Экостроительство

Строительные материалы своими руками

Самое дешёвое решение для потенциального домовладельца – это строить жильё своими силами с получением строительного материала непосредственно на месте. Самым доступным материалом, который есть повсеместно, является земля, а точнее грунт, находящийся под растительным слоем.

С древнейших времён, особенно в безлесных районах, жильё и другие постройки возводили из грунта путём набивки его в опалубку или из грунтоблоков, предварительно изготовленных в форме трамбованием или пластическим формованием.

Авторам новейшего патентованного оборудования удалось создать такой ручной электрифицированный инструмент, пригодный для уплотнения грунтомасс, бетонных смесей и других строительных маловлажных смесей, что теперь позволит каждому имеющему земельный участок изготовлять большинство деталей для дома непосредственно на месте строительства, а для стен использовать грунт.

Технология

В основу технологии положено искусственное воспроизведение обнаруженного природного эффекта, названного «текучий клин».

Главнейшая особенность новой технологии в том, что в ней во всё время формования без шума и вибрации согласованно и одновременно движутся форма, порошкообразная формовочная масса и нагнетатель. При этом оказываются ненужными и лишними, присущие традиционным технологиям процессы и приспособления для дозирования массы в форму, контроль за давлением, развиваемым пуансоном, или за размером формуемого изделия.

Замечательная особенность новой технологии в том, что в форме по всему её объёму самообразуется равномерная плотная структура, а размеры изделия точно соответствуют форме по высоте, ширине и длине. При переходе с одного материала на другой, например, от формования блоков из суглинков на формование блоков из бетонной смеси или арболита не требуется никакой переналадки. В новом процессе исключаются вредные эффекты перепрессовки, «защемления воздуха», упругого последействия, присущие традиционным процессам прессования.

Этот первый в своем классе комплект формовочный МН-05 открывает перед владельцами коттеджей, дачных и садовых участков, фермерами, реставраторами, архитекторами и ландшафтными дизайнерами бесконечные возможности для творчества в строительстве, ремонте и реставрации зданий, при благоустройстве территорий садов, парков, приусадебных участков.

Но самое главное, что теперь изготавливать материалы для строительства можно всем. Фактически это является революцией в строительстве. Ведь теперь стоимость малоэтажного строения (будь то садовый домик или коттедж) – падает в несколько раз. Имея это оборудование у себя на садовом участке – можно сотворить всё что только на ум придёт. Ведь фактически теперь нет зависимости от строительного материала (а стоимость получаемого на месте 10коп за блок). А стены можно сделать непосредственно на месте из грунта.

В результате использования явление текучего клина, поучены уникальные результаты:
- плотность материала достигает 99%, поэтому не возникает упругих напряжений, отсутствует расширение прессовок и поперечные расслойные трещины, так как воздух в этом случае не защемляется.

За какое время окупится покупка комплекта?

На этот вопрос можно ответить на примере изготовления какого-либо изделия и сравнить соответствующие издержки со стоимостью продаваемых аналогичных изделий. Для примера рассмотрим изготовление тротуарной плитки размером 250х250х50 мм из бетонной смеси с соотношением цемента к песку как 1:3. Из одного кубического метра бетонной смеси можно изготовить 320 плиток или 20 м2 дорожного покрытия. При стоимости цемента в навал 1000 руб./т и песка 140 руб./м3 стоимость одного кубометра бетонной смеси в плотном теле составит 530 кг х 1 руб./кг=530 руб.+1,2 м3 х 140 руб.=168 руб.= 698 руб./м3. Таким образом, затраты на сырьё на одну тротуарную плитку составят 2,18 руб. или за один квадратный метр 39,4 руб. Если исходить из тарифа на электроэнергию 0,258 руб./кВт, то затраты на электроэнергию для изготовления одного квадратного метра составят 0,25 час х 0,258руб. = 0,06 руб. Таким образом, прямые издержки на изготовление одного квадратного метра составят 39,46 руб. Цена одного квадратного метра аналогичной тротуарной плитки в магазине в среднем составляет 140 руб. Исходя из этого при использовании комплекта МН05 экономия составит 100 руб/м2. При стоимости комплекта формовочного около 20 000 рублей его окупаемость наступит при изготовлении 200 м2 тротуарной плитки. Если учитывать, что за один час практически один работающий может изготовить 2 м2 тротуарной плитки, то через две с половиной недели эксплуатации комплекта МН05 он будет окуплен. Если для аналогичного сравнения выбрать изделия эксклюзивного назначения, то есть те, которые изготавливаются под заказ, то сроки окупаемости могут сократиться до нескольких дней.

