Домашняя энергетика
Основными источниками энергии для экодомов. как правило, будут непосредственно солнце, ветер и биомасса. Можнопредположить следующую схему их функционирования в умеренной климате. Летом при избытке солнечной энергиитепловые гелиоприемники. имеющие высокий КПД. работают на горячее водоснабжение и. на зарядку тепловых сезонныхаккумуляторов. Фотопреобразователи избыток своей энергии направляют в электролизер для пополнения запасовводорода в металлгидридных аккумуляторах. До сих пор к летним обильным поступлениям солнечной энергииархитекторы и проектировщики относились как к неблагоприятному фактору, от которого жилище надо защищать. С точкизрения создания энергоэффективного дома это нонсенс, поскольку большие энергопоступления — это благо, задача только втом. чтобы переключить энергопотоки с нагрева дома на зарядку сезонных аккумуляторов энергии.
В холодный период года может оказаться целесообразным преимущественное использование тепловых гелиоприемников.вследствие их более высокого КПД. переключенных на водяной короткопериодный аккумулятор. Ветродвигатели,имеющие зимний максимум энергоотдачи в холодный период, целесообразно использовать для работы непосредственнона потребителей или на краткосрочный электроаккумулятор. Накопленные в основном летом запасы водородаиспользуются зимой для выработки электроэнергии, попутно образующееся при этом тепло поступает в водянойтеплоаккумулятор. Водород может также использоваться в газовой плите для приготовления пищи. Современныетехнические решения могут гарантировать безопасность такого использования. В случае потребности в тепле в холодныйпериод его можно отбирать из водяного теплоаккумулятора или с помощью теплонасоса из сезонного грунтовогоаккумулятора.
Как было показано выше, потребности индивидуального дома в энергии на отопление для среднероссийских условиймогут быть снижены до 4 мвт*час. горячее водоснабжение потребует еще 3-4 мвт#час. Неотопительные тепловыделения в
обитаемом доме на семью из 4 человек оцениваются более чем в 10 мвтжчас. Таким образом, не нуждающийся в отоплении
экодом будет обеспечен теплом и другими видами энергии в достаточном количестве.
В некоторых случаях при выгодном месторасположении (большие ветроресурсы. солнечный климат, река пригодная дляустановки микрогэс) уже сейчас возможно получать от индивидуальных возобновляемых источников энергию,превышающую потребности дома. В этом случае излишки энергии можно использовать для привода сельхозмашин,питания биокулыивационных установок, какого-либо минипроизводства. получения автомобильного топлива и т.д. Вмежсезонье избыток тепловой энергии может направляться для отопления пристроенной или отдельно стоящей теплицы.При наличии локальной или большой электросети энергия может передаваться в нее за соответствующую плату. И этоявляется уже существующей практикой для некоторых энергоэффективных домов. В ряде стран существуют законы,обязывающие энергетические кампании принимать энергию у мелких производителей по фиксированным повышеннымтарифам.
Пристроенная теплица
Пристроенная с южной стороны теплица является одним из вариантов конструктивного исполнения экодома. Кромеулавливания солнечной энергии она может выполнять много других полезных функций в доме: служить местом отдыха,игровой площадкой для детей, оранжереей и т.д. Однако, будучи полезной во многих отношениях, она не свободна отнедостатков. В условиях значительного выделения из грунта радона она может служить источником проникновения его ватмосферу жилиша.. В любом случае пристроенная теплица является одним из самых простых, дешевых и получающихширокое распространение вариантов использования солнечной энергии в малоэтажных домах.
Автономные дома
Последнее время идея автономного дома становится все более актуальной и популярной, не в последнюю очередь в связис нарастающими кризисными явлениями в энергетике и вполне понятным желанием граждан обезопаситься ототключений тепла и электроэнергии.
Каких то общепринятых определений, понятий, критериев в проблематике автономного жилья еще не сложилось. Сказатьсейчас автономный дом. это значит, почти ничего не сказать, настолько это понятие широко и расплывчато. Как обычно,в прессе и рекламе, автономность трактуется весьма вольно. Например, если в доме установлен отопительный котел ихранилище топлива, то дом могут назвать автономным. Если это и называть автономностью, то с очень большой натяжкой.Поэтому сначала необходимо определиться в том. что такое автономность дома и каких видов и категорий она можетбыть.
