Реконструкция типовой «ХРУЩЕВКИ»: возможности системного подхода

В настоящее время  все более остро встает проблема жилого фонда сформированного  в 50-60-е годы, так называемых «хрущёвок». В основном это панельные пятиэтажные здания,    с холодным чердаком,  плоской или двускатной   кровлей, убогими планировочными решениями, изношенными инженерными системами, некачественной тепловой защитой.    Проектируя их в далёком 1955г. и руководствуясь подписанным Н.Хрущевым постановлением «О устранении излишеств в проектировании и строительстве», архитекторы экономили каждый килограмм бетона, ограничили размер кухонь пятью квадратными метрами, высоту этажа 2.7 метрами, практически отказавшись от подсобных помещений, при этом совершенно игнорировали критерий энергоэффективности. 

       Пятьдесят лет назад эти дома  возводили за рекордные 12 рабочих дней, стремительно решая проблему бараков, убогой неустроенности послевоенного быта миллионов семей.  Практически выросли целые города, жилой фонд которых  на 80 – 90% сформирован из панельных пятиэтажек.

До 50% жилого фонда российских мегаполисов также сформировано из пятиэтажек. В основном это компактные жилые зоны, обеспеченные социальной и инженерной инфраструктурой, примыкающие к зонам промышленным, для которых и сформирован этот жилой фонд.

       Системное  пространство жизнедеятельности, эффективное в условиях экономики советского периода, сегодня разбалансировано как по причине глубокой деформации промышленных зон, так и по причине физического и морального износа этого типа жилого фонда.

       При этом объем этого типа жилого фонда, от 90%  до 50% в общей структуре,  в

совокупности с проблемами наружных инженерных систем, сложившейся в нынешней экономике структурой занятости населения  позволяет   сделать следующий вывод:

системная реконструкция  панельных пятиэтажек – ключевая задача в формировании современного пространства жизнедеятельности, позволяющая радикально решить такие  проблемы современных российских городов как

- проблема ветхого жилья,

- проблема энергоэффективности ЖКХ,

- проблема инфраструктуры современного города, в том числе транспортной,

- проблема экологии и здоровья,

- занятость,

- молодая семья

       По оценкам отечественных [1, 2, 3] и зарубежных специалистов  [3,4, 5]  проблема энергоэффективноти   ЖКХ в целом  на 50 — 60% связана с домами указанных серий и возраста.

       Опыт панельного домостроения 50-х пришёл в СССР из Европы, где этот тип жилья начали возводить в конце 19-го века в рамках программ социального партнерства работодателя и наемных  рабочих, обосновывая минимизацию его параметров тем, что человеку для здорового существования достаточно 9-ти квадратных метров. В Западной Европе активная реализация проектов реконструкции старых многоквартирных домов  началась в 80-х — 90-х годах 20-го века. Накоплен практический опыт как организационный, так и инженерный, который показывает, что только системный подход к решению данной задачи позволяет получать приемлемые результаты. . Важнейшая составляющая реализации подобных проектов – государственное  стимулирование, прежде всего на  законодательном уровне, пакет нормативных и финансовых инструментов, поддержанный государством [5]. Очень важно учитывать имеющийся отечественный опыт. В России это проекты, реализуемые в рамках федерального закона 185.  Интересные проекты реализованы правительством Москвы [1].

В декабре 2010г. в Белгороде сдан экспериментальный дом, построенный по программе переселения граждан из аварийного жилфонда, для которого  в качестве автономного источника теплоснабжения использован тепловой насос геотермального типа. 

         Важно отметить, что приемлемым сроком окупаемости реализованных проектов считается 12 – 14 лет.

         Серьезное внимание уделяется этой проблеме в Белоруссии [2, 3], где на энергоснабжение жилого фонда расходуется 35 — 40% энергоресурсов республики.       

       Важным критерием эффективности реализации проекта реконструкции является удельная характеристика энергопотребления систем отопления здания. В Германии, Дании и Белоруссии в качестве верхней целевой границы рассматривается уровень от 65 до 30 кВт час\кв.м  год.

       Сложившийся в российском  ЖКХ удельный уровень затрат на отопление, вентиляцию  и ГВС панельных пятиэтажек  по нашим оценкам лежит в диапазоне 150 – 250 кВт час\кв.м  год.  С  учетом  потерь во внешних системах (генерация и транспорт)  теплоснабжения эта оценка увеличивается в разы, до 1200 – 1500 кВт час\кв.м год..

Огромный уровень удельных затрат тепла  определяется совокупностью факторов.

