Енергоощадні котеджі: реальний досвід у будівництві
Часи дешевого газу минулися. Зрештою, його важко назвати дешевим, бо останні 25 років це була ціна напівколоніальної залежності від Росії. Нині цей ланцюг розривається. Відтак у нашій свідомості з газом пов’язані фундаментальні речі. Це тепло у домі у зимову пору, гаряча вода тощо.
Нині нам нав’язують іншу доктрину, суть якої полягає у добуванні «свого» сланцевого газу. Зрозуміло, що цей шлях є антиєвропейським і взагалі в нікуди. У густонаселених регіонах України видобуток сланцевого газу обійдеться населенню дуже дорого. Це забруднення хімікатами значної частини нашої держави. На перспективу матимемо онкозахворювання, безпліддя, підвищену смертність, соціальні заворушення.
Досвід Європи
Повернімось назад на сорок років і подивимось, чим закінчилась Європейська енергетична криза, яку спровокували тодішній СРСР та арабські експортери нафти та газу. Фактично, в умовах цінової монополії на енергоносії за кілька років в ЄС розробили та застосували сонячні водяні та повітряні колектори, теплові помпи тощо. Разом з тим відбулася санація будівель, що також різко зменшило їхні тепловтрати. Від 2000 року цими енергоощадними технологіями забезпечувалося 40% заощадження енергії для житлового сектору.
Нині у Німеччині відсоток використання альтернативних енергій у житловому секторі зріс до 50%. Разом з тим країни ЄС зробили деякі хибні кроки. Нині нам корисно вивчити їхні помилки, щоби не повторювати їх у себе. Наприклад, німецька будівельна індустрія зацікавлена у спорудженні недешевих будинків з мінімальними тепловитратами. Це так звані будинки нуль-енергії, огрівані лише побутовими приладами (чайники, холодильники, телевізори тощо) та теплом самих мешканців. Бажання заощадити на тепловитратах призвело до економії на вентиляції,чи точніше на повітрообміні, щоби мінімальна кількість тепла викидалася поза будинок. Так з’явився синдром хворого будинку. При мінімальному повітрообміні велика кількість хімічних сполук, наявних у будівельних матеріалах, меблях тощо почала діяти на мешканців. Ситуація погіршилася ще тому, що стіни, зведені з тогочасних будівельних матеріалів, «не дихали», що призводило до появи грибків та плісняви. Звичайно, причини таких явищ швидко усувалися, але для нас це має бути пересторогою. Наприклад, у житлових будинках було заборонено використання пластикових вікон. На щастя, в Україні будівельні технології не так розвинені, тому можна вибирати свій екологічний шлях. Українська сільська глиняна хатина минулих століть є неперевершеною щодо екологічності та енергетики. Вона була своєрідним прихистком родини та нації. Можна стверджувати, що вона виконала своє історичне призначення. У ХХІ ст. приклад такого здорового підходу до котеджного будівництва подала Великобританія. Нині там і не тільки там поширюється будівництво котеджів каркасного типу з вапняно-конопляними стінами. Ці стіни дихають, і відмінно тримають тепло. Тобто конопля і вапно забезпечують у приміщеннях автоматичне регулювання відносної вологості повітря в межах 40-60%, оптимальних для організму людини. Саме будівництво технологічно просте, і не потребує великих зусиль, а витрати викопних енергоносіїв можна звести до мінімуму при застосуванні сонячних колекторів та теплових помп.
Досвід України
З іншого боку, в Україні за останні роки накопичений чималий досвід будівництва саманних будинків, запатентовані деякі прогресивні технології. Наприклад, вже не потрібно мурувати будинок із саманних блоків, а можна впродовж місяця-двох «витягнути» суцільну стіну та ще й з внутрішніми технологічними каналами на воду, вентиляцію, каналізацію, опалення тощо. Єдиним недоліком саманних будинків є надлишкові тепловтрати, що легко компенсується застосуванням теплоізоляційної штукатурки, виготовленої з суміші костриці льону та вапна.