Наиболее актуально сейчас понятие автономности в смысле обеспечения автономной работы инженерных системжизнеобеспечения. Это электроснабжение, снабжение низкотемпературным теплом (отопление, горячее водоснабжение),высокотемпературным теплом (приготовление пищи), водоснабжение, переработка и удаление отходов (сточных вод.бытового мусора). Автономность можно понимать и в более широком смысле, т.е. с добавлением к этому спискусамообеспечения продуктами питания и предметами обихода, но это пока выходит за рамки нашего рассмотрения.Автономные энергосберегающие дома наилучшим образом подходят для застройки поселков при заповедниках,наблюдательных лабораторий на их территории, для строительства в курортных зонах и других подобных местах, с болеежесткими ограничениями на загрязнение окружающей среды. В этих случаях ограничивается или исключаетсяиспользование топливных генераторов энергии, что усложняет задачу энергоснабжения. Таким образом, наличие ижесткость экологических ограничений также должны конкретизироваться при постановке задачи проектированияавтономного дома.
Автономный дом понятие широкое и многомерное. Для его конкретизации должны быть уточнены как минимумследующие позиции:
- стиль жизни с точки зрения расхода энергии, который намерены вести обитатели дома
- физико-географические и климатические условия в месте расположения дома
- степень транспортной доступности, развития инженерной инфраструктуры
- экологические ограничения
- идет ли речь об одном доме, или о поселке
- вид экономической деятельности обитателей и т.д.
В свою очередь степень транспортной доступности может быть разбита на следующие градации:
0 - отсутствие транспортной связи с внешним миром. Абсолютную автономию или вариант Робинзона в наше времяможно рассматривать лишь в виде исключения, это может быть либо добровольное отшельничество, либо побег с цельюспрятаться.
1 — наличие дорогостоящей транспортной связи, допускающей возможность лишь минимальной доставки необходимыхдля ремонта узлов и агрегатов.
2 — дополнительная возможность периодического (сезонного) подвоза топлива
3 — наличие постоянной транспортной связи для доставки топлива и запчастей
4 — наличие инженерной инфраструктуры в виде электросетей и или газовых магистралей.
Вариант 0 носит экзотический характер, варианты 1 и 2 реализуются в отдаленных северных или горных поселках,научных станциях, гарнизонах с сезонным завозом. Варианты 3 и 4 являются наиболее распространенными.В конечном итоге, все проблемы обеспечения автономной работы инженерных систем дома сводятся к обеспечению егоэнергией, и в первую очередь качественной — электрической. Если ее достаточно, то задача обеспечения автономностирешается легко. Это подобно тому, что если нет недостатка в деньгах, то проблемы жилья, одежды, питания и многиедругие (но не все) решаются просто, и наоборот. Как и с деньгами, второй вариант, т.е. вариант ограниченности ресурсов,в жизни встречается чаше. Места где можно легко добывать много дешевой возобновляемой электронергии. такие кактерритории с сильными постоянными ветрами или с быстрым водотоком, в который может быть установлена микрогэс.встречаются нечасто. Отсюда следует вывод, что сложность или легкость построения автономного дома существеннозависит от потенциала ВИЭ (возобновляемых источников энергии) в месте его расположения.
С другой стороны, не менее сильно зависит осуществимость задачи автономии дома и от «энергетических аппетитов» еговладельцем, иначе говоря, от того насколько энергетически расточительный или. наоборот, скромный образ жизни онипредполагают вести. Сейчас есть немалое число так называемых «зеленых отшельников» - экологистов. которыедемонстративно ведут природошадящий образ жизни в загородных домах. Дома эти переоборудованы или построены как
энергоэффектавные. Энергопотребляющие устройства сведены к минимуму: это энергоэкономные светильники,компьютер, небольшой энергоэкономный холодильник, энергоэффективные устройства приготовления пищи. Горячееводоснабжение и отопление — от солнечных установок. Электорснабжение — недорогой ветряк с аккумулятором. Могутиспользоваться газогенераторы на местном биотопливе. Компостирующий туалет и биологическая установка очисткисточных вод не потребляют энергии. Бытовые отходы сортируются и превращаются во вторичное сырье. В условияхотносительно теплого климата США и наличия на рынке соответствующей информации и техники, такой вариантавтономного дома недорог и доступен.
