Статьи
Экодом в Сибири
На вопрос: "Довольны ли вы своим жильем?", - большинство читателей ответит отрицательно. У кого-то его и нет - своего, собственного - очень многие жилье снимают, живут в общежитиях или с родителями. Кого-то не устраивают его размеры - площадь, количество комнат. Не нравится неудачная планировка. Часто квартира плохо сориентирована, - в некоторые комнаты никогда не заглядывает солнце, зато в других невозможно укрыться от его жаркого света. Замучили сквозняки, - сколько не затыкай щели в рамах, все равно - дует. В квартире слишком сухой (или наоборот - слишком влажный) воздух. Стены дома не удерживают тепло, зимой в нем холодно, а летом - жарко, много электроэнергии, а следовательно - денег - уходит на вентиляцию и отопление. Ведь и батареи - еле теплые. И воду горячую отключают регулярно. И лифт постоянно сломан. И ребенку погулять негде. И еще эти соседи сверху - мало того, что за десять лет тридцать раз залили, еще и ночами шумят регулярно...
Так ответят жильцы благоустроенных квартир. А у владельцев частных домов - свои жалобы. В основном - на отсутствие удобств - теплого туалета, водопровода (горячей воды), душа-ванной. На ежегодные проблемы с дровами или углем (если дом большой или печь "жаркая" - не напасешься). На то, что такой дом требует постоянного ухода, заботы, внимания (т.е. - много времени хозяев). Такой дом не оставишь без "догляда", особенно - зимой, не отлучишься от него даже на несколько дней.
Возможно ли построить себе жилье, соединяющее в себе достоинства городской квартиры и благоприятный микроклимат и "независимость" индивидуального дома? Если представить себе стоимость подведения коммуникаций (канализации и отопления), то такое жилище не по карману большинству наших земляков.
А если сделать такой дом, который настолько хорошо "держал тепло", что не нуждался бы в дополнительном подогреве? В котором, при теплом туалете, отсутствовала бы внешняя система канализации и очистки, а отходы превращались бы в "доходы"? Который был бы построен из экологически чистых материалов, но не изъятых из дикой природы? Который настолько "вписался" бы в окружающую природную среду, что не противостоял бы ей, а сохранял и даже восстанавливал? Дом, который при небольшой себестоимости требовал бы минимальных расходов средств и времени на свое содержание?
И такой дом-мечту, экологический дом, "дом домов", экодом, можно построить уже сейчас - и строятся такие дома по всему миру.
Если вы решите построить именно такой дом, то эта книга станет вам хорошим пособием, позволит избежать ошибок при строительстве либо правильно сформулировать свои требования для проектировщика и строителей.
Итак, что такое - экологическое жилье? Это - дружественные окружающей природной среде, комфортабельные, очень теплые индивидуальные или сблокированные дома с приусадебными участками. Экодома оборудованы собственной системой отопления, использующей, в дополнение к обычному, солнечный обогрев дома и солнечный нагрев воды для бытовых нужд. Все органические отходы экодома в простейших биореакторах перерабатываются в удобрение и используются на приусадебном участке.
Благодаря экодому вы будете независимы от надвигающегося энергетического кризиса, роста цен на жилье и коммунальные услуги, вам будет обеспечено качественное питание.
При строительстве экодома возможный вред природной среде сведен к минимуму. А при его эксплуатации происходит максимальное улучшение природной среды. 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).
Многое, что описано в этой книге, широко применяется в других странах и у нас в России. Не все из зарубежного оборудования мы можем эффективно использовать в наших домах, так как оно рассчитано на более мягкий климат. Но строить теплые дома, - основу любого экодома, - мы можем уже сейчас. Важно только предусмотреть при проектировании то оборудование, которое будет постепенно установлено в теплом доме, тем самым превратив его в экодом.
1.1. Что такое Сибирь
Сибирь охватывает территорию от Урала до Тихого океана площадью 12,7 млн. кв. км (рис.1.1). Около 65 % территории относится к районам крайнего Севера. Она территориально разделена на три экономических района: Западно-Сибирский, Восточно-Сибирский, Дальневосточный.
Рис. 1.1. Схематическая карта Сибири с разделением на экономические районы.
Западная Сибирь
Западно-Сибирский экономический район занимает территорию 2,4 млн. кв. км (14 % территории России), на ней проживает 15 млн. человек (10,2 % населения России). Средняя плотность - 6,2 человека на 1 кв. км. В состав района входят Республика Алтай, Алтайский край, Кемеровская, Новосибирская, Омская, Томская и Тюменская области. В Западной Сибири 80 городов и более 100 небольших населенных пунктов.
Восточная Сибирь
Восточно-Сибирский экономический район занимает территорию 4,1 млн. кв. км (24 % территории России), где проживает 9,2 млн. человек (6,3 % населения России). Средняя плотность - 2,2 человек на 1 кв. км. В состав района входят Республика Бурятия, Республика Хакасия, Красноярский край, Иркутская и Читинская области. В Восточной Сибири 70 городов и более 100 небольших населенных пунктов.
Дальний Восток
Дальневосточный экономический район занимает территорию 6,2 млн. кв. км (33,8 % территории России), где проживает 8,1 млн. человек (5,5 % населения России). Средняя плотность - 1,3 человека на 1 кв. км. В состав района входят Республика Саха (Якутия), Приморский и Хабаровский края, Амурская, Сахалинская, Камчатская и Магаданская области. На Дальнем Востоке 70 городов и примерно такое же количество небольших населенных пунктов.
В Сибири сосредоточены основные запасы невоспроизводимых ресурсов России. По оценкам Госкомстата к настоящему времени израсходовано не более 5-7 % этих запасов. Большинство месторождений расположено в труднодоступных местах, но даже в активно освоенной зоне их запасы превосходят ресурсы Европейской части России.
В целом население Сибири насчитывает 30,4 млн. человек, это пятая часть населения России. В основном, оно сосредоточено в Южной части региона вдоль Транссибирской железнодорожной магистрали. Здесь же расположены все наиболее крупные города. На рис. 1.2 показана схема расселения России.
Рис. 1.2. Схема расселения России.
1.2. Потребность в жилье
В Сибири жилищная проблема стоит куда острее, чем в остальной жилищно-неблагополучной России, причем она усугубляется проблемами эксплуатации из-за сурового климата.
Таблица 1.1. Обеспеченность жилыми ячейками. Источник: Ежегодный справочник Госкомстата, 1998.
Жилая ячейка - отдельное жилье, домохозяйство - отдельная семья, в том числе, состоящая из одного человека.
