Инженерные системы экопоселка 2

Мини-ТЭЦ на газе, получаемом в процессе газификации бурого угля

ris152

 

Исламов Сергей Романович генеральный директор ООО «Сибтермо», г.Красноярск. Предприятие создает автономные энергоэффективные системы жизнеобеспечения объектов малоэтажного строительства с использованием разработанной технологии «Термококс»

Основным компонентом комплекса коммунального обслуживания является газовая мини-ТЭЦ, обеспечивающая коттеджный поселок электричеством, отоплением и горячей водой. Мини-ТЭЦ работает на газе, получаемом в процессе газификации бурого угля по технологии «Термококс», разработанной компанией «Сибтермо».

Помимо мини-ТЭЦ, комплекс включает в себя станцию водоподготовки холодной и горячей воды, тепловой пункт на весь поселок и водоем комплексного назначения, выполняющий функции пруда-охладителя, пожарного пруда, источника воды для полива и других хозяйственных нужд поселка.

ris153
ris154 ris155

Цех газификаторов. Газификация бурого угля – основа технологии.

 

Завод бездымного топлива в Монголии
ris156

 

Сравнение чистоты выбросов: дым – обычное сжигание угля, отсутствие дыма – сжигание по технологии «Термококс»

Мусоросжигающая установка Шелонь

 

ris157 ris158

ООО Шелонь, Новокузнецк Мусоросжигающая установка с высокой эффективностью сжигания несортированного мусора и выбросами, соответствующими европейским стандартам.

 

ris159 ris161
ris160 ris162

 

Заключение

Этот не полный набор уже реализованных технологий всего в трех городах Сибирского федерального округа показывает, что строительство энергоактивных экодомов в Сибири для массового использования на основе местных технологий, материалов и оборудования – реальность.

Инженерные системы экопоселка 1

Рассмотрим два характерных типа экопоселка: рассредоточенный и поселок плотной застройки. Первый больше подходит для поселения из индивидуальных крестьянских, фермерских и казацких хозяйств в сельской местности, расположенных на больших земельных участках далеко друг от друга. Второй тип для существующих сельских поселений, пригородных поселков, районов индивидуальной застройки в городах.

В поселках первого типа из-за больших расстояний между домами акцент смещается на строительство полностью автономных экодомов с внутренними системами жизнеобеспечения и утилизации. Общей будет система дорог и целесообразно сделать общей информационно-коммуникационную систему.

Второй тип экопоселков, состоящих из экодомов, будет иметь много общих инженерных коммуникаций. Поселки этого типа могут сильно отличаться по наполнению производственной, торговой, офисной и иной инфраструктурой, но жилой и коммунальный сектора вне зависимости от расположения и назначения будут иметь много общих черт.

В экопоселке городского типа может быть снижена автономность в каждом доме и перенесена на уровень поселка. В первую очередь это относится к энергообеспечению. Есть много типов малых установок, вырабатывающих тепло и электричество.

ТЭЦ на водоугольном топливе

Одна из перспективных систем - котел на водоугольном топливе. Ее преимуществами является:
  • высокая эффективность и экологичность сжигания угля, самого распространенного вида топлива
  • получение золы, которая будет использоваться для производства стройматериалов
В состав энергосистемы входит:
  • теплица, совмещенная с системой переработки и очистки сточных вод
  • минипроизводство стройматериалов на базе отходов энергоблока
  • мусоросжигающее и мусороперерабатывающее производства вторичного сырья из твердых бытовых отходов.  
 ris147

 

Кравченко Игорь Вадимович, председатель Совета Директоров ЗАО «Корпорация ПРОТЭН» и доктор технических наук Леонид Иванович Мальцев (слева), главный научный сотрудник Института теплофизики СО РАН, г.Новосибирск.

Разработан котел на водоугольном топливе и успешно используется для теплообеспечения завода по производству автоклавного газобетона.

Работа отмечена серебряной медалью IX Московского международного салона инноваций и инвестиций и Большой золотой медалью выставки СибПолитех-2009.

 ris148  ris151

Котел на водоугольной смеси. Уже работают три парогенерирующие установки мощностью 1.5, 3 и 7 МВт. КПД вдвое выше традиционных котлов и экономия топлива достигает 30—50%.

 

Дым при сжигании водоугольного топлива имеет характерный белый цвет. В нем почти нет сажи – несгоревших угольных частиц и значительно снижено содержание токсичных оксидов азота и угарного газа. 
ris149

 

Уникальная форсунка для сжигания водоугольного топлива с высоким ресурсом.

ris150

 

Форсунки в действии

Группа экодомов

ris145

Объединение экодомов в группу позволяет упростить системы каждого экодома. Кроме того, у объединенной системы повышается надежность.

Группа, состоящая из автономных экодомов, может получить дополнительную устойчивость за счет объединения отдельных систем. К ним относятся системы:

  • электрогенерации
  • теплогенерации
  • водоснабжения и канализации.
  • общий пруд.

Объединение этих систем имеет ряд преимуществ. Для энергосистемы снижается удельная мощность, следовательно, стоимость каждой установки в доме. Это же относится к объединенной системе водоснабжения и канализации. При этом в установках большего объема повышается качество подготовки питьевой воды и обработки стоков.

Для группы домов можно вводить централизованное теплоснабжение, то есть автономность с одного дома переводить на группу домов.

В группе домов появляется возможность организовать общую систему раздельного сбора и накопления вторичного сырья из бытового мусора и систему производства удобрения из органических отходов. Эти дополнительные возможности за счет продажи вторичного сырья позволят снизить эксплуатационные затраты.

Сблокированные экодома. Все это относится к сблокированным экодомам, в которых эти решения вносятся уже на стадии проектирования.
ris146
Сблокированные энергопассивные дома в одном из районов Лондона

Воспроизводство почвы

 

Компостеры для переработки органических отходов

Источниками органических отходов являются пищевые отходы, биомасса с приусадебного участка и органика из туалета, которая накапливается в биологическом иле в септике и подвергается дополнительному компостированию.

