Концепция строительства энергопассивного дома

Важнейшим практическим следствием идеи пермакультуры для строителя и архитектора является концепция «энергопассивного жилища». Этот термин нуждается в объяснении.

Проблема энергосбережения при эксплуатации дома хорошо известна. Однако в понятие энергопассивного жилища она входит как не большая составная часть.

Названная 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.

1.Солнечный коллектор.
2.Грунтовой сезонный тепловой аккумулятор.
3.Трубы каркаса с вентиляционными каналами.
4.Соломенные блоки.
5.Вентиляторы системы принудительной вентиляции.
6.Теплообменник-рекуператор.
7.Канал в грунте.
8.Армированное стекло
9—10.Полимерная гофрированная трубка.
11.Теплоизолированный бак горячей воды.
12,14,15,20.Воздушно-дренажные каналы.
13.Теплоизолированный гравийный фундамент.
16,17,18.Задвижки.
19.Локальная система биообработки и утилизации стоков для повышения плодородия приусадебного участка.

Круговорот вещества и энергии в энергопассивном экодоме
1.Круг воздухообмена.
2.Тепловая энергия.
3.Превращение отходов жизнедеятельности в продукты питания и обратно.

Таким образом, энергопассивное жилище стремится к состоянию, близкому к термодинамическому равновесию с окружающей средой.
Энергонассивный экодом - это жилище, соответствующее такому пути развития цивилизации, при котором, с одной стороны, практически не используются невозобновляемые источники энергии и материалы, а с другой — не наносится вред природе и здоровью человека

. В США, Швеции, Германии, Японии и других странах уже давно строятся комфортабельные дома с низким и даже нулевым потреблением энергии, а также без канализационных сетей. В Стокгольме уже более 20 лет успешно эксплуатируется комфортабельный дом с бассейном и огромным зимним садом, не имеющий не только канализации, тепло и электроснабжения, но и водопровода.

Фирма ISOМАХ уже построила несколько тысяч домов в Польше, Финляндии, Германии с системами солнечного отопления и аккумулирования тепла и добилась того, что дома нулевого энергопотребления стоят не дороже каменных.

При создании энергопассивного экодома встают три главные проблемы:

строительные материалы,

теплообеспечение,

и утилизация отходов жизнедеятельности.

Материалы

Очевидно, что жилье XXI века должно строиться из доступных и экологически чистых материалов. При рассмотрении вопроса об их применении должны учитываться три группы параметров 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
Таким идеальным утеплителем и одновременно конструкционным материалом является прессованная солома, широко используемая в экологическом строительстве в разных странах мира.

Теплообеспечение
Считается, что отопление жилища за счет солнечной энергии возможно только в жарких странах, близких к экватору. Однако это мнение ошибочно. По многолетним наблюдением метеорологов на широте Минска с апреля по сентябрь на квадратный метр поверхности падает 297600 МДж солнечной энергии. При завышенной норме энергопотребления на квадратный метр отапливаемого помещения 70 кВт-ч/год/кв. м (для сравнения в Швеции норма 30—60 кВт-ч/год/кв. м) годовое потребление энергии составит всего 25200 МДж. Таким образом, солнечной энергии вполне достаточно для отопления круглый год и для горячего водоснабжения летом. При этом система сезонного аккумулирования солнечного тепла может иметь КПД всего 10%.

Экодом предлагаемой конструкции имеет скатную крышу выраженной южной ориентации. Крыша покрыта сплошным водовоздушным солнечным коллектором конструкции Белорусского отделения международной академии экологии.

Под домом находится твердотельный суточный и сезонный тепловой аккумулятор. Такие аккумуляторы распространены в Швеции и Норвегии. Другая возможная конструкция — жидкостный аккумулятор внутри дома (15 тонн воды на 200 кв. м жилой площади).
В качестве вспомогательной отопительной системы можно использовать камин или небольшую печь медленного горения Фирма 150МАХ использует в качестве вспомогательной или «аварийной» систему электроподогрева пола с использованием ночного электричества мощностью 2 Вт/кв. м жилой площади.
Дом оборудован принудительной системой вентиляции, обеспечивающей воздухообмен и обогрев жилых помещений (основные технические решения запатентованы). Обязательной является система рекуперации тепла при вентиляции.
Отходы жизнедеятельности
Таким образом, экодому нужны только дороги и электричество, если не по карману дорогие солнечные батареи и электроаккумуляторы. Система канализации — автономная.