На другом полюсе находятся жильцы, которые хотят иметь много бытовой техники, круглогодичный бассейн, зимний сад ит.д. Задача сделать автономным такое существование, многократно усложняется, точнее - удорожается. Как правило, в этомслучае нельзя обойтись без дополнительных топливных генераторов энергии, что порождает проблемы доставки топлива,шума, загрязнения выхлопными газами.
Таким образом, автономность тесно связана с энергоэффективностью. Энергорасточительный дом — энергетическаябездонная бочка, и напротив, чем меньше дому требуется энергии, тем легче сделать его автономным.
Как известно климат в весьма сильной степени влияет на теплопотери дома в холодный период. Соответственно,обеспечить энергией дом, расположенный в Заполярье или в субтропиках — разные по сложности задачи. Жить в стиле«зеленого отшельника» на Аляске или в Сибири гораздо сложнее, чем в США. Климат намного холоднее, следовательно,низкотемпературного тепла на отопление и ГВС и электроэнергии на освещение требуется больше, а солнечной энергии наколлекторы приходит меньше. Один из путей решения — более серьезное утепление дома. В любом случае холодныйклимат усложняет задачу построения автономного жилища.
Источники возобновяемой энергии расположены весьма неравномерно. Рядом с домом может быть расположен крутопадающий ручей или холм с постоянными сильными ветрами. Последнее, нередко встречается на морских побережьях. Вэтих случаях проблема энергоснабжения решается сравнительно просто и дешево. Но такие условия встречаются не часто.Солнечная энергия также распространена неравномерно. Это же справедливо и для биотопливных ресурсов.Препятствием для работы топливных генераторов энергии могут быть и экологические ограничения. В частности, этомогут быть служебные постройки в заповедниках, здания в курортных зонах и т.д. С другой стороны существуюттопливные генераторы энергии, работа которых практически не сопровождается вредными выбросами — ЭХГ. Однако онипока еще относительно дороги.
Для примера рассмотрим вариант автономного коттеджа в Подмосковье. Пусть энергетические аппетиты хозяев средние,газа нет, сетевое электричество есть, водопровода и канализации нет, инженерные системы индивидуальные, дорога есть,трудовая деятельность обитателей не связана с побочным образованием энергоносителей — навоза или отходовдеревообработки, повышенные экологические ограничения отсутствуют.
В обычном индивидуальном доме длощадью 100 м~ в условиях средней полосы России, за год уйдет на отопление 60мвт*ч, на на горячее водоснабжение — 7 мвтжч. или около 7 тонн жидкого топлива или сжиженного газа. Еще порядка 4
мвт*ч потребуется в виде электроэнергии, что увеличит общую потребность в топливе до 8 тонн. Это серьезная величина
и по транспортировке и по условиям хранения и по цене. В таком же. но энергоэффективном доме, годовой расход топливаможет быть снижен до 1 тонны горючего. А при условии использования солнечных батарей — до 400 - 500 кг. Иначеговоря, двух бочек горючего может быть достаточно для автономного энергоснабжения дома в течение года. Это вполнеприемлемая величина в условиях автомобильной транспортной доступности. Дополнительно снизить потребность втопливе можно использованием биотоплива. Так. в фермерском хозяйстве обычно присутствует достаточно биотопливадля обеспечения теплом жилого дома. Для этого достаточно будет, например, нескольких коров.
Разница между двумя приведенными вариантами станет еще большей в предположении дорогостоящей транспортировки,например, по воздуху или по воде на большие расстояния. Такие условия существуют на Российском Севере, где топливоможет стоить на порядок дороже, а потребность в нем втрое большая . чем в средней полосе. Таким образом, актуальностьэнергоэффективных зданий на крайнем Севере многократно возрастаее.
Крайним случаем будет невозможность доставки топлива. Это потребует по обстоятельствам, либо сложных техническихрешений, связанных с использованием ВИЭ. либо сделает задачу автономного энергоснабжения неосуществимой.
