Экодом

В своем доме человек стремится обрести уют, комфорт и защиту от стрессов. Однако современное жилье никак не способствует здоровому образу жизни. В каменных джунглях современных городов человек оказывается все более изолирован от естественной среды обитания и все более подвержен разнообразным вредным воздействиям, влияющим на его физическое и психическое здоровье. За последние полтора столетия индустриальная эпоха радикально изменила характер массового жилья. Типичное жилье доиндустриальной эпохи представляло собой малоэтажный дом с участком земли, печным или схожим отоплением без привычных для нас современных удобств. Доиндустриальное жилье обладало свойствами автономности и сравнительно низкой экологической вредности. Оно не отгораживало человека от природы, однако и не отвечало в должной мере санитарно-гигиеническим требованиям. Индустриальное жилье требует для своего существования больших инженерных сетей и поддерживающих их отраслей промышленности. Более того, современный многоэтажный дом полностью зависит от коммунальной инженерной инфраструктуры. Без нее он беспомощен и практически непригоден для жизни. Это определяет его высокую уязвимость: достаточно, фигурально выражаясь, отключить или вывести из строя один рубильник и район или город останутся без электричества или воды и нормальная жизнь в них будет парализована. Современная застройка наносит экологический ущерб окружающей среде как непосредственно, так и через инженерную инфраструктуру и обслуживающий ее производственный сектор. По сути своей жилье индустриальной эпохи антиэкологично. Возможно ли как-то уменьшить негативное влияние современного города на окружающую среду? Поиск ответа на этот жизненно важный для человечества вопрос привел к появлению концепции экологического дома, которая развивается в течение последних десятилетий, вбирая в себя все новейшие достижения в области экологии и высоких технологий. В настоящее время в различных странах мира стихийно появляются дома нового типа, обычно называемые экологическими. Такие дома имеют все основания стать эталоном жилья постиндустриальной эпохи. Более того, экожилье может сыграть ключевую, системообразующую роль в переходе к экологически устойчивой цивилизации. Что же такое экодом? Это энергоэффективный, неагрессивный по отношению к природной среде малоэтажный дом, сочетающий современный комфорт с автономными системами жизнеобеспечения, в которых максимально используются возобновляемые ресурсы и процессы. Все это достигается главным образом применением автономных или небольших коллективных инженерных систем жизнеобеспечения и рациональной строительной конструкции дома. В экодоме используются альтернативные источники энергии для освещения, обогрева и прочих бытовых нужд. Органические отходы, переработанные в компост, используются для улучшения биологической продуктивности почвы на приусадебном участке. То есть принципиальное отличие экодома состоит в том, что он опирается на природную инфраструктуру: солнце, ветер, плодородие почв. Поэтому экопоселения в высокой степени устойчивы как в отношении природных так и техногенных катаклизмов. Экодом решает самые актуальные задачи нашего времени: обеспечения людей дешевым, комфортным жильем, построенным и эксплуатируемым на основе ресурсо- и энергосберегающих технологий с использованием местных материалов, и экологизации коммунально-бытового сектора. Технологии экодома позволяют революционным образом изменить концепцию расселения и решить проблему экологически устойчивого развития городов. Экодома не наносят вреда окружающей среде, а в нарушенных условиях даже восстанавливают ее. Вот основные преимущества экодома: - европейский комфорт (например, зимний сад и бассейн) при относительной дешевизне постройки и минимальных затратах на содержание; - использование современных эффективных строительных материалов; - минимизация теплопотерь за счет планировки и ориентировки по сторонам света, а также использования экологичной и высокоэффективной теплоизоляции для утепления дома; - минимизация воздействия на окружающую среду за счет использования эффективных энергетических установок; - переработка в компост канализационных и органических бытовых отходов. Ниже мы подробнее рассмотрим основные свойства экодома. Энергоснабжение и энергоэффективность Среди всех отраслей производства энергетика лидирует по интенсивности вредного воздействия на окружающую среду. Экологический ущерб от современной энергетики, базирующейся в основном на сжигании ископаемого топлива, носит комплексный характер: загрязняются воздух, вода, почвы. Очевидно, что решение экологических проблем энергетики состоит в переходе к использованию возобновляемых источников энергии и сокращении ее потребления. Для энергоснабжения экодомов естественно использование энергии возобновляемых источников, при котором экологический ущерб несравненно меньше чем от традиционной энергетики. К таким возобновляемым источникам энергии относятся солнечное излучение, энергия ветра, морских приливов, а также геотермальных источников. Как показывают расчеты, в большинстве районов Земли солнечная энергия может быть основным источником энергии для экодома. К примеру, в средней полосе России двухэтажный коттедж, занимающий территорию 100 м2 , за год получает от солнца более 160 мегаватт*час энергии, что превышает всю его годовую потребность даже при нынешнем расточительном потреблении энергии. Наиболее рационально ассимилировать солнечный свет возможно как с помощью тепловых солнечных коллекторов, превращающих энергию солнечного излучения непосредственно