Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
33
Добавлен:
24.02.2016
Размер:
679.42 Кб
Скачать

2. Теплоизоляция зданий и сооружений.

Что такое дом с низким энергопотреблением? В дальнейшем ДНЭ - это такое сооружение, которое потребляет очень немного тепловой энергии (от 70 до 30 кВт∙ч/м2). Кроме этого, ДНЭ отличается также малым потреблением и горячей воды.

Тепловые показатели дома с низким энергопотреблением:

средний КТП: 0.3 Вт/м2 С; Коэффициент теплопередачи (КТП) – единица, которая обозначает прохождение теплового потока мощностью 1 Вт сквозь элемент строительной конструкции площадью 1 м2 при разнице внутренней и внешней температур в 1 оС

  • норма воздухообмена: 0.3 раз в час;

  • годовое потребление тепловой энергии: 42 кВт×ч на 1 м2 жилой площади.

Энергопассивный экодом - это жилище практически не использующее невозобновляемые источники энергии, не наносит вред природе и здоровью человека. Такой дом не зависит от внешних источников энергии. Аварийное отопление (на случай длительных морозов), система горячего водоснабжения, электропитание пассивного дома осуществляются за счет энергии природных источников. Кроме того, максимально используется тепло от бытовых приборов, стоков, естественное тепло обитателей дома. Учитывают даже ориентацию по сторонам света и розе ветров. Решений для этого придумано немало — от зеленой крыши, где слой растений помогает зданию удержать тепло зимой и прохладу летом, до солнечных коллекторов на крыше и фасаде здания.

Первым «пассивным» домом стало здание Учебного Центра по изучению окружающей среды (Огайо, США). Причем проект постоянно совершенствуется.

Еще один дом «нулевой энергии» в Чикаго построен американской компанией. Здесь тщательно продумана ориентация помещений и окон по отношению к солнцу с учетом смены его высоты над горизонтом в разные времена года.

Аналогичный принцип — наибольшая экономия энергии за счет солнца — использован и в новом жилом комплексе «Солнцеград». В настоящее время он вводится в эксплуатацию на востоке Москвы, в двух километрах от столицы. Это уникальное расположение домов, линии которых находятся под углом в 15 градусов друг к другу и постоянно освещаются солнцем. Окна ориентированы так, чтобы максимально использовать естественное освещение.

Хорошим примером, иллюстрирующим все возможности качественной теплоизоляции, является построенный в Дании Исследовательский Центр.

В частности, в центре применены трехслойные окна с низкой теплопроводностью и организована естественная вентиляция, оптимизируемая с помощью компьютерной системы. Эти решения позволили создать одно из наиболее энергоэффективных зданий в мире.

В США, Швеции, Германии, Японии, других странах уже давно строятся комфортабельные дома даже без канализационных сетей. Например, в Стокгольме уже более 20 лет успешно эксплуатируется комфортабельный дом с бассейном и огромным зимним садом, который не имеет тепло- и энергоснабжения и водопровода. Министерство здравоохранения США уже давно разрешило использовать локальные биологические системы утилизации хозбытовых стоков. Площадь биоочистных сооружений равняется примерно 200 м2, и выглядят они, как обычный фруктовый сад или огород. Расчетное время эксплуатации таких систем составляет около 100 лет. Слайд23Конструкция Экодома, разработана в центре Белорусского отделения международной академии экологии. Она имеет скатную крышу, ориентированную на юг. Крыша покрыта солнечным коллектором. Система канализации - автономная. Первый и пока единственный в Беларуси энергоэффективный крупнопанельный дом построен в 2007 году в минском микрорайоне Красный Бор-1. Но э. дом — единственный в своем роде не только в Минске, но и в Европе. Правда, в Германии есть пассивные дома, где экономии добиваются за счет мощного утепления фасадов. Только это дома не такой высоты и не многоквартирные. Дом отличает повышенная теплозащита стен. Здесь установлены энергосберегающие окна, внедрена специальная система вентиляции. При этом внешне дом как дом. Удельное потребление топливно-энергетических ресурсов на отопление обычного панельного составляет около 90 кВт.ч на 1 кв.м в год. Эко. дом требует энергии в три раза меньше. Мы сравнили, сколько уходит энергии на отопление одного квадратного метра в э. доме и в обычном панельном доме. Оказалось, что разница в зависимости от месяца составляет от 23 до 47%!. -