Комплект формовочный МН05 состоит из оригинальной запатентованной формовочной (нагнетающей) насадки на электродрель, низкооборотной электродрели типа ИЭ1305Э, универсальной формы и упорной скобы.

Формовочная насадка МН05 уплотняет без вибрации и давления нагнетанием (накачиванием) сыпучей массы в часть формы через её открытую поверхность.

Посредством комплекта можно изготавливать стеновые камни (кирпичи) простой и фасонной формы, грунтоблоки, клиновые камни (кирпичи) для изготовления сводов оконных и дверных проёмов, оконные железобетонные перемычки, подоконные плиты, облицовочную плитку, тротуарную плитку различной толщины (от 20 мм до 65 мм), камни мощения, бордюрные и газонные камни, лотки для отвода воды, элементы закрытого дренажа и другие подобные изделия, необходимые для строительства дома и хозяйственных построек, для обустройства приусадебного участка, сада или парка.

Материалы взяты из книги: «Зонное нагнетание сыпучих сред, или как строить из обыкновенной земли весьма дешевые, прочные, теплые и огнестойкие дома посредством «Русских качелей»: Практ. Пособие. / Зубкин В.Е., Коновалов В.М., Королев Н.Е. – «РУСАКИ», 2002. – 144 с.: ил.

Хочешь домик - трамбуй землю

В создании строений для жилых и нежилых нужд мы проиграли предкам, которые тысячелетия назад нашли простой способ строительства крепких превосходных зданий, не имея никакого представления о цементе и кирпичных заводах. В Испании, например, существуют остатки укреплений, стены которых во многих местах полностью уцелели за две тысячи лет.

У Плиния Старшего, прокуратора Испании (67г. Новой эры) в его "Естественной истории" есть упоминание о зданиях в Испании, построенных Ганибалом (247 или 246-183 гг. до н. э.) на самых вершинах гор, "стены эти уже несколько столетий противостояли действию ветров, непогоды, дождей и огня лучше сложенных из обжигового кирпича". Интересно, найдут ли наши потомки через пару тысячелетий хоть один уцелевший гвоздь от "вимбильдановского" домика в деревне?

Все гениальное - просто. Не является исключением и землебитная технология строительства. В древние времена, особенно в безлесных районах, жилье и другие постройки возводили из грунта. Землю набивали в опалубки или блочные формы и добивались плотности трамбованием.

Современные прессы, для изготовления грунтоблоков, имеют огромные мощности. Например, существуют устройство, способное давить на один сантиметр поверхности формуемого блока с силой в тысячу килограмм. Однако такие агрегаты массивны, тяжелы и дороги. Поэтому сейчас наиболее приемлемы устройства, работающие на основе эффекта "текучего клина", открытого в 1977 году. Все, наверное, замечали, что дорожка песка вдоль береговой линии водоема имеет удивительную плотность. Вот на основе этой природной особенности была разработана новая технология производства земляных блоков, получившая название зонного нагнетания сыпучих сред.

Особенности этой уникальной технологии позволяют практически любому человеку изготовлять изделия с качеством не только не уступающим заводскому, но даже превосходящим его. Нагнетатели сыпучих сред, предлагаемые Челябинской фирмой "Алистра", легки, малогабаритны, экономичны и относительно дешевы. С их помощью без специальной подготовки можно изготовить не только блоки для строительства и кафельную плитку, но и, варьируя формы, делать подоконники различной конфигурации. А фасад строения можно выполнить хоть во французском, хоть в китайском стиле. Все зависит от фантазии и вкуса строителя.

В России апогеем землебитного строительного искусства признан Приоратский дворец в Гатчине. Строился он при Павле I, архитектором Николаем Александровичем Львовым. Земляное строение, высотой до тридцати метров и стилем напоминающее швейцарские замки, было возведено с июня по сентябрь 1798 года. "Все строение, - писал Львов, - сделано из чистой земли, без всякой примеси и без всякой другой связи, кроме полов и потолка, особым образом для того устроенных". На Интернет-сайте Гатчины указано: Приоратский дворец в настоящее время стоит без признаков обветшания, несмотря на то, что в годы Великой Отечественной войны вблизи от него рвались фугасные бомбы! От снарядов и авиабомб рушились даже массивные каменные постройки, а землебитный дворец выстоял. Н.А. Львов подобрал такой состав грунтомассы, что по прочности она по сей день соперничает с железобетоном.

Современные технологии позволяют сделать земляной домик в деревне в 5-10 раз дешевле (!), нежели кирпичный. Постройки из земли не только не горят, но от действия огня становятся ещё крепче. Здания из земли гигиеничны, сухи и комфортны для проживания, теплее кирпичных. Для поддержания нормальной комнатной температуры в них требуется израсходовать топлива меньше, чем при аналогичных условиях в каменных и деревянных зданиях.

