Ecohouse: إيجابيات وسلبيات ، أنواع المنازل الصديقة للبيئة ، التهوية ، التكنولوجيا والمواد. ما هو البيت البيئي وكيف يختلف عن البيوت العادية

هذا مسكن حديث ، يستخدم في إنشائه المواد الطبيعية فقط. يتم بناء منزل صديق للبيئة باستخدام تقنيات مبتكرة تسمح بتحقيق معدلات عالية من توفير الطاقة وأقصى قدر من الراحة للمعيشة وفي نفس الوقت الحد الأدنى من عدوانية مثل هذا المسكن فيما يتعلق بالبيئة ، سواء أثناء بناء المنزل أو أثناءه العملية اللاحقة. يخلق المنزل البيئي عبئًا أقل بكثير على البيئة ، ويرجع ذلك أساسًا إلى تقليل الحاجة إلى الوقود المحترق ؛ في هذه الحالة ، فإن مفهومي "الاقتصادي" و "البيئي" متماثلان.

ما هي المتطلبات الأساسية التي يجب أن يفي بها المنزل البيئي؟ بادئ ذي بدء ، هذا هو توفير الحرارة والكهرباء والمياه الساخنة من مصادر الطاقة المتجددة. يتم تسخين المنزل البيئي بواسطة طاقة الشمس والأرض والرياح والهواء. تساعد مجمعات وبطاريات الطاقة الشمسية على تجميع طاقة الجسم السماوي ، وتوجه المبادلات الحرارية الأرضية طاقة الأرض إلى المنزل البيئي ، وتتيح مراكم الحرارة الخاصة توفير الطاقة والحرارة. على سبيل المثال ، تم تجهيز المنزل البيئي ببطاريات هيدريد معدنية تخزن الطاقة في شكل هيدروجين يتم إنتاجه في عملية التحلل المائي للماء.

بفضل استخدام كل هذه التقنيات في خطوط العرض المعتدلة ، من الممكن التخلي تمامًا عن التدفئة المنزلية التقليدية. يسمى البديل من المنزل الاقتصادي الذي لا يستخدم التدفئة على الإطلاق البيت السلبي- نظام بيئي مستقل ، يتم تسخينه في الشتاء وتبريده في الصيف فقط بمصادر طاقة بديلة ومتجددة.

يجب أن يفي المنزل السلبي بالمتطلبات الصارمة - يجب ألا يتجاوز استهلاك الطاقة للتدفئة 15 كيلو واط في الساعة لكل متر مربع سنويًا ، ولا يمكن أن يتجاوز استهلاك الطاقة لجميع الاحتياجات المنزلية (تسخين المياه والكهرباء والتدفئة) 120 كيلو واط في الساعة. يتم تنظيم هذه المعايير بشكل واضح من قبل مؤلفي هذا المفهوم - معهد Passive House ، الواقع في مدينة دارمشتات (ألمانيا) ، حيث تم بناء أول منزل من هذا النوع بالمناسبة.

الكل في الكل ، المنزل السلبي هو تطور جذري لمفهوم البيت البيئي. فقدها من الطاقة أقل بـ7-10 مرات من فقدان الطاقة في المنزل العادي! حتى المنزل الذي يعتبر موفرًا للطاقة يتطلب حوالي 4.7 مرة من الطاقة للتدفئة أكثر من المنزل السلبي.

هل طاقة الشمس والرياح والأرض كافية لتزويد المنزل السلبي بالطاقة؟ هذا صحيح ، ولكن فقط في حالة وجود عزل حراري ممتاز ، والأهم من ذلك ، التحكم في تبادل الهواء. هذا الأخير يعني أن المنزل السلبي هو مبنى مغلق تمامًا.

كيف يدخل الهواء إلى منزل سلبي؟ لتبادل الهواء ، يتم استخدام أنظمة تهوية الإمداد والعادم المجهزة بالمبادلات الحرارية. لا تسمح هذه التقنية فقط بتحقيق تهوية الغرفة المثلى ، والتي تتفوق على التهوية التقليدية بنوافذ مفتوحة ، ولكنها تتضمن أيضًا استعادة الحرارة. هذا يعني أن تسخين الهواء الداخل إلى المنزل البيئي يتم بسبب حرارة هواء العادم ، والذي لا يتم إطلاقه في الخارج ، ولكن يتم تخزينه في المبادل الحراري.

يجب عزل المنزل السلبي بشكل مثالي عن العالم الخارجي: يصل سمك الطبقة العازلة إلى 30 سم (في المنازل العادية - 8-12 سم) ، وتستخدم مواد خاصة للعزل ، مثل الطوب الخزفي المسامي والبلاستيك الرغوي والمسامي جص. يجب ألا يحتوي المنزل البيئي على ما يسمى "الجسور الباردة" - عتبات النوافذ والشرفات المجاورة ؛ جميع المفاصل مغلقة تماما. عند بناء منزل سلبي ، يستخدم البناة نوافذ ذات مقاومة متزايدة لانتقال الحرارة ، ويقع أكبر عدد ممكن من النوافذ على الجانب الجنوبي من المبنى. في نفس الوقت ، النوافذ نفسها كبيرة الحجم ، مما يسمح بدخول أكبر قدر من الضوء ويلعب دور نوع من "مجمعات الطاقة الشمسية". من الشمال ، غالبًا ما يكون المنزل البيئي محميًا من الرياح الباردة بحاجز من الأشجار.

تجدر الإشارة إلى أن المنزل السلبي ليس مجرد كائن صديق للبيئة مع تأثير ضئيل على البيئة. المنزل السلبي هو النظام الأكثر استقلالية واقتصادًا الذي يخفف مالكه من الحاجة إلى تركيب غلاية غازية أو حرارية ، ويقلل من تكاليف الكهرباء وتسخين المياه. في الصيف ، يسمح لك المنزل الصديق بالاستغناء عن أنظمة تكييف الهواء ، كما أن التقسيم الواضح لمساحة المعيشة يساعد على تقليل تكلفة إضاءة المبنى.

في فصل الشتاء ، تعمل مصادر الحرارة الإضافية (مضخة الحرارة ، نظام التدفئة المدمج) على تسخين المنزل البيئي فقط في الأيام شديدة البرودة ، بينما يتم تسخين المساحة المتبقية من خلال العزل الحراري المثالي وتراكم الحرارة الناتجة عن الأجهزة المنزلية وأجهزة الإضاءة . حتى أن المنزل البيئي يستخدم سكانه كمصدر للحرارة ، لأن شخصًا واحدًا يُصدر نفس القدر من الطاقة الحرارية مثل مصباح كهربائي 60 واط ، والمنزل السلبي ببساطة لا يسمح لهذه الحرارة بالتبدد عبثًا.

البيت السلبي, منزل موفر للطاقةأو البيت البيئي(German Passivhaus ، منزل سلبي للغة الإنجليزية) - مبنى تتمثل ميزته الرئيسية في انخفاض استهلاك الطاقة من خلال استخدام طرق توفير الطاقة السلبية. يستهلك المنزل السلبي في المتوسط ​​حوالي 10٪ من الطاقة المحددة لكل وحدة مساحة تستهلكها معظم المباني التقليدية.

في سياق ارتفاع أسعار الكهرباء والتدفئة ، تعد قضية تكاليف تشغيل المساكن قضية حادة. مؤشر كفاءة الطاقة للمنشأة هو فقدان الطاقة الحرارية لكل متر مربع (kW h / m²) في السنة أو خلال فترة التسخين. في المتوسط ​​، يستهلك المبنى النموذجي في ألمانيا 100-120 كيلو واط ساعة / متر مربع. يعتبر المبنى الموفر للطاقة حيث يكون هذا الرقم أقل من 40 كيلو واط ساعة / متر مربع. بالنسبة للمنازل السلبية ، فإن هذا الرقم أقل من ذلك - حوالي 10 كيلو واط ساعة / متر مربع.

يتم تحقيق انخفاض في استهلاك الطاقة بشكل أساسي عن طريق تقليل فقد الحرارة للمبنى.

يعتمد المفهوم المعماري للمنزل السلبي على المبادئ التالية: الاكتناز ، والعزل عالي الجودة والفعال ، وغياب الجسور الباردة في المواد والوصلات ، وهندسة البناء الصحيحة ، وتقسيم المناطق ، والتوجيه إلى النقاط الأساسية. من بين الأساليب النشطة في المنزل السلبي ، يعد استخدام نظام تهوية العرض والعادم مع الاسترداد إلزاميًا.

من الناحية المثالية ، يجب أن يكون المنزل السلبي عبارة عن نظام طاقة مستقل لا يتطلب أي تكاليف للحفاظ على درجة حرارة مريحة. يجب أن يكون تسخين المنزل السلبي بسبب الحرارة الناتجة عن الأشخاص الذين يعيشون فيه والأجهزة المنزلية. إذا كانت هناك حاجة إلى تدفئة "نشطة" إضافية ، فمن المستحسن استخدامها. يمكن أيضًا توفير إمدادات المياه الساخنة من خلال منشآت الطاقة المتجددة: مضخات الحرارة أو سخانات المياه بالطاقة الشمسية. من المفترض أيضًا أن يتم حل مشكلة تبريد / تكييف الهواء للمبنى من خلال حل معماري مناسب ، وإذا كانت هناك حاجة إلى تبريد إضافي ، من خلال ، على سبيل المثال ، مضخة حرارية أرضية.

أحيانًا يتم الخلط بين تعريف "المنزل السلبي" ونظام "المنزل الذكي" ، حيث تتمثل إحدى مهامه في التحكم في استهلاك الطاقة للمبنى. يختلف نظام "المنزل النشط" أيضًا ، والذي ، بالإضافة إلى إنفاق القليل من الطاقة ، ينتج أيضًا الكثير منه بنفسه بحيث لا يمكنه توفيره لنفسه فحسب ، بل يمنحه أيضًا للشبكة المركزية (منزل به طاقة إيجابية الرصيد).

قصة

تطوير المباني الموفرة للطاقة

يعود تطوير المباني الموفرة للطاقة إلى الثقافة التاريخية للشعوب الشمالية وسيبيريا ، الذين سعوا إلى بناء منازلهم بطريقة تجعلهم يحتفظون بالحرارة بشكل فعال ويستهلكون موارد أقل. شكل المساكن المستدير الموفر للطاقة والمواد (خيمة ، يورت ، إلخ) ، بالإضافة إلى غلاف مواد العزل الحراري الفعالة (جلود الحيوانات ، اللباد) هي النماذج الأولية لتقنية المنزل السلبي. المثال الكلاسيكي لتقنية توفير الطاقة في المنزل هو الموقد الروسي ، الذي يتميز بجدران سميكة تحتفظ بالحرارة جيدًا ومجهزة بمدخنة بنظام دوران.

تشمل التجارب الحديثة في زيادة كفاءة استخدام الطاقة في المباني مبنى تم بناؤه عام 1972 في مدينة مانشستر في ولاية نيو هامبشاير (الولايات المتحدة الأمريكية). كان له شكل مكعب يضمن الحد الأدنى من السطح للجدران الخارجية ، ولم تتجاوز مساحة التزجيج 10٪ ، مما جعل من الممكن تقليل فقد الحرارة بسبب حل تخطيط المساحة. لم يكن هناك زجاج على الواجهة الشمالية. تم صنع غطاء السقف المسطح بألوان فاتحة ، مما قلل من تسخينه ، وبالتالي قلل من متطلبات التهوية في الموسم الدافئ. تم تركيب مجمعات الطاقة الشمسية على سطح المبنى.

تصميم

بالنسبة للبناء ، كقاعدة عامة ، يتم اختيار المواد الصحيحة بيئيًا ، وغالبًا ما تكون تقليدية - الخرسانة الخلوية والخشب والحجر والطوب. في الآونة الأخيرة ، غالبًا ما يتم بناء المنازل السلبية من منتجات معالجة النفايات غير العضوية - الخرسانة والزجاج والمعادن. في ألمانيا ، تم بناء مصانع خاصة لمعالجة هذه النفايات وتحويلها إلى مواد بناء للمباني ذات الكفاءة في استخدام الطاقة.

العزل الحراري

تُظهر صورة الأشعة تحت الحمراء مدى فعالية العزل الحراري للمنزل السلبي (على اليمين) مقارنة بالمنزل التقليدي (على اليسار).

تتميز الهياكل المغلقة (الجدران والنوافذ والأسقف والأرضيات) للمنازل القياسية بمعامل نقل حرارة مرتفع إلى حد ما. يؤدي هذا إلى خسائر كبيرة: على سبيل المثال ، فقدان الحرارة لمبنى عادي من الطوب يتراوح من 250 إلى 350 كيلو وات في الساعة لكل متر مربع من المساحة المدفئة سنويًا.

توفر تقنية المنزل السلبي عزلًا حراريًا فعالًا لجميع الأسطح المغلقة - ليس فقط الجدران ، ولكن أيضًا الأرضيات والسقوف والسندرات والأقبية والأساسات. في المنزل السلبي ، يتم تشكيل عزل حراري خارجي عالي الفعالية لأسطح الإحاطة. يعتبر العزل الحراري الداخلي غير مرغوب فيه لأنه يقلل من القصور الذاتي الحراري للمباني ويمكن أن يؤدي إلى تقلبات كبيرة في درجات الحرارة خلال اليوم ، على سبيل المثال ، عندما تدخل الحرارة الشمسية عبر النوافذ. من وجهة نظر الفيزياء الحرارية ، من الأكثر فاعلية أيضًا تطبيق العزل الحراري من الخارج ، لأنه في هذه الحالة تكون الهياكل الداعمة دائمًا في منطقة درجات الحرارة الإيجابية والرطوبة المثلى ، مما يجعل نقطة الندى تتجاوز حدودها. كما أنه يقضي على "الجسور الباردة" في مظاريف المباني. نتيجة لذلك ، في المنازل الخاملة ، لا يتجاوز فقد الحرارة من خلال الأسطح المغلقة 15 كيلو وات في الساعة سنويًا لكل 1 متر مربع من المساحة المُدفأة - أي أقل بحوالي 20 مرة من المباني التقليدية.

نافذة او شباك

ينقسم فقد الحرارة من خلال النوافذ إلى إشعاع (إشعاع في نطاق الأشعة تحت الحمراء من المنزل إلى الخارج) ، والحمل الحراري (غاز في الفجوة بين الزجاج) والتوصيل الحراري (الغاز والزجاج والربط) نقل الحرارة. يمثل الإشعاع ثلثي فقد الحرارة ، والباقي هو الحمل والتوصيل. يستخدم المنزل الخامل نوافذ متقدمة موفرة للطاقة. نوافذ زجاجية مزدوجة محكمة الغلق ، غرفة واحدة (زجاجان) أو غرفتان (ثلاثة أكواب) ، مملوءة بأرجون أو كريبتون منخفض الحرارة موصل بفاصل دافئ (بوليمر أو بلاستيك بدلاً من المعدن ، وهو جسر بارد ). يتم طلاء أحد ألواح الوحدة ذات الزجاج المزدوج من الداخل بطبقة انتقائية (زجاج I أو زجاج K) مما يقلل من فقد الإشعاع. تستخدم الملامح متعددة الغرف الأكثر دفئًا للربط. أيضًا ، يتم تقسية الزجاج في بعض الحالات لتجنب التلف أثناء الصدمة الحرارية. في بعض الأحيان ، يتم تثبيت الستائر أو الستائر أو الستائر على النوافذ للحصول على عزل حراري إضافي.