Одна из проблем при возведении эко зданий — это дороговизна, каждый метр дома обходится дороже обычного панельного на 6-8 долларов. Кстати, метр жилья в энергоэффективном доме на момент его сдачи стоил 1700 долларов (из-за того, что проект экспериментальный, метр оказался на 200 долларов дешевле, чем в среднем по Минску), но при последующем строительстве домов по новым технологиям квадратный метр может подорожать на 50-100 долларов. А вот чтобы довести все построенные дома до таких показателей, нужно как минимум 10 млрд долларов!

Однако внедрять энергосберегающие технологии у нас все-таки планируется. Например, с июля 2010 года все новые дома будут проектироваться, а с 2011 года - и строиться по новым стандартам. И к 2015 году более 60% стоящегося жилья в РБ будет энергоэффективным. Энергоэффективный 32-квартирный жилой дом строится в деревне Копищи (Минский район). Совсем скоро будет сдан первый в Гродно энергосберегающий дом по улице Дзержинского. В десятиэтажном здании, на окнах установлены утеплители со светоотражающей пленкой. Это позволяет в три раза уменьшить потребление тепла. В дальнейшем планируют построить дома с солнечными батареями на крыше. Простейший солнечный коллектор, разработанный в Белорусском отделение Международной Академии экологии, предназначенный для установки на шиферные крыши, имеет себестоимость всего $ 10/м2.

Система отопления. Каждая квартира в этом доме имеет свой стояк, от которого идет система отопления в виде петли, проходящей по всей квартире. Жильцы говорят, что благодаря этому в их квартирах теплые полы. Иногда от пола отопления хватает на то, чтобы во всей квартире было тепло. Газ-комби-терм является газовой колонкой, которая греет воду в отопительной системе, поддерживающей заданную температуру в каждой комнате отдельно.

Слайд24 На входе есть счетчик и регулятор тепла. Каждая батарея также имеет свой регулятор. Температура воздуха может задаваться автоматически.– Это очень важно на период межсезонья, когда еще не включено центральное отопление, а на улице уже холодно. Терморегулятор, устанавливается на трубе перед радиатором (батареей) в каждой комнате. Достаточно настроить его на нужную температуру воздуха, и прибор будет автоматически ее поддерживать. Кроме того, можно установить желаемый уровень температуры в различных помещениях квартиры. Например, в спальне — 20°С, для комфортного; в кухне — 18°С, поскольку там в качестве дополнительного нагревателя воздуха зачастую выступает плита.

Окна и теплозащитное стекло. Теплозащитные окна имеют специальный слой, уменьшающий потери тепла. Этот эффект увеличивается при наличии небольшого зазора между первым и вторым слоем, в этом случае расход тепла уменьшается почти в два раза. Окна в теплозащитном исполнении стоят на 15-20% дороже обычных, но эти затраты компенсируются экономией на отоплении. Кстати, окна открываются здесь, как стеклопакеты, но рамы изготовлены из дерева и имеют трехслойные коробки.

Слайд25 Наружные стены. В э. доме значение КТП доводится от максимального - 0,3 Вт/С∙м2 до лучшего показателя - 0,2 Вт/С∙м2. Это соответствует увеличению средней толщины утепляющего слоя до 15-20 см.

Слайд26Устройство вентиляционного канала Медики утверждают, что на первых трех этажах обычных квартир воздух не соответствует гигиеническим требованиям, даже если мы активно проветривает квартиру В домах с плохой вентилируемостью появляется влага, плесень. Вентиляция состоит всего из маленького вентилятора на крыше, вентиляционного канала, а также нескольких вентилей. Регулирование количества вентилируемого воздуха с помощью датчиков влажности сделано таким образом, что воздух возобновляется регулярно, но не более, чем требуется. Воздух поступает снаружи, приходит через теплообменник, через который также проходит вытяжной воздух. Вытяжной воздух отдает тепло приточному воздуху, и подогретый воздух подается обратно в каждую комнату.

