Экологические дома: принципы, материалы, технологии строительства

Экологические дома. Основные принципы:

• энергоэфективность;
• доступность материала (натуральный местный материал, использование отходов производств в качестве строительного материала);
• возможность самостоятельного строительства.

Материалы для строительства:

• саман (смесь глины, соломы и песка);
• соломенные тюки;
• дерево;
• природный камень, кирпич.

Технологии:

• каркасные/бескаркасные дома из соломенных тюков;
• саманные дома;
• заглублённые дома.

Экологичный дом – это качественное, долговечное, доступное индивидуальное жильё. Использование натуральных, природных материалов позволяет создать благоприятный для здоровья микроклимат дома. Кроме того, доступность материала выгодно влияет на стоимость строительства. При соблюдении технологий и высоком качестве работ, срок эксплуатации дома очень велик.

Безопасность (физическая и экологическая) и надёжность дома достигается за счёт:

• оздания надёжной конструкции;
• соблюдения технологий работы с материалами;
• возможности достичь значительной пожаростойкости и не токсичности используемых материалов при возгорании;
• использования натуральных материалов, безопасных для человека и окружающей среды.

Энергоэффективность экологичного дома заключается в оптимальной теплоизоляции и ориентации и позволяет значительно снизить затраты на отопление. Использование альтернативных источников энергии позволяет достичь автономии в электроснабжении, что также положительно влияет на семейный бюджет. Дом можно отопить используя в половину меньше солнечных коллекторов чем для дома иной конструкции. Камин или печь, могут иметь меньшую мощность для того что б прогреть помещения.

Предлагаемые экологичные технологии строительства – это синтез традиционных народных технологий домостроения, адаптированных под современные условия, и активно развивающихся новых экологичных технологий.

Процесс строительства не требует излишних трудозатрат. Проект может быть адаптирован для самостоятельного строительства (без привлечения строительных бригад).

Затраты времени на строительство могут быть сведены к минимуму – один строительный сезон.

Дома из соломенных тюков

Солома - воспроизводимый доступный материал, часто является отходом сельскохозяйственной промышленности и ее просто утилизируют. Солома не выделяет вредных веществ и не вызывает аллергии. Для того что б из соломы можно было строить ее необходимо спрессовать в тюки обычным сельскохозяйственным тюкователем. Средняя плотность блоков должна быть 100-150 кг/м3. На 1м2 требуется 3-4 тюка. Стоимость тюка в 2010 году составила 1,8$ в розницу.

Строительство не требует применения спецтехники и сложных инструментов. В строительстве можно задействовать минимум квалифицированных специалистов, вплоть до создания подробных инструкций и возведения строителями вообще не имеющих строительных навыков. Бригада из 4х человек строит каркас дома площадью100м2 от 4 до 20 сут. (зависит от типа каркаса и от технического оснащения) Штукатурные работы занимают от 10 до 20 дней.

Конструкция и особенности строительства

Существуют каркасный и бескаркасный методы. Каркасный позволяет стоить дома до 5 этажей, основную несущую нагрузку на себя берет силовой каркас из дерева или стали. Деревянный каркас может быть выполнен в традициях фахверка; может быть по типу американского каркаса из доски; может быть по типу ферм из бруса малого сечения. Долговечность каркасов в той же последовательности. Фахверковый каркас может быть собран без гвоздей и прочих стальных креплений, что значительно продлевает его срок службы.

На 1м2 площади требуется от 0 ,07 до 0,16 м3 леса, зависит от конструкции.

Бескаркасный метод-строительство до 1,5этажей. Имеет свои особенности планировки. Обладает большей энергоэффективностью и меньшей стоимостью. Необходимо время для усадки соломы.

Фундамент. Дом на 100м2 с деревянным весит менее 80 тонн, это требует мелкозаглубленного ленточного фундамента. Бескаркасная технология требует всего лишь гравийной подсыпки под цоколь. Для домов из соломенных блоков фундамент требует значительно меньших затрат чем фундамент под иные конструкции.

Особенности и нюансы использования материала:

Восходящая влажность ведет к разложению соломы, необходимо выполнение горизонтальной гидроизоляции и высокий цоколь. Защита от водяных брызг - необходимо реализовать больший свес кровли чем для обычных зданий, а также выкладывание на отмостку слоя гравия или высаживание газона.

Защита от атмосферных явлений - стена из соломенных блоков требует более толстого слоя штукатурки. Здание необходимо регулярно проветривать для замещения воздуха в котором живет человек, так как штукатурка выполняет функцию паронепроницаемого слоя.

Защита от вредителей. Необходимо на высоту до полуметра от пола прикреплять стальную сетку с ячейкой 10х10 мм. Не допускать образования пустот между соломой и стеной (т.е. не допустимо использования в отделке гипсокартонных и прочих систем которые не плотно связанны со стеной). Кроме того, стены можно антисептировать известью и ромашкой лекарственной.

Энергоэфективность. Большинство частных домов на просторах СНГ потребляет в 9 раз больше чем дом, построенный по технологии соломенного домостроения.