يتيح لك تركيب ستائر (مصاريع دوارة) زيادة المقاومة الحرارية لوحدة النافذة بنسبة 20-30٪ (يمكن أن تكون مقاومة نقل الحرارة لهيكل مصراع الأسطوانة 0.18 - 0.27 م 2 ك / وات).

يتم توجيه أكبر النوافذ إلى الجنوب (في نصف الكرة الشمالي) وتجلب في المتوسط ​​حرارة أكثر مما تفقده في الشتاء. يتم تقليل توجيه النوافذ إلى الشرق والغرب لتقليل تكاليف الطاقة لتكييف الهواء في الصيف.

تنظيم المناخ المحلي

اليوم ، لا تسمح تقنية بناء المنازل السلبية دائمًا برفض التدفئة أو التبريد النشط ، خاصة في المناطق ذات درجات الحرارة العالية أو المنخفضة باستمرار ، أو التغيرات المفاجئة في درجات الحرارة ، على سبيل المثال ، في المناطق ذات المناخ القاري. ومع ذلك ، فإن جزءًا عضويًا من المنزل السلبي هو نظام التدفئة وتكييف الهواء والتهوية ، والذي يستهلك الموارد بشكل أكثر كفاءة من المنازل التقليدية.

تنفس

السعر

حاليًا ، تبلغ تكلفة بناء منزل موفر للطاقة حوالي 8-10٪ أكثر من متوسط ​​تكلفة المباني التقليدية. يتم سداد تكاليف البناء الإضافية في غضون 7-10 سنوات. في الوقت نفسه ، ليست هناك حاجة لمد أنابيب تسخين المياه داخل المبنى ، وبناء بيوت الغلايات ، وخزانات الوقود ، وما إلى ذلك.

المعايير

في أوروبا ، يوجد التصنيف التالي للمباني حسب مستوى استهلاكها للطاقة:

• "المبنى القديم" (المباني التي شُيدت قبل السبعينيات) - تتطلب حوالي ثلاثمائة كيلوواط / ساعة للمتر المربع سنويًا لتدفئتها: 300 كيلو واط / متر مربع سنويًا.
• "المبنى الجديد" (الذي تم بناؤه من سبعينيات القرن الماضي إلى عام 2000) - ليس أكثر من 150 كيلو واط ساعة / متر مربع في السنة.
• "منزل ذو استهلاك منخفض للطاقة" (منذ عام 2002 ، لم يُسمح ببناء منازل ذات مستوى أدنى في أوروبا) - ليس أكثر من 60 كيلو واط / متر مربع في السنة.
• "البيت السلبي" - لا يزيد عن 15 كيلو واط ساعة / متر مربع في السنة.
• "منزل الطاقة الصفرية" (مبنى معماريًا على نفس مستوى المنزل السلبي ، ولكن تم تصميمه بطريقة تستهلك فقط الطاقة التي ينتجها) - 0 كيلو واط في الساعة / متر مربع في السنة.
• "House plus energy" أو "active house" (مبنى ، بمساعدة المعدات الهندسية المثبتة عليه: الألواح الشمسية ، والمجمعات ، والمضخات الحرارية ، وأجهزة التعافي ، والمبادلات الحرارية الأرضية ، وما إلى ذلك ، من شأنه أن ينتج طاقة أكثر مما يستهلكه نفسه ).

يتطلب توجيه أداء الطاقة للمباني ، الذي تبناه الاتحاد الأوروبي في ديسمبر 2009 ، أن تكون جميع المباني الجديدة قريبة من حياد الطاقة بحلول عام 2020.

في عدد من الدول الأوروبية (الدنمارك ، ألمانيا ، فنلندا ، إلخ.) ، تم تطوير برامج حكومية مستهدفة خاصة لإحضار جميع كائنات التطوير المنتظم إلى مستوى سلبي مشروط (منازل منخفضة الاستهلاك للغاية - حتى 30 كيلو وات ساعة / متر مكعب لكل عام).

في روسيا ودول رابطة الدول المستقلة

في روسيا ، يبلغ استهلاك الطاقة في المنازل 400-600 كيلو واط ساعة / سنة لكل متر مربع. ومن المتوقع أن ينخفض ​​هذا الرقم بنسبة 45٪ بحلول عام 2020.

Eco House هو منزل ، من اسمه ، يتبع أن السمة الرئيسية له هي الحفاظ على البيئة . الصداقة البيئية تعني عدم الإضرار بالطبيعة والبشر ، والحد الأدنى من التلوث البيئي ، المباشر وغير المباشر.

التلوث المباشر هو استخدام المواد "القذرة" (السامة) ، والتلوث بالنفايات والاستخدام المباشر لمصادر الطاقة غير المتجددة: النفط والغاز والفحم وما إلى ذلك. يحتاج هذا الأخير إلى توضيح.

يتضمن الاستخدام المباشر للمصادر غير المتجددة استخدام الوقود الأحفوري لإمداد الطاقة المستقل في المنزل ، على سبيل المثال ، الغاز المسال للطبخ والفحم والمنتجات البترولية للتدفئة وإنتاج الماء الساخن (الغلايات المستقلة ومولدات الغاز) والبنزين والديزل وقود لتوليد الكهرباء (محطات ديزل لتوليد الطاقة الصغيرة).

التلوث غير المباشر هو الاستخدام غير المباشر لمصادر الطاقة غير المتجددة من خلال استخدام الشبكات المركزية لإمداد الطاقة والتخلص من النفايات في المنزل ، وكذلك استخدام مواد البناء (حتى الصديقة للبيئة) ، لإنتاج التقنيات "القذرة" يستخدم.

لذا ، فإن الصداقة البيئية تعني رفض تلوث الطبيعة المباشر وغير المباشر. يتبع من هذا أولاً، بحاجة إلى استقلال , هؤلاء. الاستقلال عن إمدادات الطاقة المركزية وشبكات الصرف الصحي ، من أجل استبعاد استخدام مصادر التلوث غير المباشرة ، وكذلك الشركات المصنعة الكبيرة لمواد البناء ، والتي تستخدم في معظم الحالات تقنيات "قذرة". هذا يعني أنه يجب تزويد المنزل البيئي بالحرارة والكهرباء والمياه الساخنة والباردة فقط من المصادر الداخلية وأن يكون لديه نظام صرف صحي مستقل والتخلص من النفايات المنزلية. نظرًا لأنه يجب أيضًا استبعاد التلوث المباشر (استخدام الوقود الأحفوري للاستخدام المنزلي) ، يجب تزويد المنزل البيئي بالطاقة فقط من مصادر بديلة متجددة - الشمس والرياح والمياه والنباتات.

في الحالات القصوى ، على سبيل المثال ، في حالة عدم وجود أموال لشراء مصادر الطاقة المستقلة (على سبيل المثال ، مزارع الرياح) ، في حالة حدوث عطل أو غياب متزامن طويل الأجل لعدة مصادر (الشمس والرياح ، على سبيل المثال ) ، من الممكن استخدام مصادر الوقود غير المتجددة أو أنظمة الطاقة المركزية مؤقتًا. في أي حال ، سيتم تبرير الحد الأدنى من استخدام هذه المصادر في المرحلة الأولى من بناء القرى البيئية.

يحفز الاستقلال عن الشركات المصنعة لمواد البناء إنتاجهم المستقل من المواد الخام المحلية باستخدام تقنيات صغيرة جديدة.

من بين أمور أخرى ، سيمكن الحكم الذاتي من التخلص من أزمة الطاقة الوشيكة ، وارتفاع أسعار المساكن والمرافق ، وتعسف المسؤولين.

ثانيًا، يؤدي استخدام المصادر البديلة المستقلة لإمداد الطاقة لمنزل بيئي إلى الحاجة إلى ارتفاعه كفاءة الطاقة . الحقيقة هي أن استخدام هذه المصادر له صعوباته وعيوبه. وتشمل هذه: تقلب وتفاوت تأثيرها خلال النهار والمواسم ، التكلفة العالية للمصادر البديلة للكهرباء (مزارع الرياح ، الألواح الشمسية ، الطاقة المائية الدقيقة) ، الكفاءة المنخفضة. والموثوقية الميكانيكية لمصادر الحرارة الشمسية (كلاهما سلبي في شكل عناصر شفافة لجسم المنزل ، ونشط - مجمعات شمسية مختلفة) ، والإزعاج والجهد لاستخدام أنواع مختلفة من المواقد التي تعمل بالوقود النباتي ، وما إلى ذلك للحد من هذه العوامل ، من الضروري الحد من قوة المصادر ، وتخفيف إجراءاتها غير المتكافئة وزيادة معدل الاستخدام ، وهذا يؤدي إلى الحاجة إلى كفاءة عالية في استخدام الطاقة في المنزل. إنه ينطوي على استخدام طرق فعالة لتراكم وتوفير الحرارة والكهرباء والماء.

يعتبر تراكم الحرارة أهم ما يميز المنزل البيئي. يتم توفيره من خلال الحلول البناءة والمعمارية والتخطيطية ، واستخدام السخانات الفعالة ، واستخدام المراكم الحرارية ، وما إلى ذلك. يتم تحقيق توفير الحرارة عن طريق تقليل عدد وحجم الغرف المُدفأة ، والحفاظ على درجة حرارة معقولة (لكن مريحة!) في أماكن المعيشة.

يتم تحقيق تراكم الكهرباء وتوفيرها من خلال استخدام مصادر إضاءة وأجهزة منزلية اقتصادية للغاية ، بالإضافة إلى مراكم كهربائية.

ينطوي توفير المياه وتجميعها على تقسيمها إلى مياه شرب نظيفة ومياه لتلبية الاحتياجات الفنية ، وإعادة استخدامها ، واستخدام خزانات مختلفة لتجميعها وأجهزة فعالة لتوفير المياه.

ثالثا، فإن رفض التلوث المباشر يعني استخدام مواد غير سامة وآمنة للصحة في بناء المنزل ، والحاجة إلى تهوية جيدة واستخدام أنظمة التنظيف المختلفة والتخلص الكامل من النفايات. جانب آخر من جوانب الصداقة البيئية هو إمكانية إعادة التدوير الكامل لمواد البناء في نهاية عمرها التشغيلي.

راحة يوفر الراحة والظروف المعيشية المواتية. بمعنى آخر ، يجب أن يكون المنزل مشرقًا وجافًا ودافئًا في الشتاء وباردًا في الصيف وأن يكون به هواء نقي وعدد كاف (ولكن معقول) من الغرف السكنية والمرافق ونظام متطور للإمداد البارد.

الجمال ينتمي إلى الفئة الجمالية (أو بالأحرى الروحية) وهو عنصر مهم في المنزل البيئي. ببساطة ، يجب أن يكون للمنزل مظهر جذاب وممتع.

تكلفة منخفضة - واحدة من أهم صفات المنزل البيئي ، لأنه ينطوي على قدرته على تحمل التكاليف بسعر بالنسبة لغالبية السكان. يجب أن تكون على الأقل قابلة للمقارنة في تكاليف البناء مع منزل تقليدي (من الناحية المثالية أرخص) ، ومن حيث التشغيل يجب أن يكون أرخص بكثير منه. بشكل عام ، ترتبط تكلفة المنزل البيئي ارتباطًا مباشرًا ومباشرًا بصفاته الأخرى ، وفي بعض الحالات تكون الفئة المحددة لاختيار حلول محددة. على سبيل المثال ، يرجع السبب في الحفاظ الدقيق على الحرارة في المنزل ، مما يؤدي إلى استخدام حلول ومواد تصميم إضافية غير قياسية ، ليس أقلها التكلفة العالية لمصادر الطاقة المستقلة (مزارع الرياح ، وحدات الطاقة الشمسية ، إلخ). من الواضح أنه سيكون من الممكن عدم القتال بحذر شديد من أجل الحفاظ على الحرارة والماء الساخن والكهرباء ، ولكن لحل المشكلة وجهاً لوجه: تركيب محطة طاقة الرياح (WPP) بسعة ، على سبيل المثال ، 20- 30 ك.وات و تسخين حراري و غلايات ماء ساخن مع كهرباء. ستكون تكلفة مزرعة الرياح هذه أعلى بكثير من تكلفة المنزل. هذا ، بالطبع ، إجراء متطرف ، هناك طرق أخرى أكثر عقلانية لتسخين منزل غير معزول (على سبيل المثال ، أفران عالية الطاقة لتوليد الغاز) ، لكنها أيضًا أقل جدوى من الناحية الاقتصادية من تعزيز العزل الحراري للمبنى في بالتزامن مع أقصى استخدام للطاقة الشمسية "المجانية".

كما يساهم اختيار المواد الرخيصة (ولكن عالية الجودة) ، والاستخدام الواسع النطاق للمواد الخام المحلية للتخلص من النقل لمسافات طويلة وتقليل استخدام معدات البناء الثقيلة ، وإمكانية التصنيع الذاتي لبعض مواد البناء وعناصر النظم الهندسية. لتقليل تكلفة المنزل البيئي.

دعونا نفكر بالتفصيل في الوظائف والعناصر الرئيسية للمنزل البيئي ، والتي تم ذكر بعضها أعلاه. أولاً ، نقوم بإدراجها في القائمة ، ثم ننظر في طرق تنفيذها والحلول التقنية المحددة.

تراكم الحرارة
توفير الطاقة وتراكمها
إمدادات المياه؛ توفير المياه وتخزينها
إعادة تدوير المخلفات
تنفس
تدفئة وماء ساخن
توليد الطاقة
العرض البارد
المواد والتقنيات لتصنيعها
تقنيات ومعدات البناء

تراكم الحرارة

كما ذكرنا سابقًا ، يتم توفير تراكم الحرارة بشكل أساسي من خلال الحلول البناءة والمعمارية والتخطيطية واستخدام السخانات الفعالة. وتجدر الإشارة هنا إلى أن عملية تراكم الحرارة في المنزل البيئي تتكون من جزأين - الحصول على الحرارة (على شكل امتصاص للطاقة الشمسية والتدفئة المباشرة بمساعدة أجهزة التدفئة) والحفاظ عليها. يتم توفير المكون الأول بشكل أساسي من خلال الحلول المعمارية ، والثاني - عن طريق تصميم المنزل واستخدام المواد المناسبة.

السمة المميزة لجسم المنزل البيئي هي المتطلبات الأعلى للحفاظ على الحرارة مقارنة بالمنزل العادي. يكفي أن نقول أن المقاومة الحرارية للهياكل المغلقة للمنزل البيئي يجب أن لا تقل عن 6 متر مربع * درجة مئوية / واط ، أي حوالي 5-6 مرات أكثر من تلك الموجودة في منازل الطوب العادية ذات الحماية الحرارية التقليدية. هذه هي القيمة الدنيا التي يمكن أن تعطي تأثيرًا اقتصاديًا من استخدام التدفئة الشمسية ، والتي تستخدم بشكل أساسي في البيوت البيئية ، وتحافظ على الحرارة المتراكمة أثناء النهار في الليل. لذلك ، تشمل الحلول البناءة الاستخدام الإلزامي للعزل الفعال في عناصر الجسم (الأساس والجدران والسقف والأرضيات) ، وغياب الجسور الباردة ، خاصة عند المفاصل ، والتصميمات الخاصة للنوافذ والأبواب ، والستائر القابلة للسحب ، والردهات ، إلخ. يلعب القصور الذاتي الحراري للمنزل البيئي دورًا مهمًا في الحفاظ على الحرارة ، والذي يتم توفيره من خلال الكتلة الحرارية في شكل مادة ثقيلة للجسم (الجدران والأساسات والفواصل والسقوف) ومراكم الحرارة الإضافية ( انظر أدناه). في الصيف ، يحمي المنزل أيضًا من الحرارة الزائدة. تم وصف تفاصيل تصميم الهيكل في كتاب "Ecohouse in Siberia".