Слайд27Теплая шапка на крышу. Крыши могут иметь КПТ не более 0,20 Вт/С∙м2. Там, где это является технически возможным, нужно стремиться к значению КПТ от 0,15 Вт/С∙м2, что соответствует толщине слоя около 30 см.

Слайд28 Подвальные помещения

Обычно большая часть утепления крепится снизу на обратной стороне железобетонной плиты. Если потолок подвала находиться выше поверхности земли, то нужны дополнительные мероприятия.

Слайд29 Среди теплоизоляторов-наполнителей существуют определенные отличия, например, широко используемый пенопласт не вполне безопасен. Предпочтение следует отдавать природным, экологически чистым материалам (прессованную солому или легкие глиносоломенные смеси).

Природные изоляционные материалы из произрастаемых ресурсов являются хорошей альтернативой обычным изоляционным материалам. Для этого подходят лен, древесные волокна, овечья шерсть, грануляты зерновых, целлюлоза из макулатуры и другие. Изоляционные материалы для строительства домов должны предохранять не только от холода зимой, но также и от жары летом. Если повышается влажность, эти изоляторы могут вбирать в себя влагу до 20 % от собственного веса, не теряя своих качеств. Овечья шерсть может вбирать в себя еще больше, и к тому же она препятствует проникновению вредных веществ. Благодаря этой способности, природные изоляторы предупреждают появление плесени. Слайд30Говорят, внешнюю изоляцию нужно предпочитать внутренней. Если же это неизбежно, как например, - культурном памятнике, где нельзя изменять фасад здания, возможно внутреннее изолирование.

Изоляторы обладают хорошими звукозащитными свойствами. Расход энергии для производства льняных или целлюлозных плит приблизительно в 10 раз меньше, чем при изготовлении изоляторов из минеральной ваты. Природные изоляторы перерабатываются и компостируются. Очень ценно, что природные изоляторы не выделяют никаких вредных веществ.

Слайд31,32 Житель белорусского села Беларучи в Минской области Евгений Широков, кандидат технических наук и в прошлом сотрудник закрытого НИИ, построил для себя уникальный дом с нулевым энергопотреблением. Дом построен из экологически чистых материалов, имеет круглую форму и снабжен системой биологической утилизации отходов. В качестве стройматериалов использовались солома, паркетная доскаи глина: стены дома состоят на 95% из соломы и на 5% - из глины. Прочная конструкция сохраняет тепло и не пропускает влагуЭКОДОМ - так называет свое жилище Евгений'- круглый. По словам хозяина, такая конструкция не отдает тепло, и ветра ее обтекают. Сквознякам в доме делать нечего, для них на крыше - ветряк. Здесь же для солнца - плоская батарея, соединенная с вертушкой в одну энергосистему. Вветряную установку мощностью 400 ватт подарила Датская экологическая компания, а солнечный коллектор мощностью 350 ватт произвела уже белорусская фирма. Электричества, получаемого абсолютно бесплатно, Широкову хватает на освещение, телевизор, компьютер и еще про запас остается: если в течение двух недель не будет ни ветра, ни солнца, свет в окнах дома (а здесь используются исключительно энергосберегающие лампочки) не погаснет. Не вытягивает «природная электростанция» лишь стиральную машину - для нее Евгений собирается установить генератор, работающий на биотопливе. Вопрос с водой тоже решен - ее качает насос из скважины. Летом нагревается она в накопителе на солнышке, а в холодное - от хитро сконструированной печки. Горячий душ всегда доступен. Вообще санузел в экодоме оборудован по всем правилам городского комфорта. То, что у нас идет в урну, здесь будет перерабатываться в ценное органическое удобрение для приусадебного участка. Есть даже сауна. При строительстве Широков экономил не только на кирпичах. В фундамент заложил стеклянные бутылки -для крепости. Утверждает, что цемента благодаря этому понадобилось в 150 раз меньше. Стены толстые - 60 см. Каркас сделан из брусьев, а между ними - прессованная солома, сверху металлическая сетка и штукатурка. Солома держит тепло (в 7 раз) лучше кирпича и (в 4 раза) дерева. Материал этот не менее прочный, чем дерево. К тому же - дешевый. На одноэтажный домик ушло 5 тонн соло мы, за каждую было заплачено по 2 тысячи рублей. Дом площадью 72 кв. метра обошелся изобретателю в 20 тыс. долларов и сложил его за три месяца.

