Белорусское отделение Международной Академии Экологии совместно с американской неправительственной организацией Solar Energy Int и немецкой «Heimshtadt Chernobyl» при поддержке фонда ISAR летом 1996 в п.Занарочь построило первый в СНГ энергоэффективный straw-bale House, соответствующим принципам устойчивого развития и планирует двигаться дальше — построить первый в Беларуси дом нулевого энергопотребления, причем очень дешево.

Почему именно сейчас и именно в Беларуси?

Во-первых, потому что строительная индустрия республики, как экономика и промышленность, переживает кризис. Очевидно, что в ближайшее время строительство жилья в Беларуси будет являться приоритетной областью. На это выделяется около 800 мрлд.рублей из госбюджета. Опыт выхода из экономического кризиса стран, его переживших, показывает, что выход из кризиса начинается с оживления строительной отрасли, и в первую очередь, со строительства жилья, на которое завязано обычно около 30% национальной экономики любой страны. Для оживления первичного рынка жилья необходимо, чтобы квадратный метр стоил не более двух среднемесячных заработных плат (таков, например, критерий в российской национальной программе «Жилье» и не только в ней). Для Беларуси это означает, что оживление в строительстве начнется, если квадратный метр жилья будет стоить не более 124$/кв.м или средняя зарплата вырастет до 200$, т.к. себестоимость квадратного метра нового жилья обходится при существующих технологиях в лучшем случае в 250$/кв.м без коммуникаций. Поскольку второе (зарплата) нереально, то надо снижать себестоимость до 120$/кв.м с коммуникациями, что требует применения принципиально новых технологий.

И такие экотехнологии, соответствующие принципам устойчивого развития (в отличии от созданного недавно проекта государственной «Стратегии устойчивого развития Беларуси») уже адаптируются на Беларуси Белорусским отделением Международной Академии Экологии в совместных проектах с Solar Energy International (НГО из Колорадо, США) и немецко-белорусской организацией «Дом вместо чернобыля».

Во-вторых, потому что Беларусь практически лишена собственных источников ископаемого топлива и проблема энергоресурсосбережения стоит здесь особенно остро. Жизнь уже сегодня заставляет строить энергосберегающие дома, а завтра они будут единственно возможными.

В-третьих, из-за последствий Чернобыля республика нуждается в принципиально новых концепциях и технологиях экологически чистого жилья. Многие уже поняли, что кирпичные и железобетонные бункера, построенные вокруг городов и в селах, которые невозможно протопить, не решают проблемы жилья, не говоря о его качестве.

В-четвертых, руководство строительной отрасли уже осознает, что СНиПы 70-х, ориентированные на затратную экономику, по-прежнему заставляют проектировщиков — проектировать, а строителей — строить неэнергоэффективные, материалоемкие сооружения. СНиПы надо менять, и открывать дорогу новым эффективным строительным технологиям. Очевидно, что надо нормировать не термосопротивление ограждающих конструкций, а энергию на отопление квадратного метра, как это делает весь мир. Тогда станет понятно, почему строительные нормы в Беларуси (например, вентиляции-3куб.м в час на кв.м жилой площади) вызывают шок у западных специалистов, а затраты на отопление выше не в 2-4 раза, как считается официально, а в 5-10 раз.

Что такое «народный экодом нулевого энергопотребления»?

Экодом на Западе — это жилище, соответствующее «устойчивому развитию» цивилизации, т.е. такому развитию, при котором практически не используются невозобновляемые источники энергии и вещества с одной стороны, и не наносится вреда природе и здоровью человека, с другой. В США, Швеции, Германии, Японии и других странах уже десятилетиями эксплуатируются комфортабельные дома с низким и даже «нулевым» потреблением энергии, без канализационных сетей. В Стокгольме более 10 лет успешно эксплуатируется комфортабельный дом с бассейном и огромным зимним садом, не имеющий не только канализации, тепло- и электроснабжения, но и водопровода. Правда, назвать такой экодом «народным» никак нельзя — он стоит слишком дорого. Фирма ISOMAX уже построила несколько тысяч домов в Польше, Финляндии, Германии с системами солнечного отопления и аккумулирования и добилась того, что дома нулевого энергопотребления стоят не дороже каменных.