Щодо опалення саманних будинків. Завдяки чудовим ізоляційним властивостям вапняно - конопляної штукатурки газ вже не є таким необхідним. Більше того, водяна радіаторна система опалення теж не потрібна. Значно прогресивнішим є використання нагрітого повітря для опалення будівель. Зрештою, це теж є поверненням до нашого історичного минулого, бо системи повітряного обігріву існують, принаймні, кілька тисяч років. Адже грубі стіни будинків швидко накопичують тепло від повітря. Отже, що грубша стіна, то більшою є її маса і тим більше вона накопичує тепла. Тим не менше, запас тепла стіни колись закінчується, і приміщення охолоджується. Відомо, що бетон, цегла, глина і саман досить добре пропускають тепло. Тому для гальмування швидкості стінового потоку тепла слугує природне теплоізоляційне покриття. Але це лише півсправи. Грубе зовнішнє теплоізоляційне покриття, помальоване у темні кольори, активно притягує сонячну енергію, яка нагріває його. Саме тоді процес теплопередачі з середини приміщення назовні значно сповільнюється. Якщо теплові потоки з будинку і до будинку врівноважуються, то стіна перестає випромінювати тепло. Звичайно, взимку такі ситуації виникають не часто, але при сонячному освітленні стіни її теплове випромінення назовні суттєво зменшується. Жодний синтетичний матеріал не має таких властивостей через малу масу та теплоємність.
Результати досліджень
Доказом є результати температурних випробувань природних та синтетичних матеріалів. Отже, кожен із зразків ізоляційних матеріалів (вапно з кострицею коноплі, дерево-волоконна плита, мінеральна вата) мав однакову товщину (250 мм). Суть випробування полягала у раптовому зменшенні температури зовнішньої поверхні матеріалу на 20°С. Для легкої мінеральної вати процес вирівнювання різниці температур тривав кілька годин, а для значно важчих природних ізоляційних матеріалів – до 48-и годин. При цьому усереднений опір теплопередачі мінеральної вати змінився незначно (7,5 проти 6,7 м2*К/Вт у стаціонарному режимі). Для деревно-волоконної ізоляції значення усередненого опору теплопередачі зросло вже до 11,5 проти 2,6 м2*К/Вт у стаціонарному режимі. Для вапняно- конопляної ізоляції значення усередненого опору теплопередачі зросло до 9,4 проти 2,4 м2*К/Вт у стаціонарному режимі. Це якісні результати, які вперто замовчуються виробниками «екологічних» синтетичних ізоляційних матеріалів. Бо наш природний ізоляційний матеріал лежить під ногами, не забруднює довкілля і чекає, коли ж ми, нарешті, його використаємо з вигодою для себе. Практично маємо безвідходне виробництво. Пряжа льону іде текстильникам, зерно – на лікувальну олію, а костриця – на ізоляційну штукатурку.
При якісно утепленому будинку опалення перестає бути проблемою. Навіть при використанні 70% електроенергії при добре утепленому будинку та використанні нічного тарифу місячні виплати не перевищать 100 грн. Але це вже буде темою наступної статті.
Котеджі із солом’яних блоків
Солом'яний блок - унікальний матеріал, що перевершує за своїми теплофізичнимим характеристиках усі відомі будівельні матеріали (цегла, газосилікатний блок, дерево). Ці властивості солом'яних блоків дають змогу суттєво знизити витрати на опалювання будинку.
Використання соломи в будівництві робить житло біопозитивним. Термін «біопозитивність» з'явився в ужитку порівняно недавно і стосовно до житла означає не просто екологічну нейтральність, «не шкідливість», а корисність такого житла для людини.
Солом'яний блок – один із найперспективніших матеріалів для малоповерхового житлового будівництва. Потреба енергії для опалювання солом’яного будинку - менше 40 квт*ч/м2 у рік.
Висока пожежна безпека (після оштукатурювання) підтверджена офіційними випробуваннями. Конструкція оштукатуреної солом'яної стіни була офіційно протестована і віднесена до граничного класу за вогнестійкістю F119 (металева ферма, наприклад, відноситься до класу F15, тобто втрачає несучу здатність, через 15 хвилин після дії відкритого вогню).
Терміни будівництва: з моменту початку земляних робіт (фундаменту) до моменту заселення – від 4 до 7 місяців.
Основні недоліки: великі витрати лісу при облаштуванні подвійного каркасу; низькі термічні характеристики конструкції; найдорожча вартість матеріальних ресурсів порівняно з іншими еко-технологіями (легкий саман, пустотілі саманні стіни зведені за допомогою опалубки Вайсбурда)
Основні переваги: біопозитивність; теплофізичні характеристики конструкції стін;
швидкість зведення конструкції.
Юрій Дудикевич, к.т.н., Михайло Бойко