Энергонезависимый дом. Автономный дом своими руками. …и свой водопровод

Один мой знакомый - по специальности и по призванию радио механик, нашел интересное применение своим способностям. Любовь к изобретениям он реализовал в своем доме, собственноручно сделав его фактически автономным. Те, кто еще вчера смеялся над идеями Павла, сегодня, после подорожания коммуналки и , изрядно завидуют экономии, которую дает энергонезависимый дом.

Двухэтажный дом Павла находится в областном центре под Кировоградом. И хотя его улицу можно найти не сразу, однако пройти мимо дома изобретателя невозможно. Еще издалека виднеется ветряк. Подойдя ближе, видишь, как на крыше дома сверкают . Около сотни домашних цветов размещены на стеклянной веранде и в зале дома. В доме действительно тепло, под ногами — пол с подогревом. Недалеко от двери — небольшая лестница на второй этаж, который напоминает мастерскую. Там Павел и колдует над своими изобретениями.

Мужчина рассказывает, идея сделать дом энергонезависимым возникла пять лет назад. По мнению натолкнули сами энергетики, не спешили менять столбы, когда люди сидели без света.

Предыстория

Все началось в 2010 году. Было очередное повышение тарифов, а затем, осенью, в нашем микрорайоне проводилась плановая замена столбов. Мы сидели без света. Никто не знал, когда в домах появится электроэнергия. И я, несмотря на яркое солнце, задумался: природа дает столько света, столько энергии, а в доме темно, мы ее не используем. К тому же, кто знает, что будет дальше? Сколько еще будут отключать свет? А вдруг возникнет какая-то чрезвычайная ситуация? Тогда и появилось желание быть энергонезависимым, — вспоминает Павел.

I этап

Сначала мужчина купил . Объясняет: это такое устройство, которое работает автономно. Когда отключается электроэнергия, он начинает работать от и подает звуковой сигнал. Устройство преобразует низковольтное напряжение аккумуляторов в напряжение в 220 вольт.

Потом аккумуляторов стало не хватать, я их постепенно покупал, заряжал от , инвертор давал напряжение, все было без шума и хорошо работало. Вот так у меня в доме появилась электроэнергия, тогда как соседи сидели без света, — рассказывает Павел.

II этап

Впоследствии он приобрел . Заказал ее в интернет-магазине « ». Тогда, вспоминает, устройство стоил около трех тысяч гривен. Сегодня Павел имеет четыре батареи. Одной, признает, было мало.

III этап

Через некоторое время я приобрел еще и ветрогенератор. Ветер бывает сильный, его тоже хотелось использовать. К тому же солнечно не всегда. Меньше добывается солнечной энергии зимой. Особенно в этом году. Кажется, за последние 130 лет эта зима была менее солнечной. Поэтому я и не отказался полностью от электроэнергии. Когда солнечно, дом независимый от центрального энергоснабжения. Если нет — срабатывает автоматическое переключение. Если Солнца много, будет заряжаться и отключения, если мало — то частично используется и центральная электросеть, — объясняет Павел и добавляет, что освещение в доме включается и выключается автоматически.

Наступает вечер — свет включается, утро — выключается. Все лампочки на 12 вольт, некоторые на 24. Они установлены по всему дому. В темное время суток всюду свет, как днем. Вы у меня даже выключателей не увидите! Эти лампочки используют не преобразованную электроэнергию, что означает минимум затрат.

Планы на будущее

В ближайшее время Павел планирует установить солнечный концентратор. Объясняет: это такое поворотное устройство. Он собирает солнечную энергию и фокусирует ее, направляет в те места батареи, в которые нет прямого попадания лучей. Говорит, это позволит получать максимально возможное количество солнечной энергии в любое время дня. Мужчина уже обустроил собственную систему автономного отопления, отказавшись от газового котла. Говорит, разработал ее из всех существующих сегодня систем отопления.

Кратко о отопление дома

Рекуператор, кондиционер, тепловой насос — это систему очень трудно объяснить. Если коротко, под полом у меня находится камера с батареями, под которыми тлеет всякий хлам — трава, мусор, дерево. Оно тлеет, как сигарета, и передает энергию по трубам, которые соединены с общей системой дома. Через специально построенные каналы одним идет угарный газ, другим — чистый воздух. Эта система называется рекуператор, можно назвать и своеобразным котлом. Дым выходит через дымоходы. Он уже холодный, поскольку температура всего того, что сгорает, отдается непосредственно в батареи, — объясняет изобретатель.