«Народный экодом», который мы разрабатываем, будет иметь себестоимость порядка 90 $/кв.м, причем при его строительстве используются только местные доступные экологически чистые природные материалы и энергосберегающие технологии строительства.

Почему так дешево?

Потому что технологии, переданные нам из США , Швеции и Германии дешевы, доступны и используют самые дешевые природные материалы — прессованную солому, либо смесь глиносоломенную смесь. «Ну вот, опять саман, а мы — то думали...» — произнесет про себя читатель и будет не прав. Технология не предусматривает использование самана (80% -глина, 10% -солома и 10%-органика), а используется солома, смоченная глиняным раствором (90%- солома и 10% -глина). Эта «мокрая» технология обобщает четырехвековой немецкий опыт «фахтверкового» (каркасного) строительства в природно-климатических условиях, сходных с белорусскими. Саман почти в четыре раза тяжелее, не является теплоизолятором и в условиях Беларуси неприемлем — у нас слишком влажно.

Суть технологии проста: на фундаменте ставится деревянный каркас (20куб.м дерева на 200 кв.м жилья в двух уровнях), который заполняется методом скользящей опалубки глиносоломенной смесью, причем полностью (фронтоны и межстропильное пространство тоже). Это занимает менее месяца, после чего накрывается крыша и дом сохнет (3-12 месяцев в зависимости от погодных условий). После этого дом штукатурится и отделывается в зависимости от вкуса и возможностей хозяина. Кстати, стены толшиной 40-45 см обладают такой же теплоизолирующей способностью как кирпичные толщиной 0,7 м, и рядом других преимуществ: они легко «дышат» (не путать с инфильтрацией), решают проблему радона, не эммитируют вредные вещества, связанные с тепловой обработкой и т.д. Такие дома стоят в Германии 3-4 века и после своей «смерти» не создают проблем с утилизацией строительного мусора. Энергии для строительства таких домов тратится в тысячи раз меньше по сравнению с кирпичными и эксплуатационные затраты на отопление — меньше. Квалификация нужна только при строительстве каркаса и отделочных работах. Недостатками технологии являются большая трудоемкость и большие сроки строительства, связанные с сушкой самонесущего наполнителя стен.

Этих недостатков лишена другая, более эффективная индустриальная «сухая» технология, очень популярная сейчас в США, и использующая те же принципы. Она заключается в использовании прессованных соломенных блоков (сразу после пресс-подборщика с поля) как основного конструктивного стенового материала с последующим оштукатуриванием, то есть блоки могут укладываться на раствор или использоваться в качестве самонесущего наполнителя каркасных стен (сухая технология «прошивных матов»). Следует напомнить, что строительные стандарты США по многим параметрам жестче наших. и эта технология полностью сертифицирована в США. Например, по огнестойкости она полностью соответствует требованиям, а по теплопроводности — в 3 раза лучше. Наружная и внутренняя отделка стен в таких домах не отличается от обычной в США. Такой дом можно построить за неделю и отделывать сразу, что и было продемонстрировано в августе этого года Белорусским отделением Международной Академии Экологии и Solar Energy International из США в п.Занарочь. Стена такого дома при толщине 60 см имеет сопротивление теплопередаче не менее 10. Стоят такие дома по 100 и более лет. Например,сейчас в США живут люди в домах из прессованной соломы, построенных в прошлом веке.

А как насчет огнестойкости?

Согласно международным стандартам DIN 4102 и DIN 18951(21/51) глиносоломенные смеси являются негорючими материалами вплоть до 5% содержания глины при условии, что минеральное связующее (глина) равномерно распределено по объему. Объяснить это легко: глины содержат большое количество калийных соединений, являющихся антипиренами. По международным нормам оштукатуренные стены, построенные по «straw-bаlе» технологии, можно отнести к классу F45, т.е. сопротивляемость огню не менее 45 минут. Соломенные блоки, положенные на цементный раствор с последующим оштукатуриванием, имеют еще более высокий класс, вплоть до F120.