يعد اختيار السخانات الفعالة في البناء واسعًا جدًا ، ولكن استخدام معظم المواد محدود وحتى مستحيل بسبب ملاءمتها غير البيئية (السمية) وتعقيد التخلص اللاحق (بعد انتهاء عمر الخدمة). لذلك ، حتى السخانات المنتشرة مثل الصوف المعدني والبوليسترين غير مرغوب فيها. الأفضل هي السخانات الطبيعية - كتل من القش أو القصب ، ونار نباتية (كتان). من الممكن استخدام المواد السائبة - نشارة الخشب ، والطين الموسع ، إلخ.

بشكل منفصل ، من الضروري الخوض في الهندسة المعمارية وحلول تخطيط المساحة للمنزل البيئي ، لأنها هي التي تضمن في المقام الأول كفاءة الطاقة العالية للمنزل البيئي ، وتساهم في الأداء الأمثل لأنظمة الطاقة الرئيسية و وضع المعدات الهندسية ، ناهيك عن تحقيق صفات مثل الجمال والراحة. التقنية الرئيسية هنا هي ما يسمى ب "العمارة الشمسية". يوفر أقصى قدر من استقبال واستخدام الإشعاع الشمسي للتدفئة وإعداد الماء الساخن والإمداد الكهربائي جزئيًا. على عكس "المنزل الشمسي" المعتاد يمتص ويتراكم بفعالية الطاقة الشمسية. عناصرها الهندسية الرئيسية هي مجمعات الطاقة الشمسية الموجودة على السطح أو الجدران لتسخين الهواء والماء والألواح الشمسية.

تعني "العمارة الشمسية" ، أولاً ، الاتجاه الصحيح للمنزل ، أي جانب المنزل ، الذي يحتوي على أكبر مساحة إجمالية ومعظم السطح ، حيث توجد مجمعات الطاقة الشمسية والبطاريات ، يجب أن يتم توجيهه إلى الجنوب. أحد أفضل الخيارات هو سقف سقيفة بزاوية ميل مثالية لهواة الجمع. في بعض الأحيان يتم إعطاء الأفضلية للخيار بترتيب رأسي لمجمعات الطاقة الشمسية (على الحائط) ، وهو أسهل في التركيب والصيانة ، لأن. لا يتطلب الختم ضد الماء ، ويزيل مشكلة حمل الثلج والتنظيف من الغبار والثلج. ثانيًا ، من وجهة نظر تقليل فقد الحرارة ، يجب أن يكون المنزل بحجم معقول ومضغوط ، والشكل الأمثل يجب أن يكون قريبًا من المكعب. ومع ذلك ، نظرًا لضرورة زيادة مساحة إزالة الطاقة الشمسية ، فمن الممكن زيادة حجم المنزل بمقدار 1.2 - 1.5 مرة في اتجاه الشرق والغرب.

للحفاظ على الحرارة ، يتم استخدام تقنية أخرى من "العمارة الشمسية" ، تسمى تقسيم المناطق العازلة ، والتي تتضمن استخدام العديد من غرف المرافق غير المُدفأة (أو المُدفأة جزئيًا) حول المنزل. ويشمل ذلك صوبًا زجاجيًا في الجانب الجنوبي ، يتم توفيره من قبل جميع مشاريع المنازل "الشمسية" تقريبًا ، والشرفات من الشرق والغرب. من الضروري أن تأخذ في الاعتبار وردة الريح أيضًا. الخسائر الناجمة عن حرارة الرياح مرتفعة للغاية. لذلك ، يجب جعل الجدار الذي يقع مقابل اتجاه الرياح السائد أصمًا (بدون نوافذ وأبواب) وإغلاقه بمنطقة عازلة ، عادةً ما تكون مرآبًا و (أو) ورشة عمل. في منطقتنا ، تسود الرياح الشمالية ، لذلك يجب ربط المرآب بالجدار الشمالي للمنزل.

نظرًا لحقيقة أن المنزل محاط بمناطق عازلة وبالتالي به عدد أقل من النوافذ ، فإن "العمارة الشمسية" تقترح ، بالإضافة إلى النوافذ ، ترتيب قنوات إضاءة إضافية في كل من الجدران والسقف لإضاءة فعالة.

توفير الطاقة وتراكمها

استخدام مولدات الطاقة التي لا تزال باهظة الثمن في منزل صديق للبيئة ، والتي ، علاوة على ذلك ، تعتمد بشكل كبير على الظروف الجوية ، وبالتالي ، تتميز بتوليد الطاقة غير المتكافئ مع مرور الوقت ، يؤدي إلى الحاجة إلى تراكمها وتوفيرها بشكل شامل. يجعل التراكم من الممكن استبعاد الأحمال الزائدة لشبكة مستقلة ومنخفضة الطاقة نسبيًا مع التشغيل المتزامن لجميع الأجهزة الكهربائية ، بغض النظر عن قوتها ، لاستخدام شبكة ذات جودة رديئة ، وهو أمر نموذجي عند استخدام مصادر بديلة (ارتفاع الجهد ، انخفاض القيمة ، وانقطاع التيار المؤقت ، وما إلى ذلك) ، في حالة الاستخدام الجزئي للشبكة المركزية لاستخدام الطاقة بسعر مخفض في الليل (لشحن البطاريات). لتراكم الكهرباء ، يتم استخدام البطاريات الكهربائية التقليدية عالية السعة.

تؤدي الحاجة إلى توفير الكهرباء إلى الاستخدام السائد للمصابيح الموفرة للطاقة للإضاءة والأجهزة الإلكترونية المختلفة للتحكم في الطاقة والإغلاق التلقائي للأجهزة الكهربائية والراديو (أجهزة ضبط الوقت ، وأجهزة الاستشعار التي تعمل باللمس ، وأجهزة التحكم في التيار الثايرستور ، وما إلى ذلك). يمكن للمصابيح الموفرة للطاقة ، التي ظهرت مؤخرًا ، أن تقلل من استهلاك الطاقة بمقدار 5 مرات مقارنة بالمصابيح المتوهجة التقليدية مع الحفاظ على نفس الإضاءة ولها متانة أعلى (حتى 12 عامًا). اختيارهم واسع جدًا من حيث الشكل واللون ونوع القاعدة. يلعب أيضًا التحليل الدقيق واختيار الأجهزة المنزلية والمعدات الإلكترونية اللاسلكية دورًا مهمًا في تحقيق المدخرات ، وفقًا لمعيار الاستهلاك المنخفض للطاقة. يجب تضمين التوصيات والمبررات لاستخدام معظم أنواع الأجهزة في التصميم الهندسي للمنزل البيئي.

إمدادات المياه؛ توفير المياه وتخزينها

يتم توفير إمدادات المياه الرئيسية للمنزل البيئي من بئر وبئر باستخدام مضخة. عادة ما تكون هذه مضخات غاطسة أو عميقة من نوع الطرد المركزي أو الغشاء. مجموعة المضخات التي تنتجها الصناعة واسعة جدًا ، فهي رخيصة نسبيًا ولها أداء عالٍ للتشغيل العادي لنظام إمداد المياه. من المثير للاهتمام استخدام مضخات الرياح الميكانيكية لرفع المياه من البئر.

إذا كان هناك نهر أو بركة قريبة ، بالإضافة إلى المصدر الرئيسي لإمدادات المياه ، يتم استخدام المياه من هذه المصادر لري الموقع وللاحتياجات الفنية (دش ، حمام ، مرحاض ، غسيل). لضمان التدفق المنتظم للمياه وخلق ضغط ثابت في شبكة إمدادات المياه ، غالبًا ما يتم استخدام خزانات المياه والحاويات الموجودة على ارتفاع معين من سطح الأرض.

طور معظم سكان منازل المدينة الذين يستخدمون إمدادات المياه المركزية عادة إنفاق المياه بلا عقل ، سواء الساخنة أو الباردة. في المنزل البيئي ، يجب التخلي عن هذه العادة. يؤدي استخدام مياه الآبار ، وكذلك تقليل قوة مضخات رفع المياه ، إلى الحاجة إلى توفير المياه بعناية. على وجه الخصوص ، يجب استخدام المياه النظيفة فقط للشرب والطبخ وغسل اليدين. يتم إعادة استخدام المياه النقية من مصادر مختلفة لتلبية الاحتياجات الفنية. درجة التطهير في هذه الحالة تحدد نطاق تطبيقه. على سبيل المثال ، في حالة وجود مرحاض دافق ، يتم تمرير المصارف من الحمام والدش عبر مرشح رملي بسيط وإرسالها إلى خزان المرحاض لإعادة استخدامها. للغسيل والاستحمام والاستحمام ، يمكن استخدام المياه من صهريج تخزين لتجميع وتجميع المياه الذائبة والأمطار ، حيث يتم جمع المياه من جميع أسطح المنزل البيئي من خلال مجاري مائية خاصة. نفس الماء ، مثل الماء من بركة التخزين ، يستخدم للري. تعتبر بركة التخزين عنصرًا لا غنى عنه في المنزل البيئي ؛ حيث يتم تحويل الجريان السطحي الأرضي إلى داخلها ، وفي الربيع - تذوب المياه. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تصريف مياه الصرف الصحي النقية والمفلترة من المنزل إليها من أجل المعالجة اللاحقة بمساعدة الغطاء النباتي المائي.

يؤدي تقليل استهلاك المياه الساخنة والباردة أيضًا إلى استخدام أجهزة توفير المياه (الصمامات اليدوية والأوتوماتيكية ، والخلاطات الخاصة) ، فضلاً عن الحلول التقنية غير القياسية (على سبيل المثال ، الدوائر المختلفة لمياه الشرب والمياه الصناعية).

لتوفير المياه الساخنة وتجميعها ، يتم استخدام صهاريج التخزين اليومية وأنظمة التحكم في درجة الحرارة الأوتوماتيكية المختلفة.

إعادة تدوير المخلفات

هذه الوظيفة هي إحدى الوظائف الرئيسية للبيت البيئي ، مما يبرر اسمه. يجب التخلص من جميع النفايات بالكامل وإعادتها إلى الطبيعة والإنسان بشكل طبيعي ونقي.

تنقسم منتجات النفايات إلى صلبة وسائلة. تتكون المواد الصلبة من أجزاء قابلة لإعادة التدوير (نفايات الطعام والمراحيض) وغير قابلة لإعادة التدوير (زجاج ، ومعدن ، وبلاستيك ، وما إلى ذلك). لذلك ، يعد فصل النفايات جزءًا مهمًا من نمط حياة المنزل البيئي. النفايات القابلة لإعادة التدوير (العضوية) هي منتج قيم لإنتاج الأسمدة المستخدمة في الحديقة. للقيام بذلك ، يتم التخلص منها إما في مفاعلات حيوية خاصة موجودة في الطابق السفلي التقني ، بالطرق البيولوجية ، أو مباشرة في الموقع عن طريق التسميد.

الجزء غير القابل لإعادة التدوير مقسم إلى مواد متجانسة ، والتي ، بعد التراكم ، يتم تسليمها لإعادة التدوير أو إعادة الاستخدام لمؤسسات قرية بيئية أو مدينة قريبة.

للمعالجة المستمرة لجميع النفايات العضوية ، تستخدم العائلات أنواعًا مختلفة من الخزائن الجافة ، بدون ماء أو دافق. تتكون جميعها من حاوية واحدة أو أكثر من المفاعلات الحيوية وفتحتين استقبال: لطرح النفايات العضوية ووعاء المرحاض. تم تجهيز الحاويات بنظام تهوية وعادم لدعم عملية التسميد والتخلص من الروائح الكريهة في غرفة المرحاض (لمزيد من المعلومات حول الخزانات الجافة ، راجع "Ecohouse in Siberia").

يتم تمرير النفايات السائلة أو مياه الصرف المنزلي من خلال المرشحات المختلفة (الميكانيكية ، وخزانات التربة ، وخزانات الصرف الصحي) وخزانات الترسيب ، حيث يبقى الجزء الصلب ويتراكم على شكل حمأة ، والتي تتم معالجتها بعد ذلك مع النفايات الصلبة عن طريق التسميد. يعتبر خزان الصرف الصحي أحد العناصر الرئيسية لأنظمة معالجة مياه الصرف الصحي. يضمن تراكم الجريان السطحي وحركته البطيئة وتنظيفه الفعال بمساعدة الحيوانات الدقيقة. في كثير من الأحيان ، لتحسين التنظيف عند مخرج خزان الصرف الصحي ، يتم بناء غرفة بها مادة ماصة. وبالتالي ، يشتمل مخطط معالجة مياه الصرف القياسي (حسب الترتيب) على العديد من المرشحات والفخاخ الميكانيكية ، وخزان للصرف الصحي ثم مرشحات التربة (خندق المرشح ، وعلبة المرشح ، ومرشح رمل التربة ، وما إلى ذلك). علاوة على ذلك ، تدخل المياه النقية إلى بركة التخزين للمعالجة الدقيقة اللاحقة ، كما سبق ذكره في الفصل السابق. توجد مخططات تنظيف بدون بركة تخزين.

تنفس

نظرًا لأن المنزل البيئي قد زاد من إحكامه ، فإن تبادل الهواء فيه أسوأ مما هو عليه في المنزل العادي. لذلك ، لضمان جودة الهواء ، يجب تهويته بشكل مكثف. يعد الجمع بين الضيق والتهوية الجيدة أحد التحديات الرئيسية. لتهيئة ظروف مريحة ، من الضروري استبدال الهواء الموجود في الغرفة تمامًا بمعدل معين ، وبالتالي ، فإن فقدان الحرارة الرئيسي مع ضيق شديد يرجع إلى التهوية. لتقليلها ، يتم استخدام استعادة الحرارة. في هذه الحالة ، يتم تثبيت مبادل حراري عند مخرج نظام التهوية ، حيث يتم نقل حرارة الهواء الخارج من المنزل أثناء التهوية إلى الهواء النقي الداخل من الخارج. تسمح هذه الأنظمة بإعادة ما يصل إلى 50-70 ٪ من الحرارة إلى المنزل ، وبعضها - حتى 80 ٪ (على سبيل المثال ، مبادل حراري دوار تم تطويره بواسطة A.I. Yavoursky).

يميز بين التهوية الطبيعية والتهوية القسرية. في الوقت نفسه ، هناك مخططان رئيسيان للنظام الطبيعي: مع الخلط المباشر للهواء النقي والملوث (التهوية التقليدية من خلال فتحات التهوية ونافذة) ونظام الإزاحة ، عندما ينتقل الهواء من جدار إلى آخر بجبهة . في الحالة الأولى ، هناك خلط مستمر للهواء النظيف والملوث (لأنه يتدفق في تيار ضيق) ، ومعظم الهواء النقي موجود في الهواء المقذوف ، لذلك لا تحدث درجة عالية من التنقية. يستخدم هذا المخطط لتهوية الغرف ذات الحجم الصغير والتي تتطلب تغييرًا سريعًا للهواء ، أي للمطبخ والحمام والمرحاض والغطاء يتم من خلال المرحاض.