Биоплощадка для компостирования является обязательным элементом экодома. 

 
 ris138  ris140
 ris139  ris141

 Различные типы компостеров для переработки в компост органических отходов

 

Накопительный пруд

Это обязательная система экодома. Основное назначение – сбор и накопление стоков талой и дождевой воды с территории, занятой постройками и твердым покрытием, а также биологическая адаптация обезвреженных бытовых стоков. Проект застройки даст точные цифры площади твердого покрытия вокруг дома, но примерно эта величина 200 м кв. Объем пруда рассчитывается из объема осадков и величины бытовых стоков. В засушливых районах вместо накопительного пруда предпочтительно использовать накопительные емкости.

ris142   ris143
 ris144

 

 

Накопительные резервуары из бетонных колец в засушливых регионах.

 

Стоит упомянуть в аспектах экодома о следующем

Домашний центр по переработке мусора

Бытовой ручной пресс, позволяющий прессовать пластиковую и металлическую тару для удобного складирования. Предусмотрены специальные отделения для хранения стеклянной тары, газет и прочих отходов, пригодных для повторной утилизации.

Современная связь, информационные системы, включающие управление экодомом

Информационная система включает скоростной интернет со всеми функциями, телефон и используется для управления системами экодома, контроля параметров c возможностью управления через мобильный телефон.

Приготовление пищи

Приготовление пищи является энергоемким процессом, поэтому на данном этапе предусматривается использовать существующую систему привозного сжиженного газа, специализированные дровяные печи. 
   
   

Водоснабжение и водоотведение в экодоме

Водоснабжение

Местная скважина или централизованный водопровод. Система водоснабжения двухконтурная – для питьевой и технической воды. Питьевая вода для приготовления пищи и душа подготавливается с помощью стандартной системы водоподготовки. Для технических нужд можно использовать воду без доочистки.

В любом случае в экодоме предусмотрено использование водосберегающих приборов, обеспечивающих включение и выключение за счет сенсорных датчиков, сбор дождевой воды и повторное использование очищенной воды для технических нужд.

 

Переработка бытовых стоков и сбор бытового мусора

Предусматривается две системы туалетов.

    • Смывные туалеты. Наиболее распространены, привычны и предпочтительны для большинства людей.
    • Компостирующие биотуалеты. Эффективные биореакторы перерабатывают в компост органические отходы жизнедеятельности в ценное сырье — компост. Биотуалет устроен таким образом, чтобы вытяжка осуществлялась на коньке дома, а во все остальные отверстия воздух всасывается и поэтому запахи в помещении отсутствуют. Компостирующий туалет не требует подключения к водопроводу. Имеет большой интервал в обслуживании. Контейнеры рассчитаны на 140 дней пользования семьёй из 4х человек и опорожнять контейнеры надо один раз в сезон. Контейнеры компостирующего биотуалета снабжены вытяжной вентиляцией.

 

 ris122

 

 

ris124

 Устройство стационарного биотуалета Klivus Multrum, разработанного в Швеции. 

 

ris123   ris125

 Внутреннее устройство биотуалета

 

 Современный вид компоститующего биотуалета

Септики

В любом случае на территории усадьбы предусмотрен благоустроенный летний компостирующий биотуалет, летний душ и русская баня.

Вне зависимости от типа применяемого туалета обязательным элементом экодома является септик. Если грунтовые воды близко к поверхности, то особо необходимо применять герметичные баки, исключающие проникновение бытовых стоков в грунтовые воды. Во всех случаях надо использовать трехкамерный септик, обеспечивающий анаэробную и аэробную обработку стоков. Бактерицидная обработка очищенных стоков перед сбросом в накопительный пруд осуществляется автоматически, при этом потребляемая мощность не выше 200 Вт на все системы септика: аэрацию, перекачку, облучение ультрафиолетом, озонирование перед откачкой. 

  
 ris126  ris127
 Установка септика «Топас», г.Москва

Устройство трехкамерного септика для глубокой биологической очистки сточных вод с анаэробным и аэробным способами переработки стоков.

 

 ris128 ris129 
Ажичаков Юрий Васильевич, инженер-конструктор инженерных систем экодома

Септик конструкции Ажичакова Юрия Васильевича и Малых Владимира Алексеевича, экопоселок Ложок, Новосибирск 

 

 

Повышение надежности системы канализации

 
ris130 ris131

Жуков Артем Борисович, ООО Сибирские Водные Технологии, г. Новосибирск, Проектирование и поставка систем водоочистки Водоочистка, очистка бытовых стоков и системы контроля состава воды.

 

Патенты на системы очистки бытовых сточных вод
ris132  

Уланов Игорь Максимович, к.т.н., в.н.с.

 

ris133 ris134

Исупов Михаил Витальевич, с.н.с.

 

Литвинцев Артем Юрьевич, вед. инж.

Безэлектродные УФ-лампы и установки УФ-обеззараживания на их основе

Институт Теплофизики СО РАН, г. Новосибирск

ris135 ris136
Устройство обеззараживания очищенных сточных вод

Система контроля состава воды позволяет автоматизировать водоочистку и обеспечить работу оборотных локальных систем.

 

ris137

 

Система очистки сточных вод для сблокированных экодомов с солнечным подогревом

Солнечное отопление

Водяной солнечный коллектор

ris112

Водяной солнечный коллектор для приготовления горячей воды и для обогрева дома в системе с теплым полом (встроен в магистраль с баком-аккумулятором).

