Повсеместный переход на дистант меняет наше представление о том, какой может быть современная школа. Как привести туда «умные технологии», снизить расходы на коммуналку и заработать на учебных помещениях? Кризисы в России всегда приводят к экономии на образовании, и от школ, когда туда вернутся люди, будут ждать более эффективной траты средств. В этом материале мы собрали рецепты рационального потребления ресурсов, которые в ходу у пионеров энергоэффективности по всему миру.


«Как можно купить 1 метр обоев за 56 евро? – возмущался инвестор инженерного корпуса московской государственной школы №548 в Совхозе им. Ленина Павел Грудинин, узнавший детали ее ремонта. – Специальные какие-то обои из отходов «Пепси-Колы», звукоизоляционные. Везде их понаклеили».

Инженерный корпус — нечастый пример российской школы, изначально сфокусированной на энергоэффективных решениях. Отделка здания влетела его инвестору в копеечку (оборудование, обои, покраска и мебель обошлась в 351 млн рублей), зато государству помогает экономить на эксплуатации (здание передано в безвозмездную эксплуатацию).

По словам заведующей хозяйством школы Елены Голубевой, за 3 года в корпусе не пришлось делать никакого крупного ремонта: «только мелкий своими силами, если розетка отошла или панелька отклеилась». С обоями за 56 евро ничего не делалось, хотя ежедневно на них налетали носящиеся по школе дети. На ремонт других зданий 548-ой школы ежегодно уходит примерно по 1 миллиону рублей, говорит Голубева. Правда, намеченные на это лето ремонтные работы должны обойтись зданию Инженерного корпуса, минимум, в 3,5 млн рублей — опять же из-за использованных в отделке дорогих материалов.

Так насколько выгодно инвестировать в энергоэффективные решения? У любой школы есть постоянные расходы – коммуналка. Около половины платежей обычно приходится на отопление, до 40% трат – на электроэнергию, еще 5-7% коммуналки – на воду. Попробовали посчитать, как сократит расходы на ресурсы рациональный подход к их использованию.


Заморозить расходы

«В большинстве российских школ традиционно сильный перетоп, температура в классах достигает 30 °C и выше. Дети сильно утомляются от этого, — говорит генеральный директор ЗАО «Промтехногрупп» Игорь Ляпунов. – До эпохи пластиковых окон часть тепла уходила через щели в деревянных рамах, а сейчас в Москве, например, не найти зданий без стеклопакетов, что обеспечивает дополнительную теплоизоляцию».

Опустив температуру в здании с обычных 21°C до 19°С, можно снизить годовое потребление энергии на 8%, посчитали эксперты финского проекта по повышению энергоэффективности зданий COMBI (см. врез). В то время как повышение стандартной температуры на 2°С ведет к росту ежегодных энергозатрат на 11%. Потепление до 25°C растит траты на 24% и тд.

Компания Ляпунова с 2018 года предлагает московским школам умное решение по терморегулированию. Это беспроводная система управления отоплением IQRC – ее суть в том, чтобы устанавливать температуру в каждом отдельном помещении в зависимости от активности там, интенсивности работы батарей и сквозняка от открытых дверей и форточек. Если идет урок – поднять тепло на требуемый СанПиНами уровень. Когда учебный день закончен или в школе каникулы – опустить до 16-18°C. «Можно загрузить в систему расписание уроков или установить режим «день-ночь», чтобы регулировать температуру автоматически в каждом классе», — уточняет Ляпунов.

«Промтехногрупп» оборудовала порядка 35 школ и детских садов в Москве. Средняя экономия теплоносителей за прошлый (2018-2019) отопительный сезон составила от 28% до 61%, говорит Ляпунов (зависит от серии проекта здания, его топологии, режимов работы системы управления и тд).

Экономия может быть и выше в учебных заведениях с воздушным отоплением. Эта система в старых школах много лет не регулируется: просто постоянно дует калорифер, нагоняя тепло, объясняет Ляпунов, так что для нормализации температуры в них надо перекрывать до 80% воздуховодов.

Оборудование для переоснащения типовой школы на 65 классов общей площадью около 8 тыс кв. м обойдется примерно в 2,5 млн рублей. Плюс установка. По словам Ляпунова, в Москве расходы должны окупиться за три года, в условиях крайнего севера – за два.