بالنسبة للمباني السكنية ، يمكن استخدام مخطط الإزاحة. يحقق إزالة شبه كاملة لهواء العادم. ومع ذلك ، فإن مثل هذا المخطط ينتهك ضيق المنزل ، حيث يجب أن تكون الجدران قابلة للتنفس: إما من مواد مسامية ، أو بها نظام من الثقوب الصغيرة موزعة بالتساوي على سطح الجدار.

في كثير من الأحيان في المنزل البيئي ، يتم استخدام التهوية القسرية جنبًا إلى جنب مع التهوية الطبيعية وبالاقتران مع الاسترداد.

جزء لا يتجزأ من نظام التهوية هو أيضًا نظام تنقية هواء مدمج يستخدم لتنظيفه من الغبار ، وكذلك إزالته من أسطح الأرضيات والأثاث والملابس وما إلى ذلك. عادةً ، يتم إجراء الترشيح من خلال رغوة الماء (دائرة الفقاعات ) ويتم دمجه مع نظام المعالجة بالأوزون أو بالموجات فوق الصوتية.

تدفئة وماء ساخن

تُستخدم الشمس وكمية صغيرة من الوقود النباتي كمصدر رئيسي للطاقة لتدفئة المنزل البيئي وإنتاج الماء الساخن. في الخيارات الوسيطة ، يُسمح باستخدام الكهرباء والوقود غير المتجدد ، لكن استهلاكها أقل بكثير مما هو عليه في المنزل العادي. نظرًا للعزل الحراري العالي للمنزل الصديق للبيئة ، تلعب مصادر الحرارة غير المباشرة دورًا مهمًا في تسخينه ، مثل الأجهزة الكهربائية والراديو المختلفة (مصابيح الإضاءة والتلفزيون والكمبيوتر وما إلى ذلك) ، وكذلك الأشخاص والحيوانات الذين يعيشون في المنزل. لكن ، مرة أخرى ، المصدر الرئيسي هو الشمس.

تسمح لك العمارة الشمسية بتصميم منزل به أنظمة تدفئة شمسية سلبية ونشطة. لطالما عُرف التسخين الشمسي السلبي ويتألف من استخدام الأشكال المعمارية وتخطيط المساحات والعناصر الهيكلية للبناء مثل أحواض الحرارة ومراكم الطاقة الشمسية. في هذه الحالة ، يتحول المنزل بأكمله ، كما كان ، إلى مجمّع شمسي. بالإضافة إلى الإجراءات المذكورة أعلاه لتراكم الحرارة لزيادة الكفاءة. يستخدم التسخين السلبي الأسقف الشفافة ، جدران Trombe-Michel (عندما يتم تثبيت جدار شفاف رقيق خارج الجدران الضخمة من خلال فجوة هوائية صغيرة) ، إلخ. هذه المنازل منتشرة على نطاق واسع في بلدان الجنوب. في روسيا ، في العهد السوفياتي ، تم بناء منازل تجريبية ذات سقف زجاجي في آسيا الوسطى وشبه جزيرة القرم.

يستخدم نظام التسخين الشمسي النشط مجمعات الطاقة الشمسية للهواء والماء للتدفئة والماء الساخن ، والتي يمكن تثبيتها على سطح وجدران المنزل والدفيئة أو بجوار المنزل في مبنى منفصل أو على إطار خاص.

في ظروف المنطقة الوسطى (وكذلك في سيبيريا) ، لا يتم استخدام أنظمة التدفئة السلبية في شكلها النقي نظرًا لانخفاض الكفاءة ، ولكن مع الأنظمة النشطة لها ما يبررها ويجب استخدامها.

في فترة الخريف والربيع ، أسهل طريقة لتدفئة المنزل البيئي هي بمساعدة مجمعات الهواء. يتكون مخطط التسخين النشط النموذجي من مجمّع شمسي هوائي ومجاري هواء ومروحة وبطارية حصوية. إذا كانت درجة الحرارة في الغرف غير كافية ، فسيتم تزويد الغرف بالهواء الساخن من مجمع الهواء وتسخينها. إذا كانت الغرف دافئة ، فإن الهواء الساخن ، الذي يتجاوز الغرف ، يدخل إلى مجمع الحرارة.

العنصر الرئيسي في نظام تسخين الهواء هو مجمع الطاقة الشمسية. تصميمه بسيط جدا. هذا صندوق رقيق مسطح ، قاعه معزول حرارياً من الخارج (من الأسفل) ، ومن الداخل مغطى بمادة ذات معامل امتصاص عالي للطاقة الشمسية (عادة ما يكون اسوداد كيميائياً بالكروم أو النيكل أكاسيد ، وفي أبسط الحالات ، سطح مطلي بطلاء أسود). الجزء العلوي من الصندوق مغطى بالزجاج أو مادة شفافة أخرى. الضوء المرئي (بما في ذلك الضوء المتناثر ، حيث يعمل المجمع أيضًا في الطقس الغائم ، ولكن بتأثير أقل) ، يخترق الزجاج ، ويمتصه السطح الأسود ، ويتحول إلى حرارة ويسخن الهواء في الحجم المغلق للمجمع (الدفيئة) تأثير). يوجد في الجزء العلوي من المجمع أنبوب لخروج الهواء الساخن ، وفي الجزء السفلي - لدخول الهواء البارد. مجمعات الهواء بسيطة ورخيصة ، ويسهل تصنيعها ، وحتى عصاميتها ممكن. لذلك ، على الرغم من الكفاءة المنخفضة ، ينصح باستخدامها بشدة.

مع الغياب الطويل للشمس ، يتم تعويض نقص الحرارة باستخدام مصادر الحرارة الأخرى. يُنصح باستخدام مواقد الوقود النباتي لهذه الأغراض. في الآونة الأخيرة ، ظهرت العديد من التصميمات الجديدة للأفران ذات الكفاءة العالية. (حتى 80٪) ، يتم تحقيقه باستخدام تأثير الاحتراق البطيء مع الاحتراق التحفيزي للغازات القابلة للاحتراق أو أفران توليد الغاز (بوليريان ، تشوديسنيتسا ، أويوت ، إلخ). إنها تسمح لك بتسخين كميات كبيرة من المباني باستخدام وقود واحد صغير للتزود بالوقود يوميًا. على سبيل المثال ، يمكن لأصغر "Bullerian" تسخين غرفة بحجم 100 م 3 لمدة 10-12 ساعة بكتلة واحدة من إشارة مرجعية من الوقود النباتي (الحطب ، نفايات الخشب ، نفايات الورق ، القش المضغوط ، إلخ.) من فقط 4-5 كجم. بالنظر إلى الخسائر الحرارية المنخفضة عدة مرات لمنزل بيئي مقارنة بالمنزل العادي ، يمكن لمثل هذا الموقد تسخين كميات أكبر بكثير (المنزل بأكمله) ليوم كامل أو أكثر. يجب أن نضيف إلى ذلك التكلفة المنخفضة لمثل هذه الأفران (يكلف بولر صغير 4000 روبل فقط). الأفران المولدة بالغاز مزودة بنظام من الأنابيب ومجاري الهواء التي توفر الهواء الدافئ للغرف المختلفة من أجل تسخينها السريع ، فهي خفيفة الوزن (عشرات الكيلوغرامات) ، وسهلة التركيب والتشغيل ، كما أنها موثوقة ومتينة. تعتبر أفران كوزنتسوف فعالة للغاية ، حيث تعمل وفقًا لمبدأ "الحركة الحرة للغازات" (ما يسمى بالأفران ذات الجرس) وتستخدم أيضًا تأثير الاحتراق البطيء ، ولكن بخلاف الأفران المعدنية المولدة للغازات ، فهي مبنية من مقاومة للحرارة الطوب بطريقة مماثلة للأفران الروسية التقليدية ، وبالتالي ، مع وجود قصور حراري كبير ، يحتفظ بالحرارة لفترة طويلة. يمكن دمج هذه المواقد مع المواقد ، المجهزة بغلايات مياه مدمجة لاستخدامها كنسخة احتياطية في أنظمة تسخين المياه ، كما يمكن إشعالها بالكهرباء كوقود احتياطي.

لتحضير الماء الساخن ، بالإضافة إلى التدفئة في موسم البرد ، يتم استخدام تركيب تسخين المياه على أساس تجميع المياه بالطاقة الشمسية. مثل هذا النظام من نوعين: مع الدوران الطبيعي والقسري للماء (السائل). يحتوي نظام الدوران الطبيعي على مجمّع مياه ونظام أنابيب وخزان تخزين ، يتم وضعه بحوالي 60 سم فوق المجمع. بسبب حقيقة أن الماء المسخن في المجمع أخف من الماء البارد الذي يدخله من الخزان ، يحدث الحمل الحراري. في هذه الحالة ، يدخل الماء الساخن من الجزء العلوي للمجمع إلى الجزء العلوي من الخزان ، مما يؤدي إلى إزاحة الماء البارد إلى الجزء السفلي منه. تشبه الدورة المغلقة المستمرة الناتجة ما يحدث في أنظمة التدفئة في المنازل الخاصة بغلاية الغاز. لا يتطلب نظام الدوران الطبيعي مضخة نقل ، ولكنه يفرض قيودًا على التصميم والتركيب نظرًا للحاجة إلى وضع خزان مركب ثقيل على السطح فوق المجمع. لذلك ، يتم استخدامه عادة للاستحمام الصيفي والمطابخ الصيفية وما إلى ذلك.

يعتبر سخان المياه الشمسي المزود بالتهوية القسرية أكثر ملاءمة من حيث وضعه. يختلف عن نظام الدوران الطبيعي بوجود مضخة ووحدة تحكم حراري. في كل مرة تصل درجة الحرارة في المجمع إلى قيمة معينة ، يتم تشغيل المضخة ويتم ضخ الماء في النظام حتى تنخفض درجة الحرارة إلى قيمة معينة ، وبعد ذلك يتم إيقاف تشغيل المضخة مرة أخرى. مثل هذا النظام يسمى حلقة واحدة. في ذلك ، يتم استخدام الماء الساخن المتداول في دائرة مغلقة لخزان التجميع في نفس الوقت لتلبية الاحتياجات المنزلية والتدفئة (في هذه الحالة ، يتم قطع مشعات التدفئة في نظام الأنابيب الذي يربط المجمع بالخزان).

غالبًا ما يتم استخدام أنظمة ثنائية وثلاثية الدوائر. في نفوسهم ، يتم تسخين خزان تخزين الدائرة الثانوية بواسطة مبادل حراري مدرج في دائرة تجميع الطاقة الشمسية. في الوقت نفسه ، من الأسهل مراقبة تدفق المياه ، وتنظيم درجة حرارتها ، وتحديد موقع غلاية إضافية بشكل ملائم (سخان احتياطي) ، على سبيل المثال ، نفس الفرن المولّد للغاز أو السخان الكهربائي ، وأخيراً استخدام سائل مضاد للتجمد (مضاد للتجمد) في دائرة المجمع ، وهو أمر ضروري في المناخات الباردة بسبب ضعف العزل الحراري للمجمع.

يعتبر المجمع الشمسي السائل أكثر تعقيدًا من المجمع الهوائي. يتم دمج سطح الامتصاص الخاص به مع نظام من الأنابيب يتم من خلاله تدوير الماء الساخن. هناك مجموعة متنوعة من التصميمات لمجمعات المياه (انظر ، على سبيل المثال ، كتاب "مجمعات الطاقة الشمسية الفردية" من تأليف Kharchenko NV) ، والتي تختلف في الخصائص الحرارية والموثوقية والمتانة. من المثير للاهتمام بهذا المعنى هو مجمع البولي بروبلين الذي تم إصداره مؤخرًا بواسطة SKB Helioplast ، والذي يتميز بالموثوقية العالية والمتانة والود البيئي والتكلفة المنخفضة (60 دولارًا لكل 1 متر مربع). إنه أخف جامع متاح (6 كجم فقط لحجم قياسي 1 متر مربع). يتم أيضًا إنتاج أنظمة مكتملة للتدفئة والمياه على مدار العام ، بما في ذلك عدد مختلف من مجمعات البولي بروبلين (اعتمادًا على مساحة الغرفة المسخنة) ، وخزان تراكم ، ومضخة واحدة أو اثنتين ، وموقت ، و غلاية إضافية لإعادة التسخين والمشعات والأنابيب وصمامات إغلاق المياه.

لذلك ، فإن النظام الذي يحتوي على مجمّع شمسي سائل يقوم بإعداد الماء الساخن وفي نفس الوقت يكون جزءًا من نظام التدفئة. ومع ذلك ، في الصيف يجب أن تعمل دون اتصال بالإنترنت إلا لتسخين المياه ، والتي يجب أخذها في الاعتبار عند تصميمها.

كما ذكرنا سابقًا ، يعد تراكم الحرارة جزءًا لا يتجزأ من نظام التدفئة البيئي. الحاجة لاستخدامه ناتجة عن تقلبات درجات الحرارة في أنظمة التدفئة الشمسية خلال النهار واعتمادًا على الموسم. لذلك ، يتم تقسيم البطاريات إلى يومية وموسمية. بالإضافة إلى ذلك ، فهي نشطة وسلبية.

البطاريات السلبية هي عناصر هيكلية للمنزل وهي عبارة عن مصفوفات من المواد الثقيلة ذات السعة الحرارية العالية ، مثل الطوب أو كتل التربة ، والتي يُبنى منها الموقد والأجزاء الداخلية للمنزل. يتم استخدامها لزيادة الجمود الحراري للمنزل. هذه هي في الأساس بطاريات يومية.

تعتبر البطاريات النشطة تصميمًا مستقلاً ، وبالتالي فهي أكثر تعقيدًا في التصميم من البطاريات السلبية. على سبيل المثال ، يمكن دمج مثل هذه البطارية النشطة اليومية في أحد الأقسام ، والتي تمثل جدارًا مجوفًا ، مع خزانات المياه الموضوعة بالداخل ، والتي تمر من خلالها أنابيب من أنظمة التدفئة الشمسية والمداخن من الفرن. يضمن العزل الحراري الجيد أن خزان المياه يبرد ببطء للحفاظ على درجة حرارة مقبولة في الغرفة.

تستخدم البطاريات الموسمية وخزانات المياه وحاويات الحصى والحصى والأملاح ذات درجات حرارة انتقال المرحلة المنخفضة. ومع ذلك ، فإن استخدامها صعب بسبب ضخامة وتعقيد التصنيع والحاويات والخزانات العازلة. هناك حاجة لكميات ضخمة من الماء أو الحصى ، يصل عددها إلى مئات وآلاف الأمتار المكعبة ، من أجل الحفاظ على الحرارة المتراكمة في الصيف في الشتاء. تعد البطاريات التي تستخدم تفاعلات كيميائية عكوسة مع امتصاص وإطلاق الحرارة واعدة في هذا الاتجاه (تطوير فرع سيبيريا لأكاديمية العلوم). هذه البطاريات أصغر بكثير من غيرها. تستخدم الأملاح غير مكلفة وواسعة الانتشار بالنسبة لهم.

