Энергопассивный экодом для Беларуси
Почему именно сейчас и именно в Беларуси?
Во-первых, потому, что строительная индустрия республики, как экономика и промышленность, переживает кризис. Очевидно, что в ближайшее время строительство жилья в Беларуси будет являться приоритетной областью хотя бы потому, что каждый пятый нуждается в улучшении жилищных условий. Опыт выхода из экономического кризиса стран, его переживших, показывает, что выход из кризиса начинается с оживления строительной отрасли и в первую очередь - со строительства жилья, на которое завязано обычно около 30% национальной экономики любой страны. Для оживления первичного рынка жилья необходимо, чтобы квадратный метр стоил не более двух среднемесячных заработных плат (таков, например, критерий в российской национальной программе "Жилье" и не только в ней). Для Беларуси это означает, что оживление в строительстве начнется, если квадратный метр жилья будет стоить не более 150 USD/м 2 или если средняя зарплата вырастет до 200 USD, так как себестоимость квадратного метра нового жилья обходится при существующих технологиях в лучшем случае в 250 USD/м 2 без коммуникаций. Поскольку второе (зарплата) пока нереально, то надо снижать стоимость жилья до 120 USD/м 2, что требует применения принципиально новых технологий.
И такие экотехнологии, соответствующие принципам устойчивого развития цивилизации, снижающие энергоемкость (и, следовательно, стоимость) строительства и стройматериалов в десятки раз, уже адаптируются на Беларуси Белорусским отделением Международной Академии Экологии.
Во-вторых, потому, что Беларусь практически лишена собственных источников ископаемого топлива и проблема энергоресурсосбережения стоит здесь особенно остро. Жизнь уже сегодня заставляет строить энергосберегающие дома, а завтра они будут единственно возможными.
В-третьих, из-за последствий Чернобыля республика нуждается в принципиально новых концепциях и технологиях экологически чистого жилья. Многие уже поняли, что кирпичные и железобетонные бункера, построенные вокруг городов и в селах, которые тяжело (а иногда и невозможно) протопить, не решают проблемы количества жилья, не говоря о его качестве и экологичности.
В-четвертых, руководство строительной отрасли уже осознает, что СНиПы 70-х, ориентированные на затратную экономику, по-прежнему заставляют проектировщиков проектировать, а строителей строить неэнергоэффективные, материалоемкие сооружения. Наряду со СНиПами надо менять менталитет заказчиков, архитекторов, конструкторов, строителей и открывать дорогу новым эффективным строительным экотехнологиям, которые напоминают хорошо забытые старые.
Что такое "народный экодом низкого энергопотребления"
Экодом на Западе - это жилище, соответствующее "устойчивому развитию" цивилизации, т.е. такому развитию, при котором практически не используются невозобновляемые источники энергии и вещества с одной стороны, и не наносится вред природе и здоровью человека - с другой. В США, Швеции, Германии, Японии и других странах уже десятилетиями эксплуатируются комфортабельные дома с низким и даже "нулевым" потреблением энергии, без канализационных сетей. В Стокгольме более 10 лет успешно эксплуатируется комфортабельный дом с бассейном и огромным зимним садом, не имеющий не только канализации, тепло- и электроснабжения, но и водопровода. Правда, назвать такой экодом "народным" никак нельзя - он стоит слишком дорого.
Фирма ISOMAX уже построила несколько тысяч домов в Польше, Финляндии, Германии с системами солнечного отопления и аккумулирования тепла и добилась того, что дома нулевого энергопотребления стоят не дороже каменных.
"Народный экодом", который мы разрабатываем, будет иметь стоимость порядка 150 USD/м 2, причем при его строительстве используются только местные доступные экологически чистые природные материалы и энергосберегающие технологии строительства, а также солнечная энергия для отопления и сезонного нагрева воды.
Почему так дешево?