Уровень обеспеченности Сибири составляет 89% от уровня Европейской части РФ (94 % в городах, 79 % в селах).
В Сибири низка комфортность жилья, его качество. Городские индивидуальные дома зачастую не имеют большинства коммунальных удобств. Показатели по всем видам удобств Сибири приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2. Комфортность и качество жилья. Источник: Ежегодный справочник Госкомстата, 1998.
В таблице 3 приведены оценки современной потребности населения Сибири в дополнительном жилье, необходимом для ликвидации абсолютного дефицита.
Таблица 1.3. Потребности в жилье. Источник: Ежегодный справочник Госкомстата. 1998.
Для удовлетворения потребности нынешнего населения Сибири в жилье, необходимо ввести в действие 43,7 млн. кв. м общей площади жилых домов (без учета компенсации выбытия жилищного фонда).
Миграции населения из северных районов Сибири в южные также увеличивают дефицит жилья. Если исходить из прогноза увеличения численности населения за счет мигрантов на 2 млн. человек, и учитывать дефицит жилья для коренного населения, то к 2005 году в Сибири нужно построить 2,1 млн. индивидуальных домов и квартир современного уровня (средняя площадь дома принята 74 м кв.) При среднем размере домохозяйства 2,6 человека, 5,4 млн. человек нуждаются в новом жилье. Это 16 % населения Сибири.
1.3. Как люди решают жилищную проблему
В политике государства в качестве приоритетного направления принято развитие индивидуального домостроения за счет средств населения. С 1992 года малоэтажное строительство развивается быстрыми темпами. В настоящее время по объемам оно превышает строительство за счет бюджетных средств (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Ввод жилья в России силами населения. Источник: Федеральные программы "Жилище", "Свой дом".
1.4. Как люди решают проблему питания
Для того, чтобы дом удовлетворял требованиям большей части населения, он должен обеспечивать им привычный образ жизни. Одной из характерных особенностей России, в частности Сибири, является высокая активность людей в самообеспечении продуктами питания за счет приусадебных, садово-огородных земельных участков. Об этом свидетельствуют приведенные ниже графики (рис. 1.4, 1.5).
Рис. 1.4. Производство сельскохозяйственной продукции коллективными хозяйствами (используется 500 млн.га или 70 % угодий). Источник: Ежегодный справочник Госкомстата, 1996.
Практически половину валового объема сельскохозяйственной продукции в стране производит 60 % населения в своих личных хозяйствах. В том числе, на долю фермерских хозяйств, приходится ~2 % продукции. На селе население активизировало на своих подворьях откорм скота на мясо и молоко.
Рис. 1.5. Производство сельхозпродукции на приусадебных, дачных участках фермерскими хозяйствами (используется 1,1 % от общей площади сельхозугодий). Источник: Ежегодный справочник Госкомстата. 1996.
Садоводством и огородничеством занимаются городские жители разных профессий, не имеющие аграрной подготовки, но обучившиеся на практике работе на земле и добившиеся высокой эффективности выращивания продукции на приусадебных и садово-огородных земельных участках.
46 % валовой сельскохозяйственной продукции России производится на 1,1 % от всех сельскохозяйственных угодий.
Основой такого успеха являются глубокие земледельческие традиции российского населения, взаимное обучение людей, обмен опытом, наличие в домашних библиотечках и в продаже простых и удобных для пользования книг и пособий для садоводов-любителей. Основная часть населения занимается этим по необходимости. Но существует категория людей с устойчивым финансовым положением, стремящаяся личным трудом для своих семей производить экологически чистые продукты питания.
Коллективные хозяйства страны производят преимущественно зерно, молоко и, в основном, обеспечивают потребности страны в этих видах продукции. В худшем положении находится коллективное животноводство. Недостаточное внутреннее производство мясных продуктов покрывается закупками их за рубежом.
Выводы
В Сибири необходимо решить проблему обеспечения жильем практически для пятой части населения.
Из-за того, что государство приняло политику решения жилищной проблемы за счет самого населения, постепенно сформировалась устойчивая тенденция строительства индивидуального жилья. Причем несколько последних лет строительство стало развиваться очень быстрыми темпами.
Другой очень важной тенденцией стал рост развития производства продуктов питания силами населения, основой чего является многовековая российская традиция.
Принимая во внимание эти положительные тенденции, задача государственных, научных и общественных учреждений - всячески поддержать этот процесс, обеспечить его законодательной, научно-технической, нормативной, технологической, организационной и учебной базами, способствовать внедрению энергоэффективных и экологически чистых технологий в практическое строительство.
X
Всем известно, что практически на всей территории Сибири континентальный и резкоконтинентальный климат. Исключение составляют территории, расположенные на побережье Тихого океана. В течение большей части года практически во всех районах Сибири имеется существенный недостаток тепла для комфортного проживания людей и выращивания сельскохозяйственных культур. Поэтому население Сибири сосредоточено преимущественно в южной ее части. Ниже приводятся данные по климату на примере городов Томск (северная граница расселения), Новосибирск (средняя часть), Барнаул (южная граница).
2.1. Сибирь - суровый край
Ярко выраженный континентальный климат Сибири характеризуется суровой продолжительной зимой, коротким, жарким, часто засушливым, летом. Температура зимой на поверхности земли (снега) опускается до - 49 - - 59 оС, а летом на почве, не покрытой растительностью, достигает + 45 - + 50 оС. Экстремальные и близкие к ним значения максимальной и минимальной температур отмечались несколько раз за столетний период наблюдений.
Часто встречающиеся максимальные температуры длятся от нескольких дней до двух-трех недель и обеспечивают перепад от 80 до 90 оС между летом и зимой. Такие колебания температуры в течение года предъявляет особые требования к строительным материалам, конструкциям и системам жизнеобеспечения зданий.
В сибирском климате необходимы соответствующие инженерные и технические решения, чтобы обеспечить их долговечность, экономию энергии, комфортные условия и доступность по ценам для населения.
Изменение температуры воздуха в течение года определяет время и характер теплопотерь в доме. В таблице 2.1 дано распределение среднемесячной температуры в Барнауле, Томске и Новосибирске.
Таблица 2.1. Среднемесячные температуры воздуха, t оC. Источник: Научно-прикладной справочник по климату СССР, 1993.
