ДОМ В ЕДИНСТВЕ С ПРИРОДОЙ: ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ПО ПРИНЦИПАМ ЗЕЛЁНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

АННОТАЦИЯ

Ресурсы нашей планеты не бесконечны. В настоящее время всё более актуальной становится идея проектирования с максимальной экономией ресурсов. Немаловажным аспектом при этом является сохранение безопасности жизнедеятельности человека и комфортного его существования в создаваемых условиях, а также соблюдение установленных норм и правил. Дом становится не просто энергосистемой с потреблением. Теперь он способен обеспечивать себя энергией самостоятельно. Целью данной статьи ставится изучение разработанных и реализованных решений по принципам «зелёного строительства», а также анализ их эффективности.

Ключевые слова: зелёное строительство, экология, энергия, солнечные панели, зелёная кровля, зелёные фасады, полистеролбетон, пеноцеолит, смеситель.

Зелёное строительство – это новый этап в жизни современного человека. Весь мир задумался о том, что ресурсы не вечны, и, поставив перед собой задачу экономного потребления, создал множество решений по уменьшению количества наносимого вреда природе и сохранению её в первозданном виде, не ухудшив при этом собственные условия проживания.

Светопрозрачные солнечные панели – одно из подобных решений. Это светопрозрачные конструкции. Основной функционал такой панели заключается в выработки электрической энергии путём преобразования солнечной с помощью фотоэлектрического преобразователя, или фотоэлемента, способного преобразовывать энергию фотонов в постоянный электрический ток по принципам фотоэлектронной эмиссии. После постоянный ток подвергается преобразованию в переменный посредством инверторов и подаётся в дом. Особенность светопрозрачных световых панелей заключается в том, что помимо выработки переменного тока, они способны пропускать через себя свет, что позволяет использовать их как элемент, преобразующих внешний облик здания.

Главная проблема солнечных панелей – неспособность обеспечить в нужном количестве электроэнергию на территории нашего государства. Если территория оказывается обделённой солнечным теплом, то об экономии на электричестве при установке таких панелей для частного строительства на данный момент времени не стоит и речи. Панели требуют дорогостоящего оборудования, в том числе накопительного, способного аккумулировать энергию, преобразованную фотоэлементами, не использованную в данный момент времени. Однако для промышленных предприятий – это инновационное решение, способное снизить затраты на электроэнергию.

Среднее потребление гражданином России электроэнергии составляет порядка 7480 кВт·ч в год. Мировая стоимость солнечной энергии сводится к цене в $0,068 (5,11 руб.) за 1 кВт·ч. Таким образом, на одного человека в год стоимость электроэнергии составит 38 222,80 руб./год. При учёте стоимость электроэнергии 3,71 руб. за 1кВт·ч для городских квартир и домов с электроплитами на такое потребление стоимость электроэнергии составит 27 750,80 руб./год, что становится дешевле на 27%.

Современные города имеют плотную застройку, в результате чего не остаётся достаточного количества городской территории для озеленения.  Использование зеленых крыш дает возможность решить эту проблему. Зеленые насаждения позволяют фильтровать грязный городской воздух, накапливать и частично фильтровать ливневую воду. Экологичность данного решения пользуется большой популярностью в современном мире проектирования.

Данная идея уже все чаще внедряется в строительство с новыми технологиями и решениями. Плоские крыши с озеленением дают возможность использовать уже разработанную систему укладки на крышу грунта с зелеными насаждениями, который играет роль балласта в данной системе.

Растительность, находящаяся на крыше, не требует дополнительного полива в зонах умеренного климата, что говорит о экономии водных ресурсов. К тому же излишняя влага, которая попадает в грунт удаляется с помощью, устанавливаемой под ней дренажных зазоров и мембраны. Таким способом при желании заказчика, удаляемая ливневая вода, может быть собрана и отчищена путем фильтрации для использования в быту, что поводит добавить еще большую экологичность данному решению.

Однако не только крыши способны увеличить процент озелелённости территории и освежить атмосферу городской среды. Такую возможность дает и применение растительности на фасадах.

Особенностью данного решения - требования к климату города строительства. Любое растение предпочитает теплый и желательно влажный климат. Это позволит использовать намного меньше ресурсов для поддержания состояния фасада.

Высаживание озеленения фасадов может осуществляться непосредственно в землю, что экономически выгоднее в сравнении с другим способом – высаживания в контейнеры. Такой способ отличается затратами на периодическую смену размеров используемых для растений горшков. Крепление зеленого фасада в большинстве случаев осуществляется либо использованием специальных видов растений, способных цепляться за стены, либо креплением решетчатой конструкции, на которую уже навивается озеленение. Использование зеленых фасадов можно назвать пассивной системой энергосбережения, однако она требует грамотного подхода и выбора проектного решения.

Благодаря применению экологически чистых стройматериалов, можно значительно улучшить атмосферу внутри здания, поэтому главным и необходимым шагом на пути к экологически чистой среде в доме и целом городе является экологически и экономически правильный выбор строительных и отделочных материалов.