Никто никогда исследовал на совмест: воздействие строительных материалов! Когда я работал на космос, то нам вообще было запрещено использовать ПВХ. Тогда меня приучи и к одному важному правилу: если ты несешь в дом какой-нибудь материал, должен знать про него все- как он ведет себя при разн. температурах - от нуля , 500 градусов, как взаимодействует с другими материалами.

Слайд33Дома из соломы придумали и начали строить американские переселенцы. Первые сооружения датируются 1898 годом. В Беларуси малоэтажное соломенное жилье начали возводить в 1996 году. Построено уже около 50 экодомов из соломенных блоков. Два из них построены в Минске в Трубном переулке. Внешне они выглядят, как и соседние дома из кирпича, поскольку снаружи поштукатурены и покрашены. Сегодня около 30 молодых семей готовы финансировать строительство целой экодеревни Дружный Пуховичского района. Двухэтажный дом обойдется дешевле однокомнатной квартиры в Минске. Для подогрева воды, обогрева комнат, освещения в доме используется энергия ветра и солнца - на крыше установлены ветряки и солнечные панели. Утеплен дом соломенными плитами. Снаружи дом заштукатурен глиной.

Если говорить конкретно, то цена квадратного метра где-то 300-350 долларов. Соломенное жилье на одну-две семьи строится, как правило, всего лишь за 2,5-4 месяца. Несмотря на то, что Беларусь первой освоила технологию возведения домов из соломы, у нас пока это новшество существует как эксклюзивное. Оказалось, что дешевый квадратный метр никому на самом деле не нужен. Зато с подачи белорусов такие дома стали строить в Германии, России. — Еще в 2000 году изучать наш опыт приезжали немцы. Сейчас в Германии уже 24 фирмы возводят экодома. В России первые экодома построены в Краснодаре, Москве, Волгограде. В Новосибирске даже создана ассоциация "Сибирское поселение", которая намерена заниматься таким строительством.

Соломенные дома, как выражаются с недавних пор, биопозитивные. Важнейшее правило «соломенного» строительства гласит: блоки всегда должны быть сухими. Хорошо спрессованные соломенные блоки обладают неплохой пожароустойчивостью, а оштукатуренная стена вообще великолепно противостоит воздействию огня. Ведь все прекрасно знают, как горит солома. Но бумага тоже горит замечательно, однако попробуйте поджечь толстую книгу. Соломенный блок — при условии, что солома хорошо спрессована, — во многих отношениях напоминает такую книгу. Пол первого этажа можно выполнять по соломенным блокам. Что касается пола со встроенным водяным отоплением, то над ним не рекомендуется предусматривать спальные места. Дело в том, что проточная вода, как считают, вытягивает из людей энергию. Стало быть, теплый пол годится для кухни, ванной, туалета, гостиной, но не для спальни. В доме из соломенных блоков наружная отделка стен выполнена из плоских асбестоцементных листов. Тут следует обратить особое внимание. Если они изготовлены из российского асбеста, который в отличие от канадского является экологически чистыми. Между прочим, попытки полностью запретить асбест как опасный для здоровья человека материал ни к чему не привели. В США запрет на использование асбеста даже отменил Верховный Суд. Так что изготовленные у нас как плоские, так и волнистые асбестоцементные листы можно применять без всяких опасений.

Качественные прессованные соломенные блоки изготавливают из зрелой, и собранной в сухом состоянии соломы. Лучшей соломой специалисты считают ржаную. Интересно, что ржаную солому не любят мыши. Размеры соломенных блоков (ширина длина) в большинстве случаев бывают такими (50-120) см.

В Минске семь лет функционирует соломенная русская баня с бассейном. Показательно, что здесь все швы между плитками сохраняются изначально белыми, а не чернеют, что происходит в обычных бассейнах. Ведь стена из соломенных блоков замечательно «дышит», то есть водяные пары эффективно удаляются наружу. А вот в элитных, не соломенных с удалением излишней влаги из парилок и бассейнов нередко возникают серьезные проблемы.