Потому что экотехнологии, соответствующие принципам устойчивого развития, неэнергозатратны, а, следовательно, дешевы, доступны и используют самые дешевые природные материалы - прессованную солому, либо глино-соломенную смесь. "Ну вот, опять саман, а мы-то думали..." - произнесет про себя читатель и будет не прав. Технология не предусматривает использование самана (80% - глина, 10% - солома, 10% - органика); используется солома, смоченная глиняным раствором (90% - солома и 10% - глина). Эта "мокрая" технология обобщает четырехвековой немецкий опыт "фахтверкового" (каркасного) строительства в природно-климатических условиях, сходных с белорусскими. Саман почти в четыре раза тяжелее, не является теплоизолятором и в условиях Беларуси неприемлем - у нас слишком влажно.
Суть технологии проста: на фундаменте ставится деревянный каркас (20 м 3 дерева на 200 м 2 жилья в двух уровнях), который заполняется методом скользящей опалубки глино-соломенной смесью, причем полностью (фронтоны и межстропильное пространство тоже). Это занимает менее месяца, после чего накрывается крыша и дом сохнет (3-12 месяцев, в зависимости от погодных условий). Затем дом штукатурится и отделывается в зависимости от вкуса и возможностей хозяина. Кстати, стены толщиной 40-45 см обладают такой же теплоизолирующей способностью, как кирпичные толщиной 0,7 м, и рядом других преимуществ: они легко "дышат" (не путать с инфильтрацией), решают проблему радона, не эммитируют вредные вещества, связанные с тепловой обработкой и т.д. Такие дома стоят в Германии 3-4 века и после своей "смерти" не создают проблем с утилизацией строительного мусора. Энергии для строительства таких домов тратится в тысячи раз меньше по сравнению с кирпичными, и эксплуатационные затраты на отопление меньше. Квалификация нужна только при строительстве каркаса и отделочных работах. Недостатками технологии являются большая трудоемкость и большие сроки строительства, связанные с сушкой самонесущего наполнителя стен. Отношение к этой технологии в Беларуси недоверчивое, но гродненский комбинат ЖБИ №10 уже начал осваивать производство глино-соломенных блоков на экспорт в Германию.
Летом этого года в ходе выполнения задания "Разработать и внедрить систему солнечного отопления белорусского экодома" ГНТП "Энергосбережение" совместно с немецкой благотворительной организацией "Дома вместо Чернобыля" (и на ее средства) в поселке чернобыльских переселенцев построен экодом, соответствующий концепции экодомов БО МАЭ. Экодом оснащен экспериментальным сезонным солнечным коллектором, совмещенным с кровлей, конструкции БО МАЭ (см. фото 1). Такой коллектор, созданный из материалов, производимых в Беларуси, очень дешев и может обеспечивать теплой водой семью из 4 человек с апреля по сентябрь и даже запасать избыточное солнечное тепло под домом с помощью грунтовых тепловых аккумуляторов впрок для технологических целей (сушка в плохую погоду овощей, торфобрикета) и снижения потребности в энергии для отопления зимой.
Более эффективная индустриальная "сухая" технология строительства домов из соломенных блоков, очень популярная сейчас в США, строится на тех же принципах. Она заключается в использовании прессованных соломенных блоков (сразу после пресс-подборщика с поля) как основного конструктивного стенового материала с последующим оштукатуриванием, то есть блоки могут укладываться на раствор или использоваться в качестве самонесущего наполнителя каркасных стен (сухая технология "прошивных матов"). Следует напомнить, что строительные стандарты США по многим параметрам жестче наших, и эта технология полностью сертифицирована в США. Например, по огнестойкости она соответствует требованиям, а по теплопроводности - в 3 раза лучше. Наружная и внутренняя отделка стен в таких домах не отличается от обычной в США. Такой дом можно построить за неделю и отделывать сразу, что и было продемонстрировано в августе прошлого года Белорусским отделением Международной Академии Экологии и Solar Energy International из США в п. Занарочь. Стена такого дома при толщине 60 см имеет сопротивление теплопередаче не менее 10. Стоят эти дома по 100 и более лет. Например, сейчас в США живут люди в домах из прессованной соломы, построенных в прошлом веке. Летом нынешнего года в д. Михедовичи Петриковского р-на Гомельской области по проекту "Гомельсельстройпроекта", сотрудничавшего с БО МАЭ, построен одноэтажный каркасный жилой дом из соломенных блоков размером 9,6 х 10,4 м всего за 100 млн руб. (см. фото 2), и заказчик на этом не намерен останавливаться - ведь по соотношению "энергоэффективность -стоимость" дому нет равных.