Школа Яткясаари, Хельсинки/ фото AOR architects

Финский метод

Исследование, как сократить расходы на эксплуатацию помещений недавно провели в Финляндии. Проект назывался COMBI и проходил в 2015-2018 годах, в нем участвовали семь групп инженеров из разных финских вузов. В первую очередь, результатами анализа воспользовались архитекторы школьных зданий. Погрешность прогнозов спустя два года после окончания проекта не превысила 3%.

Например, финны выяснили, что энергоэффективность зданий непропорциональна их объему: при увеличении площади в 2 раза, количество теплопотери растет в 1,67 раза. Наиболее эффективным с точки зрения энергозатрат оказалось двухэтажное здание. С появлением второго этажа энергия тратится чуть меньше, чем в прямой пропорциональности к площади, но третий этаж при этом снижает эффективность, меняя динамику на отрицательную.

Среди других архитектурных фишек – например, использование неровного рельефа несущих стен для снижения их перегрева с южной стороны. Так поступили архитекторы финской школы Яткясаари, открывшейся в августе 2019 года. А в здании детского сада и школы Талвитие инженеры применили особую обработку дерева, создав  водо- и грязеотталкивающую патину. Она же играет роль тепловой подушки.

Почему за ориентир стоит взять финские школы? В Финляндии все новые казенные здания перешли на нулевое потребление энергии с начала 2019 года. Государственных или муниципальных зданий, не соответствующих этому стандарту, больше просто не строится. Школы и детские сады первыми взяли эти предписания в оборот, так что их архитекторы и проектировщики – пионеры в области новых стандартов энергоэффективности.


Экономия из воздуха

В Финляндии и других странах Европы для экономии энергоресурсов большинство общественных зданий оснащают двумя системами: рекуперацией воздуха и геотермальным отоплением, говорит генеральный директор компании Martela Елена Аралова. Помещения отапливаются не электричеством или горячей водой, а теплом, извлекаемым из земли или воды.

Кроме того, в финских школах вода, которой, например, помыли руки, идет не в канализацию, а возвращается обратно в школу и используется для смыва в унитазах. «Мы в России пока почти не используем эти решения, поскольку не хватает компетенции и расчетов. Электроэнергия в стране значительно дешевле, чем в Европе, а об энергоэффективности и экологии массово мы просто не думаем», — говорит Аралова.

Как работает рекуперация? Подвал одной из школ Страсбурга, расположенной в старом довоенном здании, во время реконструкции превратили в элемент системы вентиляции, поскольку для учебных нужд это помещение использовать было нельзя, объясняет начальник отдела «Развитие» ООО «ГП — Инфраструктурные проекты» (входит в ГК ПИК) Анна Букина. Схема такая: воздух из воздухозаборной шахты поступает в подвал с одной стороны длинного здания, а разводка по этажам начинается в другом его конце. Зимой, пока уличный воздух идет под зданием до шахты «раздачи», он нагревается, либо остывает летом, пока движется по этажам. Это изменяет температуру на 2-5°С, что существенно сказывается на экономии мощности, потребляемой климатическими системами. Решение почти ничего не стоит: необходимые затраты — уборка с обеззараживанием раз в квартал.

Другой способ энергосбережения – управление интенсивностью воздуха в зависимости от уровня углекислого газа в помещении. Такую схему применила компания Martela в частной школе «Снегири», которая откроется осенью этого года в Москве. Там стоят СО-2-датчики, регулирующие воздухообмен, ориентируясь на количество людей в классах. Похожая система есть в школе Плейн Оост в Нидерландах: специальное оборудование постоянно производит замеры углекислого газа в помещениях и включает вытяжку автоматически в случае необходимости. Автоматизированные системы управления потоками воздуха и углекислым газом помогают снизить затраты на вентиляцию более чем на треть, посчитали эксперты проекта COMBI.

В России есть несколько примеров школ, работающих полностью на геотермальном отоплении. Например, более 20 лет так отапливается Климатинская средняя общеобразовательная школа в деревне Филиппово Ярославской области. Этот формат почти вдвое снижает расход энергоресурсов по сравнению с традиционным (по данным COMBI). У наших ближайших соседей на Украине современную школу с использованием технологии геотермального отопления построили полтора года назад.

