Автономный дом

5

Мнение о том, что без подвода внешних коммуникаций (газа, электричества, канализации, водопровода, отопления) невозможно строительство комфортного дома со всеми удобствами, безнадежно устарело. Современные технологии строительства, рациональное применение альтернативных видов энергии позволяют построить полностью автономный дом на любом участке в любом регионе вдали от всех магистральных коммуникаций. Область применения строительства автономного дома широка: жилищное строительство (дачи, коттеджи, усадьбы, частные дома); фермерское и животноводческое хозяйства; добывающие и перерабатывающие предприятия вдали от «благ цивилизации»; освоение новых территорий и строительство на островах; дальние армейские гарнизоны и научные станции. Автономный дом — это единая органическая со своими обитателями экосистема, которая максимально эффективно аккумулирует и использует возобновляемые виды энергии. Такой дом абсолютно экологически эффективен и безопасен. Строительство автономного дома обходится дороже обычного, но в дальнейшем огромная экономия достигается за счет того, что потребитель не платит за свои удобства. Кроме того, надо учитывать и транспортные расходы на завоз топлива в дальние районы для обычных домов, расходы на подвод коммуникаций и их дальнейшую эксплуатацию, во время строительства автономного дома можно организовать производство некоторых строй- и теплоизоляционных материалов на месте.

Проектирование и строительство

В зависимости от географического положения, климатических условий, ландшафта и его возможностей грамотное проектирование автономного дома является основным звеном. Применяются и комбинируются технологии, используемые при строительстве «пассивных», энергосберегающих, «солнечных» домов. Широкий спектр применения традиционных материалов (дерево, кирпич, камень) в комбинации с теплоизоляционными дает возможность вести строительство оригинальных по дизайну комфортных автономных домов. В различных климатических зонах их внешний вид будет различен, но главный принцип полной автономности жизнеобеспечения сохраняется. Автономный дом обменивается тепловой энергией с внешней средой тремя способами: через ограждающие конструкции (крыша, стены, фундамент), через светопрозрачные, светоулавливающие ограждения и за счет воздухообменной системы. Для южных мест актуален приток теплой энергии и акцент делается на дополнительное охлаждение (строятся в основном дома типа вилл или бунгало), в северных широтах, наоборот, тепловая энергия аккумулируется и сохраняется (автономный дом имеет компактный и строгий вид). Для нормального функционирования автономного дома требуется относительно большой участок земли вокруг него. Участок будет задействован не только для получения энергии, на нем можно устроить теплицу, оранжерею, зимний сад и даже небольшую мини-ферму. Органические отходы автономного дома перерабатываются в различные компосты, которые можно использовать в нашем хозяйстве. Минимум усилий для регулирования процессов кондиционирования и теплоснабжения (в идеале простое переключение зима-лето) обеспечит комфорт потребителю круглый год. Идея «автономного дома» заключается в эффективном комбинированном использовании возобновляемой энергии солнца, ветра, земли, воды.

1 — ветрогенератор; 2 — солнечные коллекторы или батареи; 3 — тепловой насос; 4 — аккумулятор тепла; 5 — аккумулятор энергии; 6 — утилизатор стоков; 7 — бак горячей воды; 8 — коллектор тепла земли; 9 — «теплые полы»

Автономный дом расположен так, что талые снеговые и дождевые воды стекаются в специальный бассейн, где проходят тщательную очистку и фильтрацию. Бассейн сам может накапливать снег, который растапливается обогревателями или в солнечные дни естественным путем. Основные резервуары перерабатывающего бассейна находятся под землей. Если позволяют геодезические условия, проводится бурение скважины (в отдельных случаях до 110 метров) для добывания чистой воды. Также можно использовать местные водоресурсы, в случае их отсутствия применяется солнечная опреснительная установка со специальным минерализатором и фильтром. Производительность простейшей установки составляет до 2 000 литров в сутки. В зависимости от степени очистки происходит дифференцированное использование воды для бытовых и человеческих нужд. Солнечные коллекторы обеспечивают бесперебойное горячее водоснабжение автономного дома.