В планах — изготовление коллектора. Уверяет, это устройство, которое он планирует разместить на втором этаже дома, отапливать дом без всяких солнечных батарей. Я планирую сделать коллектор. Это будет большая коробка, черная внутри. Коллектор ловить лучи, греть его и закачивать теплый воздух прямо в дом, — объясняет кировоградский Кулибин.

Пара советов тем, кто хочет сделать дом эффективным и автономным

Сколько именно экономит денег, сделав дом фактически энергонезависимым, человек, признается, не подсчитывал. Однако утверждает — затраты на электроэнергию теперь на 70% меньше. Многие хотят сейчас сделать свой дом энергонезависимым. Но средств на это нужно потратить немало. Пять лет назад мне обошлось это примерно в 20-30 тысяч гривен. Но я старался на всем сэкономить. На солнечных батареях, конечно, не сэкономишь. А вот на аккумуляторах можно, к тому же я на них хорошо разбираюсь. Из нескольких старых я, например, собрал два-три мощных, — объясняет Павел и дает советы тем, кто хочет начать реально экономить и понемногу делать свой дом автономной.

Во-первых, надо утеплять дом. Очень большие расходы идут на обогрев улицы, особенно в тех, кто пользуется центральным отоплением. Главная задача — сохранять то тепло, что есть. Утеплить помещение можно и самостоятельно. Достаточно вырезать пластины пенопласта необходимого размера, прикрепить их к стенам Церезитом, сделать внешнюю отделку и все. Я, например, планирую сделать некую камеру вокруг дома — из стеклянных колб, которые будут давать эффект термоса, — рассказывает радиомеханик.

Во-вторых, приобретите минимальный «джентльменский» набор. Инвертор, чтобы иметь возможность пользоваться электроэнергией, когда выключают свет, и хотя бы аккумулятор, — советует Павел. Установить солнечные батареи несколько проблематично. Для многих из них некуда деть. К тому же в многоквартирных домах приборы могут украсть. Удобнее установить и солнечную батарею, и коллектор тем, у кого частные дома.

Когда я только начинал делать свой дом энергонезависимым, многие скептически говорил, что ничего не получится, что мои намерения — ерунда. Дешевле платить за коммуналку, чем покупать . Но сейчас, после подорожания тарифов и заявлений правительства о повышении цен осенью, таких упреков уже нет. Многие наоборот интересуется. Правда, наш регион несколько отсталый в этом смысле. На юге, западе страны есть немало хозяев, которые установили солнечные батареи. Люди начинают понимать, что за автономными домами — будущее, — агитирует Павел.

Возможно ли построить автономный энергонезависимый дом? Вполне. Можно сделать это по стандартам, установленным в Европе, с площадью не стоит жадничать и обязательно необходимо выбирать правильную геометрию.

Что можно понять под термином - автономный дом? Понятие говорит о том, что он не подключен ни к каким централизованным коммуникациям, водопроводу, канализации и так далее. Единственное, что нельзя внести в данный список - связь, без нее никак, а сделать это автономно на данный момент не представляется возможным. Но опять же, для этого совсем не обязательно протягивать провода. Автономный дом - это также своего рода дом пассивный. Что это значит?

Это больше относится к таким понятиям, как энергоэффективный, энергонезависимый дом. То есть отапливаемый за счет естественных источников энергии. Как правило, основное требование к такому дому, чтобы он был «умным», он сам себя должен обеспечивать энергией.

В качестве дополнительного энергообеспечения дома можно использовать , расположенную на протекающей рядом реке. Или же деревенскую ТЭЦ, или древесных отходах. Наличие в деревне(поселении) источника энергоснабжения позволит снизить издержки и создать резевр на случай повышенного расхода энергоресурсов(зима, например) и энергообеспечения общественных зданий объектов(детский сад, школа, и т.д.)

И так, что же нам нужно в доме?
Для типичного дома необходимо использовать некоторые вещи (услуги), без которых жить оказалось бы весьма сложно и неприятно, а именно:
— отопление,
— горячее водоснабжение,
— электроэнергия для бытовой техники,
— энергия для приготовления пищи в виде газа, горючей жидкости или электроэнергии,
— питьевая вода(колодец или скважина),
— отведение сточных вод.