Слайд34,35 Отделочные материалы. Кирпич из ракушечника В Бресте налажено производство облицовочного кирпича, производимого гиперпрессованием– ракушечника. Этот материал получают особой прочности и морозостойки. Цена изделий значительно ниже импортных аналогов.

В Буда-Кошелевском Гомельской области начато производство металлических трехслойных панелей типа «сэндвич» из стальных оцинкованных листов с утеплителями из минеральной ваты. Предприятие создано на базе бывшей пилорамы. Максимальная мощность технологической линии составляет 450 м2 панелей в смену.

Слайд36Самым известным природным кровельным материалом долгие годы неизменно остается керамическая черепица. Она отличается стойкостью к солнечному излучению, кислотным дождям, обладает отличной шумо- и теплоизоляцией, пожаробезопасна и долговечна не менее 80-100 лет. Для производства керамической черепицы используют только натуральный материал — глину, причем определенного состава. Основной цвет керамической черепицы — красно-кирпичный. Этот цвет материалу придают окислы железа, содержащиеся в глине. Никаких специальных красителей при этом не используют.

Сланцевой кровли. Сланцевые плитки отличаются высокой механической прочностью и упругостью, имеют превосходные тепло- и звукоизоляционные свойства, не горят, устойчивы к различным атмосферным воздействиям.

Слайд37 «Соломенная шляпка» для дома

Этому виду кровельного материала не страшны жара морозы, ливень и снег. Кровельная солома устойчива к сырости — не промокает и не набухает. Невелика вероятность возгорания— соломины плотно прижаты друг к другу, между ними нет воздушного пространства, что не дает пламени распространиться по крыше. Наиболее подходящие растения для получения кровельной соломы — камыш и тростник. Толщина соломенного слоя - 30 см. Вес 1 кв. м такого покрытия составляет около 40 кг в сухом состоянии и около 50 кг — в мокром.

Примечательно, что Беларусь обладает достаточными запасами тростника. У нас крыша из тростника обходится примерно в 50 евро/м². Монтажные работы оцениваются в 30 евро за 1 кв. м.Конечно, для среднестатистического белорусского крестьянина это заоблачные цены. Если такие кровли устраивать неподалеку от мест заготовки, то расходы существенно снизятся. Возможно, если учесть высокую долговечность тростниковой кровли (не менее 70-80 лет), она будет дешевле (шифера). Кроме того, кровли можно ремонтировать. Есть в Беларуси, в Занарочи, и цех по производству тростниковых теплоизоляционных плит, толщиной 5 см. Стоимость их 1 м² — 5,4 долл.

Слайд38Цветущие кровли

Крыши такого типа (покрытые торфом или дерном) появились в Северной Европе несколько столетий назад. Первый слой «зеленого» кровельного пирога — полимерный гидроизоляционный материал, который не только не пропускает влагу, но и способен противостоять повреждению корнями растений. В качестве фильтрующего слоя иногда используют геотекстиль. На него укладывают пакеты торфа. Обычно толщина слоя торфа составляет около 15 сантиметров. Далее кровлю засеивают смесью семян трав. Другой вариант — поверх торфа раскатывают рулон срезанного дерна с растительностью.

Слайд39Если правильно все выполнить, «зеленая кровля» может прослужить очень долго: в Исландии здания с «зеленой кровлей» на деревянных конструкциях стоят до 400 лет. «Зеленая кровля» обходится в 60-70% от стоимости дорогой кровли с теплоизоляцией, покрытой дорогой металлочерепицей. Поэтому «зеленая кровля» идеально подходит для коттеджей, но не для административных зданий.

Слайд40,41 Углубление в землю. «Закапывая» часть здания в землю, уменьшаем теплопотери. Рыхлая почва - своеобразное «одеяло». Зимой ее температура, как правило, выше температуры воздуха. Северная стена почти полностью уходит в землю (это особенно удобно, если есть, например, холм), и остается только южная.- Дом напоминает жилище хоббита.

Слайд42Американская семья решила поселиться в пещере. Когда-то тут добывали песчаник, а потом разработки забросили. В доме три этажа, три спальни и все, что нужно цивилизованному человеку

Слайд43 В Пушкинском заповеднике Псковской области разработана программа создания "норок хоббитов" — экологического гостиничного комплекса.