Среднегодовая температура для Новосибирска и Барнаула имеет небольшие положительные величины, а для Томска - отрицательные. Такое состояние температуры не типично. За столетие в Новосибирске многократно отмечено отрицательное значение среднегодовой температуры. Зимний период, длящийся 5 месяцев, имеет большие отрицательные значения среднемесячной температуры. Это характерно для большинства населенных пунктов вдоль транссибирской железнодорожной магистрали, а к северу от нее среднегодовая температура постоянно отрицательная. В весенний период, в начале лета и ранней осенью имеют место регулярные ночные заморозки.
В этих условиях население Сибири прилагает значительно больше усилий, чем жители центральной России, на создание себе приемлемого жилья, его эксплуатацию, обеспечение себя продуктами питания. В таблице 2.2 приведено количество безморозных дней.
Таблица 2.2. Количество безморозных дней в течение года. Источник: Научно-прикладной справочник по климату СССР 1993.
Несмотря на холодный климат, Сибирь характеризуется обилием солнечных дней. Продолжительность солнечного сияния составляет четверть года. Этот фактор является благоприятным для создания экодомов и использования солнца в качестве альтернативного источника тепла и электроэнергии. В таблице 2.3 приведены данные по распределению солнечного сияния по месяцам.
Таблица 2.3. Продолжительность солнечного сияния, часы Источник: Научно-прикладной справочник по климату СССР, 1993.
Согласно многолетним наблюдениям, в зоне расселения солнце полностью закрыто облаками от 66 до 83 дней в году.
Важным параметром является количество солнечной энергии падающей на 1 м. кв. Эти данные приведены в таблице 2.4.
Основное поступление солнечной энергии приходится на летние месяцы. С ноября по февраль наблюдается существенный дефицит солнечной энергии.
Несмотря на это, общего количества солнечной энергии достаточно для ощутимой экономии других видов топлива (таблица 2.4).
Таблица 2.4. Максимальный приход солнечной радиации при средней прозрачности атмосферы, МДж/м2. Источник: Научно-прикладной справочник по климату СССР, 1993.
Для Сибири характерен преимущественно сухой климат (таблица 2.5). Основные осадки выпадают в конце весны и летом в виде дождя. Наибольшее количество осадков (60 - 80 мм) выпадает в июле, часто в виде сильных ливневых дождей.
На зимний период приходится 17 - 20 % годовой нормы осадков. Снежный покров обычно формируется в конце октября - начале ноября и полностью сходит в апреле. Толщина его в Новосибирской области варьируется от 35 - 55 см до 100 - 130 см и держится 165 - 175 дней.
Таблица 2.5. Количество осадков (мм). Источник: Научно-прикладной справочник по климату СССР. 1993.
Так как сибиряки живут в самом холодном климате, то здесь надо очень сильно утеплять дома, чтобы их можно было отапливаться круглый год только за счет солнца. А так как от солнца много энергии поступает летом, а холодно зимой, - нужно научиться аккумулировать тепло летом, а расходовать зимой. В конце зимы и весной в дневное время много солнечной энергии, так что ее может хватить на обогрев днем и на ночь, а значит надо научиться накапливать ее днем для использования ночью.
Летом влаги мало, меньше, чем необходимо для полива сада и огорода, поэтому весеннюю талую и летнюю дождевую воду надо тщательно собирать и рационально использовать.
Наш Сибирский климат существенно суровее по сравнению с Европой, Канадой и США. Поэтому мы можем использовать накопленный там и адаптированный для нас опыт в строительстве энергоэффективного, экологического жилья, но мы должны найти свои решения, которые приводят к тем же результатам, но в наших сибирских климатических условиях.
Так какое же жилье мы должны строить, чтобы жить как в Европе или в другом, более мягком, чем у нас, климате?
У нас нет выбора. Мы не можем больше себе позволить строить привычные дома или просто копировать дома, разработанные для более мягкого климата. Мы должны строить только разработанные здесь экодома, а другие, "чужие" проекты обязательно адаптировать к условиям Сибири.
X
Глава 3
3.1. Условия в Сибири для экодома
Итак, в Сибири суровый климат. Отопительный сезон около семи месяцев. С другой стороны в Сибири много солнечных дней и высокий уровень солнечной энергии. Летом часто бывают засухи - отсюда дефицит воды для ведения приусадебного хозяйства. Особенности климата приводят к определенному образу жизни, сильно различающемуся между зимой и летом. В проекте дома очень важно предусматривать существенную разницу летнего и зимнего сезонов и соответствующего образа жизни типичной сибирской семьи.
3.2. Образ жизни
Коротким летом значительная часть населения Сибири (но не вся) по многовековой 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.
3.3. Так что такое "экодом"?
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.
Экодом - это система с положительным экологическим ресурсом. Она состоит из дома нулевого 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, системой накопления воды, местом отдыха.
Экодом может обеспечить 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.
3.4. Требования к экодому
Для воплощения определения экодома в практику необходимо выполнить следующие требования:
Первое. Экодом должен обеспечиваться теплом, горячей водой и электричеством только за счет солнечной энергии и являться домом нулевого энергопотребления (не использующим невозобновимые источники энергии). Получение тепловой энергии из солнечного излучения осуществляется в солнечных (воздушных или жидкостных) коллекторах, а электрической энергии - в солнечных батареях. Избытки тепловой энергии накапливаются и хранятся в сезонных и суточных аккумуляторах тепла. Длительному сохранению тепла в доме способствуют также архитектурные и конструкторские решения, эффективные утеплители. При недостатке "солнечного" тепла и электроэнергии в экодоме используются другие генераторы тепла на возобновимом топливе, а так же централизованная энергосистема.
Второе. Для строительства экодома должны использоваться местные строительные материалы, малозатратные по способу добычи, переработке, перевозке, позволяющие применять технологии строительства дома без тяжелой техники. После окончания эксплуатационного цикла экодома материалы естественным образом утилизируются на месте. Применение таких 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 выращивания компостных культур для удобрения сада-огорода без привоза удобрений извне. Экодом должен обеспечить накапливание экологического ресурса участка, на котором он построен.
Выводы
Массовое строительство экодомов может сделать жилищное строительство средством решения многих экологических проблем, стоящих перед человечеством. При эксплуатации дома человек своей жизнедеятельностью должен способствовать преобразованию солнечной энергии в живую биомассу эффективнее, чем это происходит при естественном развитии экосистемы, превышая величину естественного воспроизводства среды в естественном состоянии.
Экодома нельзя построить (и людям там жить не желательно) севернее той широты, за которой невозможно обеспечить солнечное отопление дома из-за недостатка солнечной энергии даже при экономически разумном утеплении дома.