Система горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией
1-Коллектор;
2-Бойлер;
3-Контрольная панель;
4-Насос;
5-Расширительный бачок;
6-Источник дополнительного подогрева
7-Выход горячей воды;
8-Вход холодной воды;

ris113 ris114

Водогрейная система для магазина, ООО «Экодом», г.Новокузнецк

 

Солнечный водяной коллектор
ris115 Киргизов М. В., генеральный директор ООО "Инженерные защитные системы", г. Бийск. Предприятие серийно производит солнечные коллекторы «Зенит» на базе солнечных абсорберов, разработанных ОАО «ВПК «НПО машиностроения» г.Москва.
ris117 Система солнечного отопления дома
1-Коллектор;
2-Расширительный бачок;
3-Бойлер;
4-Источник дополнительного подогрева;
5-6-7-Радиаторы;
8-Насос;
9-Вход холодной воды;
10-Выход горячей воды;
11-Контрольная панель;
ris118 ris119

Система водяных солнечных коллекторов фирмы «Баган», установленная на 10-этажном здании Новосибирского научно-технологического парка

 

Вентиляция с рекуперацией и озонированием

Применяемые стены обладают определенной инфильтрацией, но дом необходимо обеспечить вентиляцией без потери тепла. Надо учесть, что принудительная вентиляция нужна в основном в зимний период. Роторная система, возвращающая в дом до 70% тепла и влагу, работающая без намерзания, наиболее приемлема. Система вентиляции оснащена озонатором.
ris120 ris121
Роторная вентиляционная установка для дома с рекуперацией тепла и влаги. Производство Южная Корея. Институт катализа СО РАН им. Г.К. Борескова и Институт теплофизики СО РАН Вентиляционная система с рекуперацией тепла и влаги.

 

 

 

Отопительное оборудование периодического действия

Котлы на биотопливе

Лучший вариант – чугунный котел. При правильной эксплуатации срок его использования практически не ограничен. Стоимость чугунного котла мощностью 10 – 15 кВт начинается от 18 тысяч рублей за отечественные образцы и 40 – 50 тысяч рублей за надежное оборудование зарубежных производителей. Самые дорогие – пиролизные и универсальные котлы. Их цена от 60 – 70 тысяч рублей и зависит от производителя, комплектации и дизайна.

Котлы, работающие на твердом топливе можно разделить на три основных типа:
  • традиционные модели котлов, работающие на твёрдом топливе (дрова, уголь),
  • газогенераторные (пиролизные) котлы на твёрдом топливе (сжигание газа, образующегося при высокотемпературном нагреве древесины),
  • твердотопливные котлы на пеллетах (топливные элементы, специально приготовленные на заводах) с автоматической загрузкой.

Также существуют универсальные (многотопливные) котлы, объединяющие в своей конструкции устройства сжигания твёрдого, жидкого топлива и природного газа. Современные модели отечественных и зарубежных производителей оснащены системой автоматики, и оборудованы всеми необходимыми датчиками, отвечающими за безопасность оборудования, температуру и другие важные показатели. Самые простые модели имеют устройство регулировки температуры теплоносителя в виде автоматически регулируемой (механически, с помощью термоэлемента) воздушной заслонки, не требующего блока управления.

Из числа российских производителей можно рекомендовать: Котёл отопительный стальной АКТВ «Каракан» (ООО "Сибтеплоэнергомаш" г. Новосибирск), АОТВ «Дымок» (Красноярский завод отопительной техники и автоматики «ZOTA», г. Красноярск), «Очаг» (ООО «Газстрой», г. Ульяновск), КЧМ (ОАО «Кировский завод», г. Киров) и др.

Перспективными для использования в условиях Сибири являются отечественные мини-котельные с эффективным дожиганием газов, выпускаемые ООО «Термокон», г.Новосибирск и ООО «Шелонь», г.Новокузнецк.

 

ris107

Аппарат отопительный котел АКТВ «Каракан».


1. Колосники
2. Дверца шуровочная с зольным ящиком
3. Дверца загрузочная
4. Корпус
5. Дымоход
6. Плита варочная
7. Патрубок системы отопления (выход горячего теплоносителя)
8. Патрубок системы отопления (возврат охлаждённого теплоносителя)
9. Водяная рубашка

Автоматическая угольная котельная

ris108 ris109
Афанасьев Александр Викторович, технический директор ООО «Теморобот», г.Новосибирск

ООО «Терморобот» серийно производит, устанавливает и обслуживает модульные автоматические угольные котельные собственной разработки для отопления частных домостроений и других малых объектов.

 

ris110 ris111
Автоматическая мини-котельная «Терморобот» устанавливается в любом удобном месте частного участка. В контейнере котельной размещены: бункер для угля на 3,0 тн, автоматический угольный котел, дожигатель газов, фильтр для очистки дымовых газов, электронная система управления процессом горения, система безопасности, циркуляционные насосы, средства бесперебойной работы при отключении электричества.

Горячая вода к дому подается по трубопроводу. Загрузка угля и вывоз герметичного контейнера с золой производится 1 раз в 1-2 месяца. Выбросы в атмосферу по составу близки к выбросам газового котла.

Стоимость котельной мощностью 25 кВт составляет 170 000 руб .
Cварочный робот лидера в роботехнике японской фирмы “Fanuc” в работе.

Теплоснабжение и вентиляция

Система теплообеспечения экодома – гибридная, состоящая из нескольких компонентов, обеспечивающая основное отопление экодома. Традиционные источники тепла, используемые в Сибири и альтернативные источники – источники периодического действия, поэтому обязательным элементом экодома является система аккумулирования тепла. Экодом является герметичной системой, поэтому должен быть оснащен принудительной вентиляцией с рекуперацией тепла. В каждом случае выбирается конфигурация, соответствующая местным условиям.

Аккумулирующая система

    Аккумулирующая система экодома включает пассивную и активную части.
  • Пассивная часть включает ограждающие конструкции, массивную плиту пола, перегородки, перекрытия, специальную массивную внутреннюю стену.
  • Активная часть включает утепленный водяной аккумулятор, обеспечивающий горячее водоснабжение, низкотемпературную систему обогрева пола.

Альтернативные источники периодического действия

Альтернативная солнечная система обогрева состоит из нескольких подсистем и включается как обязательная в строительные конструкции экодома.

