ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ ФАСАДНЫЕ СИСТЕМЫ В ЭКОУСТОЙЧИВОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY OF BUILDING CONSTRUCTION METHODS

Bakirova Arina Andreevna

Research assistant at the Scientific Center for Engineering and Technology in RUDN University, student,

Russia, Moscow

Sinelnikova Darya Sergeevna

Student in the Construction program at the Engineering academy of the RUDN University,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

В статье анализируется потенциал энергоэффективных фасадных систем (вентилируемые, двуслойные, фотоэлектрические) для снижения энергопотребления в строительстве. На примере международного опыта доказана их эффективность: снижение энергозатрат на 20–85% и генерация до 26% энергии для здания. Выявлены барьеры внедрения в России и предложены рекомендации по адаптации технологий.

ABSTRACT

This article analyzes the potential of energy-efficient facade systems (ventilated, double-skin (DSF), and building-integrated photovoltaic (BIPV)) for reducing energy consumption in construction. Using international experience as an example, their effectiveness is proven: reducing energy costs by 20–85% and generating up to 26% of a building's energy. Barriers to implementation in Russia are identified, and recommendations for adapting the technologies are proposed.

Ключевые слова: энергоэффективность зданий, климатически-ориентированное проектирование, вентилируемый фасад, двуслойной фасад, фотоэлектрические фасады.

Keywords: building energy efficiency, сlimate-specific design, ventilated facade, double-skin facade (DSF), building-integrated photovoltaics facade (BIPV).

Зеленые технологии становятся ключевым элементом устойчивого развития в условиях энергоперехода. Повышение энергоэффективности зданий через современные фасадные системы — важное направление этой трансформации.

В России, несмотря на мировой опыт, такие системы не получили массового распространения. Имеется разрыв между зарубежными разработками и их адаптацией к российским климатическим, нормативным и экономическим реалиям. Исследование нацелено на преодоление этого разрыва путем анализа и выработки практических решений.

Рассмотрим принципы работы основных видов фасадов на рисунке 1.

Рисунок 1. А) вентилируемые [6], Б) двуслойные [13], В) фотоэлектрические [2]

Вентилируемый фасад — это конструкция с вентилируемой воздушной прослойкой, обеспечивающей «дыхание» системы. Прослойка расположена между теплоизоляцией и облицовочным слоем. Такие фасады снижают летние тепловые нагрузки и энергопотребление системами кондиционирования, благодаря отражению солнечной радиации и естественной (или принудительной) вентиляции в полости [11].

Двуслойные фасады бывают нескольких типов: оконный блок, коридорный, многоэтажный, шахтно-блоковый. Принцип работы: летом вентиляционные отверстия открыты, горячий воздух поднимается и выходит через верх, снижая температуру внутреннего фасада. Зимой отверстия закрыты, создается «тепличный эффект» для улучшения теплоизоляции [4, 8].

Фотоэлектрический фасад преобразует солнечную энергию в электричество через интегрированные в облицовку здания панели. Полупроводниковые элементы генерируют постоянный ток, который инвертор преобразует в переменный для электроснабжения здания, сохраняя функции ограждающей конструкции [1, 14].

Наиболее экономически значимые характеристики фасадов были проанализированы в таблице 1.

Таблица 1.

Сравнительный анализ характеристик фасадов

За рубежом уже активно исследуют и вводят в эксплуатацию подобные фасады. Albinius N. и др. в статье описывают использование фотоэлектрических систем в Германии для декарбонизации строительства. Например, живая лаборатория BIPV в Берлине. Она была введена в эксплуатацию в сентябре 2021 года. Годовая выработка системы в 2022 году составила 32 000 кВт·ч., а максимальная температура модулей летом не превышала 60°C, что сопоставимо с кровельными установками [1].

Исследования проводились в Саудовской Аравии [12], Китае [7], Канаде [16] и др. странах, в том числе и в России. Шакировой В.А. с соавторами проанализированы пять типов многослойных стеновых конструкций для малоэтажного строительства в условиях резко континентального климата Красноярска. Методика применима для оценки экономической эффективности фасадных систем в других регионах России с учетом местных условий [15].

Исследование Liu X. и др. подтверждает эффективность двуслойных фасадов в холодном климате Северо-Западного Китая, схожем с российским. Данная технология демонстрирует энергосбережение до 65-85% на отоплении и 61,5% на охлаждении крупных общественных зданий [7]. Такие проблемы, как высокая стоимость материалов, дефицит квалифицированных кадров, низкая осведомленность и риски для инвесторов, уже находят решение. В России активно реализуются программы внедрения зеленых технологий (ГОСТ Р 71392—2024), предоставляются субсидии на энергосбережение и налоговые льготы компаниям-инвесторам [3, 9, 10].

В заключение, фасадные системы являются стратегическим ресурсом для повышения энергетической и экологической устойчивости России, требующий консолидированных усилий государства, бизнеса и науки. В массовом использовании вентилируемых фасадов необходимо внедрять также фотоэлектрические и двуслойные фасады [7, 14].