X
Экодом должен быть эстетически привлекательным. Однако его архитектура в первую очередь обеспечивает оптимальную работу основных биоэнергитических 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 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.
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.
Говоря о дополнительных особенностях архитектуры экодома и планировки приусадебного участка, необходимо сказать о ее "солнечной" и "ландшафтной" составляющих.
4.1. Солнечная архитектура
Используя приемы солнечной архитектуры, дом можно спроектировать с пассивными и активными элементами поглощения и использования энергии.
Современный "солнечный" дом строится и оборудуется так, чтобы максимально поглощать и использовать солнечное излучение на обогрев, приготовление горячей воды и электрообеспечение. Экодом, спроектированный по принципам солнечной архитектуры выглядит практически как обычный дом со всеми атрибутами современного, хорошо спланированного дома, требующего минимум обслуживания. В отличие от обычного дома экодом эффективно аккумулирует в себе солнечную энергию. Главными инженерными элементами солнечной архитектуры экодома являются расположенные на крыше солнечные коллекторы для нагрева воздуха и воды, солнечные батареи и пристроенная с юга теплица (Рис. 4.1.). Выгода использования солнечной энергии будет максимальной, если дом еще и эффективно утеплить.
Пассивная солнечная технология - давно известный способ проектирования и строительства зданий и тысячелетиями используется людьми, чтобы получить максимум преимуществ от солнечного излучения.
В Сибири много солнечных дней. Если расположить дом так, что его солнечные системы максимально воспримут солнечную энергию, хорошо его утеплить, то с февраля дом можно обогревать за счет солнца, а аккумулированного летнего тепла может хватить на всю зиму. "Правильное" расположение и строительство дома предполагает его южную ориентацию (для максимального съема солнечной энергии) и наличие буферных зон (теплица с юга, гараж с севера, веранды с запада или востока и т.д.).
В холодный период года солнце используется в пассивной системе отопления, снижая тем самым нагрузку на обогревающую систему. В тёплый период года энергия солнца используется для приготовления горячей воды, избавляя жильцов от необходимости специально ее подогревать.
Рис. 4.1. Пример дома с элементами солнечной архитектуры.
4.2. Архитектура экодома-коттеджа и экодома-подворья
Тип экодома. Все строящиеся индивидуальные дома можно разделить на две группы. Это коттедж или подворье. Выбор определяется образом жизни, местом расположения, возможностями семьи. Для плотной городской застройки это - коттедж. В пригороде и сельской местности - это подворье.
Коттедж. Жилой дом для людей, не предполагающих активное ведение садово-огородного хозяйства. Этот дом ограничивается основной конструкцией дома, техническим подвалом (или пристройкой), пристроенным гаражом, дровяным складом, системой сбора и накопления воды (бассейн, прудик) и внутренним двориком (по желанию).
Подворье. 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.
X
Экодом-коттедж
На Рис. 4.2. представлены ос
10 Дек 2009
Исар-Сибирь, Новосибирск, 2000
Возможно ли построить себе жилье, соединяющее в себе достоинства городской квартиры и благоприятный микроклимат и "независимость" индивидуального дома? Если представить себе стоимость подведения коммуникаций (канализации и отопления), то такое жилище не по карману большинству наших земляков. А если сделать такой дом, который при небольшой себестоимости требовал бы минимальных расходов средств и времени на свое содержание? И такой дом-мечту, экологический дом, "дом домов", экодом, можно построить уже сейчас - и строятся такие дома по всему миру.
Е.С.Дубынина, О.Н.Макарова, И.А.Огородников
Ассоциация устойчивого развития населенных пунктов
Обзор литературы, оригинальные разработки, рекомендации специалистов
Исар-Сибирь, Новосибирск, 2000
Авторы признательны многим специалистам, которые в течение 12 лет, сотрудничая с ЗАО ЭКОДОМ, содействовали развитию экологического домостроения. Выход в свет данной книги - один из результатов этого сотрудничества.
Отдельная благодарность: Ю.В. Ажичакову, А.И. Яворскому и В.А. Огородникову.
Благодарим Сибирский экологический центр за техническую поддержку в издании cборника.
Дизайн, макет, обложка, иллюстрации: А.Д. Клещев.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Краткая информация о Сибири
1.1. Что такое Сибирь
1.2. Потребность в жилье
1.3. Как люди решают жилищную проблему
1.4. Как люди решают проблему питания
Глава 2. Климат Сибири
2.1. Сибирь - суровый край
Глава 3. Что такое "экодом"?
3.1. Условия в Сибири для экодома
3.2. Образ жизни
3.3. Так что такое "экодом"?
3.4. Требования к экодому
Глава 4. Архитектура экодома
4.1. Солнечная архитектура
4.2. Архитектура экодома-коттеджа и экодома-подворья
4.3. Интерьер
4.4. Ландшафтная архитектура
Глава 5. Как устроен корпус экодома
5.1. Как должен быть утеплен экодом
5.2. Тепловая инерция экодома
5.3. Фундаменты для экодомов
5.4. Дренажная система при устройстве фундамента
5.5. Узел состыковки фундамента, перекрытия и стены
5.6. Мостики холода
5.7. Перекрытие первого этажа
5.8. Стены
5.9. Перекрытие второго этажа
5.10. Крыша
5.11. Окна
5.12. Входной тамбур
5.13. Подвал и техническое подполье
Глава 6. Обогрев экодома
6.1. Система воздушного солнечного обогрева
6.2. Воздушный солнечный коллектор
6.3. Каталитическая печь медленного горения
6.4. Система приготовления горячей воды
6.5. Жидкостный солнечный коллектор
6.6. Суточный водяной аккумулятор тепла
6.7. Другие аккумуляторы тепла
Глава 7. Система хладообеспечения
7.1. Встроенный в стену зимний холодильник
7.2. Погреб
7.3. Ледник
Глава 8. Система вентиляции
8.1. Естественная вентиляция
8.2. Рекуперация тепла в системе вентиляции
8.3. Удаление пыли и очистка воздуха
Глава 9. Система водоснабжения
9.1. Система сбора и накопления дождевой воды
Глава 10. Электрообеспечение
10.1. Электрическая энергия от сети
10.2. Солнечная электроустановка
Глава 11. Биопеработка твердых органических отходов
11.1. Однокамерный безводный биотуалет непрерывного действия (Кливус-Мультрум)
11.2. Двухкамерный безводный биотуалет
11.3. Комбинированный биотуалет со смывом и фильтрацией стоков
11.4. Летние биотуалеты на приусадебном участке
Глава 12. Переработка и утилизация бытовых стоков
12.1. Простейшая система накопительного типа
12.2. Система раздельной очистки бытовых сточных вод с использованием компостирующего биотуалета
12.3. Система раздельной очистки бытовых сточных вод с использованием смывного туалета
12.4. Основные элементы систем переработки и утилизации стоков
Глава 13. Приусадебный участок
Глава 14. Строительные материалы для экодома, технологии их производства
Глава 15. Технология строительства
Заключение
Словарь терминов
Литература
Послесловие
Сведения об авторах
X
Введение
Глава 1. Краткая информация о Сибири
1.1. Что такое Сибирь
1.2. Потребность в жилье
1.3. Как люди решают жилищную проблему
1.4. Как люди решают проблему питания
Глава 2. Климат Сибири
2.1. Сибирь - суровый край
Глава 3. Что такое "экодом"?
