Качество жилья и качество жизни – важнейшие составляющие среды обитания. Необходимое условие выживания человека - сохранение не тронутой и восстановление нарушенной человеком природной среды, в том числе и улучшение здоровья человека как части этой среды. Для кардинального уменьшения нагрузки на природную среду от жилищно-коммунального хозяйства в целом (включая производство строительных материалов, само строительство жилья и его эксплуатацию) жилье должно постепенно стать экожильем. Жилище должно соответствовать гармоничному сочетанию здорового климата в доме и охраны окружающей среды. Экологическое жилье - это система с положительным экологическим ресурсом, дружественная окружающей природной среде. В понятие экодом входит сам дом, надворные постройки, приусадебный участок с биоботанической площадкой, садом-огородом, лесопосадками, системой накопления воды, местом отдыха.
Дом и хозяйственные постройки должны быть ориентированы на минимальное энергопотребление, обязательно включать не только системы водообеспечения, системы энергетики, но и системы для биологической переработки и утилизации всех жидких и твердых органических отходов (компостные ямы, биореакторные установки). Качественно построенное жильё должно представлять собой красивое архитектурное сооружение, легко вписывающееся в окружающую среду. В понятие «качество жилья» входит и понятие «биоклиматическая архитектура», включающая целый комплекс проектных решений, позволяющих сохранить в доме комфортные микроклиматические условия за счёт использования естественных источников энергии. Проблема получения, накопления и экономии энергии решается в комплексном виде – теплосберегающие проекты экологичных домов, их расположения, применение дублирующих друг друга источников энергии. Грамотно спланированный и построенный дом с участком земли является ячейкой устойчивого развития и позволяет уменьшить расход энергоресурсов, материалы и средства не будут загрязнять окружающую среду.
Концепция включает в себя не только эксплуатацию дома, но также производство строительных материалов, само строительство, процесс разрушения здания по истечении нормативного срока эксплуатации и утилизацию строительного мусора. Энергопассивное жилище не только экономит потребляемую энергию и другие материальные ресурсы на всех этапах описанного жизненного цикла. Оно также должно минимально загрязнять окружающую среду различными отходами вредными веществами, энергетическими излучениями и полями. Т.о., энергопассивное жилище стремится к состоянию, близкому к термодинамическому равновесию с окружающей средой. Энергопассивный экодом соответствуюет такому развитию цивилизации, когда практически не используются невозобновляемые источники энергии и материалы, и не наносится вред природе и здоровью человека.
Массовое строительство экодомов сделает жилищное строительство средством решения многих экологических и социальных проблем. Экодом может обеспечить независимость от надвигающегося энергетического кризиса, роста цен на жилье и коммунальные услуги, обеспечивает качественное питание. Создает такое качество жизни, при котором семья будет иметь возможность вырастить здоровое следующее поколение.
При массовом строительстве экожилья можно надеяться на качественное воспроизводство человеческой популяции в целом и восстановление нарушенного экологического ресурса в населенных пунктах.
Энергоэффективный дом оптимально подходит для массового застройщика, который хочет построить его своими силами под квалифицированным руководством. Специфика большей части территории России состоит в сезонности строительства: в мае начал - в октябре въехал. Поэтому вся организация работ целиком должна подчиняться этому условию. К концу строительного сезона застройщик должен иметь возможность въехать в свой дом с бытовыми условиями первой необходимости (тепло, вода, электричество, туалет). Для этого к началу сезона строительная площадка должна быть обеспечена подъездными путями, водой, электричеством необходимой мощности. То есть - до начала строительства домов должны быть развернуты все необходимые производства.
Для производства стройматериалов и строительства домов необходимого качества экономически эффективно совместно использовать специализированное технологическое оборудование основанное на высоких технологиях в производстве строительных материалов при минимальных затратах при изготовлении:
Передвижной бетонный узел, состоящий из массклассификатора для активации золы и цемента, бетономешалки для приготовления бетона и золобетона (фундамент, перекрытия, дорожные покрытия и др.). Возможно использование варианта бетонного узла с производительностью для большой группы (например, 20 домов), а также вариант нескольких меньших бетонных узлов (с использованием одного массклассификатора).
