Екологічне та енергоощадне будівництво

Будинок XXI століття повинен відповідати таким вимогам:

  • Екологічність.
  • Енергоощадність.
  • Комфортність проживання
  • Порівняно невелика вартість.

 

Зазвичай ці вимоги простіше задовільнити для невеликих родинних будинків.

Вимога екологічності пов’язана з діяльністю людини у своїй екологічній ніші, коли внаслідок проживання у будинку немає шкоди довкіллю і сам будинок не шкодить здоров’ю мешканців.

Енергоощадність досягається використанням ефективних ізоляційних матеріалів та технологій. Зазвичай максимальний ефект досягається від використання природних ізоляційних та будівельних матеріалів та відновлювальних енергій Сонця і вітру [1].

Комфортність проживання залежить від багатьох чинників, головними з яких є вплив ділянки та архітектури будинку  на його мешканців на рівні так званих тонких енергій.

І нарешті, на перспективу ізоляційні матеріали на основі дерева, глини, соломи, коноплі з часом стануть значно дешевшими від традиційних синтетичних та мінеральних матеріалів, не кажучи вже про відсутність забруднення довкілля канцерогенами та пожежну безпеку.

Можна твердити, що застосування природних матеріалів є необхідною умовою для реалізації всіх чотирьох вищеперечислених вимог.

Для ефективного застосування будівельних матеріалів слід знати їх властивості  та уміти їх застосовувати стосовно різних ситуацій та вимог замовника.

Окрім того, важливою рисою будинку майбутнього є інтегрованість системи опалення у будівельні конструкції, що спрощує процес його будівництва та експлуатації. Прикладом є середньовічні печі -лежанки  або ж системи підлогового опалення гарячим димом, які застосовувались давніми корейцями та римлянами. Це скоріше будівельні, аніж опалювальні конструкції.

Отже, будинок, елементами конструкцій якого є природні матеріали, має забезпечити комфортне існування внаслідок використання відновлювальних енергій, вдалих архітектурних і конструктивних вирішень та уникнення дії геопатогенного випромінювання.

Одним із можливих вирішень є будинок з так званими сонячними дахами та акумулюючими фундаментами. Такі будинки у різних модифікаціях споруджуються у США, Великобританії та інших країнах [2, 3]. Недарма Європа поставила завдання довести до 2050 року частку використання відновлювальних енергій до 50%.

Пропонована нами конструкція сонячного даху зображена на рис. 1, 2.

 

Пофарбована у темний колір металева поверхня даху абсорбує теплову енергію, яка відбирається повітрям, що рухається по вентиляційній щілині (проміжку між дахівкою  та теплоізоляцією). Навіть у зимовий час повітря у щілині нагрівається до 30-40ºС. Щоправда, для цього металеву покрівлю слід накрити листами скла або ж  полікарбонату.  Як відомо [4],  уночі металевий дах інтенсивно випромінює тепло у навколоземний простір. Як показали дослідження останніх років, природні ізоляційні матеріали здатні затримати нічне випромінення тепла. Синтетичні та мінеральні ізоляційні матеріали таких властивостей не мають. Тому їх використання у «сонячних дахах» неможливе.  При реалізації «сонячного даху» неминуче виникає проблема утилізації отриманої теплової енергії. Зазвичай з цією метою облаштовують фундаментний акумулятор тепла, який накопичує зайве тепло та згодом віддає його для опалення будинку. На рис. 4, 5 зображена розроблена нами двоконтурна система опалення. Перший контур забезпечує циркуляцію повітря між дахом та плитою перекриття першого поверху.

Ця плита має повітряні канали (рис.6), причому по парних каналах рухається гаряче повітря з даху, а по непарних – прохолодне з фундаментного акумулятора. Переріз фундаментного акумулятора показаний на рис.7. Підігріте повітря з плити перекриття надходить до бетонних плит акумулятора та нагріває їх.

Описаний вище принцип організації фундаментних акумуляторів тепла застосовуваний і до приставних зимових садів (оранжерей).  Відомо [5], що у січні місяці оранжерейне повітря може нагрітися до +50ºС. Тому зазвичай надлишок гарячого повітря відводять у вологий оранжерейний грунт, що дозволяє зменшити температуру повітря до 20ºС, але зате підняти температуру вологого грунту до 2-7ºС (рис. 8). Тому при південній стіні будинку доцільно встановити зимовий сад, який одночас був би конденсатором теплової енергії, що отримується від Сонця. Крім того, вологий грунт зимового саду міг би утилізувати зайве тепло, що виводиться з будинку. Такий спосіб простий та не вимагає застосування дорогого обладнання.

7 thoughts on “Екологічне та енергоощадне будівництво

  1. Цікава ідея акумулювати сонячне тепло для обігріву хати.
    Треба подумати над тим як замінити залізобетонну плиту.
    Бетон сам по собі не дуже екологічний матеріал – на його виробництво йде купа енергоресурсів.
    Може класти краще пластикові труби в опалубку і закидувати це все саманом для перекриття. В глини здається кращі теплообмінні характеристики ніж в бетону.
    Крім того залізобетон має ще екрануючі властивості (закриває доступ до інфомарції світу якщо брати по великому рахунку)

    Зимовий сад це цікаво.
    Як шкло на даху захистити від граду який останніми роками грубшає.
    Або як органічне шкло (дуже дороге) захистити від подряпин.

    Чи є розрахунки приблизної вартості будови такої конструкції і оцінка рентабельності, з розрахунку на наші погодні умови? (кількість сонячного тепла за рік хочаб можна спробувати порахувати).

  2. Звичайно бетон не найекологічніший матеріал, але замінити його не так просто, оскільки матеріал для теплового акумулятора мусить мати велику теплоємність. Спочатку була ідея використовувати пісок, але після розрахунків виявилось, що потрібний дуже значний об’єм піску, щоб закумулювати необхідну кількість тепла. Тому пісок замінили на бетон. Можливо як варіант пресована глина в перемішку з гравієм, але потрібно розрахувати теплоємність такої суміші. Пластикові труби не годяться, оскільки потрібно відбирати тепло гарячого повітря, що проходитиме через канали акумулятора, а пластик має погану теплопровідність. Всі розрахунки окупності і к-ті сонячної інсоляції на територію України шукайте в книзі “Енергоощадні котеджі”. Також багато цікавої інформації зможете почути на семінарі 15 грудня у Львові.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*


seven + = 9

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>