Воздушный солнечный коллектор, располагается на южном фасаде экодома, занимая всю его свободную площадь. Наружная сторона коллектора состоит из двухслойных стеклопакетов (более дешевый вариант – двухслойный поликарбонат), воздушный зазор и внутренняя светопоглащающая поверхность. Тёплый воздух из коллектора направляется с помощью вентилятора, управляемого блоком автоматики в комнаты для достижения необходимой (заданной) температуры, либо в теплообменник для нагрева воды в баке-аккумуляторе или в каналы термомассы.

ris96

 

1980г. Построен первый экспериментальный «солнечный домик» по проекту Алексея Васильевича Чернышева, который дал старт развитию солнечной и ветровой автономной энергетики в Сибири.

ris95 ris97

Воздушный коллектор размерами 4.2 на 4.5 м в течении всей зимы в солнечную погоду в гараже обеспечивалась положительная температура. Автор Чигарский Владимир Васильевич.

 

ris98 ris99

Этот воздушный коллектор сэкономил 25% дров для отопления этого не очень теплого дома в холодную зиму 2009-2010 гг., г.Новокузнецк

 

Отверстие в стене, через которое теплый воздух из коллектора подается в помещение.
ris100

 

Заведующий кафедрой электрических машин Колосов В. И. проводит занятия со студентами на действующем макете солнечного коллектора.

 

Водяной бак-аккумулятор

Водяной тепловой бак-аккумулятор предназначен для обеспечения стабильных тепловых характеристик в доме при минимальной частоте топочных циклов и взаимодействия всех нагревательных устройств в единой автоматической системе (отопление и горячее водоснабжение).

ris101 ris102
Типичный водяной аккумулятор тепла. Аккумуляторы Ovali имеют в качестве стандартного оборудования патрубки для использования солнечной и геотермальной энергии.Необходимо развернуть собственное производство в Сибири оптимальных аккумуляторов для экодома. Аккумулятор тепла для системы солнечной водогрейной системы с дополнительным подогревом от газового котла

Тепловой насос

Тепловой насос целесообразно использовать, если выполнены два условия.
  • Стабильный источник низкопотенциальной энергии - близко расположены грунтовые воды или водоем
  • Cтабильное снабжение электроэнергией.
В этих условиях получаются наиболее простые конструктивные решения и обеспечивается стабильная работа системы в одном режиме, что увеличивает ее ресурс. Источником тепла для теплового насоса является вода из скважины, которая при помощи насоса подаётся в теплообменник теплового насоса. Затем это тепло с помощью компрессора передаётся через теплообменник теплоносителю (этиленгликоль 25%), циркулирующему в системе отопления. Практически тепловой насос производит в три раза больше тепловой энергии, чем расходует электрической.


Скобелев Алексей Алексеевич, директор ООО «Хладотехника», г.Новокузнецк

ris103   ris104

Тепловой насос.

 

Система отопления теплых полов и теплового насоса обеспечивает нагрев дома зимой и охлаждение летом.
ris105  ris106 
Система «теплый пол» для деревянного дома. Пос. Рассвет, г.Новокузнецк. Радиатор, обдуваемый вентилятором быстро нагревает воздух в помещении.

Система автономного электрообеспечения

Инженерные системы экодома - это тепло, чистая вода, свежий воздух, освещение – все, что создает комфорт для людей.

Инженерные системы экодома - это удобрение, чистые для окружающей экосистемы стоки от жизнедеятельности людей, снижение объемов использованиея невозобновимого топлива, уменьшение вредных выбросов.

    Главные критерии, которым должны удовлетворять инженерные системы:
  • автономность
  • использование альтернативных источников энергии
  • энергоэффективность
  • экологичность
  • экономичность

Система автономного электрообеспечения

Ниже представлены автономные, гибридные системы электрообеспечения. При наличии постоянного централизованного электроснабжения автономная система может не использоваться или использоваться в урезанном виде как система бесперебойного питания.

Солнечная электроустановка

В базовой комплектации дом оснащён системой солнечных батарей, обеспечивающей автономное бесперебойное электроснабжение экодома: освещение, работу холодильника, систему связи, систему отопления и систему управления экодомом. Она состоит из солнечных батарей, контроллера, обеспечивающего зарядку аккумуляторной батареи, и инвертора, преобразующего постоянный ток в переменный. Дополнительным элементом является небольшой бензиновый или дизельный электрогенератор, компенсирующий недостаток выработки энергии солнечной системой в зимние месяцы и пасмурные дни. Если солнечная система будет рассчитана на выработку необходимого потребления электроэнергии в зимний период, то генератор не потребуется. Вся система работает в автоматическом режиме.

Система спроектирована по модульному принципу, что позволяет развить её до параметров полного электроснабжения экодома, а в дальнейшем и вырабатывать излишки электроэнергии для продажи внешним потребителям.

ris81

Солнечные водогрейная и электроустановки на жилом доме в экопоселке Ложок, Академгородок, НПФ ДатаКрат, г.Новосибирск.

Примеры солнечных крыш

ris83 ris82
ris84 ris87
ris86 ris85

Ветрогенерирующая установка

Ветроустановки также относятся к электрогенераторам периодического действия из-за непостоянства ветров. При больших расстояниях до централизованных сетей в сельской местности ветроустановки совместно с солнечными системами могут решить многие проблемы, которые из-за плохого управления энергосетями России возникают всё чаще и чаще.
ris88

 

Дудкин Андрей Владимирович, руководитель проекта «Вероэнергетика», г.Новокузнецк

ris89 ris90

Рабочее колесо ветровой установки

Парусная ветровая установка в г.Новокузнецке

Термоэлектричество

 Этот тип электрогенерации является дополнительным. Термоэлектрические панели необходимо вставлять во всех печах, используемых в экодомах. Их использование позволяет вырабатывать электроэнергию в самых критических ситуациях 

МикроГЭС

 ris92

 

Гетманов Владимир Николаевич, к.ф.-м.н., г. Новосибирск

ris91 ris93
Береговая сеть с нагрузкой из электроламп.   Бесплотинная микро-ГЭС в Горном Алтае мощностью 1,5-2 кВт.