Список литературы:

1. Albinius N. et al. A Comprehensive Case Study of a Full-Size BIPV Facade //Energies. – 2025. – Т. 18. – №. 5. – С. 1293. – URL: https://www.mdpi.com/1996-1073/18/5/1293  (дата обращения 22.09.2025)
2. Gomes M. M. M. et al. The Effect of Facade Orientation on the Electrical Performance of a BIPV System: A Case Study in Joao Pessoa, Brazil //Energies. – 2025. – Т. 18. – №. 4. – С. 829. – URL: https://www.mdpi.com/1996-1073/18/4/829  (дата обращения 22.09.2025)
3. ГОСТ Р 71392—2024 «Зеленые» стандарты. «Зеленое» индивидуальное жилищное строительство. Методика оценки и критерии проектирования, строительства и эксплуатации. – URL: https://sro150.ru/images/docs/gs/GOST-R-71392-2024-Zelenie-standarti.pdf  (дата обращения 22.09.2025)
4. Iavorschi E. et al. An Experimental and Numerical Investigation of a Passive Façade and Proposals for Improving Its Energy Performance //Energies. – 2025. – Т. 18. – №. 2. – С. 359. – URL: https://www.mdpi.com/1996-1073/18/2/359  (дата обращения 22.09.2025)
5. Kos Z. et al. Ensuring the Energy Efficiency of Buildings through the Simulation of Structural, Organizational, and Technological Solutions for Facade Insulation //Applied Sciences. – 2024. – Т. 14. – №. 2. – С. 801– URL: https://www.mdpi.com/2076-3417/14/2/801 (дата обращения 22.09.2025)
6. Кузьмина Наталья Игоревна, Животов Д. А. Навесные вентилируемые фасадные системы, как конструктивный элемент реконструируемых и вновь возводимых зданий // Colloquium-journal. 2020. №8 (60). - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/navesnye-ventiliruemye-fasadnye-sistemy-kak-konstruktivnyy-element-rekonstruiruemyh-i-vnov-vozvodimyh-zdaniy  (дата обращения: 22.09.2025).
7. Liu X. et al. Research on the design strategy of double–skin facade in cold and frigid regions–-Using Xinjiang public buildings as an example //Sustainability. – 2024. – Т. 16. – №. 11. – С. 4766. – URL: https://www.mdpi.com/2071-1050/16/11/4766  (дата обращения 22.09.2025)
8. López-Escamilla Á., Herrera-Limones R., León-Rodríguez Á. L. Double-skin facades for thermal comfort and energy efficiency in Mediterranean climate buildings: rehabilitating vulnerable neighbourhoods //Buildings. – 2024. – Т. 14. – №. 2. – С. 326. – URL: https://www.mdpi.com/2075-5309/14/2/326  (дата обращения 22.09.2025)
9. Никоноров С. М., Кутейникова А. Д., Ефрем Р. Н. Стратегические подходы к экостроительству в Москве и Московской области //Стратегирование: теория и практика. – 2025. – Т. 5. – №. 1. – С. 1-18. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/strategicheskie-podhody-k-ekostroitelstvu-v-moskve-i-moskovskoy-oblasti  (дата обращения 22.09.2025)
10. Новикова Н. Г. Влияние «зеленого» фактора спроса на продажи жилья на первичном рынке недвижимости //Baikal Research Journal. – 2024. – Т. 15. – №. 4. – С. 1530-1539. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-zelenogo-faktora-sprosa-na-prodazhi-zhilya-na-pervichnom-rynke-nedvizhimosti  (дата обращения 22.09.2025)
11. Ovadiuc E. P. et al. Integration of Phase-Change Materials in Ventilated Facades: A Review Regarding Fire Safety and Future Challenges //Fire. – 2024. – Т. 7. – №. 7. – С. 244. – URL: https://www.mdpi.com/2571-6255/7/7/244  (дата обращения 22.09.2025)
12. Rababa W., Asfour O. S. Façade retrofit strategies for energy efficiency improvement considering the hot climatic conditions of Saudi Arabia //Applied Sciences. – 2024. – Т. 14. – №. 21. – С. 10003. – URL: https://www.mdpi.com/2076-3417/14/21/10003  (дата обращения 22.09.2025)
13. Sun Q., Song J., Yu Y., Ai H. and Zhao L. A Study of the Impacts of Different Opening Arrangements of Double-Skin Façades on the Indoor Temperatures of a Selected Building // by Qing Sun,Junwei Song,Ying Yu,Hongbo Ai andLong Zhao.- Buildings. - 2024, v.14(12) - URL: https://www.mdpi.com/2075-5309/14/12/3893  (дата обращения 22.09.2025)
14. Sureshkumar Jayakumari S. D. et al. Energy and daylighting performance of kinetic building-integrated photovoltaics (bipv) façade //Sustainability. – 2024. – Т. 16. – №. 22. – С. 9739. – URL: https://www.mdpi.com/2071-1050/16/22/9739  (дата обращения 22.09.2025)
15. Шакирова В. А., Толочко О. Р. Технико-экономические аспекты выбора ограждающих стеновых конструкций со схожим тепловым потоком для малоэтажного домостроения //Урбанистика. – 2024. – №. 1. – С. 79-92. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tehniko-ekonomicheskie-aspekty-vybora-ograzhdayuschih-stenovyh-konstruktsiy-so-shozhim-teplovym-potokom-dlya-maloetazhnogo  (дата обращения 22.09.2025)
16. Valinejadshoubi M. et al. Integrated Dynamic Photovoltaic Facade for Enhanced Building Comfort and Energy Efficiency //Biomimetics. – 2024. – Т. 9. – №. 8. – С. 463. – URL: https://www.mdpi.com/2313-7673/9/8/463  (дата обращения 22.09.2025)