توليد الطاقة

استخدام الكهرباء في المنزل البيئي له خصائصه الخاصة. على وجه الخصوص ، بالإضافة إلى استهلاكه للاحتياجات العادية: الإضاءة ، وتشغيل الأجهزة الكهربائية والراديو ، والأجهزة المنزلية ، يتم استخدامه لتشغيل معدات هندسية معينة للمنزل البيئي ، على سبيل المثال ، المراوح والمضخات الصغيرة لتسخين الهواء والماء بالطاقة الشمسية أنظمة ومضخات لأنظمة إمداد المياه وما إلى ذلك. لقد قيل بالفعل أن المصادر الرئيسية للكهرباء في المنزل البيئي هي مصادر بديلة مستقلة: مزارع الرياح ، والألواح الشمسية ، ومحطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة ، وما إلى ذلك ، والشبكة المركزية ( إذا كانت قريبة) ويمكن استخدام المولدات التي تستخدم مصادر الطاقة غير المتجددة (البنزين ووقود الديزل وما إلى ذلك) كمصادر إضافية.).

وتجدر الإشارة إلى أن تكلفة الكهرباء الواردة من الشبكة الآن أقل من تكلفتها من مصادر مستقلة. لكن الاتجاه هو أن تكلفة الطاقة من الشبكة تتزايد باستمرار ، وتكلفة محطات الطاقة المستقلة التي تستخدم الوقود المتجدد آخذة في الانخفاض. على سبيل المثال ، في بلدان أوروبا الغربية ، حيث تتطور طاقة الرياح بشكل مكثف ، فإن تكلفة الكهرباء المولدة من محطات طاقة الرياح (WPP) قابلة للمقارنة بالفعل وحتى أقل من تكلفة الطاقة المتلقاة من محطات الطاقة الحرارية والنووية والكهرومائية.

تتمتع الوحدات والبطاريات الشمسية الآن بأعلى تكلفة للوحدة (التكلفة لكل وحدة طاقة) ، والتي تتراوح من 3 دولارات إلى 7 دولارات لكل واط. ومع ذلك ، فإن التطورات الأخيرة في الإلكترونيات الدقيقة وفيزياء أشباه الموصلات ستجعل من الممكن ، وفقًا للخبراء ، خفض سعرها إلى دولار واحد في غضون 3-5 سنوات القادمة. (الآن هذه هي تكلفة WPP) ثم اجعلها أرخص المصادر للجميع. إذا أضفنا هنا أعلى مستوى من الموثوقية والمتانة ، فضلاً عن سهولة التركيب والتشغيل ، فإن محطات الطاقة الشمسية (SPS) هي أكثر مصادر الطاقة الواعدة لمنزل بيئي. في المرحلة التحضيرية الأولى في تطوير القرى البيئية ، يمكن استخدام العديد من الوحدات الشمسية ذات الطاقة المنخفضة (200-300 واط) ، على سبيل المثال ، لتشغيل المراوح والمضخات لأنظمة التدفئة. هذا مفيد أيضًا لأنه يتم ضمان التشغيل المتزامن للمجمعات الشمسية والوحدات الكهربائية الشمسية ، حيث يستخدم كلاهما مصدرًا مشتركًا للطاقة - الشمس.

مجموعة الوحدات الشمسية التي تنتجها الشركات المصنعة المحلية والغربية واسعة جدًا ، ولديها خصائص تقنية متشابهة إلى حد ما ، لذلك سيتم تحديد اختيارهم عند تصميم منزل بيئي من خلال مؤشرات التكلفة والموثوقية.

المصدر الرئيسي للكهرباء في المنزل البيئي ، في رأيي ، سيكون مزارع الرياح الصغيرة (WPPs). هناك عدد كبير من المشاريع لمزارع الرياح الصغيرة بقدرة عدة مئات من الواطات إلى عشرات الكيلوواط ، سواء في بلادنا أو في الخارج. ومع ذلك ، هناك عدد من النقاط التي يجب أن تؤخذ في الاعتبار. تم تصميم معظم مزارع الرياح الأجنبية للعمل بسرعات رياح عالية (12 م / ث وما فوق). ربما يكون هذا بسبب ظروف العمل المحددة حيث يتم استخدامها أكثر (المناطق الصحراوية والجبلية وسواحل البحار والمحيطات). في الإنصاف ، تجدر الإشارة إلى أن معظم مزارع الرياح الأجنبية أخف وزناً بكثير من محطاتنا ولديها تصميم ممتاز. تجدر الإشارة إلى أنه في العهد السوفياتي كانت بلادنا رائدة في تطوير وإنتاج مزارع الرياح ، وقد تم إنتاجها بكميات كبيرة في العديد من مؤسسات الاتحاد السوفياتي. في روسيا اليوم ، تم تقليص إنتاجها عمليًا على مدار السنوات العشر إلى الخمس عشرة الماضية ، على الرغم من حقيقة أن العديد من التطورات والعينات التجريبية لها خصائص أفضل من تلك الخاصة بمزارع الرياح الأجنبية ، على وجه الخصوص ، فهي قادرة على العمل بكفاءة عند سرعات الرياح المنخفضة (5-7 م / ث وحتى أقل).

لماذا نركز مثل هذا التركيز على سرعة الرياح؟ لأنه في معظم الأراضي الأوروبية لروسيا ، يبلغ متوسط ​​سرعة الرياح السنوية 5-7 م / ث ، وفي بعض المناطق أقل (3-5 م / ث). لهذا السبب ، فإن غالبية مزارع الرياح الأجنبية الصنع لن تعمل معنا ببساطة ، لذلك ، يجب أن نركز على المحطات الروسية. في الواقع ، يتم إنتاجها الآن في روسيا بكميات كبيرة من قبل شركة واحدة فقط في مدينة خاباروفسك (شركة "LMV Wind Energy") ، ويتم إنتاج سلاسل صغيرة في أوكرانيا في المدينة. خاركوف وكييف. اختفى عدد من الشركات الأخرى التي أنتجت مزارع الرياح أو قلصت الإنتاج بسبب الوضع الاقتصادي غير المواتي في روسيا (RPZ في Rybinsk ، MKB Raduga في Dubna ، إلخ). هناك أيضًا عدد كبير من التطورات والنماذج الأولية لمزارع الرياح الصغيرة التي يمكن وضعها في الإنتاج الضخم في الوقت الحالي. ضع في اعتبارك التصميمات الأكثر إثارة للاهتمام لمزارع الرياح الصغيرة.

أحد هذه التطورات ، مزرعة رياح ذات دوار ذو موضع رأسي (WEI Windrotor) ، لها خصائص فريدة ويمكن أن تعمل في أي اتجاه وسرعة الرياح ، سواء كانت صغيرة (من 3.5 م / ث) أو الأعاصير. من السهل تركيبها وصيانتها لأن المعدات الرئيسية توجد على سطح الأرض ، وليس على ارتفاعات عالية ، كما هو الحال في مزارع الرياح الدوارة الأفقية. يهتم المطور بإنشاء مشروع مشترك لإنتاج مزارع رياح صغيرة باستثمارات صغيرة ، أو يبيع ترخيصًا للإنتاج.

تطور آخر ، محطة طاقة الرياح مع ناشر (VEUD-1) ، لها خصائص قياسية بنصف حجم عجلة الرياح وسرعات رياح منخفضة للغاية (تصل إلى 3 م / ثانية). عند سرعة رياح تبلغ 5 م / ثانية ، فإنها تطور طاقة مقدرة تبلغ 1 كيلو وات. تم تطوير عدد من مزارع الرياح هذه ، والتي تختلف في حجم الشفرات وقيمة الطاقة (من 0.25 إلى 10 كيلو واط). التكلفة المعلنة لتركيب كيلو واط 1500 دولار.

ومن التطورات الأخرى المثيرة للاهتمام مزرعة رياح أحادية الشفرة (VEU-1) ، أعدها مصنع موسكو "أجريغات بريفود" للإنتاج. تتميز بأصغر وزن (25 كجم بدون سارية و 60 كجم مع صاري) مقارنة بجميع مزارع الرياح المحلية المعروفة ، ومدى سرعة الرياح العاملة هو 3-40 م / ث وتنتج قوة مقدرة تبلغ 1 كيلو وات بسرعة 7 م / ث. تقوم نفس المؤسسة بالتطوير والإنتاج التسلسلي للمولدات منخفضة السرعة لمزارع الرياح بأي سعة. للمقارنة ، وزن المسلسل WPP "Sheksna-1" بسعة 0.5 كيلو واط لمصنع Rybinsk للأدوات هو 265 كجم ، ووزن "VEUD-1" (انظر أعلاه) هو 90 كجم.

يتم إنتاج توربينات الرياح التسلسلية لمؤسسة Khabarovsk تحت العلامة التجارية LMV وهي من بين الأفضل في العالم ، حيث تتمتع بأعلى موثوقية وعمر خدمة طويل يصل إلى 20 عامًا (على الرغم من أنها تعمل بسرعات رياح أعلى من مزارع الرياح المذكورة أعلاه). ربما هذا هو سبب كونها من بين الأغلى في روسيا (فقط وحدات Raduga المصنعة في Dubna أغلى منها). تنتج شركة "LMV Wind Energy Company" مجموعة من مزارع الرياح بقدرة 0.5 إلى 10 كيلو وات ، وسرعات رياح تشغيلية تتراوح من 7 - 12 م / ث.

ومن الجدير بالذكر أيضًا أن مزارع الرياح الأوكرانية "VEU-0.75" و "WE-1000" ، اللتان تتمتعان بمعايير جيدة ، وتعملان بسرعات رياح منخفضة وغير مكلفة (1500 دولار لـ "VEU-0.75").

إذا كان هناك نهر أو مجرى يتدفق بالقرب من المنزل البيئي ، فمن المفيد استخدام طاقة تدفق المياه لتوليد الكهرباء عن طريق تركيب محطات الطاقة الكهرومائية الدقيقة (محطات توليد الطاقة الكهرومائية الدقيقة). لديها قدرة من بضعة إلى عشرات من كيلوواط ، ومن حيث التكلفة والتشغيل يمكن أن تكون أرخص من مزارع الرياح. جودتها القيمة هي الاستقلال عن الظروف الجوية وتوحيد توليد الطاقة بمرور الوقت ، لأن. سرعة التيار أكثر ثباتًا من سرعة الرياح أو تدفق الشمس. تعد HPPs الصغيرة مغمورة (مثبتة في قاع النهر) ، أو تحويل ، أو جلبة (تستخدم أنبوبًا مرنًا لتكوين تدفق مياه عالي السرعة خارج التيار) والتدفق الحر (تطفو على سطح النهر). إنها موثوقة للغاية ومتينة وسهلة التشغيل ورخيصة نسبيًا.

في الآونة الأخيرة ، كانت هناك تقارير تفيد بأن شركة Yusmar في كيشيناو قد استعدت لإطلاق ما يسمى ب. محطة طاقة حرارية كمية (KTPS) ، والتي تستخدم طاقة تدفق دوامة من الماء. تنتج هذه المحطة كلاً من الطاقة الكهربائية والحرارية ، مما يجعلها واعدة جدًا لاستخدامها كمصدر طاقة مستقل متكامل للمنازل البيئية. أصغر نموذج ينتج 4 كيلوواط من الكهرباء و 5 كيلوواط من الحرارة ويكلف 9500 دولار.

جزء لا يتجزأ من الإمداد الكهربائي للمنزل البيئي إمدادات طاقة غير منقطعة (يو بي إس). كما ذكرنا سابقًا ، تتمتع المصادر البديلة للكهرباء بجهد إنتاج منخفض (تنتج جميع مولدات الرياح والطاقة المائية والوحدات الشمسية تقريبًا الفولتية من النطاق القياسي: 12 ، 24 ، 36 ، 48 ، 60 فولت) ، ولديها توليد طاقة متفاوت للغاية بمرور الوقت ، و في بعض الأحيان لا تعمل على الإطلاق (في حالة عدم وجود الشمس والرياح ، على سبيل المثال). لذلك ، من الضروري تجميع الطاقة وتحويلها إلى شبكة قياسية 220 فولت. علاوة على ذلك ، نظرًا لاستخدام العديد من المصادر البديلة لإنتاج الكهرباء (على سبيل المثال ، مزارع الرياح ومحطات الطاقة الشمسية) ، بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا استخدام شبكة مركزية ، فمن الضروري توفير جهاز تبديل وتوزيع ( وحدة التحكم) من أجل التغيير السريع لمصادر الطاقة وأنماط تشغيل شبكة مستقلة بشكل عام. أخيرًا ، يجب حماية الشبكة من الجهد الزائد وقصر الدائرة.

يتم تنفيذ كل هذه الوظائف بواسطة مصدر طاقة غير متقطع يتكون من محول الجهد (انفرتر) ، بطارية ، شاحن ، وحدة تحكم ولوحة تحكم يدوية. المخطط الوظيفي للشبكة المستقلة للمنزل البيئي هو كما يلي: تدخل الكهرباء من مصدر واحد أو أكثر من خلال الشاحن إلى البطارية (شحنه) ، ثم يتم تحويل الجهد الثابت للبطارية في العاكس إلى جهد متناوب قدره 220 فولت ويذهب للمستهلك. يتم توفير التزامن وترتيب العملية في هذا المخطط بواسطة وحدة التحكم ولوحة التحكم اليدوية.

يتضح من الرسم البياني أعلاه أن المصدر الفعلي للكهرباء للمستهلك هو البطارية، والمصادر البديلة تعمل بشكل أساسي على شحنه. لذلك ، تعد البطارية أهم عنصر في الشبكة الكهربائية للمنزل البيئي. يتم تحديد اختيار سعتها من خلال قوة وعدد المستهلكين ، والجدول الزمني لعملهم ، وحجم تيارات البدء للمحركات الكهربائية للمضخات ، والثلاجات ، والمكانس الكهربائية ، وما إلى ذلك. من الضروري استخدام الصيانة الكاملة- بطاريات مجانية (محكمة الغلق) موثوقة للغاية ولا تلوث الغلاف الجوي. في روسيا ، لا يتم إنتاج مثل هذه البطاريات ، لذلك تحتاج إلى التركيز على أفضل الموديلات الأجنبية الصنع ، مثل Varta ، Fiamm ، Bosch ، إلخ. تكلفتها العالية ستؤتي ثمارها بشكل جيد في السنوات الأولى من تشغيل البيئة- بيت.

جزء مهم آخر من UPS هو محولجهد بطارية منخفض ثابت إلى 220 فولت تيار متردد ، أو العاكس. يجب أن يكون قويًا بدرجة كافية (عادةً عدة كيلوواط) ويتحمل كل من الحمل المعتاد في شكل مستهلكين متصلين باستمرار بالشبكة ، وأحمال الذروة التي تحدث عند تشغيل بعض الأجهزة. عادة ، لا يتم استخدام واحد ، ولكن اثنين أو أكثر من محولات الطاقة المختلفة ، كل منها يعمل لمجموعة معينة من المستهلكين.