Здание «не имеющей аналогов в Украине» киевской частной гимназии А+ работает на тепловых насосах. С помощью 160 геотермальных скважин школа площадью 8330 м2 обогревается в отопительный период и охлаждается летом. Геотермальная энергия — это единственный источник тепла для школы, она обеспечивает все ее потребности, пояснила Ольга Нешта из бюро Archimatika, проектировавшего гимназию. По ее словам, устройство такой системы дороже традиционных, как минимум, в полтора раза, но расходы оправдывают себя на этапе эксплуатации. Среди других плюсов системы – независимость от городских теплосетей и возможность гибкого регулирования потребления.

Гимназия А+/ фото: бюро Archimatika  


«Умная школа»

В московском департаменте образования посчитали, что до 40% теплопотерь школы приходится на вентиляцию, 20-30% на стены, 15-20% — на окна, и еще до четверти – на крышу. Расчеты проводились в рамках проекта «Умная школа», запущенного столичным департаментом образования (цифры взяты из его презентации). Исследования проводят в некоторых школах столицы, где есть «Инженерные классы». Там установили энергосберегающее оборудование, включая погодное управление зданием и помещениями, светодиодные светильники, а также датчики освещенности и присутствия, и устройства контроля за отоплением. Проект запустили в 2018 году и к концу 2020-го ожидают получить первые результаты аудита.

«Умная школа» должна существенно снизить расходы на эксплуатацию. Подобная система (BMS — Building Management system) давно и широко используется в офисах класса А, изредка встречается в классе В и совсем не встречается в классе С, отмечает Анна Букина из ПИК. Причин, по ее словам, две: большие затраты на установку, и отсутствие квалифицированного персонала для обслуживания. «Их даже на высокие зарплаты инженеров в офисы класса А не так много наберется, не говоря уже о бюджетных объектах и соответствующих зарплатах», — говорит Букина.

В Департаменте образования стоимость реализации проекта не раскрыли. Но в презентации указана возможность школ получить субсидию на участие в проекте.


Лампы нового света

Простая замена люминесцентных ламп на светодиодные позволяет сэкономить потребление электроэнергии в два раза. Стандартный светильник с люминесцентными лампами потребляет до 90 Вт, тогда как полностью аналогичный по характеристикам светодиодный светильник — до 33-36 Вт, утверждает Андрей Сидоров, исполнительный директор компании «ЛЕД-Эффект» (российский производитель приборов освещения, входит в десятку крупнейших).

Авторы проекта «Умная школа» рассчитали, что расходы на свет можно сократить на 70%, если плюсом к светодиодам установить в школе датчики движения, присутствия и уровня освещенности, а также подключить систему «Школьный звонок», меняющую уровень света в зависимости от активности в помещениях. В коридорах можно ставить менее мощные лампы, а на время уроков снижать их мощность до минимума. «Грамотное световое зонирование помещений школы на 15-20% повышает скорость освоения материала и исключает переутомление», — пишут авторы презентации.

Проблема в первоначальных затратах. Хороший светодиодный светильник стоит в районе 1500-2000 рублей, тогда как обычный ламповый комплект – 500 -700 рублей. В среднем, стоимость замены традиционных источников света на светодиодные светильники для типовой школы составляет 5-8 млн рублей, говорит Андрей Сидоров.

Школа в г. Чебоксары/ концепция архитектуры: Martela  

Школа стали охотнее менять старое оборудование на светодиоды после того, как бизнес предложил им энергосервисные контракты, отмечает Сидоров. Такие контракты обычно заключаются между школой и энергосервисным инвестором (энергосбытовой компанией или фирмой-поставщиком оборудования. Инвестор за свой счет переоснащает школу. Школьный платеж за электроэнергию уменьшается, и сумму, которую удается сэкономить на свете, школа ежемесячно выплачивает поставщику, в течение нескольких лет (обычно пяти) рассчитываясь за новые лампы. «Срок окупаемости оборудования в таком случае вырастает с 3 лет до 5, поскольку школа платит нам проценты за рассрочку. В это время мы обслуживаем все светильники бесплатно», — объясняет Андрей Сидоров. Энергосервисные контракты есть рынке с 2010 года, однако школы активно стали ими пользоваться в последние 2-3 года, говорит он.