Освещение экодома

Освещение экодома осуществляется только светодиодными светильниками благодаря большому сроку службы (примерно 12 лет), высокой экономичности энергопотребления, экологической безопасности, хорошему качеству освещения, отсутствие вредного эффекта низкочастотных пульсаций, стабильной работе при любой температуре, экономии на техническом обслуживании. Светильники не требует специальной утилизации.
ris94

 

Светотехнический завод СВЕТОРЕЗЕРВ, г.Москва. - Производство светодиодных светильников, ламп, прожекторов и фонарей для внутреннего и наружного освещения.

Типичный вид светодиодной лампы  

Энергетический паспорт экодома

Для обеспечения качества экодома на всех стадиях проектирования и строительства необходимо осуществлять:
  • теплотехнические расчеты узлов ограждающих конструкций зданий с целью определения тепловых потерь и распределения температур на внутренних поверхностях
  • расчеты влажностного состояния ограждающих конструкций, рекуперации тепла вентиляционного воздуха
  • расчеты систем рекуперации тепла вентиляционного воздуха
  • инструментальные теплотехнические обследования зданий, включая тепловизионные обследования
  • Определение теплового баланса зданий, составление энергетических паспортов.
ris78 Стерлягов Алексей Николаевич, к.т.н., научный сотрудник Института теплофизики СО РАН
ris79
Термограмма типичного дома, плохая теплоизоляция – типичный пример

Кровля

Стабильность экодома во многом зависит от кровли и главные критерии, которым должна удовлетворять крыша:
  • эксплуатация без ремонта более 50 лет
  • простота монтажа и эксплуатации
  • экономичность.

Этим критериям удовлетворяет простая двухскатная, холодная крыша. Объединяет собой спальный блок из 2-х – 3-х спален с окнами на три стороны света, санузел и хозяйственные летние помещения, расположенные в свободном треугольном пространстве. Простая конструкция с минимальным пересечением плоскостей кровли обеспечивает высокую надёжность и долговечность. Кровельный материал – оцинкованная сталь с полимерным покрытием (лист или черепица). По периметру крыши установлена водоприёмная система, соединённая с накопительным водоёмом (или хозяйственным водопроводом через грубые фильтры). Расположение дома на земельном участке, а, следовательно, и крыши по отношению к сторонам света проектируется с целью максимального использования систем солнечной энергетики.

Угол наклона ската крыши к горизонту 35-45 градусов обеспечивает естественный сход снежного покрова.

Максимальную целостность кровельного покрытия обеспечивает единая вентиляционно-дымовая шахта с возможностью подключения камина и (или) русской дровяной печи.

ris77

Окна

Окна – двухкамерные стеклопакеты с покрытием, задерживающим внутри дома тепловое излучение. На окнах задвижные утепленные ставни с R не менее 2,5.

Система вентиляции позволяет выполнить часть окон не открывающимися. Эти окна вдвое дешевле, чем открывающиеся окна. Открывающиеся окна устанавливаются в количестве, которое обеспечивает наилучшее проветривание экодома в теплый период.

ris75

 

Теплоэффективная ставня

 

Институт теплофизики СО РАН. В лаборатории исследуются характеристики окон, теплотехнические свойства материалов и стен, к.т.н., старший научный сотрудник Низовцев Михаил Иванович

ris76

Традиционное строительство

ris55 Бадеров Сергей Иванович, генеральный директор ООО "СтройМонтаж-Трейдинг", г. Новосибирск
ris56

В частных случаях, экодом можно построить по дорогим традиционным технологиям из кирпича, тяжёлых блоков (керамзитобетон, пустотные бетонные блоки) толщиной 0,3 – 0,4 м. Для обеспечения теплозащиты наружные стены утепляются базальтовыми материалами (с коэффициентом теплопроводности 0,037-0,04 Вт/(м °С)) толщиной 0,25 м. и защитой со стороны улицы ветро-гидрозащитным фасадом и паронепроницаемой мембраной изнутри.

Декоративную функцию снаружи в этом случае выполняет навесной фасад (керамогранит, асбестоцементные листы, виниловый или деревянный сайдинг, закреплённые на стене с помощью каркаса). При использовании жестких фасадных минераловатных плит толщиной 0,25 м. (например Rockwool Фасад Баттс) можно через армирующую сетку наносить несколько слоёв декоративной фасадной штукатурки.

Эта технология дороже базового варианта на 30-40 %. Она требует материалов заводского изготовления (кирпич, базальтовая вата, фасадные материалы) и рабочих высокой квалификации.

ris57  
ris58  

 

Эковата

 

ris62

Аникин Николай Витальевич, генеральный директор ООО "Эковата Новосибирск", г. Новосибирск. Производит целлюлозный утеплитель "Эковата". Проводит работы по утеплению.

ris59 ris60

Оборудование для напыления

 

Напыление эковаты
ris61 ris63

Теплоизоляционные свойства

 

 
ris64 ris65

 

Утеплитель из льна

 

ris66

 

Светлана Леонидовна Кузьмина,
Директор ОООО «Льно-Джутовая» Компания, г.Новосибирск

 

ris69

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Плиты утеплителя из льна

ris67
ris70 ris68

 

ris71

Фабрика нетканных материалов ris74
ris73

 

Попов Анатолий Владимирович, председатель Ассоциации «Лён Алтая», г.Барнаул

ris72

 

Цвет Сергей Васильевич, директор ООО «НПО «Алтайский лён», г.Барнаул

Дома из соломы 2

ris49

Институт архитектуры и дизайна Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова, г. Барнаул.

Дом построен силами студентов с участием консультантов международной общественной организации «Строители без границ»

ris50 ris52
ris51 ris53
Для увеличения тепловой инерции экодома в дополнение к массиву пола в доме строится массивная глинобитная стена, стена из самана, из кирпича с засыпкой гравием или стена из любого массивного местного материала (эту роль раньше выполняла массивная русская печь).