в тепло, так и посредством солнечных батарей в сочетании с металлгидридными аккумуляторами. По сути, вся площадь восточных, южных и западных фасадов и крыши дома, за исключением окон, может быть занята солнечными коллекторами или батареями. Еще одним важным и повсеместно доступным ресурсом является энергия ветра. Особенную ценность ей придает то, что во многих регионах мира она имеет зимний максимум, компенсируя недостаток прямой солнечной энергии. Причем стоимость ветроэнергии уже сейчас оказывается ниже стоимости энергии, полученной на тепловых станциях. Сокращение и оптимизация потребления энергии также представляет серьезную проблему, поскольку на энергоснабжение жилых и общественных зданий в странах с умеренным климатом тратится около трети всей производимой энергии. Таким образом, потенциал энергосбережения в жилищном секторе весьма велик. Расчеты показывают, что в жилищном секторе можно обходиться многократно меньшим количеством энергии без ухудшения условий жизни. Это достигается внедрением энергоэффективных решений, позволяющих сократить расход энергии на освещение, обогрев, вентиляцию, кондиционирование жилища. Основных каналов теплопотерь дома три: через ограждающие конструкции, через окна и через систему вентиляции. В настоящее время на основе экологичных и высокоэффективных теплоизоляционных материалов (таких, например, как минеральная вата из базальтовых горных пород) и герметичных трехслойных стеклопакетов появилась возможность утеплить дом до такой степени, что даже в весьма холодном климате становится не нужной система отопления. К примеру, даже в пятиэтажных панельных «хрущевках» с помощью современных теплоизоляционных решений из каменной ваты можно добиться двукратного снижения энергозатрат. Подобные проекты, в том числе тепловой реконструкции, проводились при участии компании ROCKWOOL Russia в Сургуте, Лыткарино (Московской обл.), Санкт–Петербурге. Утепление таких реконструируемых домов плитами ЛАЙТ БАТТС позволило значительно сократить потери тепла. В специально спроектированных зданиях экономия энергии может быть в несколько раз больше. Вместо системы центрального отопления в хорошо теплоизолированном доме для компенсации в экстремально холодные периоды достаточно иметь маломощную систему терморегулирования. На вентиляции в существующих домах теряется ориентировочно около трети всего тепла. Однако при сокращении интенсивности вентиляции неизбежно ухудшаются качество внутреннего воздуха, что также недопустимо. Потери тепла на вентиляцию могут быть сокращены применением искусственных сосредоточенных приточно-вытяжных систем вентиляции с теплообменниками. Также значительной экономии энергии можно добиться при переходе к использованию энергоэффективных бытовых и осветительных приборов, энергопотребление которых при тех же функциях может быть многократно ниже чем у обычных. Несмотря на то, что энергоэффективность далеко не исчерпывает всех преимуществ экологического дома, она является одним из главных его свойств. Успешные проекты энергоэффективных домов становятся хорошей основой для конструирования экологических домов. Характерным примером такого энергоавтономного жилища является дом, который построил для себя на севере Швеции инженер Олеф Тегистром. Это двухэтажный дом площадью 120 м2. Толщина слоя минераловатного теплоизоляционного материала стен 24 см, окна имеют тройное остекление. В системе принудительной вентиляции имеется теплообменник. В доме поддерживается температура в 23оС. Дом находится в местности с сильными ветрами, поэтому основным источником энергии служит ветрогенератор, установленный на мачте высотой 22 м. Он вырабатывает в год около 100 мегаватт*час, электроэнергии. Энергия запасается в недельном тепловодяном аккумуляторе объемом 5м3 и железо-титановом металлгидридном водородном аккумуляторе. Все энергопотребление дома за год составляет 10 мвт*час. Излишков энергии хватает для поездок на серийном автомобиле с двигателем, переделанным на водородное топливо. Ресурсоэффективность Дом, не агрессивный к окружающей среде, должен быть не только энергоэффективным, но и ресурсоэффективным в целом. В него помимо электричества и энергоносителей поступает вода, с другой стороны он генерирует отходы - сточные воды и бытовой мусор. В современных городах бытовое потребление воды составляет 300-400 литров на человека в день. Уже сейчас путем применения водоэкономных бытовых процессов и водосберегающей сантехники возможно сокращение этого показателя в несколько раз. При таком сниженном водопотреблении в большинстве районов Земли реальным становится водоснабжение домов от индивидуальных или коллективных источников. По мнению разработчиков концепции экодома, индивидуальные стокоочистные установки целесообразно делать дифференцированными входами по различным видам загрязненных вод. Стоки на них могут очищаться до поливного качества и использоваться для полива на придомовом участке. С одной стороны проходя через почву вода будет доочищаться, с другой - обогащать ее полезными веществами. Эффективным средством доочистки также могу служить специальные биологические пруды и площадки. Жилые дома являются источниками не только загрязненных сточных вод, но и огромного количества твердых бытовых отходов (ТБО) которые по объему и вредности сопоставимы с общим валом промышленных отходов. Проблемы удаления ТБО и проблемы свалок в развитых странах входят в число острейших, поскольку сжигание или захоронение ТБО совершенно неудовлетворительно с экологической точки зрения. Наиболее экологически и экономически приемлемым решением проблемы бытовых отходов является их использование в качестве вторичного сырья – т.