Самым важным для вас из этого списка естественно окажется отопление. Во-первых, потому, что в вашем климате больше всего энергии расходуется для удовлетворения этой потребности. В связи с небольшой энергией солнечных лучей ее будет недостаточно для использования вами своих целях, хотя концепция солнечного нагрева начинает приобретать интерес среди инвесторов. Даже при жесткой экономии в доме необходимо минимум 15 кВт/м2 энергии в год для отопления. Это не много, потому эта цифра соответствует сжиганию около 3-4 кг дров, но ведь дрова вам нужно будет приобретать.

Просто дрова, или, распространяющиеся в наше время, брикеты из отходов производств, лучше всего подходят для удовлетворения нужд отопления дома.
Для нагрева горячей воды вы можете использовать панели солнечных батарей при поддержке по мере необходимости обычного источника тепла — это может быть котел центрального отопления деревни(села).

Альтернативой дровам и сгораемым брикетам() является самостоятельное производство биогаза. Его возможно производить в простой биогазовой установке, которую можно сделать своими руками у дома. К сожалению, в процессе превращения биомассы в биогаз потеряется больше, чем 50% содержащейся в ней энергии. С другой стороны, в производстве биогаза можно использовать огромное количество различного сырья, например, навоз, продукты анаэробного сбраживания, скошенная трава и растения.

А как быть с электропитанием дома? Вы вполне можете получать электроэнергию из возобновляемых источников энергии, а именно ветряных турбин и фотоэлектрических элементов. Этот источник вам необходим потому, что турбины и солнечные панели производят электричество сами по себе, без каких-либо дополнительных усилий с вашей стороны. А также не требуют расходов, кроме замены изредка батарей аккумуляторов.
К сожалению, батареи необходимы для постоянного хранения энергии между моментами, когда она производится (днем солнце светит, дует ветер) и моментами ее использования, когда производство электроэнергии невозможно (ночь, штиль). Можно использовать гидроаккумулятор вместо химического, работающий по принципу . Или другие типы аккумулирующих устройств(механический, например).

Другим решением является производство электроэнергии с помощью генераторов, работающих на биогазе, который вы уже производите. Используя тепло от охлаждения корпуса такого генератора, вы можете почти бесплатно получить горячую воду или даже отопление.

Питьевая вода может быть получена из колодца или из собственной скважины. Это решение является самым популярным, но не только. Вы можете также собирать дождевую воду, и после переработки, использовать ее для пищевых целей. Здесь важно прежде всего обеспечить достаточное количество накопления дождевой воды и эффективное использование, предусматривающее отказ от туалетных бачков и т. п.
Можно использовать скважину деревни, от которой происходит запитка общественных зданий.

Сточные воды отходят сами по себе и ними не трудно управлять и предусмотреть самостоятельную биологическую очистку растениями.

Планировка участка и дома.
Особое внимание при обсуждении и планировании такого дома стоит уделить его площади, а также площади окружающей территории. Здесь очень важно руководствоваться такой вещью, как «разумная достаточность». В среднем для семьи из 4 человек вполне достаточно 135 квадратный метров, если дом планируется с гаражом, то примерно на 20 квадратов больше. Здесь не имеется в виду наличие в доме огромного бассейна, картинной галереи или бального зала.

Что касается участка, то вполне достаточно 100 квадратных метров земли, чтобы соорудить все необходимые постройки.

Необходима также площадь для фильтрации септика, которая должна составлять примерно 250 кв.м. В некоторых случаях ее очень удачно совмещают с контуром теплового насоса. Кстати, для теплового насоса необходимо от 400 до 600 кв.м. площади.

Учитывая все вышеперечисленные параметры, без особого труда можно посчитать, что площадь для постройки энергонезависимого дома должна составлять примерно 1000 кв.м. и плюс примерно столько же для разных насаждений, сада и огорода. В принципе получается самый типичный размер для самой обычной постройки. Площадь позволит установить и солнечные панели и ветряк. Здесь стоит отметить, что шум от ветряка не более чем шум от обычного ветра, так как многие имеют по поводу данного вопроса иное мнение. Единственное на что стоит обратить внимание при установке ветряка - чтобы тени от лопастей не попадали на дом, чтобы не было постоянного мельтешения.

Важен также и такой момент, как геометрия помещения. Правильность в данном вопросе способствует значительному уменьшению теплопотери. Главное правило здесь - при необходимой площади пола должна быть минимальная площадь поверхности. Разного рода пристройки, типа гаража или застекленной террасы можно делать неотапливаемые. Здесь идеально подошла бы круглая, сферическая форма помещений, но это практически невозможно, так как ни мебель не подходит для этого, ни полученное в результате свободное пространство, которое станет заметно меньше. Самая идеальная форма это куб.