كتلة التحكميؤدي الوظائف التالية: تبديل مصادر الطاقة حسب الأولوية ؛ عند انقطاع التيار الكهربائي من مصادر بديلة ، فإنه يربط المستهلكين مباشرة بشبكة 220 فولت المركزية (إن وجدت) ؛ عندما تكون البطارية مشحونة بالكامل ، افصل المصادر البديلة عن الشاحن وربطها بأحمال الصابورة (عادة ما تكون هذه سخانات كهربائية قوية منخفضة الجهد تستخدم لتسخين المياه في صهاريج التخزين الاحتياطية) ؛ يحمي الشبكة من الأحمال الزائدة والدوائر القصيرة. عادة ما يكون "دماغه" معالج دقيق.

الغرض والوظائف شاحن ولوحة تحكم يدويةواضحة من أسمائهم.

تنتج كل من الصناعات الروسية والغربية العديد من نماذج إمدادات الطاقة غير المنقطعة ، ولكن في معظم الحالات سيكون من الضروري تنفيذ تطوير تصميم فردي لمزود UPS لمشروع بيئي محدد ، باستخدام النماذج الصناعية القياسية لمكوناته: العاكسات والشواحن ، إلخ. مثال على تصميم UPS الناجح هو محول MAP Energia الذي تصنعه شركة MicroArt في موسكو. إنه أرخص عدة مرات (حوالي 200 دولار لنموذج 2 كيلو واط) من الطرز الأجنبية المماثلة ويمكن استخدامه كجزء لا يتجزأ من UPS لأي مشروع إمداد طاقة بيئي محدد ، وفي بعض الحالات ، وجود واحد أو المزيد من محولات الطاقة كافية للوفاء بجميع وظائف UPS.

عادةً ما يتم تضمين البطارية والعاكس والشاحن في مجموعة محطات طاقة الرياح والطاقة الكهرومائية وتساهم بشكل كبير في تكلفتها ، بينما لا تتمتع بأداء عالٍ. لذلك ، من الأرخص بكثير والأكثر ملاءمة شراء مولد طاقة الرياح أو الطاقة المائية بشكل منفصل وبطاريات أفضل بشكل منفصل ومصدر طاقة غير منقطع (أو جعله وفقًا لمشروع فردي).

في الختام ، بالنظر إلى مسألة الإمداد الكهربائي للمنزل البيئي ، من الضروري الخوض في مشكلة احتياطي الطاقة الضروري للمصادر البديلة. يعطي العديد من المؤلفين تقديرات مبالغ فيها إلى حد كبير من حيث استهلاك الطاقة السكنية ، وبالتالي ، طاقة المصدر المطلوب للكهرباء. على سبيل المثال ، وفقًا لحسابات المعهد الدنماركي للتكنولوجيا ، فإن أسرة مكونة من 4-5 أشخاص تعيش في منزل مساحته 120 مترًا مربعًا تنفق حوالي 2000 كيلووات ساعة من الكهرباء سنويًا على الأجهزة المنزلية ، وتنفق 4000 كيلوواط ساعة أخرى على الإضاءة والمياه الساخنة ، و 10800 كيلوواط ساعة - للتدفئة. صحيح ، هذا ينطبق على السكن العادي. ولكن على أساس هذه البيانات ، استنتج أنه من الضروري أيضًا استخدام مصادر مستقلة بسعة لا تقل عن 4-5 كيلو واط ، وعادة 10-12 كيلو واط ، في المنزل البيئي.

دعونا نجري حسابًا تقريبيًا لاستهلاك الكهرباء في منزل صديق للبيئة ، يتكون من 5 غرف (لا تشمل المرافق والمرافق الصحية) بمساحة حوالي 100 متر مربع. ترد البيانات الأولية للحساب في الجدول

لا يأخذ الحساب في الاعتبار استهلاك الطاقة للأجهزة التي نادرًا ما تستخدم (الحديد ، الغسالة ، إلخ) ، ويفترض أيضًا أن المنزل يستخدم بالكامل التدفئة الشمسية وتدفئة الموقد وتحضير الماء الساخن ، والمحركات الكهربائية للمضخات وتعمل مراوح نظام التدفئة بوحدات شمسية بقدرة 200-300 واط (في معظم الحالات يكون هذا كافيًا لتشغيل مضخات ومراوح الدوران منخفضة الطاقة). يبلغ إجمالي استهلاك الكهرباء سنويًا وفقًا لهذا الجدول ما يقرب من 4000 كيلو وات ساعة. يشير بعض المؤلفين إلى أرقام أصغر - 3000 وحتى 2000 كيلو واط في الساعة. يمكن إنتاج هذه الكمية من الطاقة سنويًا بواسطة معظم مزارع الرياح المحلية والأجنبية بسعة تتراوح من 1-1.5 كيلو وات بمتوسط ​​سرعة رياح يبلغ 7-8 م / ث ، وبعض مزارع الرياح - بسرعة 5 م / ث ( جميع مزارع الرياح المحلية المذكورة أعلاه والعينات الفردية الأجنبية ، على سبيل المثال ، المحطة الإسبانية Inclin-1500 أو American H-80) وحتى أقل - بمعدل 3-5 م / ث (VEUD-1). وبالتالي ، بالنسبة لمصدر طاقة مستقل لمنزل بيئي ، فإن مزرعة رياح بسعة 1-1.5 كيلو واط كافية تمامًا. يُنصح أحيانًا بتركيب 2-3 مزارع رياح بقدرة 0.5 كيلوواط لكلٍّ منها ، على سبيل المثال ، UVE-500m بتكلفة 700 دولار ، وهو سهل التركيب للغاية ويولد أكثر من 1000 كيلو واط في الساعة سنويًا بمتوسط ​​سرعة رياح يبلغ 5 م / ث .

العرض البارد

العناصر التقليدية لنظام الإمداد بالتبريد لمنزل فردي هي قبو وثلاجة شتوية مدمجة في الجدار. Ecohouse بهذا المعنى ليست استثناء ، لأن. يزيد الإمداد البارد جيد التنفيذ بشكل كبير من راحة واستقرار العيش فيه ، فضلاً عن الاستقلال عن العوامل الخارجية. إذا قمت بترتيب ثلاجة شتوية بشكل صحيح ، فلن تكون هناك حاجة إلى حد كبير (وحتى كليًا) لاستخدام ثلاجة كهربائية تقليدية في الشتاء. للقيام بذلك ، من الضروري ضمان عزل حراري جيد لجدران وأبواب الخزانة المدمجة وإدخال وحدة تحكم في درجة الحرارة مع سخان أو وحدة تحكم مخمد لتغيير الفتحة المهواة التي تربط الغرفة بالبيئة الخارجية. يمكنك أيضًا توفير إمكانية إزالة الجليد.

يتشابه تصميم قبو المنزل البيئي تقريبًا مع التصميم التقليدي ، فمن الضروري فقط توفير مدخلين ، أحدهما من المنطقة العازلة (على سبيل المثال ، مرآب) للتحميل الرئيسي للمنتجات ، والثاني من الدفء جزء من المنزل للاستخدام في الشتاء.

لزيادة الراحة ، من المستحسن ترتيب نهر جليدي. تصميمه هو تقريبا نفس تصميم القبو. بالنسبة للجليد المتجمد ، فإن الجبل الجليدي مفتوح طوال فصل الشتاء. من أجل استبعاد العملية كثيفة العمالة لحصاد الثلج مع عبواته اللاحقة ، تم تجهيز حجم التجميد (مصنوع من المعدن أو الخرسانة مع العزل المائي) في الجبل الجليدي. يجب حساب العزل الحراري للنهر الجليدي بطريقة تضمن الوقت اللازم لذوبان الجليد في الصيف.

المواد والتقنيات لتصنيعها

لبناء منزل بيئي ، يمكن استخدام مجموعة متنوعة من المواد التي تلبي متطلبين أساسيين - الصداقة البيئية والتكلفة المنخفضة. هناك متطلبات أخرى ، لكنها تختلف باختلاف مجموعات المواد ، اعتمادًا على الغرض منها ومنطقة استخدامها في المنزل البيئي. مشترك لجميع المجموعات ، بالإضافة إلى الصداقة البيئية والتكلفة المنخفضة ، يمكن اعتبار المتانة والراحة التي تتحقق مع استخدامها. في معظم مشاريع البيوت البيئية (بما في ذلك نوفوسيبيرسك) ، يُسمح باستخدام جميع مواد البناء التي لا تحظرها المعايير الصحية والتقنية. هذا الافتراض ، في رأيي ، غير مقبول. الامتثال للمعايير الصحية والصحية لا يتطابق مع متطلبات الحفاظ على البيئة. أولاً ، المعايير نفسها تتغير باستمرار ، وثانيًا ، تتغير خصائص المواد بمرور الوقت: تلك التي تلبي المعايير في الوقت الحالي يمكن أن تصبح سامة بمرور الوقت ، كما حدث أكثر من مرة في تاريخ البناء. علاوة على ذلك ، لا تأخذ القواعد في الاعتبار جميع المعلمات التي يمكن أن تسبب عواقب وخيمة ، على سبيل المثال ، ما هي المعلمة التي يمكن أن تحدد عدم نفاذية الخرسانة المتجانسة للإشعاع المفيد (وقد تم إثبات العواقب السلبية على صحة الأشخاص الذين يعيشون في هذه المنازل ).

مما قيل ، يتضح أنه لا توجد معايير شاملة لتحديد مدى ملاءمة المواد والمواد الخام التي يتم إنتاجها منها للبيئة. يمكن أن يكون الوقت والخبرة في الاستخدام بمثابة المعيار الموضوعي الوحيد. في التقريب الأول ، يمكن اعتبار المواد الخام الطبيعية والطبيعية (الأرض ، والطين ، والرمل ، والنباتات ، والمياه ، وما إلى ذلك) والمواد التي تم الحصول عليها منها صديقة للبيئة. على الرغم من أنه قد تكون هناك استثناءات. على سبيل المثال ، يصعب تصنيف الأسمنت على أنه مادة خام نقية. من ناحية أخرى يجوز استخدام بعض المواد الصناعية الخاملة (اللدائن) والتي تم اختبار عدم سميتها بمرور الوقت والخبرة.

يجب ألا ننسى أنه بالإضافة إلى التلوث المباشر ، هناك أيضًا تلوث غير مباشر بسبب استحالة الاستخدام الكامل للمادة بعد انتهاء عمرها التشغيلي واستخدام التقنيات "القذرة" في إنتاجها الضخم. الغالبية العظمى من المواد الاصطناعية تشمل كليهما. على العكس من ذلك ، فإن الجزء الأكبر من المواد الطبيعية يجعل من الممكن استبعاد الضرر غير المباشر ، حيث يمكن التخلص منها بسهولة في الموقع ويمكن صنعها من مواد خام محلية باستخدام تقنيات صغيرة نظيفة في موقع البناء مباشرةً. هذا الأخير يجعل من الممكن أيضًا تقليل تكلفة إنتاج مواد البناء بشكل حاد. بتلخيص ما سبق ، يمكننا أن نذكر أنه في كل حالة محددة لاختيار مادة للبناء ، تحتاج إلى الموازنة بعناية بين الإيجابيات والسلبيات ، بالاعتماد إلى حد كبير على تجربتك الشخصية وحدسك ، وكذلك على تجربة أسلافك .

ضع في اعتبارك بعض المجموعات (الرئيسية) من المواد المستخدمة في المنزل البيئي ومتطلباتها.

مواد الإسكان. بالإضافة إلى الملاءمة البيئية والتكلفة المنخفضة ، يجب أن تتمتع مواد العلبة أيضًا بصفات أخرى: المتانة ، والجاذبية النوعية الكافية ، والراحة ، والسلامة من الحرائق ، والتوصيل الحراري المنخفض ، إلخ. يجب اعتبار المواد الرئيسية لبناء الهيكل من الطوب والخشب وكتل التربة. يعتبر الطوب الرملي الجيري هو الأقل تفضيلاً ، حيث لا يمكن صنعه في الموقع بسبب تعقيد التكنولوجيا. بالإضافة إلى أن إنتاجها الصناعي ليس صديقًا للبيئة ، لذا فهو مصدر تلوث غير مباشر. ومع ذلك ، نظرًا لتوافرها ورخصها النسبي وقابليتها للتصنيع لعملية البناء منها ، يمكن استخدامها في المراحل الأولى من بناء القرى البيئية. يجب أن تشمل عيوب الطوب أيضًا الموصلية الحرارية العالية ، ونتيجة لذلك من الضروري عزل المنزل بشكل فعال أو تكثيف الجدران.

يعد الخشب أحد أكثر مواد الجسم المفضلة بيئيًا. تتميز بتكلفة منخفضة نسبيًا (أرخص من الطوب) ، والمنازل المبنية منها مريحة بشكل استثنائي للعيش فيها. بالإضافة إلى ذلك ، لديها موصلية حرارية منخفضة (2-3 مرات أقل من الطوب) ، لذلك تحتفظ المنازل الخشبية بالحرارة لفترة أطول بكثير من المنازل المبنية من الطوب وتتطلب مواد عازلة أقل (أحيانًا لا تكون مطلوبة على الإطلاق). بطبيعة الحال ، هذا يقلل من تكلفة البناء. تشمل العيوب الخطيرة للخشب خطر الحريق وانخفاض الجاذبية النوعية ، مما يؤدي إلى انخفاض القصور الذاتي الحراري للمنزل. لذلك ، من الضروري إدخال مجمعات حرارة إضافية في تصميم مثل هذا المنزل ، على سبيل المثال ، مواقد الطين أو الطوب (المواقد الروسية التقليدية والمواقد الهولندية في منازل الفلاحين). للتخلص من خطر الحريق ، يتم استخدام العديد من وسائل التشريب ، ومع ذلك ، نظرًا لأن التشريب لا يغطي سوى الجزء العلوي من الخشب ، فلا يمكن ضمان السلامة من الحرائق بشكل كامل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن معظم المواد المشبعة ليست مادة صديقة للبيئة.

أكثر المواد الواعدة للبدن هي كتل التربة. إنها مصنوعة من أكثر المواد الخام التي يمكن الوصول إليها والموجودة في كل مكان ، من الأرض ، أو بالأحرى من التربة تحت طبقة الغطاء النباتي. منذ العصور القديمة ، وخاصة في المناطق الخالية من الأشجار ، بما في ذلك مقاطعة ساراتوف ، تم بناء المساكن من الأرض عن طريق حشوها في القوالب باستخدام الحك أو من كتل التربة المصنوعة مسبقًا في قوالب عن طريق الضغط أو نفس الحشو. في العقود الأخيرة ، توقف استخدام طريقة البناء هذه بسبب كثافة اليد العاملة وطول العمر.

ومع ذلك ، فقد تم مؤخرًا تسجيل براءة اختراع لتقنية جديدة وتم إنشاء المعدات اللازمة لتنفيذها ، والتي ، دون الكثير من المبالغة ، يمكن أن يطلق عليها ثورة في بناء المساكن الفردية. تتيح هذه المعدات إمكانية إنتاج معظم المنتجات المستخدمة في البناء في الموقع من المواد الخام المحلية (من التربة وأي مواد سائبة أخرى منخفضة الرطوبة) بأقل تكلفة وجودة عالية (متفوقة على المنتجات المصنوعة في المصنع). بدأ الإنتاج الضخم للتركيب لإنتاج منتجات من التربة والمواد السائبة الأخرى في أحد المصانع في منطقة موسكو ويسمى MH05 Molding kit. تتكون هذه الأداة الكهربائية المحمولة باليد من مرفق مثقاب حائز على براءة اختراع ، ومثقاب بطيء السرعة ، وشكل عام ، ودعامة توقف ، ويزن حوالي 50 كجم ، ويكلف 650 دولارًا.