Стена на основе каркаса.

ris54

 

Межкомнатные перегородки монолитные из тех же материалов, что для защиты соломы возводятся с использованием несъемной или скользящей опалубки.

Дома из соломы 1

Заготовка соломенных блоков

ris35

Наиболее доступными материалами во многих степных районах, например, вдоль границы с Казахстаном, являются глина, солома, известь. Поэтому одним из перспективных направлений для этих областей является строительство экодомов с несущим каркасом, а в качестве утеплителя используются прессованные соломенные блоки. Надежным и дешевым является двойной легкий деревянный каркас с шагом стоек кратным длине двух блоков. Каркас крепится анкерными болтами к фундаменту, которые вмонтированы в плиту при ее заливке. Дополнительное уплотнение соломенных блоков в стене осуществляется малыми гидравлическими домкратами в процессе их укладки.

Внутренняя и внешняя сторона соломенной стены закрывается защитным слоем, обеспечивающим ветрозащиту, огнезащиту и тепловую инерцию. Исходя из местных материалов, можно использовать заливку этого слоя опилкобетоном, геокаром, саманную или классическую штукатурку (с малым содержанием цемента) с внешней и внутренней (более массивный слой) стороны стены или использовать глинобитную смесь на внутренней стороне стены.

ris36 ris37
ris38

 

 

ООО «Экодом», Новосибирск Первые дома с утеплителем из соломы в Сибири, пос. Ложки около Академгородка

 

Огородников Владимир Александрович,
зам. директора по строительству ООО «Экодом»,
первый в Сибири построил себе дом из соломы и живет в нем.

ris39

 

 

 

 

Стена из соломы в первом в Сибири соломенном доме

 

 

Демонстрационный экодом, построенный специалистами «Сибирского поселения» на выставочной площадке УДК Новосибирского Монтажнго техникума, г.Новосибирск

ris42
ris43 ris44
ris45 ris46
ris47
ris48  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коротко о технологиях строительства

Монолитные стены с несъемной опалубкой

Варианты: пенобетон (или полистеролбетон), заливной арболит (деревобетон), геокар (на основе торфа), монолитный пеносиликальцит естественного твердения - все это местные материалы, для производства которых существуют эффективные минизаводы. При использовании перечисленных материалов с коэффициентом теплопроводности 0,08-0,1 Вт/(м °С) – толщина стен не более 0,6 м. В качестве несъемной опалубки возможен кирпич, гипсолит, фанера, ориентированно-стружечная плита (OSB) и другие материалы. Опалубка с внешней и внутренней стороны дома является основой для нанесения декоративной отделки. Отсутствие кладочных швов повышает равномерность теплосопротивления стен и, как следствие, точность расчёта мощностей теплового инженерного оборудования.Краткая технологическая схема строительства:

  1. отсыпка площадки под плиту, подвод внешних коммуникаций
  2. установка всех необходимых коммуникаций
  3. утепление и заливка плиты
  4. установка каркаса и монтаж крыши
  5. производство всех остальных строительно-монтажных отделочных работ

 

 ris8  ris9 Фирма «ДатаКрат», Новосибирск, заливка пенобетона в несъемную опалубку 

 

ris10 ris11
Установка для производства пенобетона
и заливки в стену на строительной площадке
ООО «Новокон», г.Новосибирск, установка для производства пеносиликальцита для заливки монолитных стен

 

Полистеролбетон

ris12 Оксенюк Георгий Михайлович, руководитель направления полистеролбетон, ООО «ПТК ТЕРМИКО», г.Новосибирск

 

Оборудование для производства полистеролбетона на стройплощадке.

ris13 ris15
ris14 ris16

 

Геокар

 ris17 Кавитатор для приготовления торфогеля – вяжущего для монолитного геокара 
 ris18  ris19
Блоки геокара в стене. Исходным сырьем для получения геокара является торф, а в качестве наполнителя используются древесные опилки, рубленая солома, льняная костра.

 

Дома из дерева

ris20

«Лесная Холдинговая компания «Алтайлес»», г.Барнаул, одна из крупнейших компаний в российской лесной отрасли, занимающаяся заготовкой и переработкой древесины. Одно из ее направлений - каркасное домостроение, и традиционные дома из бруса.

Для обеспечения необходимого для Сибири теплосопротивления стен традиционные дома из бруса требуют дополнительного внешнего утепления. Для обеспечения необходимой тепловой инерции дом оборудуется тепловым аккумулятором.

Строительство из дерева – одно из массовых направлений, предлагаемые технологии обеспечивают возможность доступного и качественного строительства индивидуального жилья.

ris21 ris22

 

 Стены из блоков и штучных материалов

ris23 ris24

Традиционный способ возведения стен из лёгких блоков (автоклавный и неавтоклавный газобетон, полистеролбетон, арболит, геокар) плотностью 400 – 900 кг./куб.м. Кладка блоков на клей для уменьшения теплопотерь в швах. Класс прочности блоков – несущие до 2-х этажей. Толщина стен – 0,6 м. Наружная отделка – цементная декоративная штукатурка, внутренняя отделка – любая.,

Стоимость строительства дороже базового на 10-15 % за счёт применения покупных блоков, клея и более высокой квалификации рабочих.

ris25 ris26
ris27

Коршунов Юрий Александрович,
директор ООО ПБПС, г.Новосибирск. Совместно со специалистами завода «Спецстройбетон» разработаны технология малоэтажного строительства и оборудование для производства пенобетонных стеновых блоков неавтоклавного твердения.

ris28 ris30
ris29

 

Арболит

 ris31  ris33
 Строящийся дом из арболита

Рубильная машина для приготовления щепы для арболита

 

 

Блоки из арболита ООО "Инженерные защитные системы", г.Бийск

 
 ris32  ris34

 

 

 

 

 

Тепловой контур экодома

Для строительства экодома можно применять любые материалы и конструкции, которые удовлетворяют критериям:

  • долговечность более 70 лет
  • сопротивление теплопередаче R не меньше 6
  • экологичность
  • широкое применение местных материалов
  • экономичность.
ris6 ris7

Вариант одноэтажный с летней (неутепленной) мансардой.