3.1. Условия в Сибири для экодома
3.2. Образ жизни
3.3. Так что такое "экодом"?
3.4. Требования к экодому
Глава 4. Архитектура экодома
4.1. Солнечная архитектура
4.2. Архитектура экодома-коттеджа и экодома-подворья
4.3. Интерьер
4.4. Ландшафтная архитектура
Глава 5. Как устроен корпус экодома
5.1. Как должен быть утеплен экодом
5.2. Тепловая инерция экодома
5.3. Фундаменты для экодомов
5.4. Дренажная система при устройстве фундамента
5.5. Узел состыковки фундамента, перекрытия и стены
5.6. Мостики холода
5.7. Перекрытие первого этажа
5.8. Стены
5.9. Перекрытие второго этажа
5.10. Крыша
5.11. Окна
5.12. Входной тамбур
5.13. Подвал и техническое подполье
Глава 6. Обогрев экодома
6.1. Система воздушного солнечного обогрева
6.2. Воздушный солнечный коллектор
6.3. Каталитическая печь медленного горения
6.4. Система приготовления горячей воды
6.5. Жидкостный солнечный коллектор
6.6. Суточный водяной аккумулятор тепла
6.7. Другие аккумуляторы тепла
Глава 7. Система хладообеспечения
7.1. Встроенный в стену зимний холодильник
7.2. Погреб
7.3. Ледник
Глава 8. Система вентиляции
8.1. Естественная вентиляция
8.2. Рекуперация тепла в системе вентиляции
8.3. Удаление пыли и очистка воздуха
Глава 9. Система водоснабжения
9.1. Система сбора и накопления дождевой воды
Глава 10. Электрообеспечение
10.1. Электрическая энергия от сети
10.2. Солнечная электроустановка
Глава 11. Биопеработка твердых органических отходов
11.1. Однокамерный безводный биотуалет непрерывного действия (Кливус-Мультрум)
11.2. Двухкамерный безводный биотуалет
11.3. Комбинированный биотуалет со смывом и фильтрацией стоков
11.4. Летние биотуалеты на приусадебном участке
Глава 12. Переработка и утилизация бытовых стоков
12.1. Простейшая система накопительного типа
12.2. Система раздельной очистки бытовых сточных вод с использованием компостирующего биотуалета
12.3. Система раздельной очистки бытовых сточных вод с использованием смывного туалета
12.4. Основные элементы систем переработки и утилизации стоков
Глава 13. Приусадебный участок
Глава 14. Строительные материалы для экодома, технологии их производства
Глава 15. Технология строительства
Заключение
Словарь терминов
Литература
Послесловие
Сведения об авторах
ВВЕДЕНИЕ
На вопрос: "Довольны ли вы своим жильем?", - большинство читателей ответит отрицательно. У кого-то его и нет - своего, собственного - очень многие жилье снимают, живут в общежитиях или с родителями. Кого-то не устраивают его размеры - площадь, количество комнат. Не нравится неудачная планировка. Часто квартира плохо сориентирована, - в некоторые комнаты никогда не заглядывает солнце, зато в других невозможно укрыться от его жаркого света. Замучили сквозняки, - сколько не затыкай щели в рамах, все равно - дует. В квартире слишком сухой (или наоборот - слишком влажный) воздух. Стены дома не удерживают тепло, зимой в нем холодно, а летом - жарко, много электроэнергии, а следовательно - денег - уходит на вентиляцию и отопление. Ведь и батареи - еле теплые. И воду горячую отключают регулярно. И лифт постоянно сломан. И ребенку погулять негде. И еще эти соседи сверху - мало того, что за десять лет тридцать раз залили, еще и ночами шумят регулярно...
Так ответят жильцы благоустроенных квартир. А у владельцев частных домов - свои жалобы. В основном - на отсутствие удобств - теплого туалета, водопровода (горячей воды), душа-ванной. На ежегодные проблемы с дровами или углем (если дом большой или печь "жаркая" - не напасешься). На то, что такой дом требует постоянного ухода, заботы, внимания (т.е. - много времени хозяев). Такой дом не оставишь без "догляда", особенно - зимой, не отлучишься от него даже на несколько дней.
Возможно ли построить себе жилье, соединяющее в себе достоинства городской квартиры и благоприятный микроклимат и "независимость" индивидуального дома? Если представить себе стоимость подведения коммуникаций (канализации и отопления), то такое жилище не по карману большинству наших земляков.
А если сделать такой дом, который настолько хорошо "держал тепло", что не нуждался бы в дополнительном подогреве? В котором, при теплом туалете, отсутствовала бы внешняя система канализации и очистки, а отходы превращались бы в "доходы"? Который был бы построен из экологически чистых материалов, но не изъятых из дикой природы? Который настолько "вписался" бы в окружающую природную среду, что не противостоял бы ей, а сохранял и даже восстанавливал? Дом, который при небольшой себестоимости требовал бы минимальных расходов средств и времени на свое содержание?
И такой дом-мечту, экологический дом, "дом домов", экодом, можно построить уже сейчас - и строятся такие дома по всему миру.
Если вы решите построить именно такой дом, то эта книга станет вам хорошим пособием, позволит избежать ошибок при строительстве либо правильно сформулировать свои требования для проектировщика и строителей.
Итак, что такое - экологическое жилье? Это - дружественные окружающей природной среде, комфортабельные, очень теплые индивидуальные или сблокированные дома с приусадебными участками. Экодома оборудованы собственной системой отопления, использующей, в дополнение к обычному, солнечный обогрев дома и солнечный нагрев воды для бытовых нужд. Все органические отходы экодома в простейших биореакторах перерабатываются в удобрение и используются на приусадебном участке.