Для примера эффективности данного соотношения квадратных метров, формы помещения с уровнем тепла, можно привести следующие цифры. Например, если дом имеет общую площадь 135 кв.м. при средней теплопроводимости в 0,5 Вт*м2*, при уличной температуре минус 30 градусов, в помещении будет сохраняться 22 градуса по Цельсию. И все это только благодаря тому, что жилой объект имеет форму куба. Чем больше отклонений от соблюдения данной формы, тем меньше разница между температурными показателями, то есть тем прохладнее в помещении.

Интересно, что проектирование такого энергонезависимого дома должно осуществляться немного наоборот. Обычное строительство начинается с того, что дизайнеры, строители и художники разрабатывают проект, а затем воплощают его в реальность. При строительстве такого дома все наоборот. За основу берутся разные технические системы, а уже потом архитекторы и дизайнеры делают из этого что-то более-менее стоящее в плане внешнего вида.

Энергонезависимый Дом своими руками.В этих материалах уважаемый читатель мы не будем рассматривать сложные формулы, заниматься дотошным анализом и перспективами развития энергии других стран. Хотя нам придется перенимать опыт более практичных и что самое главное более успешных и результативных западных стран в этом вопросе. Здесь в этих материалах мы очень просто, буквально на пальцах рассмотрим что нужно сделать для того чтобы превратить наш дом в энергонезависимый.

