МИКРОКЛИМАТ - ОСНОВНОЕ ПОТРЕБИТЕЛЬСКОЕ КАЧЕСТВО ЗДАНИЯ

УДК 62

К.Е. Новикова

МИКРОКЛИМАТ - ОСНОВНОЕ ПОТРЕБИТЕЛЬСКОЕ КАЧЕСТВО ЗДАНИЯ

Здание - как среда обитания человека - должно удовлетворять ряду условий, которые включают в себя требования к системам обеспечения качества микроклимата и экологической безопасности помещений, энергетической эффективности здания, степени его интеллектуализации и гармонизации с естественной окружающей средой и т. д. [1]. Перечисленные требования к зданию как среде обитания человека есть не что иное, как совокупность потребительских качеств здания.

Ключевые слова: микроклимат, комфорт, энергоэффективность, проектирование зданий.

Здание - как среда обитания человека - должно удовлетворять ряду условий, которые включают в себя требования к системам обеспечения качества микроклимата и экологической безопасности помещений, энергетической эффективности здания, степени его интеллектуализации и гармонизации с естественной окружающей средой и т. д. [1]. Перечисленные требования к зданию как среде обитания человека есть не что иное, как совокупность потребительских качеств здания.

Действительно, современный технически образованный человек, оценивая качество жилища, будет интересоваться как минимум инженерными средствами обеспечения микроклимата, уровнем интеллектуализации помещений, гармонизацией здания с окружающей средой и на основе указанных показателей давать количественную или сравнительную качественную оценку жилища.

Конечно, потребительские качества здания включают в себя достаточно широкий перечень других показателей, например, наличие в здании вспомогательных, спортивных и других помещений, удаление здания от станции метро и т. д.

В статье будут рассмотрены главным образом те показатели потребительских качеств здания, которые относятся к нашей специальности, а именно: системы обеспечения микроклимата, экологическая безопасность, энергетическая эффективность, степень интеллектуализации, использование альтернативных источников энергии и т. д.

Безусловно, такая постановка вопроса не может умалять значимости других потребительских показателей здания, например, акустического и визуального комфорта, инсоляции помещений, конструктивных особенностей здания при строительстве в сейсмичной зоне или в зоне вечной мерзлоты и т. п.

Цель данной статьи — высказать некоторые соображения для построения методологии оценки потребительских качеств здания, относящихся к нашей специальности.

В то же время не следует преуменьшать важность этой проблемы: сегодня во всем мире при конкурсной оценке проектов вопросы обеспечения качества микроклимата и энергоэффективности здания являются определяющими.

Остановимся несколько подробнее на содержании терминов, характеризующих потребительские показатели здания, которые относятся к теме данной статьи.

Термин «системы обеспечения качества микроклимата» включает в себя устройства и оборудование для обеспечения санитарно-гигиенических показателей помещения: температуры, влажности, подвижности и газового состава воздуха, радиационной температуры помещения.

Термин «экологическая безопасность жилища» включает в себя систему показателей, значимость которых постоянно возрастает вместе с ростом знаний о радиационной активности строительных материалов и об их влиянии на самочувствие и здоровье людей, о поступлении радона, об аэрозолях и других загрязняющих веществах.

«Энергетическую эффективность здания» принято характеризовать сегодня величиной удельного расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания в холодный и переходный периоды года [2]. Однако этот показатель следовало бы понимать значительно шире, имея в виду установочную мощность

© Новикова К.Е., 2020.

Научный руководитель: Стариков Альберт Николаевич - кандидат технических наук, доцент, Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, Россия.

системы отопления, затраты энергии на кондиционирование воздуха помещений в течение летнего периода, установочную мощность системы охлаждения и, наконец, затраты энергии на климатизацию помещения в годовом периоде.

Термин «интеллектуализация здания» в соответствии с содержанием данной статьи включает в себя уровень автоматизации систем обеспечения микроклимата помещений. Однако учитывая сегодняшнюю обстановку, содержание данного термина следует дополнить требованиями к автоматизации систем пожа-рооповещения и тушения, безопасности и защиты от террористических актов.