Благодаря экодому вы будете независимы от надвигающегося энергетического кризиса, роста цен на жилье и коммунальные услуги, вам будет обеспечено качественное питание.
При строительстве экодома возможный вред природной среде сведен к минимуму. А при его эксплуатации происходит максимальное улучшение природной среды. 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).
Многое, что описано в этой книге, широко применяется в других странах и у нас в России. Не все из зарубежного оборудования мы можем эффективно использовать в наших домах, так как оно рассчитано на более мягкий климат. Но строить теплые дома, - основу любого экодома, - мы можем уже сейчас. Важно только предусмотреть при проектировании то оборудование, которое будет постепенно установлено в теплом доме, тем самым превратив его в экодом.
Глава 1
КРАТКАЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ И СОЦИАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ О СИБИРИ
1.1. Что такое Сибирь
Сибирь охватывает территорию от Урала до Тихого океана площадью 12,7 млн. кв. км (рис.1.1). Около 65 % территории относится к районам крайнего Севера. Она территориально разделена на три экономических района: Западно-Сибирский, Восточно-Сибирский, Дальневосточный.
Рис. 1.1. Схематическая карта Сибири с разделением на экономические районы.
Западная Сибирь
Западно-Сибирский экономический район занимает территорию 2,4 млн. кв. км (14 % территории России), на ней проживает 15 млн. человек (10,2 % населения России). Средняя плотность - 6,2 человека на 1 кв. км. В состав района входят Республика Алтай, Алтайский край, Кемеровская, Новосибирская, Омская, Томская и Тюменская области. В Западной Сибири 80 городов и более 100 небольших населенных пунктов.
Восточная Сибирь
Восточно-Сибирский экономический район занимает территорию 4,1 млн. кв. км (24 % территории России), где проживает 9,2 млн. человек (6,3 % населения России). Средняя плотность - 2,2 человек на 1 кв. км. В состав района входят Республика Бурятия, Республика Хакасия, Красноярский край, Иркутская и Читинская области. В Восточной Сибири 70 городов и более 100 небольших населенных пунктов.
Дальний Восток
Дальневосточный экономический район занимает территорию 6,2 млн. кв. км (33,8 % территории России), где проживает 8,1 млн. человек (5,5 % населения России). Средняя плотность - 1,3 человека на 1 кв. км. В состав района входят Республика Саха (Якутия), Приморский и Хабаровский края, Амурская, Сахалинская, Камчатская и Магаданская области. На Дальнем Востоке 70 городов и примерно такое же количество небольших населенных пунктов.
В Сибири сосредоточены основные запасы невоспроизводимых ресурсов России. По оценкам Госкомстата к настоящему времени израсходовано не более 5-7 % этих запасов. Большинство месторождений расположено в труднодоступных местах, но даже в активно освоенной зоне их запасы превосходят ресурсы Европейской части России.
В целом население Сибири насчитывает 30,4 млн. человек, это пятая часть населения России. В основном, оно сосредоточено в Южной части региона вдоль Транссибирской железнодорожной магистрали. Здесь же расположены все наиболее крупные города. На рис. 1.2 показана схема расселения России.
Рис. 1.2. Схема расселения России.
1.2. Потребность в жилье
В Сибири жилищная проблема стоит куда острее, чем в остальной жилищно-неблагополучной России, причем она усугубляется проблемами эксплуатации из-за сурового климата.
Таблица 1.1. Обеспеченность жилыми ячейками. Источник: Ежегодный справочник Госкомстата, 1998.
Жилая ячейка - отдельное жилье, домохозяйство - отдельная семья, в том числе, состоящая из одного человека.
Уровень обеспеченности Сибири составляет 89% от уровня Европейской части РФ (94 % в городах, 79 % в селах).
В Сибири низка комфортность жилья, его качество. Городские индивидуальные дома зачастую не имеют большинства коммунальных удобств. Показатели по всем видам удобств Сибири приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2. Комфортность и качество жилья. Источник: Ежегодный справочник Госкомстата, 1998.
В таблице 3 приведены оценки современной потребности населения Сибири в дополнительном жилье, необходимом для ликвидации абсолютного дефицита.
Таблица 1.3. Потребности в жилье. Источник: Ежегодный справочник Госкомстата. 1998.
Для удовлетворения потребности нынешнего населения Сибири в жилье, необходимо ввести в действие 43,7 млн. кв. м общей площади жилых домов (без учета компенсации выбытия жилищного фонда).
Миграции населения из северных районов Сибири в южные также увеличивают дефицит жилья. Если исходить из прогноза увеличения численности населения за счет мигрантов на 2 млн. человек, и учитывать дефицит жилья для коренного населения, то к 2005 году в Сибири нужно построить 2,1 млн. индивидуальных домов и квартир современного уровня (средняя площадь дома принята 74 м кв.) При среднем размере домохозяйства 2,6 человека, 5,4 млн. человек нуждаются в новом жилье. Это 16 % населения Сибири.
1.3. Как люди решают жилищную проблему
В политике государства в качестве приоритетного направления принято развитие индивидуального домостроения за счет средств населения. С 1992 года малоэтажное строительство развивается быстрыми темпами. В настоящее время по объемам оно превышает строительство за счет бюджетных средств (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Ввод жилья в России силами населения. Источник: Федеральные программы "Жилище", "Свой дом".
1.4. Как люди решают проблему питания
Для того, чтобы дом удовлетворял требованиям большей части населения, он должен обеспечивать им привычный образ жизни. Одной из характерных особенностей России, в частности Сибири, является высокая активность людей в самообеспечении продуктами питания за счет приусадебных, садово-огородных земельных участков. Об этом свидетельствуют приведенные ниже графики (рис. 1.4, 1.5).
Рис. 1.4. Производство сельскохозяйственной продукции коллективными хозяйствами (используется 500 млн.га или 70 % угодий). Источник: Ежегодный справочник Госкомстата, 1996.
Практически половину валового объема сельскохозяйственной продукции в стране производит 60 % населения в своих личных хозяйствах. В том числе, на долю фермерских хозяйств, приходится ~2 % продукции. На селе население активизировало на своих подворьях откорм скота на мясо и молоко.
Рис. 1.5. Производство сельхозпродукции на приусадебных, дачных участках фермерскими хозяйствами (используется 1,1 % от общей площади сельхозугодий). Источник: Ежегодный справочник Госкомстата. 1996.
Садоводством и огородничеством занимаются городские жители разных профессий, не имеющие аграрной подготовки, но обучившиеся на практике работе на земле и добившиеся высокой эффективности выращивания продукции на приусадебных и садово-огородных земельных участках.