Передвижной узел для изготовления грунтоблоков, состоящий из мешалки, приготавливающей грунтопасту, формы для грунтоблоков, стеллажей для сушки грунтоблоков, навеса или сушильной камеры в виде парника (стеновой материал, для кладки печи, внутренних перегородок). Рекомендуется использование одного узла на 3-4 дома.
Мини-нагнетатель (комплект формовочный МН-05) - ручной механизированный инструмент, предназначенный для изготовления строительных изделий и элементов (кирпичей, блоков, стоек, подоконных плит и др.) в условиях индивидуальной работы, использующий в качестве сырья маловлажные сыпучие смеси: жесткие бетоны, промышленные отходы, грунт (суглинки, супесь), и другие материалы.
Минипроизводство для изготовления блоков из ячеистого бетона, состоящее из бетономешалки, форм, навеса (стеновые и облицовочные материалы).
Минипроизводство для изготовления тротуарных и дорожных блоков.
Вибратор для уплотнения бетона.
Стационарный узел (единый для всей стройки), для изготовления керамических изделий (облицовочного кирпича, черепицы), состоящий из специальной мешалки для изготовления пасты, шнекового пресса, экструдера (формы), разрезного устройства, транспортера, стеллажей для естественной сушки, навеса для сушки и складирования, обжиговой печи.
Прессподборщик для изготовления соломенных блоков (утеплитель). Достаточно одного прессподборщика для изготовления блоков для поселка из 50 домов.
Для изготовления буронабивных фундаментов нужна простая буровая миниустановка для бурения скважин.
Комплект оборудования (эффективный набор современного инструмента) для работ по дереву, включающего бензо- или электропилу, деревообрабатывающий станок, циркулярную пилу.
Минимальный механический участок (для сантехнических работ, ремонта оборудования, сварки и др.).
Это миниоборудование может быть использовано без капитального ремонта в течение 10 строительных сезонов при хранении его в зимнее время под навесом. Окна, двери, элементы каркаса, крепеж, инженерное оборудование изготавливаются по заказу на специализированных предприятиях.
При создании энергопассивного экодома решаются три главные проблемы: строительные материалы, теплообеспечение и утилизация отходов жизнедеятельности.
Первое. Жилье должно строиться из доступных и экологически чистых материалов. Должны использоваться местные строительные материалы, малозатратные по способу добычи, переработке, перевозке, позволяющие применять технологии строительства дома без тяжелой техники, что значительно удешевляет дом и делает доступным малообеспеченным слоям населения. При рассмотрении вопроса об их применении должны учитываться энергоемкость, экологичность и жизненный цикл. Под энергоемкостью подразумевается совокупность энергозатрат на производство, транспортировку, укладку, эксплуатацию в течение жизненного цикла того или иного материала. При этом нужно учитывать, являются ли материалы возобновляемыми и используются ли возобновляемые источники энергии для их производства, существуют ли альтернативные материалы с меньшей энергоемкостью.
Под экологичностью материала подразумевается совокупность ответов на следующие вопросы: вреден ли сам материал или его выделения для здоровья, требует ли он покрытия и насколько оно вредно; вредны ли отходы производства, строительства и эксплуатации материала, насколько экологичны и экономичны технологии утилизации материала и его отходов, относится ли он к категории местных материалов. Жизненный цикл включает сроки службы материала, оцененные по критерию равного износа в сооружении, его ремонтопригодности и взаимозаменяемости, возможность повторного использования или безвредной дешевой утилизации. Критериями нагрузки (вреда) на природную среду служат количество энергии, изъятой у природы в виде невозобновимых энергоресурсов и затраченной в целом на жилье (включая энергозатраты на добычу материалов, их производство, транспортировку, строительство, последующий демонтаж и утилизацию, а так же количество вредных выбросов в окружающую среду, сопровождающее эти процессы).
