Глава II. Отличительные особенности и преимущества экодома

Основное отличие эко дома от обычного дома состоит в том, что вся коммуникация в экодомах составлена особым образом: используются возобновляемые источники энергии (например — солнечная энергия). Благодаря теплоизоляции потеря энергии минимальна. Все создано по крупицам из таких материалов, как дерево, глина, стекло, изредка бетон, фаянс и пластик.

Особый микроклимат в помещении поддерживается особыми обоями, полами. Во всех местах, где протекает вода, встраивают фильтры. Весь воздух очищается, дышать становится легко, и дом наполнятся природной свежестью. Прогуливаясь, по такому строению, ощущаешь себя гармонично, в, единении с природой. Получается особый симбиоз, — ты заботишься о природе, а она в свою очередь одаряет тебя теплом, уютом и уверенностью в завтрашнем дне.

Для строительства экодома используются экологически чистые материалы, такие как – газобетон, дерево, камень, кирпич. В последнее время для строительства пассивного дома используются материал из переработанных продуктов неорганического мусора – бетона, стекла и металла . В Германии для переработки таких материалов построены специальные заводы.

Фундамент – основа дома. Он должен удовлетворять следующим критериям: долговечность более 100 лет, применимость для любых грунтов, простота изготовления, экологичность, экономичность , сопротивление теплопередаче R не меньше 5. Этим критериям удовлетворяет фундамент в виде плиты специальной конструкции.

Преимущества такого фундамента: теплоизолированная фундаментная плита с интегрированной в нее системой отопления выполняет роль теплового аккумулятора, поверхность плиты сразу готова для укладки чистового пола, отсутствие сырости и образования плесени в дальнейшем, плита дешевле приблизительно на 30%, чем подвальный этаж
(не считая отделочных работ) и позволяет проектировать любую планировку внутреннего объёма.

На плите укладывается слой утеплителя. В качестве утеплителя могут применяться современные материалы, такие как пенополистирол, жесткие минераловатные плиты, керамзит с последующей укладкой стяжки.
Во многих случаях целесообразно использовать утеплители на основе местных материалов - геокар (опилки + торфогель), арболит, опилкобетон, соломенные блоки, саман с большим содержанием соломы.

Для предотвращения увлажнения плиты и утеплителя за счет капиллярного проникновения влаги применяется два слоя гидроизоляции.

Ввод всех коммуникаций (вода, кабели, вывод стоков и др.) через утепленную шахту, обеспечивающую ремонтные работы. Канализационные трубы, водопровод, низкотемпературная система отопления (теплый пол) встроены в фундаментную плиту.

Вокруг плиты - дренирующая система из перфорированной трубы, уложенной на гравий и засыпанной сверху грунтом. Поверхностный сток и вода из дренажной системы отводятся в накопительный пруд.

Для строительства экодома можно применять любые материалы и конструкции, которые удовлетворяют критериям: долговечность более 70 лет, сопротивление теплопередаче R не меньше 6, экологичность, широкое применение местных материалов, экономичность.

Одним из наиболее эффективных домов является каркасный дом.

Каркас технологический или конструкционный - основа строительства экодома. Вначале собирается каркас и возводится крыша. Это позволяет вести всепогодное строительство, распараллеливать работы, сокращая сроки строительства. Деревянный каркас лучше выполнять из лиственницы с обработкой антисептиками. При наличии гвоздевых соединений использовать оцинкованные гвозди.

Облегчённый утепленный фундамент и каркас определяют технологии и материалы стеновых конструкций. Применяются легкие пено-газобетоны и полистеролбетон объёмным весом от 400 до 900 кг/метр куб, лёгкие материалы из древесной щепы и торфа (арболит и геокар). Вес последних материалов колеблется в пределах от 300 до 1000 кг/метр куб. В качестве эффективного утеплителя из целлюлозы используется эковата (переработка макулатуры), а также утеплители из льна. Блоки из прессованной соломы нашли в последние годы широкое признание в мировой практике малоэтажного экологического домостроения в качестве утеплителя.