Вариант двухэтажный с летней мансардой (самый экономичный по стоимости кв.м. ввиду того, что при легких и недорогих стенах используется те же крыша и фундамент).
 

 

Одним из наиболее эффективных и технологичных является КАРКАСНЫЙ дом.

Каркас технологический или конструкционный - основа строительства экодома. Вначале собирается каркас и возводится крыша. Это позволяет вести всепогодное строительство, распараллеливать работы, сокращая сроки строительства. Деревянный каркас лучше выполнять из лиственницы (самый распространенный вид древесины в Сибири) с обработкой антисептиками. При наличии гвоздевых соединений использовать оцинкованные гвозди.

Облегчённый утепленный фундамент и каркас определяют технологии и материалы стеновых конструкций. Применяются легкие пено-газобетоны и полистеролбетон объёмным весом от 400 до 900 кг/метр куб, лёгкие материалы из древесной щепы и торфа (арболит и геокар). Вес последних материалов колеблется в пределах от 300 до 1000 кг/метр куб. В качестве эффективного утеплителя из целлюлозы используется эковата (переработка макулатуры), а также утеплители из льна. Блоки из прессованной соломы нашли в последние годы широкое признание в мировой практике малоэтажного экологического домостроения в качестве утеплителя.

Выбор конкретного материала и технологии возведения стен зависят от местных условий. Если, например, близко леспромхозы, деревообрабатывающие комбинаты, лесозаготовительные артели, то целесообразно использовать отходы деревообработки для получения щепы, опилок и изготавливать заливной арболит на месте строительства. В районах залегания торфа выгодно производить геокар, в степных районах использовать солому и т.д.

Применение стенового материала и технологии строительства определяются при проектировании экодомов исходя из местных условий, промышленной инфраструктуры в зоне застройки, предпочтений заказчика.

 

 

Фундамент

Опишем типичный «умный» автономный энергоактивный экодом с отапливаемой площадью 100 - 200 м2 , который подходит для массовой застройки. Его можно построить в каждом населенном пункте СФО в основном из местных материалов. При необходимости в зимний период отапливаемую площадь можно уменьшить.

С учетом сибирских традиций рассмотрим экодом-подворье с мастерской и инженерным узлом вне жилого дома. Погреб расположен отдельно от жилого дома.

 

Фундамент – основа дома. Он должен удовлетворять следующим критериям:

  • долговечность более 100 лет
  • применимость для любых грунтов
  • простота изготовления
  • экологичность
  • экономичность
  • сопротивление теплопередаче R не меньше 5.

Этим критериям удовлетворяет фундамент в виде плиты специальной конструкции.

ris1

Для вытеснения зоны промерзания за периметр фундамента необходимо уложить негигроскопичный утеплитель под отмостку:

  • экструдированный пенополистирол
  • пеностекло

Фундамент выполняется в виде железобетонной плиты толщиной 100-120 мм на ребрах жесткости, которые по периметру имеют ширину 300 мм, а внутренние 200 мм (расстояние между ними 1500 – 4000 мм) c бортами по периметру. Выполняется фундамент на песчано-щебеночной засыпке (можно использовать шлак при низком уровне подземных вод). Армирование осуществляется арматурой с шагом 250 мм, диаметр арматуры 10-12 мм.

На плите укладывается слой утеплителя. В качестве утеплителя могут применяться современные материалы, такие как пенополистирол, жесткие минераловатные плиты, керамзит с последующей укладкой стяжки. Во многих случаях целесообразно использовать утеплители на основе местных материалов - геокар (опилки + торфогель), арболит, опилкобетон, соломенные блоки, саман с большим содержанием соломы.

Для предотвращения увлажнения плиты и утеплителя за счет капиллярного проникновения влаги применяется два слоя гидроизоляции.

ris2

Ввод всех коммуникаций (вода, кабели, вывод стоков и др.) через утепленную шахту, обеспечивающую ремонтные работы. Канализационные трубы, водопровод, низкотемпературная система отопления (теплый пол) встроены в фундаментную плиту.

Вокруг плиты - дренирующая система из перфорированной трубы, уложенной на гравий и засыпанной сверху грунтом. Поверхностный сток и вода из дренажной системы отводится в накопительный пруд.
Утепление фундамента, система «теплый пол»  
ris3 ris4
Готовый фундамент Заливка фундамента

 

ris5

 

Преимущества такого фундамента.

  • Теплоизолированная фундаментная плита с интегрированной в нее системой отопления выполняет роль теплового аккумулятора.
  • Поверхность плиты сразу готова для укладки чистового пола.
  • Отсутствие сырости и образования плесени в дальнейшем.
  • Строительство такой фундаментной плиты занимает 10-15 дней, но экономит время и деньги при дальнейшем строительстве.
  • Плита дешевле приблизительно на 30%, чем подвальный этаж (не считая отделочных работ) и позволяет проектировать любую планировку внутреннего объёма.

 

Образование по теме "Малоэтажное строительство"

tehn1 tehn3
tehn2

«Новосибирский монтажный техникум».

Создан Региональный образовательный центр, который располагает Учебно-демонстрационным комплексом современных строительных материалов и технологий.
Действует школа малоэтажного домостроения «Строим свой дом».

 

tehn4 tehn5

Производственное училище 55, г.Новосибирск

В рамках профессии «Мастер дачного (приусадебного) строительства» проводится подготовка квалифицированных рабочих со сроком обучения 3 года.

Училище имеет ресурсный центр по современным методам отделки и строительства по технологиям КНАУФ. Создается ресурсный центр по малоэтажному экологически чистому, энергоэффективному домостроению.

 

 tehn6  tehn7
Сотрудничество с иностранными специалистами помогает совершенствовать технологии нового строительства. Обучение технологиям КНАУФ Подготовка кадров для малоэтажного строительства в ГБОУ НПО НСО ПУ № 55 

 

tehn8 tehn9

Теоретический курс “ Дом третьего тысячелетия " закрепляется на объекте.

