ЭКОлогичный и ЭКОномичный ДОМ. Экодом

Подсчеты международных экспертов показывают, что если исходить из современного уровня потребления, то мировых запасов угля хватит еще на 430 лет, нефти — на 35 лет, природного газа — на 50 лет. Ученые бьют тревогу и в один голос говорят о том, что необходимо радикально пересмотреть стратегию развития и переходить от затратных технологий к энергоэффективным и ресурсосберегающим. Помочь в решении этой проблемы можно и на индивидуальном уровне, построив комфортный, экономичный, безвредный для природы и не потребляющий невозобновляемых ресурсов — угля, солярки, газа — экодом.

В поисковой системе Интернет по запросу «экодом» находится два миллиона страниц. Броский ярлык «эко» прикрепляют чуть ли не к любому загородному жилью. Одни делают ставку на экологичность с точки зрения воздействия на человека, другие говорят об экономичности таких домов. Многие предложения отвечают и тем, и другим требованиям. В итоге экодомами называют соломенные, бревенчатые, брусовые и каркасные деревянные дома, а также дома с использованием несъемной пенополистирольной опалубки. Но в идеале экодом — это еще и автономный, оборудованный собственной системой отопления, водоснабжения, энергообеспечения и утилизации отходов дом. 

Одна из главных «заповедей» экожилища — не наносить ущерба экологии окружающей среды. Но если следовать этому постулату, то экологически чистым может считаться, как это ни парадоксально, лишь непостроенный объект, ведь при возведении дома уже задействуется энергия, полученная от невозобновляемых источников. Например, тот же лес-кругляк для стен проходит обработку на заводских станках, которые, разумеется, работают не от солнечных батарей, да и сами солнечные батареи, кстати, тоже изготавливаются не вручную. Нелишне заметить, что и доставка стройматериалов осуществляется не с помощью электромобилей, а на грузовиках, работающих на бензине или солярке-то есть нефтепродуктах. Впрочем, в определении экодомов, а также подходе к их проектированию и строительству необходима мера. То, что любая мысль, доведенная в споре до полного логического завершения, становится абсурдом, понятно давно.

Нелишне заметить, что дом прежде всего должен быть удобным для проживания, иначе говоря — комфортным. Ведь, например, те же избы, которые еще при Петре Первом топились «по-черному», поскольку трубы у них не было и дым выходил через маленькое окошко над потолком, в идеале можно назвать «экологичными», как и дома-землянки в Скандинавии, вкопанные наполовину в землю и отапливаемые с помощью очага, стоящего посреди комнаты — также ни что иное, как «экологичное» строение. Но вот комфортным его назвать никак нельзя. Интересно, что в экопоселении «Община Виссариона», которое находится в Курагинском районе Красноярского края, в первые годы своего существования сектантам запрещалось использовать различные механизмы, деревья валили вручную и вывозили из леса на лошадях, но потом, вероятно, здраво рассудив, что это все же «перегиб», виссарионовцы стали применять бензопилы. Сейчас в Городе Солнца есть даже генераторы, хотя большинство поселенцев все-таки применяет для получения энергии солнечные батареи. Но последователи Виссариона — люди, одержимые религиозной идеей, для которых отказ от благ цивилизации — догма в учении, обычным людям такие «изыски» ни к чему, поэтому экологичный дом без комфорта будет невостребован.

