Уровень комфорта жилого дома.

Уровень комфорта зависит от архитектурно-плани­ровочного решения, от местоположения и характера участка, качества инженерного оборудования, каче ства и эффективности строительных и отделочных материалов. Дома одного объема могут существенно различаться по стоимости в зависимости от их фор мы, планировки, конструкции, инженерного оборудо вания, применяемых материалов.

Строительство и эксплуатация компактного дома все гда обходится дешевле, чем дома сложной формы. Блокированные дома дешевле отдельно стоящих. Если отделочные материалы для дома обладают высокими теплоизоляционными качествами, расходы на их при­обретение будут дороже, но эксплуатация дома оправ­дает затраты. Существенно то обстоятельство, что при меньшей площади застройки больше территории уча стка можно использовать для других целей.

К основным показателям комфорта относится обес­печенность человека жилой и общей площадью квар­тиры; набором комнат и их размерами. Набор поме­щений, их площадь зависят от типа дома (дача, город­ской коттедж, усадебный дом) и его комфортности.

Лекция 7

Тема 1. Перспективные технологии строительства зданий (энергосбережение, «зеленый дом» и т.д.)

ЭКОДОМА

Что же из себя представляет экодом? В идеале это абсолютно автономное строение со своим водо- и энергоснабжением, позволяющее не только организовать полную переработку и утилизацию бытовых отходов, но и не наносящее ущерба экологии окружающей среды. Следуя существующим концепциям, экодом должен строиться из возобновляемых экологически чистых материалов, обеспечивающих эффективную теплоизоляцию и в то же время естественный воздухообмен и вентиляцию. Эти понятия всегда находились и по сей день находятся в противоречии. Вопрос обеспечения естественной регенерации кислорода при сохранении тепла остается одним из наиболее сложных. Новейшие разработки в этой области крайне дорогостоящи, а предлагаемые рынком освежители, озонаторы воздуха и подобные им устройства по большому счету проблемы не решают.

Водоснабжение экодома – серьезная, но более простая задача. В данном случае могут быть использованы, атмосферные осадки, постоянно сопутствующий и не всегда заметный конденсат, очищенные бытовые стоки и в определенной степени артезианские источники. Доступные технические возможности для реализации проектов стабильного водоснабжения сегодня уже имеются.

Задача переработки продуктов жизнедеятельности не является простой, но, похоже, разрешима. Конечно, обеспечить каждый экодом индивидуальным безотходным мусороперерабатывающим комплексом представляется, по меньшей мере, мероприятием нерентабельным. Однако в рамках создания экопоселений и этот вопрос не должен вызывать трудностей.

Главной же проблемой остается автономное энергоснабжение и энергосбережение. Методы решения их с одной стороны как - будто лежат на поверхности. Это успешно применяемые сейчас солнечные батареи и ветрогенераторы. Тем не менее, мощность таких устройств остается недостаточной.

Статистические данные и накопленный опыт по энергопотреблению показывают, что семья из трех человек расходует за год около 3-3,5 тыс. кВт.ч. Таким количеством электроэнергии индивидуальные солнечные батареи и ветрогенераторы экодом площадью в 150 м2 обеспечить не смогут, даже при использовании новейших солнечных наноантен, работающих практически круглосуточно и в инфракрасном диапазоне от накопленного за световой день тепла. К этому следует добавить, что стоимость солнечных батарей и ветрогенераторов пока еще относительно высока.

Трудности стабильного энергообеспечения экодома связаны также и с равномерным распределением получаемой от солнца и ветра энергии, как в течение суток, так и в течение всего года. Вопросы эффективной аккумуляции энергии, получаемой от естественных источников, остаются, а предложения по хранению энергии под экодомом в земле или в виде нагретой воды остаются лишь предложениями. Поэтому, сегодня на постсоветском пространстве строительство экодома, если не считать белорусский вариант постройки его из соломы и глины, находится в концептуальном состоянии, а сама идея сводится к созданию энергоэффективного здания. Рекомендаций же по созданию экодома предостаточно. В частности, интересным является предложение строительства его из бетона методом непрерывного литья с применением полимерной опалубки, которая служит одновременно и гидроизоляцией, и утеплителем. Но, вновь возникает вопрос: устройство бетона без армирования не всегда оправдано, а понятие «экодом» в свою очередь исключает применение металла при его строительстве. Другое предложение строительства экодома из пено- или газобетона, кстати, по теплопроводности эти материалы эквивалентны дереву, вызывает сомнения с точки зрения абсолютной экологичности и сырьевой возобновляемости.