Выбор конкретного материала и технологии возведения стен зависят от местных условий. Если, например, близко леспромхозы, деревообрабатывающие комбинаты, лесозаготовительные артели, то целесообразно использовать отходы деревообработки для получения щепы, опилок и изготавливать заливной арболит на месте строительства. В районах залегания торфа выгодно производить геокар, в степных районах использовать солому и т.д.

Применение стенового материала и технологии строительства определяются при проектировании экодомов исходя из местных условий, промышленной инфраструктуры в зоне застройки, предпочтений заказчика.

Стены, окна, крыши и пол стандартных домов имеют довольно большой коэффициент теплопередачи. Это приводит к значительным потерям: например, тепло-потери обыкновенного кирпичного здания — 250—350 кВт·ч с м² отапливаемой площади в год.

Технология пассивного дома предусматривает эффективную теплоизоляцию всех ограждающих поверхностей — не только стен, но и пола, потолка, чердака, подвала и фундамента. В пассивном доме формируется несколько слоёв теплоизоляции — внутренняя и внешняя. Это позволяет не выпускать тепло из дома. Также производится устранение «мостиков холода» в ограждающих конструкциях. В результате в пассивных домах теплопотери через ограждающие поверхности не превышают 15 кВт·ч с 1 м² отапливаемой площади в год — практически в 20 раз ниже, чем в обычных зданиях.

В экодоме используются вакуумные окна 1-камерные (два стекла) или 2-камерные (три стекла) стеклопакеты, они заполнены низко – теплопроводным аргоном или криптоном, такие стеклопакеты, собранные по принципу стеклоблоков или стеклопакеты с теплой дистанцией (дистанционная рамка изготовлена из резины и пластика, с категорическим избежанием примыкания металла рамки к стеклу). Здесь применяется более герметичная конструкция примыкания окон к стенам, утепляются оконные проёмы. Стёкла обрабатываются особым образом — закаливаются с целью избежания теплового шока, покрываются диоксидной солнцеотражающей и энергосберегающей плёнкой. Иногда для дополнительной теплоизоляции на окнах устанавливают ставни, жалюзи или шторки.

Так же в такие окна устанавливают рольставень (роллет) он позволяет увеличить тепловое сопротивление оконного блока на 20-30 % (сопротивление теплопередаче роллетной конструкции может быть 0,18 — 0,27 м2К/Вт).

Самые большие окна направлены на юг (в северном полушарии) и приносят в среднем больше тепла, чем теряют.

На сегодняшний день технология строительства пассивных домов далеко не всегда позволяет отказаться от активного отопления или охлаждения, особенно в регионах с постоянно высокими или низкими температурами, или резкими перепадами температур, например, в зонах с континентальным климатом. Тем не менее, органичной частью пассивного дома является система обогрева, кондиционирования и вентиляции, расходующая ресурсы более эффективно, чем в обычных домах.

В стандартных домах вентиляция происходит путем естественного пробуждения движения воздуха, который обычно проникает в помещение через специальные пазы (иногда через оконные проветриватели — клапаны приточной вентиляции) в окнах и удаляется пассивными вентиляционными системами, расположенными в кухнях и санузлах.

В энергоэффективных зданиях используется более сложная система: вместо окон с открытыми пазами используются звукоизолирующие герметичные стеклопакеты, а приточно-вытяжная вентиляция помещений осуществляется централизованно через установку рекуперации тепла. Дополнительного повышения энергоэффективности можно добиться, если воздух выходит из дома и поступает в него через подземный воздухопровод, снабжённый теплообменником. В теплообменнике нагретый воздух отдаёт тепло холодному воздуху.

Зимой холодный воздух входит в подземный воздухопровод, нагреваясь там за счёт тепла земли, и затем поступает в рекуператор. В рекуператоре отработанный домашний воздух нагревает поступивший свежий и выбрасывается на улицу. Нагретый свежий воздух, поступающий в дом, имеет в результате температуру около 17 °C.

Летом горячий воздух, поступая в подземный воздухопровод, охлаждается там от контакта с землёй примерно до этой же температуры. За счёт такой системы в пассивном доме постоянно поддерживаются комфортные условия. Лишь иногда бывает необходимо использование маломощных нагревателей или кондиционеров (тепловой насос) для минимальной регулировки температуры.

