будут применяться с 2021 года. В наилучших сочетаниях можно получить фасадные и мансардные окна со значениями коэффициента теплопередачи U примерно до 0,6 Вт/(м2.К), что значительно ниже требований ТУ-2021.

Рекомендуем прочесть: Глобальный рынок «тёплых» дистанционных рамок превысит $ 700 млн к 2024 году

Слишком высокие требования ведут к неоправданному подорожанию светопрозрачных конструкций

Новые параметры, которые должны применяться к светопрозрачным конструкциям с 2021 года, являются одними из самых жёстких в ЕС, поэтому на польском рынке мнения относительно новых норм разделились. Сравнительный анализ предельных значений коэффициентов теплопередачи U, принятых в разных странах ЕС, показывает, что текущие минимальные требования к теплоизоляции ограждающих конструкций для Польши намного строже, чем в Германии, Австрии или Чехии (странах со схожим климатом), и аналогичны нормативам для Дании или Норвегии.

Фото: izolacje.com.pl. Сравнение предельных значений коэффициентов теплопередачи в разных странах ЕС

По мнению большинства местных экспертов, изменения технических требований будут связаны с ростом цен на стройматериалы, а значит, и с удорожанием строительства. Кроме того, ситуацию усугубляет продолжающаяся пандемия коронавируса, которая напрямую влияет на производственную сферу и покупательную способность потребителей.

До этого момента идея постепенного ужесточения требований позволяла заранее подготовиться к новым условиям. Требования 2021 года окажутся чрезвычайно затратными, с непропорционально малым эффектом в виде снижения энергопотребления. Поэтому в конце 2020 года многие отраслевые ассоциации выступили с просьбой приостановить ужесточение параметров по теплоизоляции строительных материалов. По их мнению, нецелесообразность введения новых требований особенно касается окон и дверей, влияние которых на повышение энергоэффективности здания уже не столь значительно, как в предыдущие годы. Как показали исследования польского агентства по энергосбережению, их замена позволит снизить энергопотребление только примерно на 6%, что экономически и рационально не оправдано с точки зрения затрат, которые в конечном итоге придется нести заказчику.

В технологическом плане производители СПК могут достичь параметров, указанных в регламенте, но это связано с увеличением затрат на изготовление этой продукции. По оценкам, адаптация окон к требованиям, содержащимся в технических условиях на 2021 год, увеличит их цену примерно на 30-35%, а окупаемость дополнительных инвестиций в случае вертикальных окон составит порядка 30 лет, и даже более 100 лет в случае мансардных окон. Это говорит о том, что раньше потребуется ремонт или замена оконного блока, прежде чем окупятся эти дополнительные капиталовложения в его энергоэффективность. Поэтому эксперты считают, что важнее рассчитать, как инвестору получить максимальное энергосбережение на каждые вложенные 100 евро в проект, не привязываясь к строгим требованиям и параметрам по конкретной технологии.

Рекомендуем прочесть: Социальная ответственность и экология на рынке ПВХ-конструкций

Финансово неподъёмные требования могут превратиться в фикцию

Предельные значения очень требовательны и поэтому дороги. Для многих специалистов образцовым решением являются окна, соответствующие требованиям для пассивных зданий с Uw <0,8 Вт/(м2•К). Приведенные теоретиками аргументы указывают на положительный энергетический баланс такого решения, что означало бы, что здания из прозрачных ограждающих конструкций с такими параметрами теплоизоляции не потребовали бы отопления, что явно не соответствует действительности. Таким образом, использование фасадных и мансардных окон с самыми высокими энергосберегающими характеристиками оказывается неэкономичным.

Фото: izolacje.com.pl. Экономическая эффективность фасадных окон с разными коэффициентами Uw

Слишком высокие нормативы могут превратиться в фикцию. Инвесторы, которые не потянут финансово чрезмерно дорогостоящие решения, заложенные в проект, на свой страх и риск будут вносить изменения, которые негативно повлияют на энергоэффективность зданий, таким образом, способствуя загрязнению окружающей среды и образованию вредного для здоровья смога. Освобождение от обязанности предоставлять сертификаты энергоэффективности для односемейных домов способствует строительству зданий, которые, из-за относительно высокой стоимости, будут соответствовать требованиям законодательства только на бумаге. Сознательный обход закона из-за неблагоприятных экономических последствий для инвесторов будет формировать в обществе очень плохую привычку.

Цены на энергоносители растут не так быстро, как предполагалось при разработке законодательных требований в 2012 году, а стоимость энергосберегающих решений обойдётся не так дёшево, как ожидалось. Правила, требуют обновления и адаптации к текущей ситуации и технологическим возможностям производства строительных изделий (например, панели FV, вентиляция с регулируемой влажностью, системы управления энергопотреблением). Следовательно, необходимо еще раз задаться вопросом, какие параметры окон считаются оптимальными с учетом жизненного цикла конструкций, покупательной способности и кредитоспособности общества.

Рекомендуем прочесть: Откуда берётся разница в цене «одинаковых» ПВХ окон

А не проще ли сосредоточиться на возобновляемых источниках энергии?

Все производители согласны с необходимостью создания еще более дружественных природе и человеку зданий для достижения максимальной экологической и экономической эффективности. Однако правовые нормы должны обеспечивать пользу для окружающей среды с учетом покупательной способности потребителей, чтобы не ограничивать доступность экологических решений из-за слишком высоких затрат.

Фото: izolacje.com.pl. Экономическая эффективность мансардных окон

Основополагающий принцип не в том, чтобы ужесточать параметры окон, а в том, чтобы разрешить в строительных нормах и правилах свободу выбора способа остекления, которым архитектор, проектировщик и инвестор будут обеспечивать максимально сбалансированное общее потребление энергии. На окончательный энергетический баланс здания влияет расположение объекта или возможность использования более эффективных, финансово оптимизированных решений, таких как фотоэлектрические панели или системы управления энергопотреблением, которые, помимо экономии энергии, будут минимизировать негативное воздействия на природную среду. Правильный подход в законотворчестве откроет ряд возможностей для продвижения инновационных решений с использованием возобновляемых источников энергии, создавая простор для их разработки и, таким образом, – увеличивая их доступность.

В связи с тем, что новые требования вызвали много спорных вопросов, отраслевая коалиция во главе с Польской ассоциацией окон и дверей POiD, разработала множество постулатов, направленных на то, чтобы сделать правила более реалистичными с учетом интересов производителей и потребителей. Интенсивные усилия коалиции убедили авторов законопроекта, что привело к его дополнению.

Россия также взяла курс на ужесточение требований к энергоэффективности светопрозрачных конструкций. Надеемся, что представленный выше опыт Польши поможет оконному рынку избежать необратимых ошибок и неоправданных инвестиций.

Рекомендуем прочесть: Изменение нормативов по коэффициентам сопротивления теплопередаче в регионах

Подготовлено пресс-центром tybet.ru/WinAwards по материалам ЕК, POiD и польской отраслевой прессы.

Размещение и использование (полностью или частично) данного материала допускается только при наличии активной гиперссылки на tybet.ru