Гранулированный и блочный пеноцеолит и пеностекло - это теплоизоляционные материалы, производимые на основе природного сырья Сибирского региона. В основе производства продуктов - низкотемпературное вспенивание (до 850°С) и местное сырье. Пеноцеолит и пеностекло - экологически чистые, биологически стойкие и очень теплые материалы с коэффициентом теплопроводности 0,06 - 0,09 Вт/(м°С). Они имеют практически нулевое водопоглощение, характеризуются хорошей морозостойкостью и идеально подходят для использования в сибирских климатических условиях. Срок их службы составляет более 100 лет, что в два раза больше, чем рабочий ресурс применяемых сегодня теплоизоляционных материалов. К тому же их производство требует более простого и дешевого сырья (туганские пески), отчего продукт имеет сравнительно низкую себестоимость.

Прямым аналогом гранулированного пеноцеолита является керамзит. Однако по сравнению с керамзитом новинка обладает лучшими эксплуатационными характеристиками.

Плиты изо льна - новинки сегмента теплоизоляционных материалов ориентированы на один из главных трендов строительного рынка - экологичность. В качестве связующего компонента применяется крахмал, для огнебиозащиты материал пропитывается природными солями бора. Плиты изо льна не поддерживают горение и характеризуются отличными показателями по теплопроводности и звукопоглощению, обеспечивая защиту дома от жары, холода и шума. Коэффициент теплопроводности материала при толщине 5 см и плотности 32-34 кг/м3 составляет 0,038 - 0,04 Вт/мК. Коэффициент звукопоглощения - 0,98. Льняное волокно, в отличие от минеральной ваты, способно впитывать и одновременно отдавать влагу, не накапливая конденсат, что делает его теплозащитные качества стабильными, при использовании такой теплоизоляции не требуется устройство внутреннего пароизоляционного слоя. Срок службы льняного теплоизоляционного материала, по словам производителей, составляет более 60 лет.

Вода является одним из самых важных ресурсов Земли. В России по разным подсчетам около 10% водопотребления приходится на хозяйственно-питьевые цели. Современные технологии позволяют экономить на затратах этого ресурса.

На сравнении двух смесителей - GROHE Start Flow с применением технологии GROHE EcoJoy стоимостью 6020р и Sensea Roma стоимостью 2792р, можно увидеть, что внедряемые технологии позволяют привести к уменьшению водопотребления, а также материальных затрат. По заявлениям изготовителей расход воды у первого смесителя составляет 5,7 л/мин, а у второго 12-16 л/мин. Средняя разница в расходах у этих двух смесителей составляет 8,3 л/мин. Среднее время потребления воды смесителем на кухонной мойке составляет 3 минуты, соответственно разница в суточном водопотреблении составит 24.9 литра, а за месяц перерасход составит 747 литров воды. Согласно данным нормального расчета расхода воды для кухонной мойки, объем холодной воды к объему горячей воды, проходящим через смеситель, составляет ½. Из этого получается, что в месяц перерасходуется 498 литров горячей воды и 249 литров холодной воды. Учитывая стоимость воды в городе Челябинске, 72,83 руб./1 куб.м. за горячую и 31.21 руб./1куб.м. за холодную, можно увидеть, что переплата составит 44 рубля в месяц, а за год переплата будет 528 рублей. Если взять в учет стоимость смесителей, то смеситель компании GROHE уже через 6 лет окупит себя, при этом сэкономив 53 м3 чистой пресной воды.

Все вышеописанные материалы и технологии при использовании их в едином комплексе позволяют создать здание с максимальной экономической эффективностью, главным отличительным признаком которого будет не только удобство для жизни человека, но и единство с природой.

Список литературы:

1. Габуева В.А. Инновационные строительные материалы.//Научно-образовательный журнал для студентов и преподавателей «StudNet» - 2020 - №8.
2. Давыдова, О.В. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЗОНТ ЗЕЛЕНОЙ АРХИТЕКТУРЫ / О.В. Давыдова, С. Чжан //Международный электронный научный журнал AUD .–2019.–Том 2 (20) № июль.– C.1-7
3. Давыдова, О.В. АРХИТЕКТУРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ФОРМИРОВАНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ / О.В. Давыдова, А.В. Чистякова //Тенденции развития науки и образования.–2018.–Том - № 45-5.– C.43-45
4. Л. Баласян. КПД солнечных батарей подбирается к верхней границе//Общественно-политическая газета «Коммерсантъ» URL: https://www.kommersant.ru/doc/5218301 (дата обращения: 22.02.2023).
5. Плоская крыша // Технониколь.Навигатор. URL: https://nav.tn.ru/systems/ploskaya-krysha/filter/type_roof_of_levelexpluatation-is-greened/apply/ (дата обращения: 22.02.2023).
6. Смеситель для раковины Sensea Roma однорычажный цвет хром [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://chelyabinsk.leroymerlin.ru/product/smesitel-dlya-rakoviny-sensea-roma-odnorychazhnyy-cvet-hrom-82355589/ (дата обращения 28.02.2023)
7. Смеситель для раковины GROHE Start Flow однорычажный, хром (23809000) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://shop.grohe.ru/vannaya/smesiteli-dlja-rakoviny/smesitel-dlya-rakoviny-grohe-start-flow-odnorychazhnyy-hrom-23809000.html (дата обращения 28.02.2023)