Влагоперенос е стенах и крыше
Человек ошушает влажность воздуха в основном кожей и слизистыми оболочками в отношении трудности или легкостииспарения с них. Поэтому он реагирует на относительную влажность воздуха, означающую степень насыщенности воздухапарами воды относительно максимально возможной при данной температуре. Абсолютная влажность воздуха (содержаниеводы в единице объема) быстро растет с температурой (зря на этом не акцентируют внимание в школьном курсе физики|
Просачиваясь в толщу стен, пары воды попадают в области с всеболее низкой температурой, которая в какой то момент можетоказаться для них ниже тоски росы (максимально возможной100% влажности). В этот момент начинается конденсация, т.е.выпадение микроскопического тумана и дождя в порах материаластены. В этом и заключается механизм зимнего насыщениявлагой стен и теплых крыш. Материалы стены, в частности,утеплительные намокают. Мокрый же утеплитель подобенмокрой теплой одежде - греет, но хуже. В частности, поэтомустроители предпочитают теплоизолирующие материалы сминимально возможным водопоглощением. Накопление воды вконструкциях может быть достаточно большим, так внеправильно сконструированных теплых крышах к весне могутнамерзать большие линзы льда.
Под действием переменчивой зимней погоды накопившаяся в стенах вода может то замерзать, то оттаивать, соответственно то. расширяясь, то сжимаясь. Б природе этот процессизвестен как процесс выветривания, т.е. естественного разрушения горных пород. Также происходит постепенноеразрушение и стен. Кроме того, во влажной стене поселяются грибки и плесень, усугубляя процессы деструкцииматериалов. Таким образом, из-за зимнего влагопереноса происходит своеобразное «отравления» материалов стен итеплых крыш водой.
Чтобы уменьшить намокание стен и крыши, строители обычно сразу за слоем внутренней отделки располагаютпароизолирующий слой (который также оказывается и преградой и для воздуха), обычно в виде различных пленок илиштукатурных слоев. Полностью перекрывать диффузию влаги в стену можно, но это не будет наилучшим решением, так какстены при этом потеряют способность «дышать», что ухудшит гигиену помещений. Поскольку в теплое полугодие стенысохнут, проектировщики обычно подбирают такое влагосопротивление парозадерживающего слоя, чтобы стены неслишком намокали за зиму, а за лето успевали просохнуть. Кардинальным решением проблемы было бы создание пленок,которые обладали бы избирательным пропусканием: малым сопротивлением для воздуха и большим - для паров воды.Пока таких мембран нет.
Для уменьшения вероятности конденсации влаги в стене и сдвига области конденсации ближе к наружной поверхности,обычно располагают слой теплоизоляции снаружи от несущей стены или каркаса. При этом дополнительно улучшатсяусловия ее последующего испарения. Этому же служат и воздушный зазор между утеплителем и защитной наружнойоболочкой в популярных сейчас стенах с вентилируемым фасадом. При прочих равных условиях, увеличиваятеплоизоляцию, мы уменьшаем вероятность конденсации пара в стенах, так что острота этой проблемы в хорошоутепленных стенах снижается.
Потоки воздуха и влаги в стенах противонаправлены, поэтому диффузия влаги в стены ослабляется потоком воздуха. Вкрыше же оба этих потока имеют одинаковое направление, и воздушный поток усиливает диффузию паров. Кроме того,крыши, как правило, имеют менее плотную и более проницаемую для воздуха конструкцию. Поэтому опасностьперенасыщения влагой материалов теплых крыш выше, чем стен и. следовательно, пароизоляция для них должнавыполняться с особой тщательностью. Если же этого не сделать, то к весне в слое утеплителя, по тому же механизму, что ив стенах, намерзнут линзы льда из сконденсировавшихся паров. Тая. они создадут "дождик" в помещении, что являетсянередким весенним явлением для обитателей некачественно сделанных мансардных помещений.
Рациональная конструкция стен
Стены дома выполняют следующие функции:
■ защита от внешних погодных воздействий (ветра, холода, жары, атмосферных осадков и т.д.)