Эффективность по закону

С 2009 года все новые школы, строящиеся в России, должны расходовать намного меньше ресурсов, чем более старые здания. Этого требует федеральный закон «Об энергоэффективности» — он, в частности, устанавливает категории этой самой энергоэффективности для зданий. Как правило, школы относятся к категории «В».

В них должно быть оборудование по рекуперации тепла, светодиоды, двухкамерные стеклопакеты и эффективная теплоизоляция стен и кровли. А еще в каждом классе такой школы должна стоять регуляторная аппаратура на батареях, чтобы температуру можно было менять самостоятельно. По словам Анны Букиной из ПИК, эти решения применяются в 99% школ-новостроек.


Школа в аренду

Сэкономить на обслуживании школы можно просто поделив эксплуатационные расходы с арендаторами. Расчеты COMBI показывают, что одинаково рентабельно будет увеличить базовую функциональность здания на 4 часа в сутки или второстепенную на 2 часа. Поскольку растянуть основные функции школы на весь день не получится, то после окончания учебы логично сдавать помещения в аренду.

Два года назад опрошенные Martela EdDesign эксперты рынка недвижимости говорили, что потенциал у школьных помещений большой – в первую очередь за счет удачного расположения зданий и трафика.

В Финляндии, например, такая аренда давно поставлена на поток. Арендовать школьные квадратные метры можно через сайт муниципалитета или напрямую на сайте школы. Бизнес-семинар провести не получится, а вот организовать кружок кройки и шитья — вполне. В школах на выходных проходит множество конференций, а по вечерам там проводят занятия спортивные секции.

В России рынка аренды школьных помещений по-прежнему нет, констатирует генеральный директор компании DNA Realty Антон Белых. «Я думаю, при наличии нормального и прозрачного предложения спрос бы сформировался, но арендаторам проще находить помещения возле школ, если им важен трафик детей и родителей, чем договариваться с госструктурами о чем-то», — отмечает он.

Эффективность у основного фонда российских школьных зданий довольно низкая из-за множества протяжённых коридоров, атриумов и тд, пишут авторы статьи «Развитие архитектуры школьных зданий в России и мире». Огромные пространства никак нельзя использовать в учебе: соотношение помещений, где можно организовать учебный процесс ко всему зданию — не более 0,65.

Стремление эффективнее пользоваться школьными метрами, зачастую, разбивается о регулирование на местах, говорит директор Ассоциации Некоммерческих Образовательных Организаций Регионов Александр Моисеев. «Директора школ, кто не может самостоятельно организовать работу на свободных площадях, считаются плохими хозяйственниками. Но школам велено загружать помещения только своими силами, — объясняет он. – При этом профильные специалисты для дополнительных занятий есть далеко не везде. Существует множество сторонних организаций, готовых проводить в школах кружки, условно, робототехники или программирования, но для них аренда негласно запрещена».


Экономия в действии

Насколько выгодны энергоэффективные решения для российского образования? Мы решили разобрать это на примере трех корпусов московской государственной школы №548. Здание по улице Маршала Захарова занимает около 9 000 м², корпус на Домодедовской улице – около 6 000 м². Площадь филиала в Совхозе им. Ленина – 20 000 м². Московские корпуса появились в 80-х и 90-х годах прошлого века. Инженерный корпус из бетона, стекла и кирпича построен в 2017 году.

Все светильники в здании школы в Совхозе им. Ленина светодиодные. В помещениях установлены датчики присутствия и сенсоры — это экономит электричество и воду. У школы есть собственный тепловой пункт, позволяющий регулировать температуру отопления. На старте затраты на такое оборудование ощутимо выше, говорит Елена Аралова. Обычный смеситель, например, стоит 2 000 рублей, а сенсорный – в районе 10 000 рублей. Выключатель света стоит 200 рублей, а датчик присутствия обходится не дешевле 6 000 рублей.