Самым острым и затратным элементом энергоснабжения является обеспечение нашего жилища необходимой температурой помещений. Здесь я имею в виду не только отопление в зимний период, но и кондиционирование в летний период. Проблема любого дома – это его зависимость от внешних температурных факторов для помещений внутри дома, то есть его теплопроводность. В принципе, если теплопроводность дома сделать равной нулю. Или близко к этому значению, то в этом случае и потребление можно свести к нулю. Причем вполне практически, а не чертя на бумаге формулы. В этой книге вы их вообще не увидите. Поэтому если вы только теоретик не юзайте понапрасну страницы. Если же вы решили что-то сделать практически с энергонезависимостью своего дома или даже полностью сделать ваш дом энергонезависимым, тогда читайте дальше. Какие практические примеры для наглядности мы можем здесь привести, например термос содержащий вакуум. Именно этот термин мы будем применять дом-термос. Можно привести еще несколько примеров опять тот же термос при отсутствии вакуума будет сберегать тепло хоть и хуже этот недостаток, возможно, устранить добавить воздушную прослойку завернув его в полотенце. Современные водонагревательные бойлеры имеют вакуум, но многие его, не имея, держат тепло не хуже вакуумных за счет увеличенной воздушной прослойки. Холодильник тоже является термосом, в некоторых из них в качестве термоизолятора применяется минеральная вата в некоторых пенопласт. Изолирующим элементом в них служит материал с низкой теплопроводностью, но и сама структура материала имеет воздушные поры или ячейки что позволяет в полной мере получить преимущества при их использовании. Для того, что бы нам построить дом термос или переделать существующий дом, мы и будем использовать эту воздушную прослойку для снижения теплопроводности и устранения утечки тепла. Применяя этот термин, утечка тепла мы будем подразумевать не только утечка тепла в зимний период, но и устранение нагревание дома в летом. То есть если вы сделаете теплопроводность дома равной нулю. То и энергии на отопление и кондиционирование вам нужно будет затратить ноль. Все существующие ныне дома с нулевым энергопотреблением или практически с нулевым, это именно дома-термосы. И чем больше значение теплопроводности отличается от нуля тем более энергоёмким будет проживание в доме и его эксплуатация. Причем как в сторону его обогрева, так и в сторону его охлаждения или кондиционирования. Практически свести к нулю теплопроводность готового дома нам будет нереально, но этот показатель приблизить к идеалу вполне. Так же нам будет необходимо продумать систему подачи и очистки воздуха. Для нашей системы вентиляции в зимний период необходимо обеспечить подогрев воздуха, а в летний период охлаждение. Но мы ведь хотим построить дом с нулевым энергопотреблением, а применять нагревательные приборы и кондиционер, значит поднять потребление энергии к обычному значению. Существуют конструкции отопительных систем с тепловыми насосами, так называемые холодильники наоборот. Которые позволяют экономить энергию в 4-5 раз. Мы эти системы рассмотрим позже, но детально останавливаться не будем, так как они не дешевые, но все-таки заслуживают нашего внимания. Систему подогрева и кондиционирования, которую я предлагаю, хорошо известна и использует температурные свойства земли. Тот же принцип, но система на порядок дешевле и менее энергоёмкая, хотя и не использует температурные свойства земли полностью. На прямую прогоняя через землю воздух, мы достигаем температуры в наших помещениях примерно от +5 до +10. При выборе труб необходимо учитывать материал, их диаметр, длину залегания. Пропорционально к необходимым для проветривания кубам воздуха в помещениях. Глубина залегания нашей системы подачи воздуха самый главный момент. Ели нам нужно только охлаждение в летний период. То вполне будет закопать наши трубы на один метр. Земля, как известно не прогревается глубже метра температура повышается, конечно, но как правило не больше + 15. Так как здесь я привожу температурные факторы, следует учитывать регион проживания относительно Украины, и если необходимо вносить поправки относительно температуры в вашей местности. Как показывает практика оптимальный диаметр воздуховода.........мм при длине........метров, вполне достаточно для подачи охлажденного воздуха на две комнаты для двух, трех человек. Вентиляция приточная, нагнетается радиальными (центробежные) (типа «беличье колесо») вентиляторами. Желательно с двигателями постоянного тока. 12 или 24 вольта. Почему так затронем эту тему позже. Если же нам необходимо этот же подземный воздуховод эффективно использовать для подачи теплого воздуха зимой необходимо его закладывать намного глубже. Глубина промерзания грунта зимой достигает......... в Украине, а некоторых регионах и полтора метра. Допустим, это случается не так часто, но с учетом этого фактора 0 градусов будет на полутора метрах, а плюсовая температура начнется на глубине два метра и более. То есть далее выводы делайте сами с учетом особенностей вашей местности. Эффективность применения данной системы наиболее оправданно на пиках температур зимой и летом. В разы, снимая энергозатраты на обогрев и охлаждение воздуха в обычном доме. А в доме термосе эти затраты вообще практически нулевые. И менее оправдано весной и осенью. Хотя подпор свежего воздуха стабильной температуры и влажности в любом случае оказывает благоприятное воздействие на организм человека. Существует много способов в несколько раз снизить затраты на подогрев поступающего воздуха. Из технических например, используется рекуператор - устройство, в котором приточный воздух нагревается за счет теплообмена с удаляемым теплым воздухом. Конечно не смешивая воздушные потоки. Вентилятор - главный элемент принудительной подачи воздуха. Он подбирается с учетом двух основных параметров: производительности, то есть количества воздуха за единицу времени и полном давлении. Вентиляторы бывают двух типов: осевые и радиальные (центробежные). Осевые вентиляторы обеспечивают хорошую производительность, однако характеризуются низким полным давлением, то есть, если на пути воздушного потока встречается препятствие (длинный воздуховод с поворотами, решетка и т.п.), то объем воздуха существенно уменьшается. Поэтому в системах вентиляции с разветвленной сетью воздуховодов применяют радиальные вентиляторы, отличающиеся высоким давлением созданного воздушного потока. Шумоизолятор Поскольку вентилятор является источником шума, после него иногда устанавливают шумоподавитель, чтобы предотвратить распространение шума по воздуховодам. Источником шума при работе вентилятора может быть вибрация на его оси при износе подшипников или их некачественном исполнении и турбулентные завихрения воздуха на его лопастях, то есть аэродинамические шумы. Для снижения этих шумов используются звукоизолирующие материалы пенопласт мин вату. Строить дом термос с нуля или фундамента дело оправданное, но затратное. Как практически превратить уже готовый дом в дом термос? Ведь у людей есть уже готовые дома, в которых так или иначе приходится жить их ремонтировать обслуживать и так далее. Главная ошибка людей со средним достатком это ставить себе грандиозные и финансово не выгодные проекты. Например сходу переделать свой дом в дом термос. Фактически это затратить деньги на строительство такого же дома. Да дело затратное, но как приятно пребывать в комфорте и практически никому не быть должным ни за газ ни за свет. Заманчиво, правда. Так что конкретно я вам предлагаю? В вашем доме наверняка существует одна или две комнаты в которых вы находитесь 80% вашего времени. По большому счету именно от температуры и проветриваемости в них на те же 80% зависит комфортно вам живется или нет. Конечно, современные системы отопления позволяют с лёгкостью решить этот вопрос регулировкой температуры и количества теплоносителя в системе и с той же легкостью увеличивая ваши счета за газ. Но у некоторых людей стоят еще и старые котлы, в которых этой функции нет, но не расстраивайтесь у меня ее тоже нет, и я по этому поводу не печалюсь. Так вот если сделать из этой одной или двух комнат в доме термос, то вы сразу на 80% решите этот вопрос. Снизите ваши счета в разы. А за тем при желании и возможности сделаете это во всем доме. Как только вы увидите практический результат, сразу появится желание продолжить начатое. Особенно это ощутимо в домах площадью 100 квадратов и более. Хорошо отапливать такие дома дело затратное приходится выбирать или спать зимой одетым или платить от 100 долларов в месяц. Если вам это надоело читаем дальше. Элементы дома термоса:
1 Утепленный фундамент. 2 Двойные двери, наличие «тамбура». 3 Двойные окна, не стекла в металлопластиковых пакетах, а именно окна. Стены с достаточной воздушной прослойкой. Наличие термоизолирующих перегородок. Хотя здесь главных элементов нет, но пожалуй самый главный элемент четвертый утепление верха дома потолок крыша. Ведь какой смысл все термоизолировать когда наше тепло улетучится, через верх дома или под нагревом солнечных лучей нагреется как печка. Выполните эти четыре условия и дом термос готов))).