Коэффициент теплопередачи соломенной стены равен 0,1355 ватт/м2 градC. Для сравнения, коэффициент кирпичной стены в 380 мм с оштукатуриванием равен 1,05 ватт/м2 градC. Коэффициент сопротивления теплопередаче у соломы выше, чем у дерева поперек волокон в 4 раза.

Солома не требует энергозатрат на утилизацию после прекращения эксплуатации она просто сгниет не создавая проблемы строительного мусора. Мало какой строительный материал можно «вернуть в природу» без дополнительной переработки.

Сейсмостойкость. При землетрясении деревянный каркас может дать трещины и деформироваться, но не рушиться.

Противопожарные мероприятия. В спрессованной соломе не достаточно кислорода для активного горения. В России и Белоруссии на соломенные тюки выпущены ТУ(ТУ 5768-001-85608424- 2008) где они отнесены к классу Г4. и согласно ГОСТ 12.1.044 относятся к группе материалов с умеренной дымообразующей способностью Д2.

Согласно международным стандартам DIN 4102 и DIN 18951 (21/51) глиносоломенные смеси являются негорючими материалами. Белорусское отделение Международной академии экологии при поддержке фонда ISAR провело испытания на огнестойкость модели оштукатуренной каркасной стены, сложенной из соломенных "кирпичей". Результаты испытаний: при воздействии огнеметом в течение 45 минут на стену с толщиной штукатурки 2 см воспламенения не произошло, хотя штукатурка была обожжена до керамики. Обугливание соломы наблюдалось на глубине до 10 см, штукатурка не растрескивалась, несущий деревянный каркас не пострадал. По международным нормам оштукатуренные стены, построенные по "straw-bell" технологии, можно отнести к классу F45, т.е. сопротивляемость огню не менее 45 минут.

Для защиты соломенных тюков необходимо стены оштукатурить глиняной и/или известковой штукатурками. Минимальный слой штукатурки-30мм. Штукатурка может наноситься как механизированным набрызгом так и в ручную.

Саманные дома

Саман – это смесь из глины, соломы, песка и воды, которая может иметь разнообразное соотношение составляющих и различную густоту. Саман – один из самых дешёвых строительных материалов, глина и песок являются одними из самых легкодоступных материалов. Зачастую хватает той глины, что выкапывается из ямы под фундамент.

При использовании технологии саманных домов возможно достичь интересных и необычных форм и очертаний в плане, нестандартных органических объёмов, можно буквально создать дом-скульптуру. Глина как строительный материал положительно влияет на микроклимат дома, позволяет сохранять в доме оптимальную влажность и абсолютно безвредна для человека.

Строительство. При строительстве саман укладывают в опалубку, из него формируют блоки, либо буквально вылепливают строение из саманных лепёшек. Характерной особенностью технологии является её простота и отсутствие необходимости в квалифицированных рабочих. В сухую погоду возможно возвести двухэтажную стену за месяц. Особенности технологии саманного строительства заключаются в следующем:

• глина должна хорошо вымешиваться, что требует определённых трудо- и энергозатрат;
• стены дома при возведении его должны иметь возможность просыхать.

Конструкция и особенности строительства. Саманный дом – это дом с несущими стенами, этажность его может достигать 5 этажей. Фундамент. Саманному дому необходим фундамент. При двухэтажном строительстве оптимальным будет являться мелкозаглублённый ленточный фундамент.

Особенности и нюансы использования материала:

Саманные стены необходимо защищать от намокания, что достигается большим свесом кровли и устройством отмостки. Кроме того желательно применение известковой штукатурки.

Энергоэфективность. Саманные стены от 50 см толщиной обеспечивают хорошую термомассу и адекватную изоляцию, идеальную для пассивной солнечной системы отопления. Саманные строения не требут больших затрат на обогрев зимой и остаются прохладными и комфортными летом.

Сейсмостойкость. Солома, входящая в состав саманной смеси, обеспечивает своего рода пространственную связь внутри стены, что позволяет достичь высокой прочности. Изогнутость саманных стен придаёт им ещё большую прочность.

Противопожарные мероприятия. Саман является огнеупорным материалом и может применяться также для печей, каминов и дымоходов, идеален для постройки домов в пожароопасных районах.

Экономическое обоснование. Идея доступности индивидуального дома

В развитых странах индекс ИДЖ (индекс доступности жилья) стремиться к 100%, в России и Украине он не превышает 10%.

Одна из основных причин низкой рождаемости в семьях не доступность жилья молодым парам.

В случае с домами по предлагаемым технологиям, доступность индивидуального жилья достигается засчет:

1. Доступности материала и отсутствии необходимости его длительной обработки;
2. Возможности минимальных затрат на рабочих и технику;
3. Энергоэфективности дома – минимальные затраты на эксплуатацию;
4. Возможности закончить строительство за один строительный сезон;
5. Значительного срока эксплуатации при надлежащем уходе за домом.