Отсюда – вывод: лучший экодом – дом из дерева, соответствующим образом утепленный и сориентированный на местности с целью эффективного использования энергии солнца и ветра и, конечно, энергетической подпиткой извне.

Концепция экодома

ЧТО ТАКОЕ "ЭКОДОМ"?

Экодом это не просто дом, это образ жизни. Образ жизни существенно зависит от климата, окружающей природы и местных традиций, которые во многом определяют то, как мы живем. Поэтому, начнем с климата и опишем постепенно, что такое экодом.

Условия для экодома

На большой части России суровый климат. Отопительный сезон около семи месяцев. С другой стороны, во многих регионах довольно много солнечных дней и высокий уровень солнечной энергии. В проекте дома очень важно предусматривать существенную разницу летнего и зимнего сезонов и соответствующий этому образ жизни.

Образ жизни

Летом значительная часть населения выращивает сельхозпродукцию на своих земельных участках и заготавливает их на зиму. Поэтому дом и подворье должны предоставить человеку максимум удобств: подсобные помещения для хранения огородного инвентаря, выращивания рассады, приготовления удобрений, накопления и хранения воды для полива, обработки и хранения продуктов и т.д.

Зимний образ жизни требует минимума подсобных помещений в отапливаемой части дома (стенные шкафы для белья и одежды, хранения небольшого количества продуктов).

Так что такое "экодом"?

Экодом - это система с положительным экологическим ресурсом. Она состоит из дома низкого энергопотребления и приусадебного участка. Участок предназначен для биологической переработки и утилизации всех жидких и твердых органических отходов и выращивания сельхозпродукции с помощью биоинтенсивных методов и методов пермакультуры. Эти методы позволяют наращивать экологический ресурс приусадебного участка быстрее, чем в естественных природных условиях. Экодом должен быть доступен по цене большей части населения.

В понятие "экодом" входит сам дом, надворные постройки, приусадебный участок с биоботанической площадкой, садом, огородом, лесными культурами, системой накопления воды, местом отдыха.

Требования к экодому

Для воплощения определения экодома в практику необходимо выполнить следующие требования:

Первое. Экодом должен обеспечиваться теплом, горячей водой и электричеством преимущественно за счет возобновляемых источников энергии. Избытки тепловой энергии накапливаются и хранятся в аккумуляторах тепла. Длительному сохранению тепла в доме способствуют также архитектурные и конструкторские решения, эффективные утеплители. При недостатке "солнечного" тепла и электроэнергии в экодоме используются печи на возобновимом топливе.

Второе. Для строительства экодома должны использоваться местные строительные материалы, малозатратные по способу добычи, переработке, перевозке, позволяющие применять технологии строительства дома без тяжелой техники. Подбор материалов должен быть такой, чтобы после окончания эксплуатационного цикла экодома материалы естественным образом могли быть утилизированы на месте. Применение местных материалов делает экодом доступным малообеспеченным слоям населения.

Третье. При эксплуатации экодома необходимо применять естественные биоинтенсивные технологии для переработки и утилизации органических отходов (твердых, жидких) и для повышения плодородия почвы, выращивания сельхозпродукции. Это можно обеспечить ведением органического земледелия и выращиванием компостных культур для удобрения сада-огорода, без привоза удобрений извне. Экодом должен обеспечить накапливание экологического ресурса участка, на котором он построен.

АРХИТЕКТУРА ЭКОДОМА

Экодом должен быть эстетически привлекательным. Архитектура экодома, в первую очередь, обеспечивает комфортные условия проживания семьи и оптимальную работу основных биоэнергетических систем. Поэтому при проектировании экодома учитываются следующие факторы:

• минимизация отапливаемой (зимней) части дома с возможным ее зонированием на постоянно отапливаемую и периодически отапливаемую части (при меняющемся составе семьи)

• оптимизация взаимного расположения отапливаемой части дома и элементов подворья для уменьшения потерь тепла зимой в отапливаемой части и при переходах из одной части в другую, и максимального удобства летом при ведении подсобного хозяйства

• обеспечение достаточного освещения основного (зимнего) помещения при условии большого количества буферных зон

• обеспечение возможности поэтапного строительства и оснащения дома инженерным оборудованием, в том числе строительства первого отапливаемого блока за один строительный сезон, чтобы застройщик, начав строительство весной, осенью мог вселиться в дом

• обеспечение установки инженерного оборудования экодома без дополнительной реконструкции и для удобной его эксплуатации

• обеспечение естественной вентиляцией в связи с повышенной герметичностью дома

• оптимальное расположение экодома на участке с учетом особенностей ландшафта и методов ведения работ на приусадебном участке.