Таким образом, когда речь идет об экодомах, уместно говорить лишь о минимизации вредного воздействия, этим требованиям соответствуют, например, дома, как их иногда называют, «переходного типа», или энергопассивные дома. С ними тесно связана идея «умного дома», благодаря тому что автоматизация контроля за тратами электроэнергии позволяет ее экономить. «Умный дом» контролирует потребление энергии, автоматически подбирая режим освещения в комнатах, выключая неиспользуемую в то или иное время технику, регулируя температуру в помещениях в зависимости от наличия людей, времени суток и сезона. Но и в этом случае прежде всего необходим здравый смысл владельца.
«Экодом — это ресурсоэкономный „умный дом“, причем где умный не дом, а его хозяин. Ведь автоматизировать можно все, что угодно, без меры. Можно поставить систему автоматического растапливания снега на садовых дорожках или льда на крыше. Но это будет не что иное, как варварская трата энергии с вытекающим отсюда ущербом для природы. Ведь мы помним, что выработка и передача энергии всегда связаны с чувствительными вредными экологическими последствиями. И не меняет дела то, что эти последствия проявляются где-то там, за горизонтом», — говорит консультант центра «Сибирское поселение», автор книги «Экожилье — путь к будущему» московский физик Юрий Лапин.
Более категоричен в своих выводах научный сотрудник Института теплофизики Сибирского отделения РАН кандидат физико-математических наук Игорь Огородников, который считает, что в экодоме должно быть «сведено до минимума применение химических и синтетических препаратов, наилучшими строительными материалами являются материалы биогенного происхождения — дерево, солома, необожженные грунтоблоки и другие растительные материалы. Менее предпочтительны глиняный кирпич, мягкие камни осадочного происхождения. А вот бетона, камня с кристаллическими компонентами, различных пластиков и металла лучше по возможности избегать».

При создании энергопассивного экодома кроме проблемы применения строительных материалов имеются еще две — теплообеспечение и утилизация отходов жизнедеятельности.

Энергия солнеца и ветра

«Солнечный» дом строится и оборудуется так, чтобы максимально эффективно аккумулировать в себе солнечную энергию, которая идет на обогрев жилища, приготовление горячей воды и электрообеспечение. В сибирском климате, где среднегодовая температура около нуля градусов, архитектура дома подчинена задачам энергосбережения и будет отличаться от облика экодомов, например, за рубежом. В Красноярске нормативами рекомендуется возводить жилье с сопротивлением теплопередаче ограждающих стен не менее 3,73 кв. м•°С/Вт. Добиваться такого коэффициента, используя только керамический кирпич, нецелесообразно. Толщина такой стены составляла бы 242 см. Без эффективных утеплителей: минеральной ваты и пенополистирола — красноярским домостроителям не обойтись. Этот норматив обязаны соблюдать все застройщики многоэтажных домов, но частник на своем коттедже может выбрать. Или строить свой дом по энергосберегающей технологии, или впоследствии тратить больше денег на отопление, но выигрывая, например, в декоративности и натуральности окружающих его стен из отесанного бревна.
Хота древесина в шесть раз и превосходит кирпич по теплосбережению, но обычно используемых для стен 200–240 мм бруса или бревна недостаточно, чтобы соответствовать этому нормативу. Самыми уязвимыми с точки зрения теплопотерь являются окна. Поэтому в Сибири предпочтительны пятикамерные профили толщиной около 130 мм, при этом желательно, чтобы герметичный стеклопакет был заполнен инертным газом (криптоном или аргоном), а на стекла нанесено металлооксидное низкоэмиссионное напыление (например, с оксидом титана). Такие окна даже зимой обеспечивают приток в дом солнечного тепла, так как покрытие на стеклах не препятствует проникновению солнечных лучей, но отражает значительную часть тепла, идущую из помещения. Любопытно, что в Италии, где даже в ноябре температура +20 °С, проблема экономии электроэнергии ставится во главу угла. Итальянские строительные выставки пестрят предложениями шестикамерных пластиковых окон с двухкамерным стеклопакетом. Итальянский опыт показывает, что при грамотном проектировании здания расходы на отопление и кондиционирование под силу снизить в разы. Решение задачи заключено в размерах и геометрии оконных конструкций.
В Сибири идут по другому пути — наибольшее количество окон должно выходить на южную сторону. Чтобы сберечь драгоценное тепло, с южной стороны экодома пристраивается теплица, гараж — с севера, веранды — с запада или востока. Расположенные на крыше солнечные батареи с аккумулятором электрической энергии мощностью 0,6 кВт позволят выработать в течение года примерно 500 кВтч электрической энергии (солнечное сияние в Красноярске около 2000 ч в год), что составит порядка 15% от полного потребления. Ветряк с многополюсным генератором мощностью 3 кВт наработает от 2000 до 4000 тыс. кВтч в год, в зависимости от среднегодовой скорости ветра. В среднем на обогрев двухэтажного коттеджа площадью 200 кв. м. в холодное время года (из расчета, что длительность отопительного сезона составляет 5 месяцев) требуется до 480 кВтч тепловой энергии в сутки. Соответственно, тепловые потери за год при этом составят 36 тысяч кВтч (это равно 3,6–6 тоннам со-лярки или 12–18 тоннам угля).