БО МАЭ совместно с институтом Минскгражданпроект создало проекты сблокированных энергопассивных экодомов из соломенных блоков городского типа (см. фото 3), которые должны были быть уже построены в Минске, но не строятся из-за затягивания вопросов землеотведения. Кстати, вся крыша таких домов представляет собой сплошной солнечный коллектор.
А как насчет грызунов, влагостойкости и огнестойкости?
Согласно международным стандартам DIN 4102 и DIN 18951(21/51), глино-соломенные смеси являются негорючими материалами, поскольку содержат до 5% глины при условии, если она как минеральное связующее равномерно распределена по объему. Объяснить это легко: глины содержат большое количество калийных соединений, являющихся антипиренами.
По международным нормам оштукатуренные стены, построенные по "straw-bаlе" технологии, не только являются негорючими, но и относятся к классу не менее F60, т.е. сопротивляемость их огню не менее часа без потери несущей способности (металлические конструкции относятся только к классу F15). Соломенные блоки, положенные на цементный раствор или скрепленные по технологии прошивных матов с последующим оштукатуриванием, имеют еще более высокий класс, вплоть до предельного - F120, при условии, что несущий каркас (даже если он не пропитан антипиренами) находится под слоем штукатурки не менее 2 см. Грызуны, как показывает зарубежный да уже и отечественный опыт, не представляют угрозы при соблюдении технологии строительства.
Исследования изменения влагосодержания стен первого в СНГ и Беларуси строения из соломенных блоков в п. Занарочь показали, что при отсутствии прямого попадания воды влажность соломы составляет 2-6%, причем она с течением времени проявляет тенденцию к уменьшению, если изначально была достаточно высока (при условии хорошей гидроизоляции основания стены). Необходимо отметить, что гнилостные микроорганизмы начинают размножаться в соломе при влажности не менее 20%, а для этого необходимо либо прямое попадание воды, либо отсутствие гидроизоляции фундамента при высоком уровне грунтовых вод. Эти исследования были поддержаны фондом Research Support Scheme of the OSI/HESP, грант №1338/1997.
Какие коммуникации нужны экодому?
Вообще-то нужны только дороги и электричество (если не по карману дорогостоящие солнечные батареи с электроаккумулирующими системами). А канализация? Конечно, нужна, только не такая, как у нас. Наша, во-первых, очень дорогая, во-вторых, не решает проблему утилизации хозбытовых стоков (например, проблему осадка сточных вод), а только переносит ее из одного места в другое, и главное - она не является системой локально замкнутого цикла. При индивидуальной застройке это как бы "теплотрасса наоборот", и вреда она наносит не меньше, чем наши пресловутые теплотрассы.
Вместе с тем американское "министерство здравоохранения" давно сертифицировало и разрешило использовать даже в городах очень дешевые локальные биологические системы утилизации хозбытовых стоков, работающие по принципу "замкнутого цикла", не создающие проблем ни зимой, ни летом и позволяющие пользоваться всеми благами цивилизации при двух условиях: в туалет нельзя сливать концентрированные яды и бросать биологически неразлагаемые предметы (пластик, некоторые виды бумаги и т.д.). Площадь биоочистных хозбытовых стоков около 200 м 2, и выглядят они, как обычный фруктовый сад и огород. Расчетное время эксплуатации на семью из 8 человек - около 100 лет. Причем урожайность на этих двух сотках необычайно высока. Можно использовать специальные компостные туалеты, разработанные в Швеции и США, и использовать компост как дешевое органическое удобрение.