Считаю важным, в меняющемся и непостоянном мире, быть абсолютно независимым на сколько это возможно. В данный момент рассматриваю вариант устройства дома с автономными системами жизнеобеспечения, замкнутого цикла и экологически безопасного. С местом (регионом) строительства каждый решает для себя сам и, более того, об этом много статей и постов. Решил поделится найденной информацией и мыслями по данному поводу. В большей степени выкладываю картинки для наглядности. Вариантов очень много, покажу некоторые из них.
Все начинается с проектирования. Необходимо учитывать множество факторов. Экодом должен обеспечиваться теплом, горячей водой и электричеством только за счет солнечной энергии и являться домом нулевого энергопотребления (не использующим невозобновимые источники энергии). Получение тепловой энергии из солнечного излучения осуществляется в солнечных (воздушных или жидкостных) коллекторах, а электрической энергии - в солнечных батареях. Избытки тепловой энергии накапливаются и хранятся в сезонных и суточных аккумуляторах тепла. Длительному сохранению тепла в доме способствуют также архитектурные и конструкторские решения, эффективные утеплители. При недостатке «солнечного» тепла и электроэнергии в экодоме используются другие генераторы тепла на возобновимом топливе, а так же централизованная энергосистема. Для строительства экодома должны использоваться местные строительные материалы, малозатратные по способу добычи, переработке, перевозке, позволяющие применять технологии строительства дома без тяжелой техники. При эксплуатации экодома необходимо применять естественные биоинтенсивные технологии для переработки и утилизации органических отходов (твердых, жидких) и для повышения плодородия почвы, выращивания сельхозпродукции. Это можно обеспечить ведением органического земледелия и выращивания компостных культур для удобрения сада-огорода без привоза удобрений извне. Экодом должен обеспечить накапливание экологического ресурса участка, на котором он построен.
Пример.

1.Солнечный коллектор.
2.Грунтовой сезонный тепловой аккумулятор.
3.Трубы каркаса с вентиляционными каналами.
4.Соломенные блоки.
5.Вентиляторы системы принудительной вентиляции.
6.Теплообменник-рекуператор.
7.Канал в грунте.
8.Армированное стекло
9-10.Полимерная гофрированная трубка.
11.Теплоизолированный бак горячей воды.
12,14,15,20.Воздушно-дренажные каналы.
13.Теплоизолированный гравийный фундамент.
16,17,18.Задвижки.
19.Локальная система биообработки и утилизации стоков для повышения плодородия приусадебного участка.
Архитектура


Пример дома с элементами солнечной архитектуры.

При проектировании необходимо учитывать количество членов семи и будущие потребности.




Архитектура экодома-коттеджа. Внешний вид и планировка




Архитектура экодома-подворья из разных строений

При планировании надо стремиться к уменьшению размеров придомового участка, изымаемого из природы (площадь самого дома и площадок с твердым покрытием). Планировка участка предполагает оптимальное взаимное расположение дома, цветника, ботанической площадки с учетом естественного уклона, направления ветров, окружающей растительности, распределения грунтов.


Планировка участка и прилегающей территории для экодома с активным ведением на участке сельхоздеятельности.

Утепление.

Утепление. Будем исходить из того как теряет тепло традиционный дом.