После окончания эксплуатационного цикла дома материалы естественным образом утилизируются на месте. Экологически чистый дом – деревянный дом – идеальный вариант для тех, кто предпочитает живую поверхность древесины и её благотворное энергетическое воздействие. В таком доме возможна широкая комбинация материалов, но дерево при этом остаётся главной составляющей и при отделке и при сооружении несущих и силовых конструкций дома. Дерево прекрасно сочетается с деревом, стеклом, металлом в отделке фасадов, внутренних помещений и даёт широкие возможности для фантазии и различных творческих решений. В плане теплоизоляции деревянный дом может служить образцом. Конструкции из дерева по сравнению с другими материалами перекрывают все нормативы по сбережению тепла. С одной стороны, дерево-лучший теплоизолятор среди строительных материалов, а с другой стороны, пустоты в рамочных конструкциях из дерева можно заполнить утеплителем.
Второе. Собственная система отопления, использующая, в дополнение к обычному, солнечный обогрев дома и солнечный нагрев воды для бытовых нужд. Получение тепловой энергии из солнечного излучения осуществляется в солнечных коллекторах, в которых нагревается воздух или вода. В идеале дом должен обеспечиваться теплом только за счет солнечной энергии и являться домом нулевого энергопотребления от невозобновимых источников энергии. В этом случае от системы солнечного обогрева нужно получить столько тепла, чтобы компенсировать все тепловые потери и обеспечивать семью теплой водой. Избытки тепловой энергии накапливаются и хранятся в сезонных и суточных аккумуляторах Длительному сохранению тепла в доме способствуют также архитектурные и конструкторские решения, эффективные утеплители. Могут использоваться и другие генераторы тепла на возобновимом топливе.
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 выращивания компостных культур для удобрения сада-огорода без привоза удобрений извне. Тем самым дом должен обеспечить накапливание экологического ресурса участка, на котором он построен. При эксплуатации дома человек своей жизнедеятельностью должен способствовать преобразованию солнечной энергии в живую биомассу эффективнее, чем это происходит при естественном развитии экосистемы.
В России суровый климат. Отопительный сезон около семи месяцев. Особенности климата приводят к определенному образу жизни, сильно различающемуся между зимой и летом. Жилище должно уметь настраиваться в соответствии с сезонными климатическими условиями местности. В проекте дома очень важно предусматривать существенную разницу летнего и зимнего сезонов и соответствующего образа жизни типичной российской семьи. Коротким летом значительная часть населения по традиции 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 небольшой доли продуктов). Большинству людей нужна просто комфортабельная квартира городского типа. Работа инженерных сетей должна протекать в двух режимах: зимнем и летнем. В холодный период «биоклиматическое» жильё вбирает солнечное тепло, снижая тем самым нагрузку на обогревающую систему. В тёплый период года энергия солнца почти не проникает внутрь здания, аккумулируется и используется для приготовления горячей воды, избавляя жильцов от необходимости специально ее подогревать. Требования к архитектурным решениям, конструкциям и материалам энергоэкономичного дома
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; при выборе окон должна быть разумная достаточность по площади окон.
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 возможности будущего расширения (блокирования) дома без его существенной реконструкции (растущий 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.
оптимальный, для конкретных природно-климатических условий, материал стен.
дом должен быть легким, что и определит сокращение затрат на фундаменты.
нужно отказаться от подвала под домом, если необходимо помещение для хранения продуктов и т.п., то лучше построить отдельное и в нем устроить хорошую гидроизоляцию, объем таких работ по сравнению с домом будет меньше, более того в этом подвальном помещении не требуется поддерживать высокую температуру, по отношению к внешней температуре.
Главные требования к инженерным системам – автономность, функциональность и простота, возможность самостоятельного изготовления большей их части, простота и удобство для профилактических и ремонтных работ, возможность замены без реконструкции дома. Дом надо рассматривать как систему, в которой решения по водоснабжению, канализации, вентиляции, отоплению должны быть решены изначально. И только после этого надо переходить к конструкции дома, и завершающий этап это экстерьер или внешняя отделка дома.