1)      Разбалансированность системы «генерация тепла – транспорт – потребление», связанной с общей разбалансированностью пространства жизнедеятельности. Как уже отмечалось,  микрорайоны панельных пятиэтажек соседствуют с промышленными зонами, с которыми они еще 20 – 30 лет назад образовывали единую систему жизнедеятельности. При этом зачастую заводская  котельная, осуществляла теплоснабжение как производства, так и жилья. Сегодня производства может остаться одна котельная, ни структура тепловых мощностей которой, ни сетевое хозяйство неадекватны сложившимся тепловым нагрузкам.

2)       Степень износа всех инженерных систем , и наружных (генерация, сети) и внутренних, так и собственно здания,  его ограждающих конструкций.

3)       Отсутствием   возможности регулирования тепловложений  в функции текущей наружной температуры.  

4)       Неконтролируемой инфильтрацией наружного воздуха.

5)       Необходимостью эксплуатации теплогенерирующей системы (котельная, тепловые сети) в летнее время для покрытия нагрузок ГВС.

6)       Организационно-техническими  сложностями и стоимостью индивидуализации учета энергопотребления, препятствующими как его самоограничению,  так и энергосбережению в генерирующей и транспортной частях системы.  

             Существенным недостатком сложившихся подходов к решению рассматриваемых проблем является их не системность. Рассматривается и решается только часть задачи. Реконструкция по самым современным стандартам панельного дома, продолжающего оставаться частью центральной разбалансированной системы генерации и распределения   тепла, не обеспеченного техническими и организационными механизмами самоограничения энергопотребления, не позволит даже приблизиться к современному уровню энергопотребления.

         Ниже предлагается вариант системного решения обсуждаемой проблемы, учитывающий такие  взаимосвязанные задачи как: технические, экономические, градостроительные, социальные.

        Как социальном, так  и  в градостроительном отношении   этот тип жилья выполнил свою роль и обречен.  Демонтаж пятиэтажек – неизбежен, однако это кардинальное решение ограничено существующими социальными  и экономическими условиями.   

        Необходима социальная программа расселения пятиэтажек, позволяющая активной части их жителей перебраться на добровольной основе в дома отвечающие современным требованиям, прежде всего в энергополисы, сформированные на базе индивидуальных домов [9].  

       Расселение и демонтаж пятиэтажек позволит формировать соответствующие градостроительные программы, учитывающие требования современной транспортной инфраструктуры городов, разуплотняя территории под зоны здорового отдыха, образования, культуры и здравоохранения.

       Освобожденная жилая площадь  в технически реконструированных пятиэтажках – прекрасная возможность решить проблему недорогого жилья для молодых семей.

       Анализ существующих технических решений [ 1, 2, 5] позволяет выделить  пакет типовых  мероприятий в рамках проекта реконструкции ( Табл.1).     Его ревизия позволяет предложить более оптимальные решения , основанные на системном подходе к задаче реконструкции многоквартирного жилого дома, рассматриваемой как  один из  инструментов реконструкции города в целом [6]  .

   Состав  технического  пакета мероприятий.

     Санация ограждающих конструкций с выделением зоны «теплый чердак».

     Установка тепловых насосов  типа воздух – воздух, с поквартирным распределением внутренних блоков и монтажом наружных блоков в зоне «теплый чердак»  позволяет решить следующие задачи:

- перераспределить энергопотоки от изношенных, не поддающихся поквартирному учету тепловых сетей на электрические сети,

-  коэффициент энергоэффективности современного теплового насоса типа «воздух-воздух» не ниже 4 с учетом установки компрессорно-конденсаторных блоков на «теплом»  чердаке и фактической рекуперации тепловой энергии вытяжного воздуха,  что делает генерируемое тепло конкурентным,

- обеспечить  поквартирную индивидуализацию теплопотребления и его учета, гарантируя как необходимый уровень комфорта, так и поквартирный учет теплопотребления и следовательно его самоограничение,

- охлаждение воздуха  в летнее время, что становится не мене актуальной задачей с учетом глобального изменения климата.

  Устройство поквартирных систем контролируемой инфильтрации,  позволяющих обеспечить санитарные нормы воздухообмена в условиях высокой степени  герметизации ограждающих конструкций здания,  минимизировать тепловые потери за счет рекуперации тепла в зоне «теплый чердак».

Установка кремниевых солнечных  батарей позволяет  существенно повысить уровень автономности , эффективности и надежности систем жизнеобеспечения как конкретного здания, так  и энергосистемы города в целом .

Снижение  установленной мощности центрального теплоснабжения (или полный отказ от наружных тепловых систем)  позволяет соответственно снизить потери в генерирующей  и транспортной частях центральной системы теплоснабжения.

Узел учета на входе в здание позволит  дать объективную оценку полученной из сетей тепловой энергии.

Автоматизация теплового узла и пофасадное управление центральным распределением тепла по дому ограничит потребление тепловой энергии из наружных сетей на объективно необходимом уровне.