Как объясняет директор компании «Современные Комплексные Системы» Дмитрий Расенко, «в сибирском климате лучше разграничивать отопление и электроснабжение дома. Если говорить только об отоплении, причем за счет возобновляемых источников, то здесь возможно применить несколько вариантов использования альтернативных источников энергии. Первый — обогрев с помощью ветряков. Например, для коттеджа площадью 200 „квадратов“ их потребуется 9 штук мощностью по 3 кВт каждый. Но устанавливать такое количество ветрогенераторов и обогревать ими дом нецелесообразно. Поэтому на помощь может прийти тепловой насос (5 кВт), позволяющий получать до 20 кВт тепловой мощности. В этом случае можно обойтись сочетанием: три ветряка плюс тепловой насос. Третий вариант — два ветряка, солнечная батарея (1–2 кВт) и тепловой насос. Четвертый вариант — использование для отопления пеллетного котла».

Электроснабжение — отдельный вопрос, тут все зависит от средней мощности потребления энергии. Статистика и опыт показывают, что семья из трех человек расходует за год около 3–3,5 тысяч кВтч. Их могут дать жильцам два ветрогенератора мощностью по 3 кВт каждый в сочетании с солнечной батареей на 1 кВт. Что касается стоимости, то комплект из ветряка (небольшой мощностью — 1,5–2 кВт) и генератора стоит около 200 тысяч рублей, солнечные элементы мощностью 150–160 Вт обойдутся в 21–25 тысяч рублей, цена теплового насоса от 250 до 400 тысяч рублей, примерно в такую же сумму обойдется и монтаж. Чтобы отапливать дом пеллетами, придется устанавливать специальные котлы, их цена начинается от 250 тысяч рублей. Впрочем, для коттеджных поселков можно подобрать и более экономное оборудование — автоматизированные модульные котельные MegaKone. Эта финская разработка имеет мощность 400 кВт, выглядит как небольшой домик-бункер с поднимающимся верхом, устанавливается за два-три дня. В качестве топлива используются отходы деревообработки — стружка, опилки, щепа, кора. Стоимость финской котельной два миллиона рублей, но она рассчитана на 20 домов, получается, что каждому владельцу коттеджа потребуется вложить 100 тысяч рублей. При этом «питание» для модульной котельной не ударит по карману хозяина дома, поскольку в Красноярском крае есть лесоперерабатывающие предприятия, готовые по приемлемой цене продавать отходы лесопиления.

Вентиляция и водоснабжение в загородном доме

Экодома имеют повышенную герметичность — так легче сберечь тепло. Поэтому остро встает вопрос с вентиляцией. Эффективными будут естественная и принудительная системы. Первым вариантом станет приточная труба, которая укладывается на глубине около двух метров. Летом это обеспечивает охлаждение входящего воздуха, а зимой — подогрев до положительной температуры. Длина трубы не менее пяти метров, диаметр 15–20 см. Принудительная система вентиляции изготавливается с теплообменником для подогрева входящего воздуха сбросным воздухом из помещения. Для эффективного теплообмена используются щелевые теплообменники. В системе вентиляции обязательно предусматриваются устройства для сбора конденсата и устанавливаются кварцевые лампы с ультрафиолетовым излучением для обеззараживания воздуха, чтобы не было грибка и плесени.