Основные моменты «биоклиматического» проектирования – это тщательная проработка формы, размеров и ориентации дома по сторонам света, а также определение положения дома относительно естественного рельефа, водоёмов, зелёных массивов. Расположение дома на участке может быть произвольным, но важно его не затенять в течение всего дня. Солнце - единственный постоянный источник энергии. Пассивная солнечная технология - давно известный способ проектирования и строительства зданий и тысячелетиями используется людьми, чтобы получить максимум преимуществ от солнечного излучения. Если расположить дом так, что его внутреннее пространство и солнечные системы максимально воспримут солнечную энергию, хорошо его утеплить, то аккумулированного летнего тепла может хватить на всю зиму.
"Правильное" расположение и строительство дома предполагает его южную ориентацию (для максимального съема солнечной энергии). наличие буферных зон (теплица с юга, гараж с севера, веранды с запада или востока и т. д. ). Необходимо иметь надежную лесозащиту с северной стороны. Дом не должен затеняться с восточной, южной (особенно) и западной сторон потому, что от этого зависит эффективность работы солнечных систем. В интерьере рекомендуется встроенная мебель. Причем встроенные шкафы рекомендуется располагать вдоль северных стен, обеспечивая дополнительные буферные зоны. При планировании участка надо стремиться к максимальному уменьшению размеров придомового участка, изымаемого из природы (строений и площадок с твердым покрытием). Необходимо устроить эффективный сбор дождевой и талой воды с части участка с твердым покрытием. Надо стремиться к тому, чтобы собранная вода целиком накапливалась в водоеме и затем использовалась для полива.
Грамотная планировка предполагает оптимальное взаимное расположение дома, цветника, ботанической площадки с учетом естественного уклона, распределения грунтов, окружающей растительности, направления ветров. Ветер является важным фактором в ежеминутном изменении количества воздуха, проникающего в здание.
При скорости ветра 8 м/с тепловая нагрузка здания удваивается по сравнению с нагрузкой, рассчитанной при скорости ветра 2 м/с. При более высоких скоростях ветра весьма эффективной защитой здания является растительная изгородь. Экономия топлива может достигать 30% при хорошей защите здания с трех сторон. Здания должны ориентироваться так, чтобы не попадать под господствующие ветры, или должны иметь защитные экраны (природные растительные или искусственные) во избежание повышенной фильтрации воздуха по периметру дверей, окон и других проемов. Входы в здание не должны располагаться с северной и западной сторон. Если же они там расположены, то защита от ветра приобретает особое значение.
Вне зависимости от того занимается семья выращиванием сельхозпродукции на своем участке или нет, утилизация переработанных органических отходов осуществляется на собственной ботанической площадке в каждом доме. Сад и огород, как и сам дом, не должны затеняться.
Основой объемного решения индивидуального дома можно считать энергетические процессы, связанные с обогревом жилища и снижением теплопотерь. Основными компонентами теплообмена являются внешние элементы дома: стены с окнами, крыша, подвал, фундамент. Только за счет рациональной планировки и объемного решения можно сделать дом теплее и эффективнее. Самым простым способом снижения теплопотерь является сокращение периметра внешних наружных стен. Чем больше площадь внешних поверхностей дома, тем больше тепла уходит в окружающую среду. Излишняя измельченность и изрезанность плана резко увеличивают площадь внешних стен и теплопотери. Часто возводимые в домах башенки, сильно выступающие эркера, порталы являются путями утечки тепла.
Компактность плана требует использования рациональных и нестандартных планировочных решений: создания объединенных кухонь-столовых, второго света в гостиных, приемов свободной планировки. Основной отапливаемый объем дома обстраивается верандами, навесами, подсобными помещениями, которые используются как летние - все это преграда для теплопотерь, к тому же они обогащают фасады дома. Оконные проемы, остекление - важнейший элемент дома, требующий очень внимательного к нему отношения. Современные технологии дают возможность выполнять веранды с эффективным заполнением проемов стеклопакетами и с очень современным внешним видом, в том числе с остекленной кровлей. Окна с красивой расстекловкой, качественными переплетами, чистыми блестящими стеклами - настоящее украшение дома. В то же время это один из основных путей теплопотерь. Поэтому при проектировании дома в этом вопросе необходимо найти "золотую середину". Увеличение площади остекления повышает освещенность помещений, но оптимальным является примерное соотношение световых проемов к площади пола помещений как 1/8. При большей площади остекления в доме становится светлее, но в то же время и холоднее. Особое внимание следует уделять качеству заполнения проемов. Тройное остекление с вакуумными стеклопакетами, пластиковыми, металлопластиковыми и деревянными переплетами, хорошие уплотнители надежно решат проблемы теплозащиты дома.