تستخدم مجموعة MH05 تقنية فريدة من نوعها لقولبة المنتجات من مواد المسحوق ، تسمى حقن المنطقة. يعتمد على التأثير الطبيعي لـ "إسفين السائل" - تأثير الضغط الذاتي للمواد السائبة بحقن معين ، والذي يتم إعادة إنتاجه بشكل مصطنع في المجموعة ويسمح لك بتحقيق نتائج ممتازة: بنية كثيفة موحدة (99٪ كثافة من 100٪) في حالة عدم وجود ضغط زائد ، وحبس الهواء (مفقود تمامًا داخل المنتج) ، وتأثير مرن متأصل في عمليات الضغط التقليدية ، ونتيجة لذلك ، خصائص عالية القوة. على سبيل المثال ، عند تشكيل المنتجات من الخلائط الخرسانية للأسمنت والرمل (التكوين 1: 3) بهذه الطريقة ، فإن جودة الخرسانة الناتجة تلبي جميع متطلبات GOST ، وتكون مقاومة الانحناء أعلى بمقدار 1.5 مرة من تلك الخاصة بالمنتج المصبوب. باستخدام تقنية الاهتزاز القياسية. تتمتع كتل التربة المصنوعة باستخدام هذه التقنية بقوة مماثلة لتلك الموجودة في الطوب بعد بضع ساعات من التجفيف ، وبعد بضع سنوات ، تقترب قوة المبنى المصنوع منها من قوة الخرسانة. من السهل إضافة العديد من مواد التثبيت إلى التربة (الأسمنت ، نشارة الخشب ، الخث ، إلخ) ، مما يؤدي إلى تحسين خصائصها بشكل كبير - مقاومة الماء ، والصلابة ، ومقاومة الحرارة ، إلخ.

باستخدام مجموعة MH05 ، يمكن تصنيع منتجات بأشكال وأحجام مختلفة في موقع البناء. هذه في الواقع عبارة عن كتل تربة ، أحجار حائط بسيطة ومتشكلة ، عتبات النوافذ ، عتبات النوافذ ، البلاط المواجه ، ألواح الرصف ، أحجار الرصف ، أحجار الأرصفة وأحجار العشب ، صواني تصريف المياه ، البلاط وغير ذلك الكثير. باستخدام المثبتات والمواد السائبة المختلفة ، من الممكن إنتاج مجموعة كاملة تقريبًا من المنتجات اللازمة لبناء كل من المنزل البيئي نفسه وتصميم قطعة أرض شخصية. على سبيل المثال ، بالنسبة للجدران والفواصل الداخلية ، يتم تصنيع كتل التربة من تربة واحدة نقية ، للجدران الخارجية والكسوة ، يتم استخدام كتل التربة مع إضافة ما يصل إلى 5 ٪ من الأسمنت ، مما يزيد من خصائص مقاومة الماء بنسبة 25 مرة ، من أجل صناعة السخانات ، يتم استخدام التربة مع إضافة الخث (الفتات) أو نشارة الخشب ، أو صنع كتل من الخث النقي.

تبلغ إنتاجية مصنع MH05 حوالي 0.2-0.5 متر مربع / دقيقة. على سبيل المثال ، في دقيقة واحدة يمكنك عمل أربع كتل (طوب) بحجم 65 * 120 * 250 مم أو لوحين رصف بحجم 250 * 250 مم.

تتميز الكتلة الأرضية المصنوعة من التربة النقية بموصلية حرارية أقل من تلك الموجودة في طوب السيليكات (بمقدار 1.2-1.5 مرة) ، على الرغم من أنها أعلى قليلاً من تلك الموجودة في الخشب. إنها عبارة عن ترتيب من حيث الحجم أرخص من الطوب العادي ، والمقاوم للحريق ، والمقاوم للحرارة (يمكن وضع الأفران منه) ، والمباني المصنوعة منه جافة ومريحة للعيش على الأقل من المنازل المصنوعة من الخشب.

مواد الاحترار. بالإضافة إلى كتل التربة المذكورة أعلاه مع المواد المضافة العازلة وكتل الخث ، فإن القش المضغوط ، ونار الكتان ، وكذلك العزل السائب مثل الطين الممتد أو الأرض مع نشارة الخشب تستخدم على نطاق واسع كمنزل بيئي. المواد الأكثر كفاءة وصديقة للبيئة والمتاحة بسهولة ورخيصة هي كتل القش المضغوطة. لحمايتهم من القوارض ، يتم سكب إبر الجير والأرز ، وتمتلئ الفجوة حول الكتل بالمواد السائبة ، إلخ.

مواد المواجهة. تؤدي كسوة الجدران ، بالإضافة إلى الوظيفة الجمالية ، وظيفة حماية العزل أو كتلة التربة من التأثيرات الجوية. تستخدم الكسوة والجص والبلاط المواجه للحجر والخشب وما إلى ذلك.

مواد الديكور. بالنسبة للديكور الداخلي للمنزل الصديق للبيئة ، فإن أفضل مادة هي الخشب الطبيعي. يمكن أن تبدأ الألواح الخشبية القائمة على الخشب ، إذا تم استخدامها بشكل غير صحيح (الرطوبة العالية) ، بالتعفن مع إطلاق مواد سامة بسبب وجود مواد لاصقة ومواد لاصقة غير صديقة للبيئة. يمكنك أيضًا استخدام الجص وبلاط السيراميك وما إلى ذلك. أو ترك جدران من الطوب أو الكتل غير مبطنة.

سَطح. كمادة للسقف ، فإن أفضل مادة هي البلاط الطبيعي (السيراميك). يمكن استخدام الحديد المجلفن أو العادي والألمنيوم المموج لأنها مواد "طبيعية" وغير سامة نسبيًا ، على الرغم من استخدام تقنية "قذرة". في الآونة الأخيرة ، ظهرت العديد من الطلاءات البلاستيكية (البلاط الاصطناعي) وتستخدم على نطاق واسع ، ولكن من السابق لأوانه الحديث عن استخدامها في منزل صديق للبيئة بسبب عدم وجود إحصاءات موثوقة حول ملاءمتها للبيئة. كما لا يمكن أن يعزى اللوح الواسع الانتشار إلى مواد "نظيفة" بسبب وجود الأسمنت والمواد "القذرة" الأخرى فيه.

تقنيات ومعدات البناء

عملية بناء منزل بيئي ومستوطنات بيئية ككل لها سمات محددة تميزها عن البناء الفردي العادي. المتطلبات الأساسية للإسكان البيئي وتشغيله ، الموصوفة أعلاه ، تترك بصماتها على عملية البناء نفسها. هذا هو الصداقة البيئية وخصائص الاستقلالية وكفاءة الطاقة الناتجة عنها ، فضلاً عن التكلفة المنخفضة. يتم ضمان الحفاظ على البيئة من خلال استخدام التقنيات النظيفة لإنتاج مواد البناء وضمان عملية البناء نفسها. لقد تمت بالفعل مناقشة تقنيات الحصول على المواد أعلاه. تتضمن تقنية البناء نفسها رفض استخدام المعدات الثقيلة. تعني كفاءة الطاقة رفض المعدات كثيفة الاستهلاك للطاقة. ويؤدي الاستقلالية إلى الحاجة إلى استخدام مصادر طاقة بديلة لإمداد الطاقة لمعدات البناء (مزارع الرياح ومحطات الطاقة الشمسية ومحطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة). في الحالات القصوى ، نظرًا لقصر مدة عملية البناء ، من الممكن استخدام الشبكات المركزية (إذا كانت قريبة) والمصادر المستقلة على الوقود غير المتجدد. عند الانتهاء من البناء ، يتم استخدام مصادر بديلة كجزء من أنظمة الإمداد بالطاقة لمنزل بيئي مكتمل أو مجموعة من المنازل.

يتم ضمان رخص البناء من خلال تقليل كمية المعدات واستهلاكها للطاقة ، فضلاً عن التنوع ، والذي يتضمن اختيار المعدات مع أقصى عدد من العمليات المنجزة ومجموعة متنوعة من المنتجات المصنعة. ومن الأمثلة الصارخة على هذه المعدات مجموعة MH05 الموصوفة أعلاه. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تحقيق تكلفة منخفضة باستخدام مواد خام محلية غير مكلفة (أو مجانية) ، بالإضافة إلى تراكم الكهرباء ، والذي يمكن تحقيقه بسهولة باستخدام مصادر مثل مزارع الرياح ، ومحطات الطاقة الشمسية أو محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة ، لأنها عادة ما تشمل بطارية من البطاريات.

بشكل منفصل ، يجب على المرء أن يركز على سمة مهمة لبناء منزل بيئي والعيش فيه كجزء من مستوطنة بيئية ، والتي تميزه بشكل حاد عن البناء التقليدي. يرتبط بالجانب الروحي والأخلاقي ، وهو غائب تمامًا في حالة بناء وتشغيل منزل عادي. يجب ألا يكون الأشخاص الذين سيعيشون في القرى البيئية على دراية بالمبادئ والأفكار الأساسية التي يقوم عليها مفهوم الإسكان البيئي فحسب ، بل يجب أيضًا أن يكونوا على دراية بأهميتها وضرورتها للمرحلة الحالية من تطور المجتمع البشري. لا يمكن أن يكون هناك أشخاص عارضون وغير مبالين هنا لا يهتمون بما إذا كانت محطة طاقة الديزل أو الرياح تغذي منازلهم ، سواء كانت مبنية من كتل التربة أو الهياكل الخرسانية المسلحة ، سواء لتصريف النفايات في حفرة أو التخلص منها تمامًا. يجب أن يعرف المالك المقيم تصميم منزله البيئي جيدًا وأن يفهم تعقيدات تشغيل أنظمته الهندسية. لذلك ، كقاعدة عامة ، سيكون صاحب المنزل مهتمًا بمشاركته في بنائه.

سيكون الاستخدام الواسع لعمل المالك وأفراد أسرته عاملاً حاسماً في بناء منزل صديق للبيئة ، مما سيؤثر أيضًا بشكل إيجابي على تكلفة البناء. يتجلى هذا الجانب بشكل خاص في إنشاء "العقارات والمستوطنات العائلية" كأعلى شكل من أشكال البناء البيئي. في الواقع ، لكي تتغلغل روحك وحبك في كل قطعة من "وطنك الأم الصغير" ، بما في ذلك المسكن ، من الضروري ليس فقط زراعة الأشجار بنفسك ، ولكن أيضًا لبناء منزل بنفسك بشكل أساسي.

بالطبع ، من الضروري إشراك المتخصصين وفرق البناء أو المنظمات المؤهلة في بناء منزل صديق للبيئة. على أي حال ، ستكون هناك حاجة إلى رئيس عمال متمرس ، يعرف بالتفصيل كيف يعمل المنزل البيئي. الأكثر عقلانية هو البناء المتزامن لمجموعة من المنازل الموجودة في نفس موقع البناء (القرى البيئية) ، باستخدام منتجات مصغرة مشتركة ، ومعدات ومعدات ، ونقل مشترك ، ونظام إمداد واحد. من المستحسن أن يكون لديك جدول زمني موحد لأعمال البناء ، من أجل الاستخدام الرشيد للمعدات وأنظمة الإمداد المشتركة ، ولتسريع العمل. قبل البناء ، يجب تركيب مصادر الطاقة وإمدادات المياه ، ويجب نشر جميع مرافق الإنتاج اللازمة.

في الختام ، نسرد المعدات الرئيسية التي يمكن استخدامها في البناء:

• طقم قوالب MH05 لتصنيع مجموعة رئيسية من المواد والمنتجات التي يتكون منها المنزل البيئي. يمكن استخدام مجموعة واحدة لعدة منازل (4-5) ؛
• وحدة خرسانية متحركة لتصنيع الأساس (إذا تم تضمين الخرسانة في المشروع) ؛
• المكبس لصنع كتل القش.
• جهاز حفر صغير (في أبسط الحالات ، حفر يدوي) لحفر الآبار المختلفة ؛
• مجموعة من معدات النجارة (بنزو أو منشار كهربائي ، منشار دائري ، آلة نجارة ، إلخ) ؛
• الحد الأدنى من المساحة الميكانيكية لأعمال السباكة وإصلاح المعدات واللحام وأعمال أخرى.

مؤامرة العزبة.

إنه الجزء الأكثر أهمية في المسكن البيئي ، حيث يساهم في إنشاء التكاثر الحيوي ، أي تعايش النباتات والحيوانات والناس ، وعمل المسكن كنظام مستقل مكتفٍ ذاتيًا ومستدامًا ذاتيًا. للقيام بذلك ، يجب أن يؤدي الموقع عدة وظائف. وتشمل هذه:

• إنتاج الأغذية والمنتجات الزراعية الأخرى ؛
• ترميم وصيانة خصوبة التربة ؛
• التخلص من النفايات المنزلية ؛
• تنظيم الترفيه والوظيفة الروحية والجمالية ؛
• وظيفة صحية
• حماية الرياح ، وخلق المناخ المحلي ؛

لأداء هذه الوظائف ، يجب أن يحتوي الموقع على عدة أجزاء إلزامية: حديقة ، وحديقة نباتية ، ومكان للترفيه ، وموقع نباتي ، وفي حالة "ملكية عائلية" ، غابة إضافية وبركة. بطبيعة الحال ، يجب أن يكون الموقع صديقًا للبيئة ، وألا يكون مصدرًا للتلوث فحسب ، بل يجب أن يكون في حد ذاته "منظمًا" للبيئة. لذلك ، أثناء تشغيلها ، يحظر استخدام المبيدات الحشرية والمبيدات الحشرية والمبيدات الأخرى ، وكذلك الأسمدة الكيماوية. دعنا نلقي نظرة فاحصة على كل من الوظائف المذكورة أعلاه.

إنتاج زراعي

هذه الوظيفة لها هدفان: تزويد الأسرة بالطعام الأساسي ، وإذا رغبت في ذلك ، إنتاجها للبيع. علاوة على ذلك ، يمكن إنتاج كل من المنتجات النباتية والحيوانية في الموقع. اعتمادًا على نوايا المالكين ، قد يسود أحد هذه الأهداف على الآخر أو قد لا يكون موجودًا على الإطلاق ، على سبيل المثال ، زراعة المنتجات النباتية فقط للاستهلاك المحلي ، أو إنتاج منتجات المحاصيل بحصة صغيرة من تربية الحيوانات (على سبيل المثال ، حفظ دجاج). هنا لن نتطرق إلى قضايا تربية الحيوانات ، وهي ليست القضايا الرئيسية لتنظيم وتشغيل الموقع ، لكننا سننظر بمزيد من التفصيل في قضايا زراعة المحاصيل ، وتقنيتها الزراعية ، لأن. كانت السبب الرئيسي للتدهور الخطير للوضع البيئي في الزراعة بشكل عام والتدهور الحاد في جودة و "نقاء" الغذاء البشري والحيواني بشكل خاص. لذلك ، سنقوم على الفور بصياغة المتطلبات الأساسية لأساليب زراعة المحاصيل ، أي مبادئ الزراعة.