Отопление (и кондиционирование) экодома обычно содержит основную и вспомогательную системы, помимо пассивной солнечной, которая у нас практически не используется. Основная обычно состоит из солнечного теплового коллектора и теплоаккумулятора, запасающего тепло по суточным и сезонным циклам. Конструкции могут быть различными: в Швеции и Норвегии предпочитают твердотельные аккумуляторы под домом; в США и Германии - жидкостные внутри дома (на 200 м 2 жилой площади - около 15 тонн воды). Обычно такие системы стоят недешево. Однако их можно сделать очень дешевыми, если использовать местные материалы и комплектующие. Например, тепловой коллектор на крышу экодома конструкции БО МАЭ стоит всего 50$/Квт установленной мощности и не боится заморозков. Обязательной является система рекуперации тепла при вентиляции.
Вспомогательной отопительной системой является обычно камин или небольшая печь медленного горения. Фирма ISOMAX использует в качестве вспомогательной или "аварийной" систему электроподогрева пола с использованием ночного электричества мощностью 2 Вт/м 2 жилой площади.
Кто заинтересован в строительстве экодомов?
Вопрос не так прост, как кажется на первый взгляд. Конечно, должно быть заинтересовано правительство - и это отражается в ряде правительственных документов, направленных на активизацию строительства экодомов усадебного типа. Хотя стереотипы "крупнопанельного домостроения" еще очень сильны в нашем обществе. Конечно, заинтересован потребитель - уж больно привлекательны цены и сроки строительства. Но и он, за редким исключением, с опаской смотрит на новые экотехнологии - ведь они очень необычны. Чтобы убедиться, надо "пощупать". Заинтересованы архитекторы и проектировщики - для них очевидны преимущества и новые возможности этих технологий для развития индивидуального домостроения и на селе и в городе. Подрядчики, как правило, предпочитают держаться в стороне - стоит ли возиться с такими дешевыми домами и осваивать новые технологии, будь они трижды энергоэффективны? Да и нормативной базы пока нет...
Необходимо отметить следующее: многие аналитические центры, прогнозирующие развитие энергетики и энергопотребление в мире, сходятся на том, что мировые цены на энергоносители через 3-4 года резко пойдут вверх. У нас это скажется прежде всего на ценах на обжиговые стройматериалы, тепло и транспорт. Тот, кто поймет это сегодня, будет в выигрыше завтра.
Где можно посмотреть и "пощупать" экодом?
Первые дома из соломенных блоков и глино-соломы (всего 18 домов) можно увидеть в п. Занарочь. Глино-соломенные дома строились немецкой благотворительной организацией "Дома вместо Чернобыля" силами немецких и белорусских волонтеров для чернобыльцев. В д. Михедовичи по проекту "Гомельсельстройпроекта" построен каркасный дом из соломенных блоков, и у заказчика есть желание продолжать строительство таких домов. Вокруг Минска начали появляться частные дома, построенные с использованием этих технологий.
Планируется первый двухэтажный энергопассивный экодом БО МАЭ из соломенных блоков построить в Минске в1997-98 г. и использовать его как Центр передачи экотехнологий. Вообще, планируется построить в Беларуси несколько показательных экспериментальных экодеревень на 20-40 экодомов, оснащенных альтернативными системами энергоснабжения как западных, так и отечественных разработок. Программа OOH Habitat, в которой участвует и Беларусь, направлена как раз на решение этой проблемы: на строительство доступного, экологически чистого жилья из возобновляемых природных материалов. Уже есть проектные и планировочные предложения ведущих белорусских архитекторов (см. статью заслуженного архитектора РБ А. Соболевского "Экодеревня для Беларуси", СиН № 28'97).
Жители экодеревни в течение нескольких лет будут ответственны за сбор данных о работе различных альтернативных систем энергоснабжения, после анализа которых будет ясно, что приемлимо для Беларуси, а что нет. И дело тут не только в технике: "что русскому здорово, то немцу смерть", и наоборот. Тут важно, что практически без специальных инвестиций будет получен бесценный для Беларуси опыт эксплуатации доступных людям экодомов низкого и нулевого энергопотребления в ее природно-климатических условиях, а также будут решены социальные проблемы и сделан первый существенный шаг по пути устойчивого развития, без которого нет будущего ни у одной страны, ни у одного народа.
Евгений ШИРОКОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 40 за 1997 год в рубрике энергетика