Большое влияние на архитектуру и планировку экодома оказывают инженерные системы, выполняющие те же функции, что и в обычном доме. Они обеспечивают обогрев, снабжение холодной и горячей водой, электроэнергией для освещения и работы бытовой техники, вентиляцию дома и удаление всех отходов. В отличие от оборудования обычного дома, подключенного к централизованным коммуникациям все это оборудование автономное.

Главные требования к инженерным системам - функциональность и простота, возможность самостоятельного изготовления большей их части, простота и удобство для профилактических и ремонтных работ, возможность замены без реконструкции дома.

КАК УСТРОЕН КОРПУС ЭКОДОМА

Главная часть дома - это его корпус. Основное предназначение корпуса дома - обеспечение достаточного жилого объема с комфортными условиями. Корпус должен быть механически прочен, долговечен и должен эффективно сохранять тепло в доме.

Отличительная особенность корпуса экодома состоит в существенно более высоких требованиях по сохранению тепла, чем в обычном доме. Поэтому корпус необходимо выполнить из таких материалов, которые максимально снизят потери тепла, чтобы накопленного днем тепла хватило на всю ночь. Для усиления эффекта теплозащиты корпуса устраиваются буферные зоны из холодных помещений, расположенных по периметру: пристроенная теплица с восточной или южной стороны, веранда, гараж, мастерская, зимние кладовые или другие подсобные помещения.

Как должен быть утеплен экодом

Тепловая инерция экодома

Для условий России дом должен обладать достаточной тепловой инерцией. Эту роль выполняет термическая масса, составляющая внутреннюю часть наружной стены, внутренних (межкомнатных) перегородок и межэтажных перекрытий. Этот пассивный аккумулятор тепла должен состоять из тяжелого материала, чтобы поддерживать постоянную температуру в доме при периодическом протапливании.

В случае применения каркасной конструкции внешняя стена целиком состоит из легкого материала (утеплителя), тогда внутри дома необходимо устраивать специальную конструкцию, обеспечивающую необходимую тепловую инерцию - суточный аккумулятор, в котором могут быть расположены дымоходы, воздуховоды от солнечного коллектора или в него может быть встроен сам источник тепла. Эта система может быть выполнена из кирпича, грунтоблоков, а может быть выполнена в виде бака, заполненного водой.

Фундаменты для экодомов

Фундамент - основа долговечности экодома. Выбор конструкции фундамента и его заглубление определяются в зависимости от типа грунта, веса конструкции дома и расположения грунтовых вод. Традиционно используются следующие типы фундаментов: столбчатые, ленточные, фундаменты из мелких блоков. Выбор фундамента лучше делать исходя из местных традиций. Для увеличения долговечности фундамента и защиты его от подземных вод, дождевой и талой воды, просачивающейся с поверхности земли, вокруг фундамента устраивают дренажную систему.

Стены

При строительстве экодома могут использоваться различные типы стен. Важно обеспечить необходимую теплозащиту и тепловую инерцию экодома. Конструкция стены выглядит следующим образом, если послойно рассматривать ее в направлении изнутри - наружу: сначала идет слой отделки (побелка, обои и т.д.), затем - слой штукатурки, пароизоляция, несущая часть стены (из дерева, грунтоблоков, самана, кирпича и т.д. или каркас), слой утеплителя (например из соломенных блоков), вентилируемый зазор, облицовка. Для упрочнения конструкции стены между слоями устраиваются специальные связи. Стена может состоять из однородного теплоизолирующего материала, а может состоять из тяжелой несущей части и легкого утеплителя. В последнем случае утеплитель всегда располагается снаружи.

Каркас может быть выполнен из дерева. Заполнителем каркаса могут служить: грунтоблоки, саман, глина, солома, кирпич, ячеистый бетон и другие материалы. Основная нагрузка приходится на каркас. Утеплитель и облицовка крепятся к каркасу с внешней стороны.

Утеплитель

При строительстве энергоэффективного дома можно использовать любой утеплитель. Для утепления экодома наилучшими являются естественные утеплители (солома, камыш, льняная костра, опилки с использованием вяжущих из торфа и т.д.). Кроме того, что эти материалы имеют наилучшие для человека экологические характеристики, они очень долговечны, если конструкция стены и крыши защитит их от намокания. Для производства утеплителя из этих материалов не нужно энергоемкое производство. При использовании естественных утеплителей экодом получается с наилучшими экологическими характеристиками. При необходимости блоки из этих материалов легко и дешево заменяются. Остатки при замене легко утилизируются на участке. Одна из главных особенностей использования естественных утеплителей - необходимо предусмотреть, чтобы в них не селились мыши (варианты защиты соломенного утеплителя от грызунов: заполнение сыпучим материалом зазора вокруг утеплителя из соломы, пересыпка известью, кедровой хвоей, облицовка мелкой металлической сеткой по низу и верху стены).