Мы знаем правила ТБ, но так хотелось сфотографироваться.

 

УЧСИБ 2007. Наш экодом вызывает повышенный интерес.

 
tehn10 tehn11
tehn12

Новосибирский государственный технический университет

Разрабатывается программа строительства на территории университета энергоактивных экодомов для учебных и исследовательских целей. Основные направления – инженерные системы жизнеобеспечения, возобновимая энергетика, энергоэффективность. Университет уже несколько лет готовит специалистов по специальности «Возобновимая солнечная и ветро энергетика» Экодом, как комплексный объект, может быть использован для междисциплинарных исследований и формирования программ сотрудничества с другими ВУЗами малоэтажного строительства.

 

 

 

 

 

Проектирование

grinish Гринишин Александр Рудольфович, директор НП “Сибирское Поселение”, г.Новосибирск, предпроектная подготовка строительства поселений
zub Зуб Александр Иванович, директор по строительству ОАО «Русская усадьба», г.Новосибирск, предпроектная подготовка строительства
novikova Новикова Татьяна Сергеевна, профессор, д.э.н. Новосибирский государственный университет, г.Новосибирск, экономический анализ эффективности программы «Экодом»
gorbash Горбачева Наталья Викторовна, Институт экономики и ОПП СО РАН, г.Новосибирск, младший научный сотрудник, оценка коммерческой и общественной эффективности инновационного проекта «Экодом».
borodul Бородулин Владимир Юрьевич, ООО «Экодом», г.Новосибирск, альтернативная энергетика, автоматизированные системы управления экодомом, группой домов, экопоселком.
ivanov Иванов Игорь Викторович, директор ООО «Проектно-инжиниринговая фирма «Инновационные системы», г.Новокузнецк
kosarev Косарев Алексей Алексеевич, проектировщик, г.Новокузнецк
kosareva Косарева Ирина Алексеевна, проектировщик, г.Новокузнецк
balick Балицкая Надежда Геннадьевна, проектировщик, г.Новокузнецк

Эксперты

Они обладают знанием и опытом разработки, проектирования, строительства, оснащения и эксплуатации отдельных элементов энергоактивных домов. Задача - соединить все эти элементы в одном проекте и построить демонстрационный дом.

В практическом массовом строительстве можно будет использовать отработанный проект и консультации экспертов для обучения строительных команд из регионов.

Все это будет способствовать организации массового строительства энергоактивных экодомов и экопоселков в Сибири.

 

alexeenko  Алексеенко Сергей Владимирович, член-корреспондент РАН, директор Института теплофизики СО РАН им. С.С. Кутателадзе, г.Новосибирск, председатель совета программы энергосбережения СО РАН, заместитель председателя совета директоров СО РАН
 luljko Люлько Александр Николаевич, к.ф.-м.н., депутат Совета депутатов г. Новосибирска, руководитель рабочей группы по малоэтажному строительству. Профессор Сибирского института международных отношений и регионоведения. Профессор международной кафедры прав человека и демократии ЮНЕСКО при МГИМО(У) МИД РФ.
 gagin Гагин Валерий Андреевич, начальник отдела строительства, транспорта, связи и дорожного комплекса администрации Новосибирского района.
 terehov Терехов Виктор Иванович, д.т.н. зав. лабораторией Института теплофизики СО РАН им. С.С.Кутателадзе, г.Новосибирск, энергосбережение.
 maljcev Мальцев Леонид Иванович, д.т.н., главный научный сотрудник Института теплофизики СО РАН им. С.С. Кутателадзе, г.Новосибирск, энергоустановки на водоугольном топливе, технологические кавитаторы.
 belov  Белов Александр Юрьевич, директор строительной фирмы МИР, г.Новосибирск, энергоэффективное экологическое малоэтажное домостроение. 
 aristov Аристов Юрий Иванович, д.х.н., зав. лабораторией Института Катализа СО РАН им. Борескова, г.Новосибирск, рекуперация тепла при вентиляции, аккумулирование тепла.
 nazarenko Назаренко Елена Юрьевна, зам. директора Института архитектуры и дизайна АГТУ им. И.И.Ползунова, директор АНО "Соломенная капитель", г.Барнаул, соломенное домостроение. 
 burkov Бурков Виктор Александрович, директор ООО «Шелонь», г.Новокузнецк, эффективные котлы-утилизаторы бытового мусора. 
 pomorov Поморов Сергей Борисович, профессор, доктор архитектуры, директор института архитектуры и дизайна АГТУ, г.Барнаул, член-корреспондент международной академии наук о природе и обществе. Советник РААСН, энергоэффективная архитектура. 
 svechnikova Свечникова Инна Борисовна, председатель совета директоров ООО «Камелотстрой», председатель секции малоэтажного домостроения Ассоциации строителей и инвесторов Новосибирска и Новосибирской области, г.Новосибирск, инновационные технологии в строительстве.
 peterson Петерсон Юрий Николаевич, директор Инновационно-внедренческой фирмы «Силикон», г.Новосибирск, минизаводы для производства пенобетона. 
 tolst Толстихин Андпей Владимирович, ООО «Экодом», г.Новосибирск, системы жизнеобеспечения экодома
 erosh Ерошенко Алексей Юрьевич, руководитель ООО «Айсвентсервис», г.Новокузнецк, системы охлаждения, тепловые насосы
 semenih Семенихин Сергей Петрович, директор ООО «БАГАН», г.Новосибирск, альтернативная энергетика 
 udalov Удалов Сергей Николаевич, к.т.н., НГТУ ,г.Новосибирск, альтернативная энергетика 
 jukov Жуков Борис Дмитриевич, к.х.н., генеральный директор ООО «Сибирские Водные Технологии» (малое предприятие ГОУ НГТУ), г.Новосибирск, системы водоочистки и очистки бытовых стоков 
Яндекс.Метрика