■ поддержание вышележащих этажей и крыши (несущая функция) и устойчивость
• зашита от нежелательных вторжении и посягательств
Кроме неблагоприятных погодно-ютимэтических воздействий, стена должнз защищать от внешних напастей, таких какслучайный наезд автомобиля, воровство, брошенный камень, обстрел, т.е. выполнять, хотя бы в минимальном варианте,функции "крепости". Таким образом, конструкция стен оказывается зависимой от окружающей обстановки. В частности,при высоком уровне социальной безопасности, стены и двери могут быть более легкими и дешевыми, при низком — болеепрочными и дорогими.
Дополнительно, к конструкциям стен предъявляется комплекс стандартных требований применимых к большинствутехнических сооружений, как-то: дешевизна, минимальный вес. экологичность. долговечность, надежность,пожаробезопасность. легкость монтажа, ремонта и переоборудования и т.д.
Материалов, которые одновременно хорошо выполняли бы все эти функции, нет. Поэтому однородные стены, на основекакого либо одного материала (дерево, кирпич, бетон и т.д.) за редким исключением неэффективны. Рациональносконструированная стена в современных условиях должна быть многослойной. Последовательность и число слоев стеныдиктуются в основном двумя физическими процессами. Это тепло- и влагоперенос. Безопасное для конструкций течениеэтих процессов становится критичным в холодное время года, поэтому применительно к нему и будет вестись дальнейшеерассмотрение.
Все многообразие требований предъявляемых к стене, трудно удовлетворить использованием какого либо одногоматериала, например, кирпича, бетона или дерева. Они обладают необходимой прочностью, но недостаточно защищают от
холода, даже дерево. Материалы которые бы обладали хорошими теплоизоляционными свойствами (Х<0.05 вт м" °С) иодновременно прочностью достаточной для выполнения несущих функций в малоэтажном здании пока не созданы (покрайней мере дешевые). Для одноэтажных зданий такие варианты существуют, например, соломенные блоки. Так. чтобыполучить требуемое термическое сопротивление в 10 м" °С вт деревянная стена должна была бы иметь толщину 2 метра. Вслучае кирпича - 8 м. Отсюда следует неизбежность использования эффективных теплоизоляционных материалов, которыеимеют малую плотность и. следовательно. - прочность. Они должны быть дополнены, но в минимальном объеме,поскольку от них уже не требуется теплозащита, прочными материалами, для образования несущего каркаса имеханической защиты. В итоге современная эффективная стена оказывается многослойной.
Она должна состоять в общем случае из внешней защитно-декоративной оболочки, воздушного вентиляционного зазора,паропроницаемой мембраны, слоя теплоизолятора. пароизоляционного слоя, внутренней прочной оболочки и слоявнутренней отделки
В любой стене невозможно полностью избежать мостиков холода, хотя бы по причине наличия окон и дверей. Онипредставляют собой перемычки из прочных, и потому относительно теплопроводных материалов, проходящих через слойтеплоизолятора. Важно в достаточной степени минимизировать их теплопроводящее влияние. Невыполнением этоготребования грешат все современные стены, в том числе стены хваленых канадских домов, где много мостиков холода и,поэтому суммарная теплозащита стен оставляет желать лучшего. Она, вероятно, достаточно для теплой Канады (в
Ванкувере например, средняя температура января О °С), но недостаточна для России.
При использовании эффективных теплоизоляционных материалов с А=0.05 — 0.03 вт (м~ °С) для условий средней России
стена с приемлемой степенью сопротивления теплопередаче в Юм" °С вт будет иметь толщину, с учетом всехнеобходимых слоев в каркасном варианте 0.4 — 0.55 м, с использованием двух слоев кирпича — 0.65 — 0.8 м.....