Какие коммуникации нужны экодому?

Вообще-то нужны только дороги и электричество (если не по карману дорогостоящие солнечные батареи с электроаккомулирующими системами). А канализация? Конечно, нужна, только не такая, как у нас. Наша, во-первых, она очень дорогая, во-вторых, не решает проблему утилизации хозбытовых стоков (например, проблему осадка сточных вод), а только переносит ее из одного места в другое, и главное — она не является системой локально замкнутого цикла. При индивидуальной застройке это как бы «теплотрасса наоборот», и вреда она наносит не меньше, чем наши пресловутые теплотрассы. Вместе с тем, американское «министерство здравоохранения» давно сертифицировало и разрешило использовать даже в городах очень дешевые локальные биологические системы утилизации хозбытовых стоков, работающие по принципу «замкнутого цикла» и не создающие проблем ни зимой (до −50С), ни летом (до +50С), позволяющие пользоваться всеми благами цивилизации при двух условиях: в туалет нельзя сливать концентрированные яды и бросать биологически неразлагаемые предметы: пластик, некоторые виды бумаги и т.д. Площадь биоочистных — около 200 кв.метров, и выглядит как обычный фруктовый сад и огород; расчетное время эксплуатации на семью из 8 человек — около 100 лет, причем урожайность на этих двух сотках необычайно высока. Можно использовать специальные компостные туалеты, разработанные в Швеции и США и использовать компост как дешевое органическое удобрение.

Отопление (и кондиционирование) экодома обычно содержит основную и вспомогательную системы помимо пассивной солнечной, которая у нас практически не используется. Основная обычно состоит из солнечного теплового коллектора и теплоаккумулятора, запасающего тепло по суточным и сезонным циклам. Конструкции могут быть различными: в Швеции и Норвегии предпочитают твердотельные аккумуляторы под домом; в США и Германии — жидкостные внутри дома (на 200 кв.м жилой площади — около 15 тонн воды). Обычно такие системы стоят недешево, однако их можно сделать очень дешевыми, используя местные материалы и комплектующие: например, тепловой коллектор на крышу экодома конструкции БО МАЭ стоит всего 50$/Квт установленной мощности и не боится заморозков. Обязательной является система рекуперации тепла при вентиляции.

Вспомогательной отопительной системой является обычно камин или небольшая печь медленного горения. Фирма ISOMAX использует в качестве вспомогательной или «аварийной» систему электроподогрева пола с использованием ночного электричества мощностью 2 Вт/кв.м жилой площади.

Где можно будет посмотреть и «пощупать» экодом?

Первые экодома из соломенных блоков и глиносоломы (всего 18 домов) можно увидеть в п.Занарочь. Глиносоменные дома строились немецкой благотворительной организацией «Дом вместо Чернобыля» силами немецких и белорусских волонтеров для чернобыльцев.

Первый двухэтажный экодом нулевого энергопотребления из соломенных блоков планируется построить в Минске весной 1997г и использовать как Центр передачи экотехнологий. Вообще планируется построить несколько показательных экспериментальных МЖК -экодеревень на 40 — 100 экодомов, оснащенных альтернативными системами энергоснабжения как западных, так и отечественных разработок. Жители экодеревни в течении нескольких лет будут ответственны за сбор данных о работе различных альтернативных систем энергоснабжения, после чего будет ясно, что приемлемо для Беларуси, а что нет, и дело тут не только в технике: «что русскому здорово, то немцу — смерть», и наоборот. Тут важно то, что практически без специальных инвестиций будет получен бесценный для Беларуси опыт эксплуатации доступных людям экодомов нулевого энергопотребления в ее природно-климатических условиях, а также решены социальные проблемы и сделан первый существенный шаг по пути устойчивого развития, без которого нет будущего ни у одной страны, ни у одного народа.

Е.Широков Председатель Правления БО МАЭ, член-корр. Международной Академии Экологии

Энергопассивный экодом.

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.

Широков Е.И.