Водоснабжение экодома — серьезная, но решаемая задача. Источники получения воды — артезианская скважина, водопроводная вода, природные водоемы, сбор дождевой воды, колодцы. Чтобы снизить потребление воды, ее очищают и повторно используют для технических нужд, полива растений в теплице и в саду. Для очистки воды рекомендуется использовать угольный сорбент (активированный уголь и микрофильтрационные установки с металлокерамическими мембранами). Если дом подключен к централизованным сетям, то его жильцам придется довольствоваться хлорированной, слабоминерализованной и не содержащей фтора водой — именно такая питьевая вода в Красноярске. В случае же, если хозяин дома предпочел «запитку» от подземных источников, ему необходимо будет предусмотреть дополнительное обеззараживание ультрафиолетом и умягчение воды.

Системы канализации в экодоме

В автономном доме без подключения к централизованной канализации можно использовать компостирующие туалеты. В этой системе используется безводный биотуалет, где все органические отходы в простейших биореакторах перерабатываются в удобрение и используются на приусадебном участке, в теплице и в саду. Для обработки остаются только стоки из кухни, постирочной, ванной и биде.
Стоки из этих источников объединяются в усовершенствованном септике (объединение септика и биофильтра-усреднителя) с последующим пропуском воды через фильтрующие траншеи, расположенные ниже зоны промерзания. Затем они направляются в накопительный резервуар (пруд), если рельеф позволяет его построить.

Бумага, картон и другие производные древесины уничтожаются при сжигании в печи. Полиэтиленовые бутылки и стеклотара сдаются в приемные пункты. Битое стекло, металлический лом и другие компоненты утилизируются по действующей схеме в городе. Во всяком случае, такой путь решения проблемы утилизации мусора предлагают разработчики экопроектов, причем не только зарубежные авторы, но и российские. Если за рубежом давно привыкли к существованию сортировочных контейнеров и пунктов, где отходы раскладываются по разным емкостям (например, тряпье — в одно, стекло — в другое), то для России этот метод пока экзотика. И экономичность, которая так требуется экодому, может серьезно навредить экологии. Нет гарантии, что весь мусор не будет просто выбрасываться вдоль дорог в пригороде Красноярска, впрочем, более «цивилизованным» развитием ситуации может стать еще одна свалка, выросшая за городом. И дело здесь не только в низкой культуре населения, на которую так любят пенять чиновники, а в бездействии самих властей. Так, в Красноярске еще в 2007 году обещали построить три мусороперерабатывающих завода. Но время идет, и до сих пор ситуация развивается как в известной поговорке: «а воз и ныне там».

В чем экономия от экодома?

Значительную экономию как в средствах, так и во времени можно получить, используя каркасную технологию домостроения, часто называемую «канадской». Срок возведения такого экодома — от двух до четырех месяцев, что существенно удешевляет строительство. Отказ от централизованных сетей (отопление, водоснабжение, канализация, электроснабжение) позволит сэкономить 30–40% затрат. Солнечный коллектор, аккумулятор тепла, утилизаторы тепла и воды, тепловой насос, автоматика систем и контроля потребления позволят сберечь до 80%. Вторичное использование очищенной воды на технические нужды снизит до 80% потребления воды. Срок окупаемости такого оборудования не превышает 5 лет.

Опыт эксплуатации экологичных домов?