46 % валовой сельскохозяйственной продукции России производится на 1,1 % от всех сельскохозяйственных угодий.
Основой такого успеха являются глубокие земледельческие традиции российского населения, взаимное обучение людей, обмен опытом, наличие в домашних библиотечках и в продаже простых и удобных для пользования книг и пособий для садоводов-любителей. Основная часть населения занимается этим по необходимости. Но существует категория людей с устойчивым финансовым положением, стремящаяся личным трудом для своих семей производить экологически чистые продукты питания.
Коллективные хозяйства страны производят преимущественно зерно, молоко и, в основном, обеспечивают потребности страны в этих видах продукции. В худшем положении находится коллективное животноводство. Недостаточное внутреннее производство мясных продуктов покрывается закупками их за рубежом.
Выводы
В Сибири необходимо решить проблему обеспечения жильем практически для пятой части населения.
Из-за того, что государство приняло политику решения жилищной проблемы за счет самого населения, постепенно сформировалась устойчивая тенденция строительства индивидуального жилья. Причем несколько последних лет строительство стало развиваться очень быстрыми темпами.
Другой очень важной тенденцией стал рост развития производства продуктов питания силами населения, основой чего является многовековая российская традиция.
Принимая во внимание эти положительные тенденции, задача государственных, научных и общественных учреждений - всячески поддержать этот процесс, обеспечить его законодательной, научно-технической, нормативной, технологической, организационной и учебной базами, способствовать внедрению энергоэффективных и экологически чистых технологий в практическое строительство.
Глава 2
КЛИМАТ СИБИРИ
Всем известно, что практически на всей территории Сибири континентальный и резкоконтинентальный климат. Исключение составляют территории, расположенные на побережье Тихого океана. В течение большей части года практически во всех районах Сибири имеется существенный недостаток тепла для комфортного проживания людей и выращивания сельскохозяйственных культур. Поэтому население Сибири сосредоточено преимущественно в южной ее части. Ниже приводятся данные по климату на примере городов Томск (северная граница расселения), Новосибирск (средняя часть), Барнаул (южная граница).
2.1. Сибирь - суровый край
Ярко выраженный континентальный климат Сибири характеризуется суровой продолжительной зимой, коротким, жарким, часто засушливым, летом. Температура зимой на поверхности земли (снега) опускается до - 49 - - 59 оС, а летом на почве, не покрытой растительностью, достигает + 45 - + 50 оС. Экстремальные и близкие к ним значения максимальной и минимальной температур отмечались несколько раз за столетний период наблюдений.
Часто встречающиеся максимальные температуры длятся от нескольких дней до двух-трех недель и обеспечивают перепад от 80 до 90 оС между летом и зимой. Такие колебания температуры в течение года предъявляет особые требования к строительным материалам, конструкциям и системам жизнеобеспечения зданий.
В сибирском климате необходимы соответствующие инженерные и технические решения, чтобы обеспечить их долговечность, экономию энергии, комфортные условия и доступность по ценам для населения.
Изменение температуры воздуха в течение года определяет время и характер теплопотерь в доме. В таблице 2.1 дано распределение среднемесячной температуры в Барнауле, Томске и Новосибирске.
Таблица 2.1. Среднемесячные температуры воздуха, t оC. Источник: Научно-прикладной справочник по климату СССР, 1993.
Среднегодовая температура для Новосибирска и Барнаула имеет небольшие положительные величины, а для Томска - отрицательные. Такое состояние температуры не типично. За столетие в Новосибирске многократно отмечено отрицательное значение среднегодовой температуры. Зимний период, длящийся 5 месяцев, имеет большие отрицательные значения среднемесячной температуры. Это характерно для большинства населенных пунктов вдоль транссибирской железнодорожной магистрали, а к северу от нее среднегодовая температура постоянно отрицательная. В весенний период, в начале лета и ранней осенью имеют место регулярные ночные заморозки.
В этих условиях население Сибири прилагает значительно больше усилий, чем жители центральной России, на создание себе приемлемого жилья, его эксплуатацию, обеспечение себя продуктами питания. В таблице 2.2 приведено количество безморозных дней.
Таблица 2.2. Количество безморозных дней в течение года. Источник: Научно-прикладной справочник по климату СССР 1993.
Несмотря на холодный климат, Сибирь характеризуется обилием солнечных дней. Продолжительность солнечного сияния составляет четверть года. Этот фактор является благоприятным для создания экодомов и использования солнца в качестве альтернативного источника тепла и электроэнергии. В таблице 2.3 приведены данные по распределению солнечного сияния по месяцам.
Таблица 2.3. Продолжительность солнечного сияния, часы Источник: Научно-прикладной справочник по климату СССР, 1993.
Согласно многолетним наблюдениям, в зоне расселения солнце полностью закрыто облаками от 66 до 83 дней в году.
Важным параметром является количество солнечной энергии падающей на 1 м. кв. Эти данные приведены в таблице 2.4.
Основное поступление солнечной энергии приходится на летние месяцы. С ноября по февраль наблюдается существенный дефицит солнечной энергии.
Несмотря на это, общего количества солнечной энергии достаточно для ощутимой экономии других видов топлива (таблица 2.4).
Таблица 2.4. Максимальный приход солнечной радиации при средней прозрачности атмосферы, МДж/м2. Источник: Научно-прикладной справочник по климату СССР, 1993.
Для Сибири характерен преимущественно сухой климат (таблица 2.5). Основные осадки выпадают в конце весны и летом в виде дождя. Наибольшее количество осадков (60 - 80 мм) выпадает в июле, часто в виде сильных ливневых дождей.
На зимний период приходится 17 - 20 % годовой нормы осадков. Снежный покров обычно формируется в конце октября - начале ноября и полностью сходит в апреле. Толщина его в Новосибирской области варьируется от 35 - 55 см до 100 - 130 см и держится 165 - 175 дней.
Таблица 2.5. Количество осадков (мм). Источник: Научно-прикладной справочник по климату СССР. 1993.
Так как сибиряки живут в самом холодном климате, то здесь надо очень сильно утеплять дома, чтобы их можно было отапливаться круглый год только за счет солнца. А так как от солнца много энергии поступает летом, а холодно зимой, - нужно научиться аккумулировать тепло летом, а расходовать зимой. В конце зимы и весной в дневное время много солнечной энергии, так что ее может хватить на обогрев днем и на ночь, а значит надо научиться накапливать ее днем для использования ночью.