Все внутренние отапливаемые помещения в разных вариантах конструкции экодома должны быть так теплоизолированы от внешней среды, чтобы теплопотери за год были меньше, чем количество тепла, которое можно получить за год от солнца и аккумулировать в доме. Особое внимание следует обратить на то, чтобы в конструкции корпуса не было мостиков холода.



Как должен быть утеплен экодом

Схемы утепления разных конструкций корпуса экодома.

Фундамент
Традиционно используются следующие типы фундаментов: столбчатые, ленточные, фундаменты из мелких блоков.

Для строительства экодома из этих типов фундаментов лучше подходит буронабивной.

Достоинства. Буронабивной фундамент минимально разрушает ландшафт, он дешевле, т.к. исключается рытье котлована, такой фундамент не требует утепления, гидроизоляции и пароизоляции. На его строительство расходуется меньше бетона и его исполнение возможно без тяжелой строительной техники. Не требуется защиты от радона.
Замечание. При таком фундаменте экодом не имеет подвала. Для размещения инженерного оборудования строится специальное техническое подполье, значительно меньшее, чем подвал. Оборудование можно разместить также в цокольном этаже или в техническом помещении первого этажа.


Ленточный фундамент для дома.


Фундамент из мелких блоков.

Дренажная система при устройстве фундамента.

Для увеличения долговечности фундамента и защиты его от подземных вод, дождевой и талой воды, просачивающейся с поверхности земли, вокруг фундамента устраивают дренажную систему.


Узел состыковки фундамента, перекрытия и стены.

При проектировании узла сочленения фундамента, перекрытия и стены надо избежать мостиков холода.

Перекрытие первого этажа
Возможны три варианта перекрытий для первого этажа:
а) над отапливаемым подвалом
б) над вентилируемым подпольем
в) по грунту.


Стены
При строительстве экодома могут использоваться различные типы стен. Важно обеспечить необходимую теплозащиту и тепловую инерцию экодома. Конструкция стены выглядит следующим образом, если послойно рассматривать ее в направлении изнутри - наружу: сначала идет слой отделки (побелка, обои и т.д.), затем - слой штукатурки, пароизоляция, несущая часть стены (из кирпича, бетона, дерева, грунтоблоков и т.д. или каркас), слой утеплителя, вентилируемый зазор, облицовка. Для упрочнения конструкции стены между слоями устраиваются специальные связи. Стена может состоять из однородного теплоизолирующего материала, а может состоять из тяжелой несущей части и легкого утеплителя. В последнем случае утеплитель всегда располагается снаружи.

Утеплитель
При строительстве энергоэффективного дома можно использовать любой утеплитель. Лучше всего со сроком эксплуатации, равным сроку эксплуатации дома. Утеплитель должен обеспечить такую теплозащиту дома, чтобы суммарные теплопотери зимой были меньше, чем количество солнечной энергии, накопленной летом в сезонном аккумуляторе.
Наиболее широко применяются два типа утеплителя: засыпка легким материалом и плиты из тонких искусственных волокон. При использовании засыпки необходимо предусматривать будущую усадку. Плиты из утеплителя применяются по рекомендации изготовителя. Если срок действия утеплителя меньше срока эксплуатации, необходимо предусмотреть технологию его замены, в том числе - демонтаж облицовки.


Перекрытие второго этажа
Перекрытие между первым и вторым этажами обыкновенное, если второй этаж отапливаемый

Крыша
Типы крыш: совмещенная (применяется для мансардного этажа) и холодная традиционная (для обычного одноэтажного и обычного двухэтажного дома).

Окна, двери.
Простейший способ добиться повышения энергоэффективности окна - это исключение функции проветривания (вентиляции), - и применение теплоэффективных ставень. Простая конструкция окна с внутренней задвигающейся теплоэффективной ставней.



Окно с тройным остеклением и теплоэффективной задвижной ставней.

Входной тамбур
Входной тамбур может быть совсем небольшим - иметь размеры равные толщине стены и размеру дверей. Для удобства проход в технический подвал и в погреб в зимнее время года можно сделать из тамбура, сделав его достаточно большим (выход из тамбура в ледник делать не обязательно, т.к. он эксплуатируется в летнее время года).

Система отопления

Система воздушного солнечного обогрева.