В США, Швеции, Германии, Японии и других странах уже десятилетиями эксплуатируются комфортабельные дома с низким и даже нулевым потреблением энергии, без канализационных сетей. Так, в Стокгольме был построен 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. Несколько тысяч домов с системами солнечного отопления и аккумулирования есть в Польше, Финляндии, Германии. Кстати, здесь дома нулевого энергопотребления стоят не дороже каменных.
Экологичное жилье — важный вопрос для Европы и Америки. По этому поводу американское министерство энергетики даже проводит конкурс экологичных домов «Солнечное десятиборье». В этом году победила команда из Германии. Немецкий проект — это двухэтажный куб, силиконовые панели на стенах и крыше дома способны обеспечивать дом необходимой энергией на рекордные 200%. Внутри имеется складная многофункциональная мебель, предусмотрено функционирование бытовой техники, домашнего кинотеатра и компьютера. Несмотря на то, что разработчики проектов — студенты и преподаватели университетов, их концепции — не теоретические умозаключения, а вполне практичны и применимы в жизни. Например, студенты из Корнуэлла, занявшие второе место в 2005 году, открыли свой бизнес по производству и продаже энергопассивных экодомов.

К сожалению, в России пока нет налоговых льгот за использование альтернативных источников электро- и теплоснабжения, а без них строительство систем на возобновляемых ресурсах выглядит малопривлекательно. Между тем возведение экодомов с такими системами жизнеобеспечения обходится ненамного дороже, чем традиционных жилых зданий. Но, конечно, на увеличение затрат влияет покупка составляющих элементов экожилья — солнечных батарей, генераторов, что тоже следует учитывать при выборе альтернативных источников энергии и их комбинации. Частный застройщик в Красноярском крае без труда может реализовать для себя концепцию экодома, поскольку на региональном рынке имеются все предложенные технологии.

Важно заметить, что отказ от масштабных инженерных сетей и теплокоммуникаций и переход на альтернативные источники со временем окупается, что уже доказал западный опыт. В России же его пока пытаются перенимать лишь частично. Так, в конце ноября 2009 года в Новосибирске стартовал российско-канадский проект строительства энергосберегающих домов. Проект был представлен в Торонто на выставке International Home Show «Экология и энергосбережение» и предполагал, что такие дома будут строиться одновременно в России и в Канаде. Первый проект — коттеджный поселок Green House на 52 дома — расположится в поселке Кудряши Новосибирской области. Специалисты строительной компании EcoGreen Homes прилетели в Новосибирск из Торонто, чтобы показать своим российским коллегам, как монтировать дома. Следующий проект, поселок Раздольный на 140 га в городе Бердске, новосибирцы начнут возводить сами в 2010 году. Такие дома разработчики именуют «эко», поскольку благодаря утеплению современными материалами в них в два раза снижаются теплопотери, но вот ни о каких солнечных батареях, ветрогенераторах, вторичной очистке воды и речи не идет, поэтому назвать дом полностью экологичным все-таки нельзя, скорее энергопассивным, экономичным.
Кстати, в первом поселке Кудряши, что находится от центра города всего в 16 километрах, предусмотрены все городские инженерные коммуникации. Земельный участок имеет подключение к электросетям, оснащен газом, канализацией и водой. Поселок, как пишут на своем сайте застройщики, сочетает преимущества городской и загородной жизни. Впрочем, первый шаг в направлении к энергосбережению при строительстве «малоэтажки» новосибирцы можно считать, что сделали. А вот на возведение экодомов в более узком понимании этого слова застройщики, вероятно, не решились, помня о судьбе прошлых экоидей. Несколько лет назад новосибирскими учеными в рамках программы «Экопоселения XXI века» был разработан экспериментальный проект: на земле, бесплатно выделенной администрацией, планировалось возвести полсотни экодомов. Но даже несмотря на поддержку властей, реализация проекта затянулась. Разработчики попробовали привлечь в проект инвесторов, предложив бизнесменам две формы сотрудничества: кредитование сроком на четыре года под 10–12% годовых либо участие в акционерном капитале девелоперской компании при условии инвестирования $3,3 млн в строительство экодомов и инфраструктуры поселка. При этом внутренняя норма рентабельности проекта оценивалась в 60%. Затея провалилась. Впрочем, энергетический кризис, возможно, заставит пересмотреть приоритеты, и экодома в России из фантастических проектов в будущем и станут массовыми.

Ирина Шиколова