В настоящее время заявление о том, что в нашем климате необходимо строить утепленные стены толщиной 0.5 — 0.8 метра,обычно действует на людей, имеющих профессиональное строительное образование, как сильный раздражитель. Они,поскольку их так учили, с жаром начинают утверждать, что это недопустимо, так как «съедает» слишком много полезнойплощади здания или участка. Никаких других аргументов не находится. Слушая их, можно подумать, что мы живем где нибудь в Голландии, где изрядная часть территории с трудом отвоевана у моря. К слову сказать, голландцы, как ибольшинство европейцев, предпочитают жить в малоэтажных домах. И мало того, в Европе принята и осуществляетсяпрограмма «Пассивные (т.е. не требующие отопления) дома как Европейский стандарт». По этой программе строятся домасо стенами имеющими термическое сопротивление те же 10 м~ °С вт, и, соответственно, ту же толщину в 0.5 — 0.8 м. Т.е.Европейцам, живущим в тесноте и теплом в сравнении с нашим климате, такие стены позволительны, а нам нет. Крометого, в девятнадцатом и в двадцатом веке, до Октябрьского переворота. Российские строители в целях теплоизоляцииделали стены и большей толщины, некоторые из них, как, например, стена А.И. Герарда, до сих пор могут служитьобразцом для подражания. Поэтому самое мягкое, что можно сказать защитникам тонких стен, так это то, что у нихотсутствует самостоятельное критическое мышление.
Вентилируемые фасады
Стены с вентилируемыми фасадами отличаются тем, что между наружным отделочным слоем и утеплителем, у нихимеется воздушный зазор толщиной не менее 2 — 2.5 см. Слой этот служит для испарения влаги из тощи стены исообщается внизу и вверху с атмосферным воздухом. Наружная защитная оболочка обычно выполняется из плитного
материала на легком каркасе. Удерживают ее в вертикальном положении кронштейны, соединяющие ее с основнойнесушей конструкцией и расположенные в шахматном порядке. Они при этом служат мостиками холода, поэтому должнывыполняться из материалов с минимальной теплопроводностью. Очень серьезным преимуществом вентилируемыхфасадов является их отличная ремонтопригодность. Действительно, такую стену легко снаружи разобрать, починить,переделать и вновь собрать.
Как показывает мировая практика, в условиях Севера, при резких и частых перепадах температуры, навесныевентилируемые фасады ведут себя отлично. Успешно справляясь с задачами теплозащиты зданий, они не подверженыдействию влаги, технологичны в сборке и отличаются высокой ремонтопригодностью. В то же время альтернативныефасадные системы со штукатурными слоями по утеплителю склонны к быстрому разрушению даже в условиях умеренногоклимата. Облицовка кирпичом утяжеляет конструкцию стены, делает ее более толстой и ухудшает ремонтопригодность.
Рационально сконструированная стена в варианте вентилируемого фасада, должна состоять из следующих слоев:
• внешней прочной оболочки
• воздушного зазора, для удаления излишней влаги из утеплителя
• ветрозащитной (но влагопроницаемой) пленки
• слоя теплоизолятора
• пароизоляционного слоя
• внутреннего несущего каркаса или тонкой оболочки
• внутренней отделки
Прочная внешняя оболочка должна выполнять роль внешней декоративной отделки, защиты от ветра, осадков, ипредохранения от механических повреждений непрочных последующих слоев, защищать, если есть опасность — отнаводнений, а также служить опорой для размещения различных устройств, таких как солнечные коллектора, оконныеставни, балконы и т.д. Кроме того, как вариант она может быть несущей конструкцией для кровли. Если она не являетсянесущей ее целесообразно делать легкокаркасной. В последнем случае поддерживающие перемычки между внешним ивнутренним прочными слоями следует делать, для уменьшения влияния теплопроводных включений, не из металла (какобычно делают сейчас) а из водостойкой фанеры или композитных материалов.
Нет необходимости делать защитный наружный слой полностью ветронепроницаемым, поскольку некоторое движениевоздуха за ним в вентиляционной прослойке перед утеплителем желательно для испарения из влаги него. Для того же.чтобы ветер не проникал в слой утеплителя, его покрывают специальной ветрозащитной пленкой, которая в то же времяне препятствует испарению влаги. Отечественная промышленность выпускает такие пленки под марками "Изоспан А"."СлафолС". "
В принципе холодные кровли с утепленным чердачным перекрытием работают как вентилируемые фасады, толькоположенные наклонно. Действительно у них за теплоизоляционным слоем, уложенным не перекрытие следует воздушныйвентилируемый объем (чердак), а затем твердая защитная оболочка (кровля). Они. как правило, не доставляют проблем приэксплуатации.