أولاً ، كما ذكرنا سابقًا ، هذا هو استبعاد مبيدات الآفات من ترسانة وسائل مكافحة الآفات والأمراض النباتية.

ثانياً: رفض استخدام الأسمدة المعدنية الاصطناعية.

ثالثًا ، إعادة بناء آليات وشروط زراعة النباتات التي تعمل في الظروف الطبيعية للحياة الفطرية.

رابعًا ، الحد الأقصى لخفض كثافة اليد العاملة في الإنتاج ، أي الامتناع عن الأشغال الشاقة في الحرث وزراعة النباتات.

خامساً ، زيادة غلة المحاصيل.

أخيرًا ، يجب أن يكون الطعام نفسه صديقًا للبيئة وذو مذاق عالٍ ومظهر جذاب وأن يتم تخزينه جيدًا.

من الواضح أن أياً من أنظمة الزراعة التقليدية المستخدمة في الغالبية العظمى من الحالات ، سواء في المزارع الكبيرة أو في قطع الأراضي المنزلية الشخصية ، لا يلبي معظم المتطلبات المذكورة. لذلك ، يجب زراعة موقع المنزل البيئي فقط من خلال طرق تجنيب تقدمية معينة (أو عناصرها) ، سواء كانت قديمة أو قديمة. تشمل هذه الطرق الزراعة العضوية والحيوية والطبيعية وطريقة الزراعة المستدامة. يمكنك معرفة المزيد حول ماهية الزراعة المستدامة هنا:

* تعد الزراعة العضوية والزراعة العضوية هي الفرصة الوحيدة والحقيقية لسكان الكوكب لاستعادة التربة المتدهورة ، ووقف الكارثة البيئية والغذائية على الكوكب ، والحصول على عوائد كبيرة من المنتجات النظيفة بأقل تكلفة للعمالة.

كل شخص أتواصل معه تقريبًا ، على مدار السنوات الثلاث الماضية من حياته ، لديه رغبة في العيش ليس في شقة ، ولكن في منزل. في منزلك الجميل في حضن الطبيعة. وبالطبع نحن نتحدث عن البيوت البيئية. حاليًا ، هم موجودون بالفعل لكل ذوق ولون - من 100000 إلى 2 مليون روبل ، خشبي ، طيني ، قش ، مستدير ، ذكي ، سلبي ، نشط ، "ثقوب الثعلب" ، بيوت الأشجار ...

ما هو المنزل البيئي؟

في ويكيبيديا ، تم تضمين مفهوم "البيت البيئي" في مصطلح "البيت السلبي".

- منزل سلبي أو منزل موفر للطاقة أو منزل صديق للبيئة (بالألمانية: Passivhaus ، منزل سلبي إنجليزي) - مبنى ، تتمثل الميزة الرئيسية فيه في عدم الحاجة إلى التدفئة أو انخفاض استهلاك الطاقة - في المتوسط ​​، حوالي 10٪ من الطاقة المحددة لكل وحدة حجم تستهلكها معظم المباني الحديثة. معظم البلدان المتقدمة لديها متطلباتها القياسية الخاصة بالمنزل السلبي.

ارتفاع أسعار الكهرباء والتدفئة. قضية تكاليف التشغيل للإسكان هي قضية حادة. من مؤشرات كفاءة الطاقة في المنشأة فقدان الطاقة الحرارية لكل متر مربع (كيلو وات ساعة / متر مربع) في السنة أو أثناء موسم التدفئة. المتوسط ​​100-120 كيلو واط ساعة / متر مربع. يعتبر المبنى الموفر للطاقة حيث يكون هذا الرقم أقل من 40 كيلو واط ساعة / متر مربع.بالنسبة للدول الأوروبية ، هذا الرقم أقل - حوالي 10 كيلو واط ساعة / متر مربع.

يتم تحقيق انخفاض في استهلاك الطاقة بشكل أساسي عن طريق تقليل فقد الحرارة للمبنى.

يعتمد المفهوم المعماري للمنزل السلبي على المبادئ التالية: الاكتناز ، والعزل عالي الجودة والفعال ، وغياب الجسور الباردة في المواد والوصلات ، وهندسة البناء الصحيحة ، وتقسيم المناطق ، والتوجيه إلى النقاط الأساسية. من بين الأساليب النشطة في المنزل السلبي ، يعد استخدام نظام تهوية العرض والعادم مع الاسترداد إلزاميًا.

يعود تطوير المباني الموفرة للطاقة إلى الثقافة التاريخية للشعوب الشمالية ، الذين سعوا إلى بناء منازلهم بطريقة تجعلهم يحتفظون بالحرارة بشكل فعال ويستهلكون موارد أقل. من الأمثلة الكلاسيكية لتقنية زيادة توفير الطاقة في المنزل الموقد الروسي ، الذي يتميز بجدران سميكة تحتفظ بالحرارة جيدًا ومجهزة بمدخنة بتصميم متاهة معقد.

من يبني؟

إحدى الشركات التي نجحت في بناء منازل صديقة للبيئة هي شركة Zhivoi Dom (المكتب الرئيسي في موسكو) www.jivadom.ru عندما زرت لأول مرة منزلهم البيئي التوضيحي في عاصمة روسيا ، 5 دقائق. من محطة مترو Tushinskaya ، تم تصور حلمي في منزلي. كبير ، خفيف ، طبيعي ، دافئ. مع طاقة منزلية مذهلة. والتي يتم تجديدها بنشاط من قبل المشاركين في الحلقات الدراسية لمركز Living House التدريبي والمشترين من متجر السلع البيئية.

أشارك المبدعين رأيهم بأن منزل المعيشة ، المنزل البيئي ، هو منزل صديق للبيئة تمامًا وموفر للطاقة ومصمم بشكل عقلاني ، ويتوافق مع المالك المستقبلي. تم بناؤه بكفاءة من قبل محترفين بفرح. يمكن أن توجد بشكل مستقل قدر الإمكان ، وتتلقى الطاقة من الطبيعة. يتمتع هذا المنزل بجو حيوي وإيجابي حيوي يدفئ أصحابه في أمسيات الشتاء الباردة ويملأهم بالخفة والبهجة في الصباح.

تم بناء منزل المعيشة في توشينو وفقًا لتكنولوجيا الإطار مع عزل من كتل القش المضغوطة وفقًا لمشروع فردي ، وتم تركيب EcoEngineering فيه ، وتم تنسيق المنطقة المحيطة بالمنزل على أساس الزراعة الطبيعية ، على وجه الخصوص ، مجموعة منفصلة من النفايات تم تنظيمه مع إزالة المواد القابلة لإعادة التدوير لإعادة التدوير.

يقول فاسيلي خلوس مؤسس شركة "زيفوي دوم"

قبل أن أبدأ شركة إنشاءات صديقة للبيئة في عام 2012 ، أمضيت ما يقرب من 25 عامًا في مجال صناعة السيارات ، حيث انتقلت من شغفي بالميكانيكا في طفولتي إلى إنشاء شركة قابضة كبيرة. جلبت الأعمال التجارية الناجحة الدخل ، لكنها لم تقدم الشيء الأكثر أهمية - الشعور بالانسجام الداخلي.

كان الاهتمام بتقنيات EcoTechnologies والبحث عن طرق لبناء مساكن عالية الجودة ورخيصة من الأسباب الرئيسية التي دفعتني للدخول في EcoHousing باستخدام كتل القش.

كان بناء المساكن البيئية اكتشافًا حقيقيًا بالنسبة لي. هذه ليست مجرد شركة ، ولكنها طريقة جديدة في التفكير وأسلوب حياة مختلف تمامًا ".

نحن نسعى جاهدين لجذب الأشخاص القريبين من مفاهيم مثل المواد الطبيعية ونمط الحياة الصحي والوعي البيئي.

كيف يتم البناء؟

يعتمد Zhivoi Dom على استخدام تقنيات البناء ذات المستوى العالمي والتي تم تنفيذها بنجاح في أوروبا وكندا والصين ودول أخرى. نحن نعيش في وقت يكون فيه توليف التقاليد والابتكار ممكنًا. مزيج من الحكمة القديمة والتكنولوجيا الحديثة هو الميزة الرئيسية للمنازل البيئية الموفرة للطاقة والمصنوعة من كتل القش - منازل المعيشة.

المنزل هو مساحة للاسترخاء وتطوير الذات ومكان لإيجاد الانسجام والتوازن. بيت صديق للبيئة مصنوع من مواد طبيعية يمنح الأسرة بأكملها الصحة والحيوية ، ويسعد العين ، ويزيد من الحيوية.

شركة "Zhivoy Dom" لا تقوم فقط ببناء مساكن بمساحة متر مربع. إنه يخلق الظروف لأسلوب حياة جديد وصحي واقتصادي في بيئة مريحة ومعبرة من الناحية الجمالية لمنزل بيئي حديث.

في شركة "Live House" يمكنك بسهولة اختيار منزل المعيشة وفقًا لرغباتك وقدراتك. لأولئك الذين لديهم ميزانية محدودة ، نقدم تصميمات متسلسلة مصممة بمحبة وبأسعار معقولة وعملية. إذا كان لديك بالفعل مشروع يحتاج إلى تحسين ، فسيكون من دواعي سرور المتخصصين تطويره وتعديله والوصول به إلى نهايته المنطقية. وإذا كنت من مؤيدي الحلول الحصرية ، فسيتم إنشاء مشروع فردي لك ، مع مراعاة جميع الفروق الدقيقة في منزل أحلامك.

• انخفاض تكاليف البناء.

​ من 15000 ريال / متر مربع. القش هو مادة ميسورة التكلفة (حوالي 600 روبل لكل متر مكعب) ، الكتل خفيفة جدًا ، ولا تتطلب استهلاكًا عاليًا للطاقة لإنتاجها ، ومعدات خاصة وأساسًا معقدًا عند بناء منزل.

• انخفاض تكاليف التدفئة.

الموصلية الحرارية المنخفضة للغاية للكتل: 9 مرات أقل من الطوب ، 4 مرات أقل من الخشب. لا يستهلك المنزل البيئي الموفر للطاقة أكثر من 40 كيلوواط من الطاقة لكل متر مربع. في العام. بشكل عام ، تكون تكاليف الصيانة أقل من 3 إلى 5 مرات من تكاليف المنزل التقليدي.

• تقليل وقت البناء.

يمكن بناء منزل صديق للبيئة مع عزل كتلة القش في فترة تتراوح من عدة أسابيع إلى عدة أشهر. لا حاجة للوقت لتركيب الجدران وتثبيت الأساس.

• امكانية بناء المنزل على مراحل.

أضف وحدات حسب الحاجة.

• متانة.

عمر الخدمة الأساسي للاقتصاد من 100 عام. لا تتكاثر الحشرات والكائنات الدقيقة في القش الجاف المعزول. يتم معالجة الطبقة السفلية بشكل خاص ضد القوارض والتسوس.

• حماية.

تؤكد الاختبارات الرسمية: الجدران المكسوة بالقش وكتل القش مقاومة حتى للتعرض المطول للنيران المفتوحة.

• مناخ موات.

يعتبر المنزل البيئي مثاليًا لنسيان الحساسية والربو وفرط الحساسية للتلوث البيئي. مادة "قابلة للتنفس" تخلق بيئة معيشية صحية. لديها عزل صوت جيد.

• احترام الطبيعة

بناء القش هو تقنية "خضراء" مثالية لا تزيد من كمية نفايات البناء السامة ولا تستهلك موارد ومعادن قابلة للنفاذ. منازل القش هي مصدر قلق واع للأجيال القادمة ، مثال على التفكير العقلاني لشخص من الألفية الثالثة.

ما هي الهندسة البيئية؟

• مزود الطاقة

البيت "الحي" - البيت الخفيف. مبنى سكني ذكي للغاية ، وهو "المنزل الذكي والمعيشي" من "Living House" ، يتم تشغيله بواسطة طاقة الشمس خلال ساعات النهار وأثناء الظلام - بواسطة طاقة الرياح والبطاريات التي تعمل بواسطة الشمس.

• إمدادات المياه

منزل "حي" - ماء "حي". إن جهاز الإمداد بالمياه المستقلة لمنزل فردي يشبه البحث عن "الماء الحي" من قبل أبطال الحكايات الخيالية. لكن العثور على مصدر لا يكفي لأصحاب المنازل الحديثة ؛ فمن الضروري جعل المياه نقية للغاية.

• تدفئة

تمامًا مثل أي كائن حي ، أينما كان - في الهواء والماء وأمعاء الأرض ، يستخدم الحرارة الطبيعية ، كذلك فإن المنزل "الحي" يأخذ الحرارة من حيثما كان ذلك ممكنًا.

• الصرف الصحي

الشرط الضروري لبقاء الإنسان هو الحفاظ على البيئة الطبيعية التي يزعجها الإنسان واستعادتها ، بما في ذلك تحسين صحة الإنسان كجزء من هذه البيئة. من أجل تقليل العبء على البيئة الطبيعية بشكل كبير ، يجب أن يصبح الإسكان تدريجياً مساكن صديقة للبيئة.

لترجمة تعريف المنزل البيئي إلى ممارسة ، يجب استيفاء المتطلبات التالية:

أولاً. يجب تزويد المنزل البيئي بالحرارة والماء الساخن والكهرباء فقط من مصادر طاقة بديلة (متجددة) لا تضر بالبيئة الطبيعية.

ثانية. لبناء منزل بيئي ، يجب استخدام مواد البناء المحلية ، والتي تكون منخفضة التكلفة من حيث طريقة الاستخراج والمعالجة والنقل ، والسماح باستخدام تقنيات بناء المنزل بدون معدات ثقيلة. بعد انتهاء دورة تشغيل المنزل الصديق للبيئة ، يتم التخلص من المواد بشكل طبيعي في الموقع. إن استخدام مثل هذه المواد يجعل المنزل البيئي في متناول الشرائح ذات الدخل المنخفض من السكان.

ثالث. عند تشغيل منزل بيئي ، من الضروري تطبيق تقنيات بيولوجية طبيعية لمعالجة النفايات العضوية (الصلبة والسائلة) والتخلص منها ولتحسين خصوبة التربة وزراعة المنتجات الزراعية. يمكن ضمان ذلك من خلال إجراء الزراعة العضوية وزراعة محاصيل السماد لتخصيب الحديقة دون جلب الأسمدة من الخارج. يجب أن يضمن المنزل البيئي تراكم الموارد البيئية للموقع الذي تم بناؤه عليه.

الموجودات

إن البناء الجماعي للمنازل البيئية ، وإنشاء المستوطنات البيئية هي إحدى الطرق الواعدة لتنمية مستقبل البشرية ، وهي وسيلة فعالة لحل العديد من المشاكل البيئية التي نواجهها. عند تشغيل المنزل ، يجب أن يساهم الشخص الذي لديه نشاط حياته في استعادة البيئة ومواءمة مساحة المعيشة المحيطة به.

إذا أحببت هذه المادة ، فنحن نقدم لك مجموعة مختارة من أفضل المواد على موقعنا وفقًا لقرائنا. يمكنك العثور على مجموعة مختارة - TOP حول المستوطنات البيئية الحالية ، والمساكن العائلية ، وتاريخ إنشائها وكل شيء عن البيوت البيئية حيث تكون أكثر ملاءمة لك