Екологічний будинок

Екологічний будинок

Людина постійно підвищує рівень комфортності свого житла, використовуючи для цього досягнення науки і техніки. Можна сказати, будівництво "домашнього вогнища" - одна з найбільш сприйнятливих до новацій галузей. До того ж, вимоги до сучасного житла настільки високі, що без використання найдосконаліших технологій і матеріалів їх не задовольнити.

Крім цього, впровадження сучасних будівельних матеріалів і наукомістких технологій сприяє зниженню собівартості робіт, підвищенню продуктивності праці, а отже - підвищенню рентабельності галузі в цілому. Ось чому розвиток будіндустрії - це процес поступового витіснення природних матеріалів синтетичними (штучні полімери та композити). Набирає ця тенденція в протиріччя з совершенствующимися вимог екологічної безпеки?

Полімерна революція в будіндустрії

У ХХ столітті завдяки досягненням науки в будіндустрії прийшли продукти високих технологій - полімерні матеріали. З полімерів виготовляють деталі машин і обладнання. Вони використовуються в якості допоміжних компонентів (каталізаторів, стабілізаторів, наповнювачів, агентів-спінювачів та ін), які значно посилюють функціональні властивості звичних будівельних і оздоблювальних матеріалів. Вони входять до складу багатьох оздоблювальних матеріалів, а такі сектори сучасного будівництва, як гідро - і теплоізоляція, просто немислимі без продукції хімії полімерів. Не останню роль грає та обставина, що синтетичні матеріали, витісняючи природні, почасти сприяють їх збереженню.

Показовий приклад полівінілхлориду - одного з найстаріших штучних матеріалів. Вперше він був отриманий у лабораторних умовах ще в 1835 році французьким гірським інженером і хіміком Анрі Віктором Реньо. Однак промислове застосування ПВХ почалося лише через сто років. Такі якості полівінілхлориду, як низька теплопровідність, висока хімічна стійкість, довговічність, були гідно оцінені, і після Другої світової війни почалося масове застосування ПВХ у виготовленні труб, профілів, покриттів для підлоги, плівок, кабельної ізоляції і безлічі інших виробів.

З тих пір популярність цього матеріалу, щоправда, різними темпами в різних країнах, безперервно зростає. Приблизно половина виготовляється в світі ПВХ використовується для виробництва будівельних виробів, інша половина - пакувальні матеріали, електротехніка, побутові вироби, транспорт тощо ПВХ широко використовується в медицині, з нього виробляють ємності для рідин, крапельниці і багато іншого.

Сировиною для виробництва ПВХ служать кам'яна сіль і нафта, причому на це йде менше одного відсотка видобутої у світі нафти. До речі, фахівці відзначають, що останнім часом замість нафтових фракцій все більше використання знаходить газовий конденсат. Так що це дійсно яскравий приклад того, як поява штучних матеріалів сприяє збереженню природних ресурсів, зокрема, хвойних і широколистяних лісів. Адже дерево - матеріал, з якого традиційно виготовлялися вікна і двері до появи віконних систем з ПВХ-профілю.

Екологічно чисті будівельні матеріали

Розвиток технології кожного сучасного матеріалу неможливе без вдосконалення екологічної складової. Так, деревно-стружкова плита (ДСП), яка позиціонується як продукт дешевший, вологостійкий і довговічний у порівнянні з матеріалами з цільної деревини, на старті технології її виробництва служила негативним екологічним прикладом. Для виробництва ДСП в якості сполучного ланки ще кілька десятиліть тому використовувалися токсичні фенолформальдегідні смоли, у великих кількостях виділяли вільний формальдегід. Однак їм на зміну прийшли безпечні карбамідо-фармальдегидные єднальні, рівень мономерного формальдегіду в яких пренебрежимо малий. Крім того, сучасні види ДСП з ламінованим покриттям з ПВХ дозволяють повністю виключити виділення формальдегіду.