Облицовка

Облицовка стены, кроме эстетической функции, выполняет еще и функцию защиты утеплителя от атмосферных воздействий (дождя, ветра, снега). Типы облицовки могут быть любыми: штукатурка, облицовочный кирпич, камень, дерево в различных вариантах и т. д.

Пароизоляция

Пароизоляция защищает стену от проникновения пара из дома внутрь стены в холодное время года, чтобы избежать накопления влаги внутри стены. Для пароизоляции используют плотную бумагу, полиэтиленовую пленку, паронепроницаемую фанеру. Тщательно выполненная кирпичная кладка, кладка из грунтоблоков или самана сама выполняет роль пароизоляции.

Отделка

В экодоме применяются природные, экологически чистые материалы: гипс, известь, керамика, песок, дерево. При желании можно оставлять неоштукатуренными кирпич, грунтоблоки, гипсовые блоки и др. аналогичные материалы.

Крыша

Крыша, как и фундамент, определяет долговечность дома. Она защищает стены и фундамент от осадков, обеспечивает теплозащиту внутренних помещений. Крыша может служить местом для размещения элементов солнечной энергетики (солнечные коллекторы для нагрева воздуха, воды, солнечные батареи для преобразования солнечной энергии в электрическую). С поверхности крыши можно собрать значительное количество воды для полива и других технических нужд.

В зависимости от желания можно использовать совмещенную кровлю (утепленная крыша, применяется для мансардного этажа) и холодную, которая традиционно применяется при строительстве домов в России для обычного одноэтажного и обычного двухэтажного дома (из соломы, тростника, полубревен, досок).

Конструкция совмещенной кровли практически такая же, как конструкция стены. Если последовательно рассматривать, как она устроена, в направлении изнутри - наружу, то сначала идет отделка, потом обрешетка, балки, пароизоляция, утеплитель, гидроизоляция, обрешетка и внешнее покрытие. Очень важно предусмотреть вентилируемое пространство над утеплителем, которое обеспечит непрерывное просушивание утеплителя и всей конструкции крыши. На крыше могут быть предусмотрены крепежные элементы, на которых размещаются солнечные коллекторы и солнечные батареи. Наклон крыши должен быть таким, чтобы избежать большого накопления снега.

Окна

Через окна дом теряет тепла практически столько же, сколько через подвал. С другой стороны, окна пропускают внутрь дома солнечный свет, обеспечивая необходимую инсоляцию и визуальную связь с окружающей средой. В дневные часы весной и ранней осенью через окна осуществляется дополнительный солнечный обогрев дома. В летнее время окна можно использовать для естественной вентиляции дома и длительного проветривания. Кроме того, окна выполняют важные декоративные функции и в интерьере, и в экстерьере дома.

С другой стороны, ночью в зимнее время очень много энергии дом теряет именно через окна. Простейший способ добиться повышения энергоэффективности окна - это исключение функции проветривания (вентиляции) и применение теплоэффективных ставень. Простая конструкция окна с внутренней задвигающейся теплоэффективной ставней включает один двойной стеклопакет, вставленный в оконный блок с внутренней стороны. За ним расположена задвигающаяся теплозащитная ставня. С внешней стороны в оконный блок вставлена рама с одинарным стеклом, защищающая оконный блок от снега, ветра, дождя. Ставня обеспечивает теплоизоляцию в ночное, холодное время года.

ОБОГРЕВ ЭКОДОМА

В качестве основного источника энергии для обогрева экодома можно использовать печи, использующие возобновимое растительное топливо и, как дополнительную систему - солнечные коллекторы. В определенных местах, где есть возможность, целесообразно использовать энергию ветра и воды. Единственный источник энергии, который есть везде, - это солнце.

Основными теплогенераторами, за исключением трех зимних месяцев, для экодома могут быть воздушные и водяные солнечные коллекторы. Когда солнца нет целесообразно использовать эффективные печи медленного горения с каталитическим дожигом горючих газов. Так как экодом - это относительно небольшое здание, распределять тепло по экодому можно с помощью естественной конвекции и лучистого обогрева.