На полу в школе – мармолеум –  натуральный линолеум, сделанный на основе льняного масла и джута, это природный антисептик, рассказывает руководитель филиала «Инженерный корпус» Надежда Гарниш. Он в разы дороже обычного линолеума, зато по внутренней статистике, ученики корпуса болеют ОРВИ и ОРЗ на 20% меньше, чем дети в других корпусах 548-ой, утверждает она.

Что с расходами на эксплуатацию?

По словам Елены Голубевой, за отопление инженерный корпус площадью 20 000 м² платит около 4 млн рублей в год — выходит 200 рублей на квадрат. Тепло в других зданиях 548-ой школы площадью 6 000 и 9 000  м² обходится в 5 млн и 5,5 млн рублей соответственно. Получается, квадрат уже стоит уже от 611 до 833 рублей в год.

Расход электроэнергии в инженерном корпусе тоже ниже, хотя в здании  работает приточно-вытяжная система, и вся инженирия, включая форточки, на электроприводах, а также почти каждый день используется оборудование в концертном зале. По нашим расчетам, 1м² школы в Совхозе им. Ленина потребляет примерно 50 кВт/ч (всего школа расходует около 1 000 000 кВт/ч. ежегодно). Другие корпуса 548-ой каждый год тратят в районе 600 000 кВт/ч, говорит Голубева. Выходит, на 1м² тратится от 67 до 100 кВт/ч.

Вода обходится школе в Совхозе в районе 300 000 рублей ежегодно (в школе 1026 учеников и 120 сотрудников), тогда как два других корпуса, в среднем, тратят по 400 000 рублей (в них учится и работает по 790 и 1200 человек), говорит Голубева. Получается, годовой расход воды на человека в Инженерном корпусе в денежном выражении равен 262 рублям. Две другие школы в год тратят на оплату воды по 506 и 357 рублей с человека соотвественно.

В Инженерном корпусе есть программа по сбору крышечек, которые можно перерабатывать – ее запустили по инициативе преподавателей кулинариума. Деньги, полученные за переработку, идут на его содержание. Опилки, которые образуются в мастерских корпуса, используются в кабинете биологии: там живут хомяки и мыши. Школьную макулатуру бесплатно вывозит и утилизирует компания «Комус», за это школа получает бонусы, и может их потратить на покупку канцелярии. По словам Гарниш, организовать все эти процессы не дорого, но хлопотно.

Традиционный подарок первоклассникам, поступившим в Инженерный корпус – индивидуальная бутылка для воды. Так школа мотивирует детей к отказу от одноразовой посуды. «Дети очень отзываются на тему экологии, — отмечает Надежда Гарниш. – Самые популярные темы для ученических проектов – именно экологические».

Инженерный корпус школы 548/ фото и архитектура: Martela  


Неумная школа

В России не проводилось ни одного массового исследования на тему энергоэффективности школ. Очевидно, пока эта тема мало кому из регулирующих структур интересна. К экономии за счет инженерных систем не готова не только административная система, но и сами школы.

«То, что раньше называлось страшным словом «Умный дом» — распространенная в современной офисной архитектуре практика, которая не требует экстремальных усилий от строителей и сумасшедших затрат, — говорит Елена Аралова. – Инвесторы в образование зачастую боятся подобных систем не из-за дороговизны, а из-за опасения, что с их обслуживанием в школе не справятся».

В школах часто и с рядовыми задачами технической эксплуатации совладать не могут, поскольку нет специалистов, рассуждает Анна Букина: «Директор одной школы, где систему отопления просто не обслуживали, недавно объясняла мне, что, она учитель литературы, а не инженер, а завхозом у нее педагог начальных классов по совместительству. Везет тем школам, у которых завхоз – бывший военный ли физрук». Нормативы финансирования не позволяют школам нанимать грамотный обслуживающий персонал, а собственная служба эксплуатации стоит еще дороже.

В итоге в одной из школ России можно увидеть такую картину: каждую перемену по коридорам здания пробегает человек, включающий и выключающий там свет – в зависимости от расписания уроков. В школе мало окон, что объясняет большой расход электричества, так что приходится использовать такую технологию управления светом. «Умный дом» пока не подходит.

 

При участии Виктории Петровской