Преимущества навесных вентилируемых фасадов можно проиллюстрировать на примере строительства новых домов вЛенске. после разрушительного наводнения 2001 года. Строились деревянные каркасные дома с минераловатнымутеплителем. Во время первой зимы обнаружились многочисленные локальные промерзания стен, в том числе, собразованием с внутренней стороны наледи. Это явилось результатом того, что применяемый мягкий минераловатныйутеплитель был плохо закреплен или положен с разрывами. После оседания образовались сквозные незащищенныеутеплителем участки, которые и промерзли. В случае использования навесного фасада, такие дефекты вполне устранимы —можно демонтировать в соответствующем месте внешнюю оболочку и получив доступ к слою утеплителя, восстановитьего целостность.
Существуют фасадные системы, без вентилируемого слоя, у которых внешний защитный слой выполнен в виде несколькихслоев штукатурки, нанесенных непосредственно на утеплитель. Однако опыт показывает, что в отечественном климатеони недолговечны и требуют частых ремонтов.
Внешняя прочная оболочка может быть при желании выполнена массивной, например, из кирпича, хоть это далеко нелучший вариант с точки зрения цены, веса и толщины стены и фундамента. В этом случае для уменьшения веса и толщиныстены, целесообразно ее соединение с внутренней несущей оболочкой или каркасом, с помощью, разработанныхспециально для этого стержней из стеклопластика, базалыопластика или фибробетона.
Некоторые утеплители могут выделять в окружающее пространство нежелательные вещества. Так стекло- илиминераловатные плиты могут выделять вредные вещества из синтетических смол, используемых для придания имжесткости, и мелкие фрагменты волокон которые в виде пыли могут глубоко проникать в дыхательные пути. Прииспользовании таких материалов важно отделить их от внутреннего пространства дома непроницаемой для частицоболочкой, по совместительству эту' роль иногда может выполнять парозащитная мембрана.
Среди утеплительных материалов одним из наилучших на сегодня, пожалуй, является, как это не покажется на первыйвзгляд удивительным, прессованная солома.
Прессованная солома
Соломенные дома? Сразу приходит на память несчастный какой-то там по счету поросенок из всемирно известной
английской сказки, делавший жалкие попытки оозавестись жильем из соломы, ло очень печальная история.На рубеже XIX — XX веков в России был разработан и испытан звуко и теплоизоляционный материал из прессованнойсоломы — соломит. Он обладал отличными гигиеническими и теплоизоляционными свойствами, а также дешевизной.Вдобавок оказалось, что маты из прессованной соломы при пожаре не горят! Это настолько невероятно для современногочитателя, что автор, не рискуя навлечь на себя подозрения в преувеличении, приводит результаты из протоколаиспытаний Технического комитета при Совете Российского пожарного общества от 28 декабря 1915 года:« Для испытанияна льду реки Малой Невки было возведено небольшое строение из соломита. Внутри помещения и возле стен былисложены древесные стружки, солома, щепа и обрезки досок, облитые керосином. Все это было подожжено, причемизнутри стены предварительно несколько раз поливались керосином.
Для поддержания огня периодически подкладывались стружки, щепа и солома, облитые керосином. Через 20 минут посленачала пожара подбрасывание горючего было прекращено, причем во все время горения строение не поливалось водой иникаких мер к прекращению горения не предпринималось.
В результате стены строения не загорелись и не обрушились, а только местами обуглились с поверхности на небольшуюглубину, причем оштукатуренная часть стены осталась без всякого изменения, и слой соломита под штукатуркой оказался всвоем первоначальном состоянии. Крыша, она же потолок строения, также не загорелась, но обуглилась с внутреннейстороны на более значительную глубину сравнительно со стенами строения. Наружная поверхность крыши осталасьнеповрежденной, ком снега положенный на крышу при самом начале пожара, остался не растаявшим. («ИзвестияИнститута путей сообщения» 1916 г.).
При обугливании соломита с поверхности, образуется слой золы богатой кремнеземом, который препятствует доступувоздуха внутрь и делает дальнейшее горение невозможным. Кремнезема в соломе в несколько раз больше, чем в древесине.Огнестойкость соломита подтверждена и другими многочисленными испытаниями, как в России, так и за рубежом. Онипоказали, что соломит при пожаре обугливается только с поверхности максимум на 1 — 4 см.