Для изготовления землеблоков подходит практически любая земля, за исключением чистого песка. Использование земли для строительства способствует сбережению леса, снижению энергозатрат для изготовления и транспортирования стройматериалов. Кстати, разработчики нагнетателя сыпучих сред заявляют, что если дом строится без подвала, то грунта, вынутого для устройства фундамента, хватает на сооружение стен одноэтажного дома. Если же дом строить с подвалом, то грунта, вынутого для подвала, хватает на стены двухэтажного коттеджа.

Более подробно - на сайте фирмы "Алистра" www.alistra2.narod.ru и в книге авторов и создателей уникального оборудования "Комплекта формовочного МН-05" - "Зонное нагнетание сыпучих сред, или как строить из обыкновенной земли весьма дешевые, прочные, теплые и огнестойкие дома посредством "Русских качелей": Практ. Пособие. / Зубкин В.Е., Коновалов В.М., Королев Н.Е. - "РУСАКИ", 2002. - 144 с.: ил.

Экодом нулевого энергопотребления

Белорусское отделение Международной Академии Экологии совместно с американской неправительственной организацией Solar Energy Int и немецкой "Heimshtadt Chernobyl" при поддержке фонда ISAR летом 1996 в п.Занарочь построило первый в СНГ энергоэффективный straw-bale House , соответствующим принципам устойчивого развития и планирует двигаться дальше - построить первый в Беларуси дом нулевого энергопотребления, причем очень дешево.

Что такое "народный экодом нулевого энергопотребления"?
Экодом на Западе - это жилище, соответствующее "устойчивому развитию" цивилизации, т.е. такому развитию, при котором практически не используются невозобновляемые источники энергии и вещества с одной стороны, и не наносится вреда природе и здоровью человека, с другой. В США, Швеции, Германии, Японии и других странах уже десятилетиями эксплуатируются комфортабельные дома с низким и даже "нулевым" потреблением энергии, без канализационных сетей. В Стокгольме более 10 лет успешно эксплуатируется комфортабельный 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. Фирма ISOMAX уже построила несколько тысяч домов в Польше, Финляндии, Германии с системами солнечного отопления и аккумулирования и добилась того, что дома нулевого энергопотребления стоят не дороже каменных.
"Народный экодом" , который мы разрабатываем, будет иметь себестоимость порядка 90 $/кв.м, причем при его строительстве используются только местные доступные экологически чистые природные материалы и энергосберегающие технологии строительства.

Почему так дешево?
Потому что технологии, переданные нам из США , Швеции и Германии дешевы, доступны и используют самые дешевые природные материалы - прессованную солому, либо глиносоломенную смесь. "Ну вот, опять саман, а мы - то думали..." - произнесет про себя читатель и будет не прав. Технология не предусматривает использование самана (80% -глина, 10% -солома и 10%-органика), а используется солома, смоченная глиняным раствором (90%- солома и 10% -глина). Эта "мокрая" технология обобщает четырехвековой немецкий опыт "фахтверкового" (каркасного) строительства в природно-климатических условиях, сходных с белорусскими. Саман почти в четыре раза тяжелее, не является теплоизолятором и в условиях Беларуси неприемлем - у нас слишком влажно.

Суть технологии проста: на фундаменте ставится деревянный каркас (20куб.м дерева на 200 кв.м жилья в двух уровнях), который заполняется методом скользящей опалубки глиносоломенной смесью, причем полностью (фронтоны и межстропильное пространство тоже). Это занимает менее месяца, после чего накрывается крыша и дом сохнет (3-12 месяцев в зависимости от погодных условий). После этого дом штукатурится и отделывается в зависимости от вкуса и возможностей хозяина.

Кстати, стены толщиной 40-45 см обладают такой же теплоизолирующей способностью как кирпичные толщиной 0,7 м, и рядом других преимуществ: они легко "дышат" (не путать с инфильтрацией), решают проблему радона, не эмитируют вредные вещества, связанные с тепловой обработкой и т.д. Такие дома стоят в Германии 3-4 века и после своей "смерти" не создают проблем с утилизацией строительного мусора. Энергии для строительства таких домов тратится в тысячи раз меньше по сравнению с кирпичными и эксплуатационные затраты на отопление - меньше. Квалификация нужна только при строительстве каркаса и отделочных работах. Недостатками технологии являются большая трудоемкость и большие сроки строительства, связанные с сушкой самонесущего наполнителя стен.