Если построить теплый экодом, как описано в предыдущей главе, то прямое использование солнечной энергии с середины февраля по май и с сентября по октябрь, обеспечит экодом теплом.
В этот период отапливать экодом проще всего при помощи воздушных солнечных коллекторов. Типичная система воздушного солнечного обогрева представлена на Рис. Система состоит из воздушного солнечного коллектора, воздуховодов, вентилятора. Если температура в помещениях недостаточна, то горячий воздух из коллектора попадает в комнату. Более холодный воздух из комнаты подается в воздушный коллектор и подогревается в нем. Если в помещениях тепло, то горячий воздух поступает в тепловой аккумулятор. Воздух начинает циркулировать, когда работает вентилятор, который приводится в действие солнечной батареей. Такая система удобна тем, что вентилятор работает только тогда, когда солнечная батарея вырабатывает электричество и именно в это же время солнечный коллектор нагревает воздух. Весной осенью система работает на нагрев помещения и на накопление тепла в суточном аккумуляторе. Летом эта энергия накапливается в сезонном аккумуляторе.

Воздушный солнечный коллектор

Площадь воздушных коллекторов, необходимая для нагрева помещений в экодоме определяется теплотехническими параметрами дома. В отсутствии солнца недостаток тепла компенсируется дровяной печью медленного горения с каталитическим дожиганием горючих газов.

Каталитическая печь медленного горения

В настоящее время солнечная система обогрева не в состоянии обеспечить полностью отопление дома весь отопительный период. Поэтому для подогрева экодома используются дополнительные печи на растительном топливе. Самые лучшие - это дровяные печи медленного горения с каталитическим дожигом горючих газов (Рис. 6.3). Низкие теплопотери экодома позволяют использовать печи малой мощности. Кроме того, дрова являются возобновимым источником энергии.

Теплый пол.


Воздушное отопление


Схема установки печи-калорифера для системы воздушного отопления дома:
1 - калорифер; 2-4, 6 - каналы; 5 - решётка; 7 - вентилятор.

Печь-калорифер

Печь-калорифер, разрез

Соединение калорифера с топливником

схема распределения тепловых потоков в доме с воздушным отоплением

Система ГВС.

Водогрейные системы, использующие солнечную энергию, бывают двух типов: с естественной и принудительной циркуляцией воды.

Термосифонная водогрейная система с водяным солнечным коллектором

Система солнечного нагрева воды с принудительной циркуляцией.

Суточный водяной аккумулятор тепла


Суточный водяной аккумулятор тепла.
ЭГ - электрогенератор;
ТГ - теплогенератор;
1 - бак с водой; 2 - дымовые трубы; 3 - кожух; 4 - каналы подачи теплого чистого воздуха; 5 - нижняя (входная) дымовая камера; 6 - верхняя (выходная дымовая камера; 7 - подача дыма в регенератор; 8 - подача чистого воздуха к ТА; 9 - кожух; 10 - поверхность теплообмена; 11 - забор чистого холодного воздуха; 12 - забор теплого отработанного воздуха; 13 - выхлопная труба; 14 - переключатель; 15 - канал подачи сбросного воздуха в теплицу; 16 - шторки; 17 - вент-каналы вертикальные; 18 - дымосос.

Холод

Встроенный в стену зимний холодильник

Погреб


Проект Net-Zero Energy Residential Test Facility - это дом, построенный на территории Национального Института Стандартов и Технологий в Вашингтоне, округ Колумбия. Ученые и исследователи симулировали в этом милом домике жизнь семьи из четырех человек. В результате за год дом нагенерировал 13 577 кВт?ч энергии, что на 491 кВт?ч превышает изначально запланированный результат.

Каковы характеристики самого дома? Это 252 квадратных метра, два этажа. В дизайне ничего необычного - дом как дом. Однако, в крышу по всей площади встроены солнечные панели. Эти панели смогли создать профицит энергии, чтобы пережить плохую погоду во время зимы. В течение 38 дней все 32 панели были покрыты снегом.

Расход энергии был рассчитан таким образом, будто обычные американская семья из четырех человек живет в доме, члены семьи ходят в душ, заряжают мобильники и ноутбуки, смотрят телевизор и так далее. Одной из важных составляющих при строительстве энергонезависимого дома были материалы и планировка: практически ликвидировано нежелательное проникновение воздуха, в то время как уровень изоляции в стенах и крыше был в два раза больше, что уменьшало необходимую на нагрев помещений энергию. Также дом имеет геотермальную систему для контроля нагрева и охлаждения.

Использование таких технологии в строительстве дома обойдется в 162 тысяч долларов. В США экономия на электричестве составит 4 373 доллара в год. Эксперимент будут продолжать с целью снижения разницы между стартовой инвестицией и экономией. В пользу сохранности денег, конечно.