Екологічний аспект виробництва полімерів і, зокрема, ПВХ завжди був у центрі уваги громадськості. Ця обставина справила серйозний вплив на його розвиток і вдосконалення. В результаті досліджень і інженерних розробок, активно здійснювалися в 70-ті роки, були різко знижені викиди мономера вінілхлориду (з якого утворюється полівінілхлорид) у навколишнє середовище. Сьогодні виробництво ПВХ в Європі - одне з найбільш екологічно чистих. Австралійський незалежний інститут наукових і промислових досліджень "GSIRO" за результатами проведених у 1997 році досліджень опублікував офіційну доповідь, в якому міститься висновок, що ПВХ є екологічно чистим будівельним матеріалом... і негативний вплив будівельних ПВХ-матеріалів не більше, ніж у інших будівельних матеріалів".

У той же час постановка проблеми стимулювала бурхливий розвиток технології утилізації відходів у Європі. Сьогодні в Європі велика частина відходів ПВХ переробляється, а не спалюється. Сучасна наука розглядає проблему переробки відходів ПВХ багатосторонньо, враховуючи багатокомпонентний склад полімерних композицій, джерела утворення відходів, небезпека, яку представляють дані відходи для навколишнього середовища і ті продукти, які можна отримати при переробці ПВХ різними методами. Так, відходи виробництва вікон з ПВХ та конструкції, які відслужили свій термін, що надходять у центри переробки, де їх відокремлюють від інших матеріалів, перемелюють і знову пускають в технологічний процес.

Інший напрямок переробки відходів ПВХ - так званий хімічний і хіміко-термічний рециклінг. Розроблено декілька методів, що дозволяють використовувати хлор, що знаходиться в полімерного ланцюга ПВХ, і використовувати його для утворення інших сполук. Так, застосовується метод рециклінгу, що дозволяє поетапно витягувати з полімерної композиції її компоненти. При нагріванні до температур порядку 130-160?З спочатку відбувається випаровування пластифікатора, потім витягується хлористий водень, а на третьому етапі - суміш вуглеводнів, які можна використовувати в подальшому.

Стрибок вперед

Логічним продовженням тенденції максимальної екологізації виробництва стала відмова від використання у складі ПВХ стабілізаторів свинцю. Нагадаємо, що ПВХ без спеціальних пластифікуючих і стабілізуючих добавок не може використовуватися як конструкційний матеріал. Саме завдяки стабілізаторам він протистоїть таких несприятливих факторів, як температурні коливання, ультрафіолетове випромінювання і т. п. Модифікатори роблять його міцним і еластичним. Тут слід кілька слів сказати про те, що профілі з ПВХ, у складі яких є свинцеві стабілізатори, абсолютно безпечні для споживача, оскільки свинець тут знаходиться в зв'язаному стані і не вступає у взаємодію з навколишнім середовищем. В даному випадку мова йде про більшої безпеки виробництва ПВХ і його рециклінгу.

Дискусія про стабілізацію виробів з ПВХ з допомогою солей свинцю ведеться з 80-х років ХХ століття. Вже в той час промисловість розвинених країн початку розробки альтернативних стабілізуючих систем, безпечних для людини і навколишнього середовища. При цьому використовувалися наукові дані і досвід застосування кальцієво-цинкових сполук, які добре себе зарекомендували у виробництві пляшок мінеральної води, упаковки для продуктів харчування та фармацевтики. Не так давно провідні представники європейської ПВХ-індустрії (виробники профілю, стабілізаторів тощо) виступили з пропозицією повністю виключити використання свинцю в промисловості. Ця ініціатива була підтримана Комісією з охорони навколишнього середовища Євросоюзу.

Зокрема, прийнято постанову про те, що до 2006 року виробники ПВХ-профілю повинні значно скоротити застосування свинцевих сполук. А до 2015 року повинен бути прийнятий закон про повну заборону використання свинцю. У деяких європейських країнах, таких як Данія, Австрія та Швейцарія, повна заборона на свинець вже введено. Першими, навесні 2004 року, на нову бессвинцовую технологію виробництва ПВХ перейшли всі заводи міжнародного концерну profine GmbH і входить у нього марки КБЕ - лідера ринку пластикового профілю для вікон і дверей в Росії. Фахівцями концерну була розроблена рецептура стабілізації "КБЕ green line" на основі екологічно безпечного з'єднання кальцій-цинку (CaZn).

Треба зазначити, подібні підходи мінімізації шкідливого впливу на довкілля і здоров'я людини розроблені і для інших типів полімерів - поліуретанів, пінополістиролу, поліпропілену, штучних каучуків і багатьох інших матеріалів, використовуваних в будівництві. Будіндустрія, як і промислове виробництво, все більшою мірою зазнає жорсткого екологічного контролю з боку спеціалізованих інститутів і з боку суспільства. Тому перспектива подальшого розвитку підприємств пов'язана з їх здатністю гнучко реагувати на сучасні екологічні вимоги.