Этих недостатков лишена другая, более эффективная индустриальная "сухая" технология, очень популярная сейчас в США, и использующая те же принципы. Она заключается в использовании прессованных соломенных блоков (сразу после пресс-подборщика с поля) как основного конструктивного стенового материала с последующим оштукатуриванием, то есть блоки могут укладываться на раствор или использоваться в качестве самонесущего наполнителя каркасных стен (сухая технология "прошивных матов").

Следует напомнить, что строительные стандарты США по многим параметрам жестче наших и эта технология полностью сертифицирована в США. Например, по огнестойкости она полностью соответствует требованиям, а по теплопроводности - в 3 раза лучше. Наружная и внутренняя отделка стен в таких домах не отличается от обычной в США. Такой дом можно построить за неделю и отделывать сразу, что и было продемонстрировано в августе этого года Белорусским отделением Международной Академии Экологии и Solar Energy International из США в п.Занарочь . Стена такого дома при толщине 60 см имеет сопротивление теплопередаче не менее 10. Стоят такие дома по 100 и более лет. Например, сейчас в США живут люди в домах из прессованной соломы, построенных в прошлом веке.

А как насчет огнестойкости?
Согласно международным стандартам DIN 4102 и DIN 18951(21/51) глиносоломенные смеси являются негорючими материалами вплоть до 5% содержания глины при условии, что минеральное связующее (глина) равномерно распределено по объему. Объяснить это легко: глины содержат большое количество калийных соединений, являющихся антипиренами. По международным нормам оштукатуренные стены, построенные по "straw-bаlе" технологии, можно отнести к классу F45, т.е. сопротивляемость огню не менее 45 минут. Соломенные блоки, положенные на цементный раствор с последующим оштукатуриванием, имеют еще более высокий класс, вплоть до F120.

Какие коммуникации нужны экодому?
Вообще-то нужны только дороги и электричество (если не по карману дорогостоящие солнечные батареи с электроаккумулирующими системами). А канализация? Конечно, нужна, только не такая, как у нас. Наша, во-первых, она очень дорогая, во-вторых, не решает проблему утилизации хозбытовых стоков (например, проблему осадка сточных вод), а только переносит ее из одного места в другое, и главное - она не является системой локально замкнутого цикла. При индивидуальной застройке это как бы "теплотрасса наоборот", и вреда она наносит не меньше, чем наши пресловутые теплотрассы. Вместе с тем, американское "министерство здравоохранения" давно сертифицировало и разрешило использовать даже в городах очень дешевые локальные биологические системы утилизации хозбытовых стоков, работающие по принципу "замкнутого цикла" и не создающие проблем ни зимой (до -50С), ни летом (до +50С), позволяющие пользоваться всеми благами цивилизации при двух условиях: в туалет нельзя сливать концентрированные яды и бросать биологически неразлагаемые предметы: пластик, некоторые виды бумаги и т.д. Площадь биоочистных - около 200 кв.метров, и выглядит как обычный фруктовый сад и огород; расчетное время эксплуатации на семью из 8 человек - около 100 лет, причем урожайность на этих двух сотках необычайно высока. Можно использовать специальные компостные туалеты, разработанные в Швеции и США и использовать компост как дешевое органическое удобрение.

Отопление (и кондиционирование) экодома обычно содержит основную и вспомогательную системы помимо пассивной солнечной, которая у нас практически не используется. Основная обычно состоит из солнечного теплового коллектора и теплоаккумулятора, запасающего тепло по суточным и сезонным циклам. Конструкции могут быть различными: в Швеции и Норвегии предпочитают твердотельные аккумуляторы под домом; в США и Германии - жидкостные внутри дома (на 200 кв.м жилой площади - около 15 тонн воды). Обычно такие системы стоят недешево, однако их можно сделать очень дешевыми, используя местные материалы и комплектующие: например, тепловой коллектор на крышу экодома конструкции БО МАЭ стоит всего 50$/Квт установленной мощности и не боится заморозков. Обязательной является система рекуперации тепла при вентиляции.

Вспомогательной отопительной системой является обычно камин или небольшая печь медленного горения. Фирма ISOMAX использует в качестве вспомогательной или "аварийной" систему электроподогрева пола с использованием ночного электричества мощностью 2 Вт/кв.м жилой площади.

Энергопассивный экодом

Важнейшим практическим следствием идеи пермакультуры для строителя и архитектора является концепция "энергопассивного жилища".

Этот термин нуждается в объяснении. Проблема энергосбережения при эксплуатации дома хорошо известна. Однако в понятие энергопассивного жилища она входит как не большая составная часть. Названная концепция включает в себя не только эксплуатацию дома, но также производство строительных материалов, само строительство, процесс разрушения здания по истечении нормативного срока эксплуатации и утилизацию строительного мусора.