н. рециклирование. Этот подход подразумевает учет требований рециклирования уже на стадии проектирования и производства товаров, а также раздельный сбор отходов в жилом секторе и разработку системы сбора вторичных ресурсов и возврата их в производство. Экологичность Строительные материалы, отделка помещения, мебель и т.д. часто могут служить источниками тех или иных вредных воздействий на здоровье человека. В особенности это присуще различным пластикам, синтетическим и многокомпонентным материалам. За последние десятилетия наш быт подвергся нашествию множества таких материалов и химических препаратов. О влиянии на здоровье человека подавляющего большинства из них нет никаких данных. Между тем, известно много достаточное количество примеров того, как вещества, первоначально считавшиеся вполне безвредными, впоследствии признавались очень токсичными. Специалисты утверждают, что на сегодняшний день не существует надежных методов оперативного определения степени опасности новых химических веществ. Очевидно, что в экодоме должны присутствовать только материалы, достаточно безопасные для здоровья человека. Наиболее предпочтительные конструкционные материалы – это, конечно, материалы биогенного происхождения - дерево, солома и другие растительные материалы, необожженые грунтоблоки и т.д. Также приемлемы материалы на основе минерального сырья осадочного происхождения - глиняный кирпич, известняк и т.п. Наименее предпочтительны в качестве конструкционных материалов металлы, стекло и различные синтетические полимеры - пластики. При этом современные искусственные материалы на основе природного сырья ничуть не уступают по экологичности материалам растительного происхождения, в то же время являясь более долговечными. К тому же по эксплуатационным характеристикам они значительно превосходят природные аналоги. Например, уже упоминавшаяся минеральная вата на основе базальтового волокна признана оптимальным теплоизоляционным материалом для энергоэффективных зданий, к тому же срок ее службы превышает пятьдесят лет. Нельзя забывать и о глобальном экологическом эффекте использования таких современных материалов. Специалисты компании ROCKWOOL Russia утверждают, что за время эксплуатации качественной теплоизоляции можно сберечь в сто с лишним раз больше энергии, чем было израсходовано на ее производство. Это, в свою очередь, сокращает расход природного ископаемого топлива и выбросы CO2, SO2, NO2 в атмосферу. Положительный экологический баланс достигается уже через несколько недель с начала применения изоляции в здании. Реалии и перспективы экожилья Экологическое домостроение развивается в Европе и Северной Америке уже более двадцати лет; в Швеции и Великобритании успешно реализуются проекты всё новых экопоселений, полностью энергоавтономных и оказывающих минимальную нагрузку на окружающую среду. Каковы же успехи развития этого направления в России? Несмотря на сложное экономическое положение, успехи всё-таки есть. Так в настоящее время начинается практическая реализация программы «Экопоселения XXI века». Задача этой программы - поставить производство экодомов на поток и внедрить технологии экодома в массовое строительство частного жилья в России. Пока существуют только «штучные» экспериментальные экодома. Важнейшей частью этой программы является строительство пилотных экодомов. Уже в 13-и регионах России определились инициативные группы, готовые заниматься продвижением программы «Экопоселения XXI века» в своих городах и областях. Это Владивосток, Горно-Алтайск, Йошкар-Ола, Калуга, Красноярск, Анапа, Белово (Кемеровская область), Москва, Санкт-Петербург, Ярославль, Петрозаводск, Казань. Пилотные дома здесь будут строиться из местных строительных материалов, для того, чтобы «настроить» проект на соответствующий регион. После этого будет возможно массовое внедрение экодомов в регионе. На примере этих домов будет демонстрироваться то, что экодом является наилучшим примером жилья для всех. Понятно, что было бы желательно быстрее заменить существующее жилье на экологическое. Но реалии таковы, что невозможно будет обойтись без переходного периода. Часть существующего жилья допускает возможность реконструкции в плане приближения его параметров к экологическому жилью. Другая часть жилого фонда выводится из эксплуатации из-за выработки срока службы. В этом случае также целесообразно рассмотреть возможности замены ветхого жилого фонда на малоэтажное экологическое жилье. Процесс экологической реконструкции существующего жилого фонда или замещения его экожильем может занять несколько десятилетий, однако многие положительные эффекты проявятся достаточно быстро - увеличится занятость населения, произойдет оживление в ряде производственных отраслей, сократятся материально-ресурсные потребности и все виды отходов и загрязнений городов, уменьшится нагрузка на природную среду. После того как экожилье на реальных примерах докажет свои преимущества и доступность, оно сможет стать очень привлекательным для все большего количества людей. В полной мере преимущества экодомов проявятся при их массовом строительстве. А это и удешевление строительства и эксплуатации жилых районов в связи с резким сокращением необходимой инженерной и производственной инфрастуктуры, и более рациональное использование территорий, и улучшение экологической обстановки и многочисленные социальные выгоды и т.д. Пресс-служба компании ROCKWOOL Russia. При подготовке статьи использовались материалы книги Лапина Ю.Н «Экожилье - ключ к будущему».