Екологічно чистий будинок майбутнього - вже сьогодні

Термін "пасивний будинок" з'явився в російському будівельному лексиконі лише кілька років тому. У пасивному будинку витрата енергії на опалення зводиться до мінімуму завдяки використанню внутрішніх джерел тепла, сучасних енергозберігаючих технологій та високоефективних теплоізоляційних матеріалів.
Треба відзначити, концепція будівлі, що не потребує потужної системи опалення, вже знайшла в нашій країні благодатний грунт. У самому справі, низька енергоефективність існуючих будівель і величезні витрати енергоресурсів на опалення є для Росії джерелом безлічі економічних і соціальних проблем. Найочевидніша причина - тарифи на всі види енергоресурсів ростуть набагато швидше доходів населення.

У зв'язку з цим завдання скорочення витрат на опалення стає все більш актуальною як для російських домовласників, так і для муніципальної влади. З іншого боку, концепція пасивного будинку приваблює ще й тим, що в ній закладена сильна природосберегающая компонента. Завдяки розумному використанню внутрішніх джерел енергії та застосування екологічно чистих матеріалів пасивний будинок не несе небезпеки навколишньому середовищу та здоров'ю людини. Тобто ідея "пасивного будинку" розвивається на перетині зростання екологічної свідомості і цілком конкретного прагнення скоротити витрати. Але наскільки вона реалізована у вітчизняних умовах?

Принципи і підходи

Пасивний будинок - це, в першу чергу, комплексний підхід до енергозбереження житла. Більше 20 років тому американський дослідник Девід Opp розробив концепцію будівлі, що відповідає найвищим вимогам екологічності та енергоефективності. Основні складові пасивного будинку такі:
застосування матеріалів і конструкцій з максимальним опором теплопередачі для скорочення непродуктивних втрат тепла;
організація припливно-витяжної вентиляції із застосуванням рекуператорів, що використовують тепло повітря, що викидається для обігріву, що надходить ззовні;
використання природних джерел енергії для опалення та гарячого водопостачання (енергії сонця, вітру, термальних підземних джерел).

Гарною ілюстрацією пасивного будинку є сонячний будинок, який відрізняє велика площа скління вікон з південної сторони і сонячні батареї на даху, що акумулюють енергію для господарсько-побутових потреб. Чому пасивний будинок обходиться без опалення? Це стає можливим завдяки раціональному використанню джерел тепла і енергії самого будинку і навколишнього його території. Джерел тепла в житловому будинку чимало - це плита, працюють побутові електроприлади, лампи освітлення. Виділяють тепло люди і тварини.

Наприклад, спокійно сидить людина має теплову потужність 120 ват. Сумарно ці тепловиділення досягають чималих величин, порівнянних з потужністю систем опалення. За вітчизняним будівельним нормативам рекомендується приймати внутрішні тепловиділення в житлових будинках на рівні 10 вт/кв. м (проти 50-80 вт/кв. м систем опалення), на практиці вони можуть бути і більше. Їх достатньо для опалення" наших осель у період до досягнення середньодобовими температурами значення 8 С, нижче якого включається система опалення.

Практичний досвід

Найбільшим практичним досвідом реалізації проектів пасивних будинків мають країни Західної Європи, і в першу чергу, Німеччина. Саме тут був побудований перший в Європі пасивний будинок, відмінними ознаками якого були:

• безперервна ізолююча оболонка будівлі з високоефективних теплоізоляційних матеріалів;
• сучасні віконні системи;
• механічна припливно-витяжна система вентиляції з рекуперацією тепла йде з приміщень повітря;
• грунтовий теплообмінник для попереднього підігріву повітря з використанням тепла грунту.