Американское министерство здравоохранения давно сертифицировало и разрешило использовать даже в городах дешевые локальные биологические системы утилизации хозбытовых стоков, работающие по принципу замкнутого цикла, не создающие проблем ни зимой, ни летом. Площадь биоочистных сооружений 200 кв. м и выглядят они, как обычный фруктовый сад и огород. Расчетное время эксплуатации на семью из 8 человек -100 лет. Причем урожайность на этих двух сотках необычайно высока. Можно также использовать специальные компостные туалеты, разработанные в Швеции и США, и использовать компост как дешевое органическое удобрение.
Энергопассивный экодом использует такую локальную пермакультурную биосистему утилизации хозбытовых стоков.
Создавая систему «дом и участок — единое целое», мы переходим на принципиально новый уровень развития архитектурно-строительной мысли. Мы не только экономим деньги, время, энергию, другие ресурсы и снижаем антропогенную нагрузку на окружающую среду.

Мы рассматриваем дом как искусственную экосистему, обеспечивающую автономное существование. Только такое жилище полностью соответствует принципам устойчивого развития цивилизации.

Наглядным примером энергопассивного экодома выступает этот дом в Исландии

Далеко на севере, в холодных краях Исландии, прямо на границе северного полярного круга крепко врос в землю и гармонично слился с ландшафтом дом HofHouse. Этот уникальный экодом был построен по проекту архитектурной студии StudioGranadaArchitects.

В процессе строительства максимально использовались местные материалы, а также всё то, что можно было раздобыть в округе, начиная от телеграфных столбов, заканчивая базальтовыми столбами. Даже трава для покрытия крыши была использована с того самого места, где построен дом. Она была аккуратно снята и очищена в процессе подготовки фундамента здания. Проектируемый специально для экстремальных условий HofHouse всецело полагается на энергопассивный солнечный дизаин, геотермальную энергию и на внушительные бетонные стены.

Снаружи массивные стены HofHouse обшиты древесиной кедра, которая со сменой сезонов выглядит все благороднее и красивее. Геотермальная энергия, идущая от земли, согревает каменные полы, а остальное идет на обеспечение обогрева и электричества экодома. Оставшиеся потребности в электроэнергии удовлетворяет небольшая гидроэлектростанция.

Окна в доме спланированы не только для того, чтобы максимально эффективно улавливать солнечный свет, но и обеспечивать великолепную панораму.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Закон Республики Беларусь от 26 ноября 1992 года «Об охране окружающей среды» в редакции Закона Республики Беларусь от 17 июля 2002 года (ВедамасціВярхоўнагаСаветаРэспублікі Беларусь, 1993 г., № 1, ст. 1; Национальный реестр правовых актов Республики Беларусь, 2002 г., № 85, 2/875)

2. Постановление Межпарламентской ассамблеи государств – участников СНГ от 15 ноября 2003 г. № 22-18 О новой редакции модельного закона «Об экологической безопасности».

3. Гринин Н. С., Новиков В. Н. / Экологическая безопасность. Учебное пособие. – М.: " Фаир-пресс", 2000.

4. Кривошеин Д. А., Муравей Л. А., Роева Н. Н. / Экология и безопасность жизнедеятельности. М.: "ЮНИТИ – ДАНА", 2000.

5. Карпенков С. Х. / Концепции современного естествознания. Учебник для Вузов. – М.: Культура и спорт, " ЮНИТИ", 2005.

6. Концепции современного естествознания: Серия" Учебники и учебные пособия". – Ростов н/Д: "Феникс", 2007.

7. Никаноров А.М., Хоружая Т.А. Экология: для студ. вузов и специалистов-экологов. - М.: Приор, 1999. - 304с.