Помимо всего прочего в освещении могут использоваться светодиодные блоки.

В настоящее время стоимость постройки энергосберегающего дома примерно на 8-10 % больше средних показателей для обычного здания. Дополнительные затраты на строительство окупаются в течение 7-10 лет. При этом нет необходимости прокладывать внутри здания трубы водяного отопления, строить котельные, ёмкости для хранения топлива и т. д.

Энергоэффективный квартал BED ZED в Лондоне, достроенный в 2002 году представляет собой жилые и офисные помещения, построенные с использованием классических «зеленых» решений. В них входят: трехслойные стеклопакеты, системы рекуперацииэнергии, системы сбора дождевой воды для технических нужд, сортировка и переработка мусора.

При строительстве были использованы легко-утилизируемые материалы. Тепло и электричество для BED ZED производит станция, где сжигаются отходы древесины. Часть горячей воды для нужд отопления и водоснабжения квартал получает от солнечных коллекторов на крышах зданий. В квартале нет автомобилистов – в приоритете пешеходы и велосипедисты.

Еще один удивительный пример — район Eco-Viikki в Хельсинки, столице Финляндии. Студенческий кампус и исследовательский центр биотехнологий Технологического университета. Здесь в каждом доме остекленные балконы, водосберегающая сантехника, системы для сбора дождевой воды. Многие здания имеют хорошо утепленные, полностью остекленные южные фасады, за счет которых дома освещаются и частично нагреваются.

Перед разработчиками стояла задача — построить несколько экспериментальных жилых и общественных зданий с использованием натуральных материалов (в частности, соломы) и накопителей энергии. Район частично вырабатывает энергию сам: общая площадь солнечных батарей, установленных на крышах, превышает 1400 кв. метров. Сегодня район считается экспериментальным, но задает новые ориентиры финской строительной отрасли.

Активное применение «Зеленых» решений используется в строительстве нежилых зданий. Тому пример — построенный в 2000 году в Дании исследовательский центр Rockwool, который был признан одним из самых энергоэффективных зданий в мире. У проекта была задача — сократить расходы на потребление энергии по сравнению с действующими тогда нормативами почти в четыре раза.

Это достигалось путём внедрения эффективной изоляции, применением трёхслойных окон, интеллектуальной системы вентиляции. Здание ориентировано так, чтобы большие окна располагались с южной стороны. Толщина утеплителя по всей теплоизолирующей оболочке здания составляет от 25 до 50 см.

Очередной яркий пример — здание Green Lighthouse в Копенгагене, построенное в 2009 году. Солнце и тепло почвы — его основные источники энергии. Цилиндрическая форма снижает тепловые потери фасада, появляется возможность более эффективно использовать солнечный свет в течение всего дня — часть окон всегда находится на солнечной стороне.

В жару охлаждение здания обеспечивают термоактивные бетонные полы. Через окна на крыше осуществляется естественная вентиляция.

Основные отличия эко дома от обычного

Экодом	Обычный дом
Практически отсутствует необходимость отопления. Исключением является районы с постоянно высокими или низкими температурами, или резкими перепадами температур	Необходимость постоянно поддерживать тепло.
Малый расход энергопотребления, за счет уменьшения теплопотерь здания	Высокий расход энергопотребления
Для строительства используют экологически корректные материалы такие как газобетон, камень, кирпич. В последнее время также используются такие материалы как бетон, стекло и металл	Для строительства используются обычные материалы с высоким содержанием шлака и вредных веществ
Малые тепло потери за счет технологии эффективной теплоизоляции	Различные тепло потери, в зависимости от материала и региона где находиться объект
Используются герметичные окна с 1 или 2 камерными стеклопакетами, которые снижают теплопотерю	Используются обычные окна, которые увеличивают теплопотерю дома
Как и в обычных домах имеется активное отопление и охлаждение, но существенным отличием которого является более эффективный расход ресурсов	Слишком большой расход ресурсов как на отопление, так и на охлаждение дома
Стоимость на 10-15% выше, но дополнительные затраты на строительство окупаются в течение 5-7 лет	Затраты на строительство ниже чем у эко дома, но также из-за больших расходов на тепло и энерго ресурсы сумма увеличивается в разы