Річний витрата тепла такого будинку становить менше 15 квт-год/куб. м. Для порівняння, на опалення російських будинків потрібно до 300 квт/куб. м в рік. На даний момент більше 4000 будівель по всій Німеччині визнано такими, що відповідають критеріям пасивного будинку. Одним з прикладів громадської споруди, побудованого як пасивний будинок, є будівля компанії Wagner und Co. Теплоізоляція фасадів і даху виконана з використанням високоефективних теплоізоляційних матеріалів, застосовано потрійне скління. Повітрообмін здійснюється вентиляційною установкою з рекуперацією тепла. В якості джерел електричної і теплової енергії використовуються сонячні колектори, фотобатареї та міні-блокова ТЕЦ на газі.

Від будинків з низьким енергоспоживанням (де за рахунок підвищеної теплоізоляції досягається економія витрат енергії) пасивний будинок еволюціонував у будинок додаткової енергії і навіть в будинок як джерело доходів - воістину чудеса енергозбереження! В даному випадку встановлені на будинку модулі сонячних батарей або колекторів виробляють більше енергії, ніж витрачають. "Надлишки" електрики надходять у місцеву електромережу. Енергоефективні будинки, по суті, стають європейським стандартом. У ряд ключових показників, що оцінюються при виборі житла, нарівні з ціною квадратного метра, увійшло питоме теплоспоживання. Часто, для кращого розуміння, кіловати на квадратний метр на рік переводять в цифри витрати палива.

Так, наприклад, з'явився термін "трилітровий" будинок. На опалення 1 м2 площі такого будинку витрачається всього 3 л рідкого палива на рік. Це в 2,5 рази менше в порівнянні з діючими в Німеччині нормами енергоспоживання. Втілення в життя концепції пасивного будинку на російській землі стикається з низкою труднощів. Просте запозичення проектів і технічних рішень, реалізованих у Німеччині та країнах Скандинавії неможливо з-за великої відмінності кліматичних умов. Тим не менше, окремі принципи енергозбереження реалізуються сьогодні в безлічі проектів по всій Росії.

В якості прикладу з вітчизняної практики можна навести експериментальний 16-поверховий будинок, побудований в московському районі Никулино. Система гарячого водопостачання в цьому будинку не залежить від центрального теплопостачання: її робота заснована на використанні низькопотенційного тепла грунту. В системі механічної вентиляції застосовується тепло витяжного повітря. В результаті витрата теплової енергії на потреби опалення, гарячого водопостачання та вентиляції такого будинку на третину менше, ніж у будинках типових серій.

Енергоефективні матеріали і конструкції в дії

Як було зазначено вище, одним з фундаментальних принципів "пасивного будинку" є використання матеріалів та технологій, радикально скорочують непродуктивні втрати тепла через огороджувальні конструкції (стіни та покрівлю). І пріоритет тут віддається спеціально розробленим і підібраним багатокомпонентним фасадних і покрівельних систем, одними з найважливіших компонентів яких є високоефективні теплоізоляційні матеріали. Для теплоізоляції стін найбільш ефективними і довговічними визнані системи зовнішнього утеплення будівлі. Це вентильовані навісні фасади та системи фасадного утеплення з штукатурним шаром. На даний момент розроблено чимало фасадних систем на основі таких сучасних теплоізоляційних матеріалів як кам'яна вата. У Росії адоптация подібних систем відбувається досить успішно - достатньо лише розрахувати необхідну товщину теплоізоляційного матеріалу для конкретних кліматичних умов.

Але застосування сучасних систем фасадного утеплення не вирішує повністю проблему тепловтрат. Як вважають експерти, найбільш слабким у цьому сенсі ділянкою стіни є вікна - на них припадає близько 30-40% сумарних тепловтрат будинку. Тому в концепції пасивного будинку важливе місце займає використання віконних систем з високим рівнем теплозахисту. Сучасні світлопрозорі конструкції не тільки виготовляються з матеріалів з низькою теплопровідністю (у першу чергу, ПВХ - полівінілхлориду), але і конструктивно влаштовані так, щоб забезпечувати максимальну теплозахист. Для цього передбачені герметичні склопакети, не менше двох контурів ущільнень між рамою і стулками, а також наявність повітряних камер в профілі, з яких збираються вікна.

Треба зазначити, для використання в пасивних будинках в кліматичних умовах Німеччини цілком підходять п'ятикамерні системи з монтажною шириною профілю 70 мм, що володіють високими показниками тепло - і шумоізоляції. У таких віконних системах можна не тільки застосовувати енергозберігаючі скла, щоб досягти ще більш високої теплоізоляції, але і просто встановити склопакет більшої товщини (до 42 мм). Однак для суворих російських умов цього може бути недостатньо. Для максимальної теплозахисту фахівцями рекомендуються віконні системи з так званою "широкою рамою.