Энергопассивное жилище не только экономит потребляемую энергию и другие материальные ресурсы на всех этапах описанного жизненного цикла. Оно также должно минимально загрязнять окружающую среду различными отходами вредными веществами, энергетическими излучениями и полями.

Таким образом, энергопассивное жилище стремится к состоянию, близкому к термодинамическому равновесию с окружающей средой.

Энергопассивный экодом это жилище, соответствующее такому пути развития цивилизации, при котором, с одной стороны, практически не используются невозобновляемые источники энергии и материалы, а с другой - не наносится вред природе и здоровью человека. В США, Швеции, Германии, Японии и других странах уже давно строятся комфортабельные дома с низким и даже нулевым потреблением энергии, а также без канализационных сетей. Фирма ISOМАХ уже построила несколько тысяч домов в Польше, Финляндии, Германии с системами солнечного отопления и аккумулирования тепла и добилась того, что дома нулевого энергопотребления стоят не дороже каменных.

При создании энергопассивного экодома встают три главные проблемы: строительные материалы, теплообеспечение и утилизация отходов жизнедеятельности.

Материалы

Очевидно, что жилье XXI века должно строиться из доступных и экологически чистых материалов. При рассмотрении вопроса об их применении должны учитываться три группы параметров: энергоемкость, экологичность и жизненный цикл.

Под энергоемкостью подразумевается совокупность энергозатрат на производство, транспортировку, укладку, эксплуатацию в течение жизненного цикла того или иного материала. При этом нужно учитывать, являются ли материалы возобновляемыми и используются ли возобновляемые источники энергии для их производства, существуют ли альтернативные материалы с меньшей энергоемкостью.

Под экологичностью материала подразумевается совокупность ответов на следующие вопросы: вреден ли сам материал или его выделения для здоровья, требует ли он покрытия и насколько оно вредно; вредны ли отходы производства, строительства и эксплуатации материала, насколько экологичны и экономичны технологии утилизации материала и его отходов, относится ли он к категории местных материалов.

1.Солнечный коллектор.
2.Грунтовой сезонный тепловой аккумулятор.
3.Трубы каркаса с вентиляционными каналами.
4.Соломенные блоки.
5.Вентиляторы системы принудительной вентиляции.
6.Теплообменник-рекуператор.
7.Канал в грунте.
8.Армированное стекло
9-10.Полимерная гофрированная трубка.
11.Теплоизолированный бак горячей воды.
12,14,15,20.Воздушно-дренажные каналы.
13.Теплоизолированный гравийный фундамент.
16,17,18.Задвижки.
19.Локальная система биообработки и утилизации стоков для повышения плодородия приусадебного участка.

Круговорот вещества и энергии в энергопассивном экодоме

1.Круг воздухообмена.
2.Тепловая энергия.
3.Превращение отходов жизнедеятельности в продукты питания и обратно.

Экодом предлагаемой конструкции имеет скатную крышу выраженной южной ориентации. Крыша покрыта сплошным водовоздушным солнечным коллектором конструкции Белорусского отделения международной академии экологии. Под домом находится твердотельный суточный и сезонный тепловой аккумулятор.

В качестве вспомогательной отопительной системы можно использовать камин или небольшую печь медленного горения. Фирма 150МАХ использует в качестве вспомогательной или “аварийной” систему электроподогрева пола с использованием ночного электричества мощностью 2 Вт/кв. м жилой площади.

Дом оборудован принудительной системой вентиляции, обеспечивающей воздухообмен и обогрев жилых помещений.

Отходы жизнедеятельности

Таким образом, экодому нужны только дороги и электричество, если не по карману дорогие солнечные батареи и электроаккумуляторы. Система канализации – автономная. Американское министерство здравоохранения давно сертифицировало и разрешило использовать даже в городах дешевые локальные биологические системы утилизации хозбытовых стоков, работающие по принципу замкнутого цикла, не создающие проблем ни зимой, ни летом. Площадь биоочистных сооружений 200 кв. м и выглядят они, как обычный фруктовый сад и огород. Расчетное время эксплуатации на семью из 8 человек -100 лет. Причем урожайность на этих двух сотках необычайно высока. Можно также использовать специальные компостные туалеты, разработанные в Швеции и США, и использовать компост как дешевое органическое удобрение.

Создавая систему “дом и участок - единое целое”, мы переходим на принципиально новый уровень развития архитектурно-строительной мысли. Мы не только экономим деньги, время, энергию, другие ресурсы и снижаем антропогенную нагрузку на окружающую среду.