Летом влаги мало, меньше, чем необходимо для полива сада и огорода, поэтому весеннюю талую и летнюю дождевую воду надо тщательно собирать и рационально использовать.
Наш Сибирский климат существенно суровее по сравнению с Европой, Канадой и США. Поэтому мы можем использовать накопленный там и адаптированный для нас опыт в строительстве энергоэффективного, экологического жилья, но мы должны найти свои решения, которые приводят к тем же результатам, но в наших сибирских климатических условиях.
Так какое же жилье мы должны строить, чтобы жить как в Европе или в другом, более мягком, чем у нас, климате?
У нас нет выбора. Мы не можем больше себе позволить строить привычные дома или просто копировать дома, разработанные для более мягкого климата. Мы должны строить только разработанные здесь экодома, а другие, "чужие" проекты обязательно адаптировать к условиям Сибири.
Глава 3
ЧТО ТАКОЕ "ЭКОДОМ" ?
3.1. Условия в Сибири для экодома
Итак, в Сибири суровый климат. Отопительный сезон около семи месяцев. С другой стороны в Сибири много солнечных дней и высокий уровень солнечной энергии. Летом часто бывают засухи - отсюда дефицит воды для ведения приусадебного хозяйства. Особенности климата приводят к определенному образу жизни, сильно различающемуся между зимой и летом. В проекте дома очень важно предусматривать существенную разницу летнего и зимнего сезонов и соответствующего образа жизни типичной сибирской семьи.
3.2. Образ жизни
Коротким летом значительная часть населения Сибири (но не вся) по многовековой 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.
3.3. Так что такое "экодом"?
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.
Экодом - это система с положительным экологическим ресурсом. Она состоит из дома нулевого 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, системой накопления воды, местом отдыха.
Экодом может обеспечить 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.
3.4. Требования к экодому
Для воплощения определения экодома в практику необходимо выполнить следующие требования:
Первое. Экодом должен обеспечиваться теплом, горячей водой и электричеством только за счет солнечной энергии и являться домом нулевого энергопотребления (не использующим невозобновимые источники энергии). Получение тепловой энергии из солнечного излучения осуществляется в солнечных (воздушных или жидкостных) коллекторах, а электрической энергии - в солнечных батареях. Избытки тепловой энергии накапливаются и хранятся в сезонных и суточных аккумуляторах тепла. Длительному сохранению тепла в доме способствуют также архитектурные и конструкторские решения, эффективные утеплители. При недостатке "солнечного" тепла и электроэнергии в экодоме используются другие генераторы тепла на возобновимом топливе, а так же централизованная энергосистема.
Второе. Для строительства экодома должны использоваться местные строительные материалы, малозатратные по способу добычи, переработке, перевозке, позволяющие применять технологии строительства дома без тяжелой техники. После окончания эксплуатационного цикла экодома материалы естественным образом утилизируются на месте. Применение таких 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 выращивания компостных культур для удобрения сада-огорода без привоза удобрений извне. Экодом должен обеспечить накапливание экологического ресурса участка, на котором он построен.
Выводы
Массовое строительство экодомов может сделать жилищное строительство средством решения многих экологических проблем, стоящих перед человечеством. При эксплуатации дома человек своей жизнедеятельностью должен способствовать преобразованию солнечной энергии в живую биомассу эффективнее, чем это происходит при естественном развитии экосистемы, превышая величину естественного воспроизводства среды в естественном состоянии.
Экодома нельзя построить (и людям там жить не желательно) севернее той широты, за которой невозможно обеспечить солнечное отопление дома из-за недостатка солнечной энергии даже при экономически разумном утеплении дома.
Глава 4
АРХИТЕКТУРА ЭКОДОМА
Экодом должен быть эстетически привлекательным. Однако его архитектура в первую очередь обеспечивает оптимальную работу основных биоэнергитических 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 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.
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.
Говоря о дополнительных особенностях архитектуры экодома и планировки приусадебного участка, необходимо сказать о ее "солнечной" и "ландшафтной" составляющих.
4.1. Солнечная архитектура
Используя приемы солнечной архитектуры, дом можно спроектировать с пассивными и активными элементами поглощения и использования энергии.
Современный "солнечный" дом строится и оборудуется так, чтобы максимально поглощать и использовать солнечное излучение на обогрев, приготовление горячей воды и электрообеспечение. Экодом, спроектированный по принципам солнечной архитектуры выглядит практически как обычный дом со всеми атрибутами современного, хорошо спланированного дома, требующего минимум обслуживания. В отличие от обычного дома экодом эффективно аккумулирует в себе солнечную энергию. Главными инженерными элементами солнечной архитектуры экодома являются расположенные на крыше солнечные коллекторы для нагрева воздуха и воды, солнечные батареи и пристроенная с юга теплица (Рис. 4.1.). Выгода использования солнечной энергии будет максимальной, если дом еще и эффективно утеплить.
Пассивная солнечная технология - давно известный способ проектирования и строительства зданий и тысячелетиями используется людьми, чтобы получить максимум преимуществ от солнечного излучения.
В Сибири много солнечных дней. Если расположить дом так, что его солнечные системы максимально воспримут солнечную энергию, хорошо его утеплить, то с февраля дом можно обогревать за счет солнца, а аккумулированного летнего тепла может хватить на всю зиму. "Правильное" расположение и строительство дома предполагает его южную ориентацию (для максимального съема солнечной энергии) и наличие буферных зон (теплица с юга, гараж с севера, веранды с запада или востока и т.д.).
В холодный период года солнце используется в пассивной системе отопления, снижая тем самым нагрузку на обогревающую систему. В тёплый период года энергия солнца используется для приготовления горячей воды, избавляя жильцов от необходимости специально ее подогревать.
Рис. 4.1. Пример дома с элементами солнечной архитектуры.
4.2. Архитектура экодома-коттеджа и экодома-подворья
Тип экодома. Все строящиеся индивидуальные дома можно разделить на две группы. Это коттедж или подворье. Выбор определяется образом жизни, местом расположения, возможностями семьи. Для плотной городской застройки это - коттедж. В пригороде и сельской местности - это подворье.
Коттедж. Жилой дом для людей, не предполагающих активное ведение садово-огородного хозяйства. Этот дом ограничивается основной конструкцией дома, техническим подвалом (или пристройкой), пристроенным гаражом, дровяным складом, системой сбора и накопления воды (бассейн, прудик) и внутренним двориком (по желанию).
Подворье. 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.
Экодом-коттедж
На Рис. 4.2. представлены ос
Начало активности (дата): 10.12.2009