Устройство мансарды в доме также создает надежную преграду для охлаждения дома через кровлю, которая является наиболее ответственным элементом дома. Помимо выполнения своей функции теплового буфера, она предохраняет дом от попадания влаги - главного врага строительных конструкций. Традиционные материалы, такие как оцинкованное железо или шифер, нецелесообразно использовать ввиду их низкого экологического качества и быстрого разрушения в условиях загрязнения окружающей среды. Качественная кровля обеспечит дому тепло и долголетие. Плохая кровля - предмет постоянной головной боли владельца жилья. В качестве кровельного материала рекомендуется использовать цементно-песчаную черепицу, металлопластик или плиточный материал типа Shingle. Эти материалы отличаются долговечностью, долго сохраняют отличный внешний вид и яркую цветовую гамму.
Домострой -
Наряду с утеплением обязательно буферное зонирование для снижения теплопотерь. Элементы системы солнечного инженерного оборудования размещаются на крыше дома (что предпочтительнее) или в пристройках, либо встраиваются в корпус дома. Так как со всех сторон дом имеет буферные зоны, то для эффективного освещения помимо окон специально устраиваются простые световые каналы. Дом по желанию владельцев проектируется в одном, двух или трех уровнях (большее число уровней не желательно). В доме оборудована комфортабельная квартира городского типа с небольшим, но достаточным количеством холодных подсобных помещений. Состав помещений в экодоме общепринятый: гостиная, кухня-столовая, спальня, детская, ванная с туалетом (на 2-ом) и душ с туалетом (на 1-ом), зимний сад (по отдельному пожеланию), кладовая, прихожая, сени (веранда), мастерская (гараж), техническое помещение для размещения биотуалета, очистки стоков. Так как энергоэффективность дома - определяющий фактор, то в проектах уменьшен объем отапливаемых помещений (за счет подсобок). На планировку дома существенно влияют инженерные системы, обеспечивающие жизнедеятельность дома. Конструкция должна допускать разбивку на помещения после строительства дома и установки оборудования.
Учитывая, что жизнь в доме будет длиться долго, в устройстве дома необходимо предусмотреть возможность сжатия отапливаемого жилого объема на случай, когда дети взрослеют и отселяются. Когда образ жизни в летний период связан с работами на участке, заготовками на зиму, то для этого требуются специальные летние помещения и постройки. Подворье призвано обеспечить комфортное ведение приусадебного хозяйства в летнее время года. Подворье, как правило, включает в себя: летнюю кухню, веранду, летнюю спальню (не утепленную часть чердака), летний душ, баню, гараж, внутренний дворик (желательно с навесом), пристроенную к дому теплицу, дровяной склад, погреб, ледник, систему сбора воды с территории участка с искусственным покрытием, бассейн. Люди традиционно строят подворья дух типов: жилой дом и подворье под одной крышей, и жилой дом и подворье, состоящее из разных строений. В доме-подворье под одной крышей увеличивается крытая часть, в которой размещаются помещения, необходимые для летних работ на приусадебном участке и другие подсобные помещения: летняя кухня, дровяной склад, баня, летний душ, сарай для инвентаря. Из не отапливаемой летней части целесообразно устроить вход в погреб и ледник. Отапливаемая часть представляет собой тот же самый (описанный выше) дом.
Когда жилая часть обстроена таким количеством буферных помещений, необходимо при проектировании очень внимательно отнестись к обеспечению инсоляции (солнечного освещения) жилых помещений, устраивая окна на крыше и оборудуя специальные световые окна. Для подворья есть смысл сделать летний компостирующий биотуалет на площадке (например, с контейнером с переставной будкой, заполняющимся в течение лета). Существенно расширяется не отапливаемая летняя часть. Здесь же может располагаться баня, летняя кухня, веранда-гостиная, дровяной склад, помещение для инвентаря, летний душ.