Термин «Гармонизация здания с естественной окружающей средой» означает, что здание — как некоторое искусственное образование в этой среде — должно не только не разрушать или сохранять ее, но даже стремиться к улучшению этой среды. Минимум показателей влияния здания на окружающую среду включает выделение углекислого газа от сжигания топлива или бытового газа, количество сточных вод, бытовой мусор.

Возникает естественное желание иметь методику оценки потребительских качеств здания или жилища. Эта методика при ее завершении и одобрении заинтересованными организациями и ведомствами может быть использована инвесторами и собственниками жилья, а также может быть использована при проведении конкурсов проектов зданий.

Таблица 1

Критерии оценки систем обеспечения микроклимата проектируемого здания_

Характеристики показателя потребительских качеств здания Исходные показатели Минимально необходимое улучшение Максимально возможное улучшение

Возможность регулирования температуры внутреннего воздуха Централизованное регулирование в холодный и переходные периоды года Индивидуальное регулирование в холодный переходные периоды года Индивидуальное регулирования в течение всего года

Возможность регулирования воздухообмена помещений Естественная приточно-вытяжная вентиляция Регулируемая естественная приточно-вытяжная вентиляция Регулируемая естественная приточная вентиляция и механическая вытяжная вентиляция

Уже при обдумывании возможной методологической основы для оценки потребительских качеств здания обращает на себя внимание то обстоятельство, что показатели имеют различную физическую природу и ряд из них не поддается математическому описанию с последующей возможностью нахождения оптимального сочетания показателей. В сложившейся ситуации методологической основой решения задачи оценки потребительских качеств здания может служить методология экспертных оценок [3]. В соответствии с этой методологией потребительские качества здания или жилища могут быть описаны и оценены эмпирическим набором ранжированных показателей, которые генерируются группой экспертов по различным методикам. Здесь словосочетание «эмпирический набор» означает набор потребительских качеств здания, установленный экспертами в соответствии с требованиями нормативных и других предписывающих документов, а также с учетом международного опыта требований заказчика-инвестора, с требованиями потребителей и на основе знаний и практического опыта экспертов. Ранжированный ряд (шкала порядка) используется в методологии метода экспертных оценок для оценки качества: решается вопрос сравнения по принципу «лучше-хуже», «больше-меньше», а более подробная информация о том, во сколько раз лучше или хуже, часто не требуется. Примерами ранжированного ряда являются: двенадцати-бальная шкала интенсивности землетрясений, минералогическая шкала Мооса, пятибальная шкала оценки знаний и т. д.

Среди потребительских качеств здания будущий владелец, как правило, будет выделять один главный для него потребительский показатель — чаще всего это, безусловно, качество микроклимата помещений. Если же на первый план выдвигается необходимость экономии энергии, то в качестве главного показателя будет выбрана система показателей энергетической эффективности здания.

Естественно, что выбор главного потребительского показателя не исключает необходимость и целесообразность учета других потребительских показателей здания. В любом случае следует ввести иерархию показателей, дать их оценку и учитывать при принятии окончательного решения. Естественно, что иерархическая последовательность показателей также определяется группой экспертов.

Как следует из вышеизложенного, методологическая основа экспертных оценок потребительских качеств здания не является набором строго заданных правил, так что оценка значимости потребительских

качеств здания относится к компетенции группы экспертов, на которых возложена ответственность за этот выбор.

Учитывая ограниченные возможности статьи, рассмотрим очень схематично следующий пример экспертных оценок потребительских качеств здания. Предположим, что объявлен конкурс на проект 17-этажного жилого дома для строительства в Москве. Группа экспертов объявила, что при сравнении проектов главными потребительскими показателями являются требования к системам обеспечения микроклимата и энергетическая эффективность здания. Другие показатели потребительских качеств здания, такие как экологическая безопасность, степень интеллектуализации и гармонизация зданий с окружающей средой, приняты экспертами в данном случае менее значимыми.