Наилучшим видом соломы для строительства является ржаная. Вместо соломы в той же технологии может с успехомиспользоваться камыш, соответствующий материал был назван камышитом. Камышит и соломит изготавливались в виде
матов плотностью 200 — 300 кг м . Они с успехом применялись в строительстве, как в России, так и за рубежом, в первойполовине XX века, потом они незаслуженно были забыты.
С конца XIX века известна и другая технология использования прессованной соломы в строительстве. В 80-х годахпрошлого века американские первопоселенцы в штате Небраска столкнулись с проблемой дефицита строительныхматериалов, в первую очередь древесины. Тамошняя местность может быть отнесена по своим характеристикам к степнойзоне, так как она отличается практически полным отсутствием лесов. Вместе с тем там были идеальные условия длявыращивания зерновых культур. Как раз в то самое время появились первые механические тюкователи для соломы.
которые позволяли получать достаточно плотные блоки (около 100 кг/вг). Идея использования таких блоков в качествестроительного материала пришлась по душе многим, и в результате возникли целые соломенные деревни
Кто был автором этой идеи, неизвестно, тем неменее, остается фактом то. что многие из техпервых соломенных домов стоят и поныне и всееще используются. В основном это одноэтажные
жилые сооружения площадью около 70 м".Имеются сведения о том. что подобным образомсооружались школы, магазины и другиепомещения. Совсем недавно на волне активизацииборьбы за сохранение природных ресурсов эта идеяполучила свое второе рождение. Многиеэнтузиасты приложили усилия для того, чтобыусовершенствовать эту технологию, сделать еемаксимально доступной и доказать надежностьконструкций из прессованной соломы. В настоящеевремя в США и Канаде насчитываются сотнилюдей, которые живут в подобных домах.
Самому старому из сохранившихся до нынешнеговремени зданий уже около ста лет. Испытаниястарых соломенных домов показали, что солома вних находится в отличном состоянии и послемногих десятилетий службы в здании, например,поедается коровами. В настоящее время. В США иКанаде подобные дома становятся популярными, втом числе, и среди богатых граждан. Такимобразом, соломенные дома переходят из категории«домов для бедных» в категорию «домов для умныхбогатых».
Первые дома строились с несущими стенами и для
распределения нагрузки на них имели план близкий к квадрат)' и обычно шатровую кровлю. В настоящее время многиедома строятся с несущим деревянным каркасом и имеют большую свободу в проектном решении. В частности, строятсядаже многоэтажные дома из соломы.
В отличие от соломита, соломенные блоки из под пресс подборщика сами по себе горят, но. будучи закрыты специальнойштукатуркой, проявляют очень высокую степень огнестойкости, превосходящую, по материалам американских испытаний,огнестойкость стальных конструкций. До их загорания на открытом пламени проходит 40 минут.
Дом со стенами из соломенных блоков имеет исключительно высокие звуко- и теплоизоляционные свойства. Известно,что древние строители, желая защитить здание от вредных земных излучений, укладывали под него слой соломы. Навозведение соломенного дома требуются сравнительно небольшие денежные средства и не нужна квалифицированнаярабочая сила.
При соблюдении необходимых правил, стены из прессованной соломы остаются сухими и в них не заводятся ни грибки,ни плесень. Наблюдения за соломенными домами, построенными с Белоруссии, показывают, что они с успехом могутслужить и во влажном климате. Пристрастие к прессованной соломе имеют и грызуны, однако ряд технических приемовпозволяет избежать их поселения.
из прессованной соломы могут успешно применяться для изготовления не только наружных стен, но и. благодаря хорошимзвукоизолирующим свойствам, внутренних перегородок. Они являются отличным материалом для сооружения
хозяйственных построек, в том числе, для содержания домашних животных. Неиспользование прессованной соломы как строительного материала в настоящее время в России, нельзя объяснить никакими разумными ричинами. В при л ожении прив ед ен о продолжение сказки о трех поросятах. написанное ведущим в России и Европе специалистом в области соломенного домостроения Е.И. Широковым.