Канализация и утилизация отходов

Душевые и туалеты расходуют 70 процентов бытовой воды, остальное приходиться на стирку, мойку-уборку, приготовление пищи. Поэтому в автономном доме не применяют обычную сантехнику. Специальные водосберегающие устройства устраняют бесполезные расходы воды без ухудшения потребительских стандартов. Применение безводных туалетов экономит потребление воды и значительно уменьшает объем сточных вод. В автономном доме можно строить компостирующие биотуалеты, можно использовать другие эффективные системы биологической очистки. Органические отходы и мусор утилизируются в компостирующем биореакторе.

Энергоснабжение и система отопления

Энергоснабжение автономного дома происходит путем комбинирования использования различных систем:- ветрогенераторная установка — солнечные батареи и коллекторы- тепловой насос (преобразователь энергии земли, водоема, сточных вод, термального источника и т. д.)- тепловые аккумуляторы. Основным источником энергии для обеспечения работ систем отопления, кондиционирования, водоснабжения, питания бытовой техники является ветрогенератор в относительно ветреных районах, но все чаще применяют взаимозаменяемую систему ветрогенератор + солнечная батарея. В этом случае производится электроэнергии до 8 000 кВт\ч в месяц, что эквивалентно сжиганию дизельным электрогенератором 30 000 литров топлива. Излишки электроэнергии при помощи теплового насоса используются для отопления или кондиционирования. В отсутствии ветра и солнечного света мощные накопительные аккумуляторы достаточно времени обеспечивают электроэнергией весь дом. Тепловой насос и солнечные коллекторы обеспечивают бесперебойное горячее водоснабжение автономного дома, а также в случае необходимости они выполняют роль дополнительных генераторов тепла. Все узлы системы энергоснабжения работают в автономном и комбинирующем режимах и прекрасно взаимозаменяют друг друга. Совместная работа узлов обеспечит бесперебойно электричеством и теплом дом в любой сезон и любое время суток. Автоматизированная система управления осуществляет контроль и управление энергосистемой, вентиляцией и инженерной системой.

Вентиляция

Приточно-вытяжная вентиляция со специальным воздухо- теплообменником (рекуператор) обеспечит равномерно теплый или прохладный микроклимат во всех помещениях автономного дома. Управляемая вентиляция позволит избежать возникновения сырости (эффект сырых углов) или горячего воздуха (в помещениях непосредственно под кровлей в жаркую погоду). Система воздухообмена проста и использует энергию земли. Отработанный теплый воздух выталкивается на улицу, а свежий фильтрованный воздух поступает в дом. В теплообменнике происходит процесс нагрева нового воздуха теплом отработанного, поэтому энергопотери минимальны, не требуется вновь нагревать в помещениях воздух, как в обычных домах после проветривания. АСУ следит за температурой и воздушными потоками в автономном доме, при необходимости можно ионизировать или ароматизировать его. Все это создает приятный и удобный микроклимат.

Затраты на различные установки получения возобновляемой энергии кажутся большими. Экономические расчеты и практика показывают, что в течении 3–5 лет эксплуатации автономного дома затраты полностью окупаются. Вам не нужно платить за отопление и электричество, вы обретаете свободу выбора места проживания. Строительство автономных домов в регионах с неразвитой энергосистемой вдали от магистральных коммуникаций эффективное решение целого ряда проблем. Система «автономный дом» экологически безопасна, сохраняет и не разрушает местный ландшафт, не вредит окружающей среде, продукты биологической обработки можно использовать в подсобном или сельском хозяйстве. Строительство таких домов поможет не только в освоении новых территорий, сохранению их ресурсов, но это также эффективное капиталовложение в жилищном строительстве.