Далее эксперты объявили, что принятые к рассмотрению потребительские качества здания характеризуются тремя уровнями показателей:

• первый уровень — исходные показатели потребительских качеств зданий;

• второй уровень — минимально необходимое улучшение исходных показателей;

• третий уровень — максимально возможные, по мнению экспертов, улучшения исходных показателей.

В качестве исходных показателей потребительских качеств проекта приняты существующие нормативные требования к системам обеспечения микроклимата и энергетическая эффективность здания.

Выше приведены предложенные экспертами таблицы 1, 2 для оценки главных потребительских показателей проектов здания, выносимых на конкурс. Затраты энергии на отопление здания, приведенные в табл. 2, включают только компенсацию теплопотерь через ограждающие конструкции за счет теплопередачи.

Таблица 2

Критерии оценки энергетической эффективности проектируемого здания_

Характеристики показателя Исходные показатели Минимально необходимое улучшение Максимально возможное улучшение

Затраты энергии на отопление 50 кВт^ч/м2 45 кВт^ч/м2 40 кВт^ч/м2

Затраты энергии на вентиляцию 45 кВт^ч/м2 39 кВт^ч/м2 35 кВт^ч/м2

Затраты энергии на горячее водоснабжение 110 KBWM2 90 кВт^ч/м2 70 кВт^ч/м2

Использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии Отсутствуют Использование вторичного тепла Использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии

Общие затраты энергии 205 kBWM2 174 кВт^ч/м2 145 кВт^ч/м2

По мнению автора, предлагаемая в статье методика оценки потребительских качеств здания или жилища содержит три ключевых положения:

1. Выбор главного или главных показателей потребительских качеств здания или жилища.

2. «Наполнение» показателей потребительских качеств их характеристиками.

3. Обоснование характеристик значениями «исходных показателей», значениями «минимально необходимого улучшения» и «максимально возможного улучшения» исходных показателей.

Опытные специалисты-эксперты вряд ли допустят существующую ошибку в определении главного и дополнительных показателей и в их «наполнении». Наиболее серьезная работа будет связана с обоснованием показателей «минимально необходимого улучшения», т. к. их значения содержат в неявном виде дополнительные единовременные затраты и снижение эксплуатационных расходов.

Рассмотрим это обстоятельство на примере «затрат тепла на отопление», которые будем характеризовать величиной удельного расхода тепловой энергии на отопление здания в холодный и переходные периоды и примем эту величину равной 50 кВт^ч/м2 при общей потребности в тепловой энергии на отопление равной 830 000 кВт^ч. При стоимости тепловой энергии 0,36 руб./кВт^ч годовые затраты на отопление здания составляют 300 000 руб.

В соответствии с принятой в статье терминологией величина 50 кВт^ч/м2 есть «исходный показатель» потребительских качеств здания.

По мнению экспертов, «минимально необходимое улучшение» снижения затрат тепла на отопление должно составлять 10 % при сроке окупаемости не более 6 лет. В результате, возможная экономия средств должна составлять 180 000 руб. Таким образом, проектировщикам необходимо выбрать такие энергосберегающие мероприятия, обеспечивающие экономию затрат энергии на отопление здания, стоимость которых не превышает 180 000 руб. Аналогично оцениваются мероприятия по выбору оборудования, обеспечивающего «максимально возможное улучшение» исходных показателей.

Библиографический список

1. Табунщиков Ю. А., Бродач М. М., Шилкин Н. В. Энергоэффективные здания. М.: АВОК-ПРЕСС, 2003.

2. Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению. МГСН.01-99.

3. Попырин Л. С. Математическое моделирование и оптимизации теплоэнергетических установок. М.: Энергия, 1978

НОВИКОВА КСЕНИЯ ЕВГЕНЬЕВНА - магистрант, Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, Россия.