Таблица 1. Техничесикие мероприятия по реконструкции многоквартирного жилого дома.

         По немецким оценкам [7] потери с ограждающих конструкций домов, построенных до 1970г., распределяются следующим образом:

Таблица 2.

        Из представленной таблицы видно, что потери с плоскости окон самые большие, однако пакет мероприятий по санации пятиэтажки не всегда предусматривает замену окон. Если же и проводится замена окон, часто по инициативе и за счет жильцов, выбор конструкции определяется прежде всего ценой, но не теплозащитными характеристиками, которые у современных окон, например REHAU Clima Design, в три раза превышают традиционные.

        Интересен московский опыт установки солнечных кремниевых батарей на кровле жилых многоэтажек  [8].

        Первой экспериментальной крышей стал дом № 15 по Леонтьевскому переулку. Элитное семиэтажное  здание времен советской номенклатуры.  В 2007г. установлено четыре батареи размером 0.5 х 1.0 м. Мощность 0.4 – 0.8 кВт. Стоимость – 200 тыс. рублей. Финансировал город. Окупаемость – около 2-х лет.  Электроэнергия вырабатывается для освещения мест общего пользования, подъезды, подвал, чердак. На 250 – 300 руб. снизились платежи за свет.

    Аналогичные батареи установлены в 16 домах Олимпийской деревни.

        Ключевые характеристики известных реализованных проектов сведены в Таблицу 3.

Таблица 3. Характеристики реализованных проектов реконструкции  

       Предлагаемый   пакет  технических решений, включает как отработанные практикой мероприятия (Таблица 1), так и технические решения, позволяющие задействовать все имеющиеся организационные и технические ресурсы,   направленные прежде всего  на включение механизмов самоогрничения энергопотребления жильцами.

        Важным отличием предлагаемого подхода является   сбалансированность технических мероприятий с  комплексом организационных процедур в рамках системной концепции реконструкции города (района)  [6].  Эта концепция  определяет  объект реконструкции  как неотъемлемую часть общегородских организационной и инженерных систем, зависимую от них.

        В качестве иллюстрации рассмотрим  пример реконструкции квартала  из шести типовых панельных пятиэтажных зданий по 80 квартир.

        Внутри квартала расположен детский сад, общ. площадь = 1000 кв.м.

Этап 1.   Строительство дома 22 этаж, 1 эт. – торговля, 2 эт. – детский сад, 3 – 22 эт. - 360 квартир : 18 000 кв.м.

                Добровольное отселение жителей в индивидуальные дома (40 семей).

Этап.2. Подключение дома по эт.1 к существующим сетям энергоснабжения, параллельное переселение  и демонтаж четырех пятиэтажек.

        Количественная  иллюстрация изложенного выше системного подхода  дана на примере двух прогнозных сценариев развития ЖКХ города Самара [10]. Из приведенных данных видно, что цена ошибок в формировании вектора движения современного города крайне высока. Существующие тенденции уплотнения застройки с одновременными попытками реанимации сетевых общегородских инженерных систем обречены на провал. 

Литература:

1.      Васильев Г.П. Энергоэффективный экспериментальный жилой дом в микрорайоне Никулино-2. Журнал АВОК № 4\2002.

2.       Данилевский Л.Н., Пилипенко В.,  Потерщук В..Энергоэффективный панельный дом серии 111–90 МАПИД. Электронный журнал энергосервисной компании «Экологические системы», № 6, июнь 2008г.

3.      Данилевский Л.Н. «Пассивный дом — основное направление энергоэффективного строительства» Журнал «Архитектура и строительство», № 5(177), 2006г.

4.      Дмитриев А.Н. «Пассивные здания»: перспективы проектирования и строительства зданий с низким уровнем энергопотребления. Журнал «СтройПРОФИЛЬ», № 2\1, 07.08.2007г.

5.      Табунщиков Ю.А., М.М.Бродач, Шилкин Н.В. Опыт реконструкции многоквартирного жилого дома в Копенгагене. Журнал АВОК, № 5, 2002г.

6.      Бойков Ю.Н.  Малый город: концепция и алгоритм системной реконструкции. www.novteh-samara.ru 

7.       Журнал  INSIGHT. REHAU.№ 3, 2007г.

8.      Морозов Н. Столичные многоэтажки питаются от солнца. «Известия», № 175 от 23.09.09г.

9.      Бойков Ю.Н. «Инженерное обеспечение индивидуального жилого дома: концепция «пассивный дом» в формате энергополиса». www.novteh-samara.ru

10.  Бойков Ю.Н. «ЖКХ города Самары: два прогнозных сценария». ТЕХНОПАРК-ПОВОЛЖЬЕ, № 19 от 02.08.2010г.

автор изложенного мной материала - Бойков Ю.Н., к.т.н., почетный энергетик России