Зокрема, у ряді останніх розробок КБЕ (найбільшого постачальника віконного і дверного профілю з ПВХ в Росії) є віконна система з монтажною шириною рами 127 мм і стулки 70 мм. Дана система створена на основі добре зарекомендувала себе в російських регіонах віконної системи "КБЕ Експерт". Не варто забувати і про скорочення втрат тепла через конструкції фундаменту. Для цього ще на етапі котловану передбачається створення безперервного теплоізолюючого контуру, запобігає контакт фундаменту безпосередньо з ґрунтом.

В потоці повітря

Ми підійшли до такого важливого аспекту, як забезпечення повітрообміну з мінімальними тепловтратами. За різними оцінками, від 30 до 70% втрат тепла припадає на традиційну для російських будинків витяжну вентиляцію. Неодмінним атрибутом пасивного будинку є контрольований повітрообмін, забезпечуваний припливно-витяжними пристроями з рекуператором. Примусова вентиляція дозволяє повернути до 90% тепла витяжного повітря. Досягається це за допомогою установки теплообмінника, де і відбувається нагрівання надходить свіжого повітря теплом, що минає.

Сучасне обладнання, крім рекуперації тепла, може покращувати гігієнічні характеристики повітря - не тільки виконувати знезараження і дезінфекцію, але і озонувати його. Крім того, сучасні системи вентиляції, оснащені автоматикою, регулюють температуру і витрата повітря, переходять в економний режим роботи у разі відсутності людей в приміщенні тощо Таке підвищення інтелектуального коефіцієнта пасивного будинку зближує його з "розумним будинком", де автоматика регулює роботу всіх інженерних систем у відповідності з заданими параметрами, причому з використанням дистанційного управління.

Контроль і регулювання

Перетин концепцій "пасивного" і "розумного" будинку відбувається і у напрямку регулювання подачі тепла і гарячої води від декількох джерел. Зокрема, використання енергії сонця і термальної енергії підземних джерел. У "розумному будинку" здійснюється автоматична координація роботи різних джерел тепла і навантажень. Найбільш часто на практиці зустрічається комбінація опалювального котла з сонячної теплової установкою, яка служить зазвичай для приготування гарячої води для побутових потреб. Завдання регулювання такої системи полягає в налаштуванні регулюючих приладів з тим, щоб в найбільшій мірі використовувати сонячне тепло.

І тільки в тому випадку, коли його недостатньо, включаються використовують дорогі джерела тепла (газ або мазут) опалювальні котли. При цьому у власника зберігається можливість деякого дистанційного керування, наприклад, перед поверненням з відпустки по телефону перевести систему в режим комфортного опалення. Подальші перспективи розвитку "пасивного будинку", очевидно, будуть пов'язані з більш широким використанням відновлюваних джерел енергії. Вже сьогодні одним з напрямів реалізації енергозберігаючої політики багатьох європейських країн (зокрема, Німеччини) є розвиток технологій використання нетрадиційних джерел енергії. Планується до 2010 року збільшити в два рази використання альтернативних джерел енергії. Таких, наприклад, як біореактори, які з органічної маси (зернові культури, силос тощо) виробляють метан, що йде на опалення будинку.

Майбутнє починається сьогодні

Отже, багато складові концепції пасивного будинку цілком можуть бути реалізовані в Росії. Так, при реконструкції житлового фонду вже успішно застосовують технології, що сприяють підвищенню енергоефективності будівель. Це утеплення фасадів з використанням сучасних теплоізоляційних матеріалів, застосування схем примусової вентиляції і сучасних віконних систем. Правда, практичне впровадження енергозберігаючих технологій на перших порах коштує недешево. Однак, як показують розрахунки, великі капітальні витрати швидко окупаються за рахунок низьких експлуатаційних витрат. Тобто вкладення в енергозберігаючі рішення можна вважати довгостроковою і дуже надійною інвестицією.

Статті pp-budpostach.com.ua Все про лазні

Статті по пїноблоку,пінобетону,пінобетонним блокам

Статті pp-budpostach.com.ua Статті по бетону

Статті Все про парканах

Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)