Слайд44Любопытное решение крыши азербайджанской полуземлянки – квадратный бревенчатый свод. Такой свод способен выдерживать более серьёзные нагрузки, чем обычная система из стропил и балок. Кстати, такой свод знали и русские плотники и применяли его как в строительстве церквей, так и жилых теремов.

Плюсы домиков: 1. Первое строение при строительстве на дачном участке, пока не проживаешь на нем постоянно.

2. Минимальная опасность пожара.

3. Строиться из подручных материалов.

4. Не дорого

5. Не сложность строительства

6. Максимальная функциональность

7. Теплота в зимний период, не требует размораживания помещения после долгого отсутствия. После растопки печки уже тепло через 20 минут.

А как у них на Западе?

Мокрые окна

Инженер из Великобритания предлагает прокачивать воду через окна, точнее через промежуток в двойном остеклении. Изобретатель добавил в воду соединение, поглощающее инфракрасные (тепловые) лучи. Для видимых лучей окна остаются прозрачными, но помещение не разогревается на солнцепеке. Зимой раствор не позволяет теплу уходить через окна наружу. Такое здание не будет нуждаться в кондиционировании воздуха летом и в отоплении зимой.

Отопление солью

Расположенный в Франкфурта на Майне (Германия) химический комбинат производит лекарства, краски. При этом образуется большое количество бросового тепла. Термоконтейнеры содержащие соль, которая плавится при 58 градусах и накапливает большое количество тепла отвозят в город и отапливают им административное здание площадью 17 тысяч квадратных метров в котором работают около 600 человек. В зависимости от погоды за день подвозят 5-6 контейнеров, на ночь хватает одного. Остывшие термосы отвозят обратно и снова «заряжают» теплом. В год экономится 400 тысяч литров жидкого топлива. В разных странах уже давно выпускаются карманные грелки и холодильные пакеты с солью, заряжаемые холодом или теплом.

И тепло, и сухо

Уже используются в качестве строительного материала экологически чистые безасбестовые листы. Сырьем для них служат переработанные отходы. С помощью листов, вложенных во внутренние перегородки стен, можно будет бороться с повышенной влажностью в помещениях. Кроме того, они найдут применение и при утеплении заданий.

В США Из смеси размельченного стекла и синтетического В Швейцарии разработан метод получения строительных плит из переработанных твердых бытовых отходов. Эти плиты по сравнению с древесностружечными обладают большей поверхностной твердостью и огнестойкостью.полимера изготовляют канализационные трубы, обладающие более высокой коррозионной стойкостью, чем бетонные. Измельченные в порошок пластиковые бутылки были использованы при изготовлении бетона для моста, выстроенного в г. Элджине, причем пластик заменил 1/3 песка.

г. Ричмонд (штат Вирджиния, США) выстроен небольшой дом, стены которого сложены из кирпича, изготовленного из 12 тыс. бутылок. Двери, оконные рамы, стропила и карнизы сделаны из жести 200 тыс. консервных банок, крыша и покрытие пола изготовлены с применением 8 т макулатуры, земля вокруг дома - компост, из отходов. Все это, однако, единичные примеры использования твердых отходов.

Переработкой пластиковых отходов в Белгороде занимается завод ТБО, расположенный на территории городского полигона-свалки. Отходы полиэтилена смешиваются с горячим песком и красителем, расплавляются и затем прессуются в изделия. Такая черепица отличается высокой ударной прочностью, стойкостью к воздействию плесени, грибков. Масса её несколько меньше, чем у керамической или цементно-песчаной черепицы.

В США ищут пути утилизации старых резиновых автопокрышек.Миллионы шин годами скапливались или сжигались. Шины разрезают на кусочки, замораживают и затем дробят на миллионы осколков, измельчают шины до состояния черного талькообразного порошка, и используют как посыпку для беговых дорожек.

Токийская фирма разработала технологический процесс, позволяющий сплавлять частицы стекла с глиной. Теперь она проводит и продает блоки керамической плитки нового типа. Ими можно выстилать тротуары и облицовывать здания. В каждом блоке - 70% стекла. Получаемые таким образом плиты экологически чисты.

Соседние файлы в папке лекция12