4.2. Дом для умеренного климата
За исключением морских побережий (где температура более или менее ровная), зоны умеренного климата характеризуются наличием широкого диапазона температур — высоких летом и низких зимой. Поэтому при планировке дома нужно учитывать два фактора.
Зимой, когда снаружи холодно, в доме должно быть тепло. А летом совсем не нужно, чтобы в доме было тепло, напротив, он должен быть открыт для прохладных вечерних ветров. В обоих случаях результат достигается благодаря тщательному дизайну.
Ниже приводятся основные принципы энергетически-эффективного строительства для умеренного климата.
Пропорции дома и размещение окон
Глубина дома должна составлять не более двух комнат (10 м), ось с запада на восток должна быть в полтора раза длиннее, чем та, которая проходит с севера на юг.
Таким образом, своей длинной стороной дом должен быть обращён к солнцу (на север в южном полушарии и на юг в северном.
Расположение комнат должно быть таким, чтобы спальни и другие мало используемые помещения были размещены в теневой части дома, а часто используемые — на солнечной, в большей степени прогреваемой зимой (рис. 4.5).
Карнизы дома (свесы крыши), а также высота и глубина оконных проёмов проектируются таким образом, чтобы зимой как можно больше солнечного света проникало в дом через окна и попадало на пол, стены, сделанные из теплоёмкого материала.
И наоборот, конструкция должна быть продумана с тем учётом, чтобы в летнее время солнечные лучи не проникали через оконные проемы вообще (рис. 4.6).
На восточной стороне должны быть предусмотрены небольшие окна, через которые будут проникать лучи утреннего солнца. На западной стороне окон практически не имеется — в летнее время она нагревается больше других, а в зимнее остается самой холодной.
Окна должны быть снабжены тяжёлыми, теплоизолирующими занавесками от пола до потолка, которыми они закрываются на ночь зимой. Летом окна открываются на всю ночь, для того чтобы дом мог охладиться, и закрываются утром.
Свёртывающиеся бамбуковые жалюзи, расположенные снаружи восточных и западных окон, препятствуют проникновению в дом солнечных лучей в особенно жаркие летние дни.
На теневой стороне (южная в южном полушарии и северная в северном) расположена затенённая пристройка, связанная с домом теплоизолированными оконными проёмами, через которые летом в основное помещение поступает поток прохладного воздуха.
Теплоизоляция
Дом должен быть соответствующим образом теплоизолирован (пол, потолок и фундамент на глубину по крайней мере
Рисунок 4. 6 Окна и карнизы располагаются таким образом, чтобы зимой солнце проникало в дом, а летом нет. Пол цементный, земля под ним теплоизолирована со стороны фундамента, а окна на теневой стороне двойные.
Надворные постройки, прилегающие к дому с теневой и ветреной стороны, защищают дом от холодных зимних ветров.
Естественные теплоизоляционные материалы
Существует множество превосходных естественных изоляторов, которые можно использовать при охладительных процессах, строительстве, шумоподавлении. Некоторые из них являются легковоспламеняющимися, хотя, благодаря обработке хлористым кальцием, можно добиться того, что они будут тлеть, а не гореть.
Многие из этих естественных теплоизоляторов устойчивы к поражению вредителями (таким материалом являются, в частности, древесные опилки), а если и имеется такая проблема — их всегда можно обработать естественными средствами для борьбы с вредителями (кедровое масло или порошок из его хвои и т. д.).
К списку потенциальных натуральных изоляторов относятся:
Древесные опилки. Широко применялись в старых холодильных камерах и ледниках; при использовании необходима влагоизоляция — для этого нужно поместить опилки в полиэтиленовые мешки.
Шерсть. Прекрасный противопожарный материал, если используется в виде войлока.
Перья и пух. На протяжении столетий использовались для набивки постельных принадлежностей. Эффективно применяются для теплоизоляции стен и потолка. Необходимо помещать в сетчатые мешки для предохранения от ветра.
Растительный пух. Основное применение — постельные принадлежности, но может использоваться и для теплоизоляции стен и потолка.
Морские водоросли (Zostera, Posidonia, Ruppia). Обычно подвергаются сушке и прессовке, после чего их можно применять для теплоизоляции стен и крыши. Риск возгорания — минимальный.
Солома. Хороший теплоизолятор, хотя и склонна к возгоранию; в последнее время выпускается в виде прессованных плит для потолка.
Пробковое дерево. Плиты, гранулы, черепица, прессованные блоки и т. д.
Волокносодержащие материалы. Отходы, образующиеся при обработке солодкового корня и скорлупы кокосового ореха, могут служить в качестве материала для теплоизолирующих матов. Кокосовая скорлупа устойчива к поражению вредителями.
Бумага. Измельчённые отходы, вымоченные в 10-процентном водном растворе буры, являются хорошим изолятором.
Бальза. Как сама древесина, так и ткань, изготавливаемая из стручков, традиционно использовались в качестве изоляторов. Во влажных тропиках имеет смысл засаживать участок бальзой, что позволит в короткий срок произвести большое количество дорогостоящего теплоизолирующего материала.
В зонах с умеренным и холодным климатом, использование теплоизоляции при строительстве является обязательным условием. Конечно, наряду с этим необходимо позаботиться
1м). Для теплоизоляции фундамента используется жесткий пенопласт толщиной 4-5 см.
Обычно более тяжёлый или толстый слой используется при теплоизоляции потолка для сохранения зимой в помещении тёплого воздуха.
На чердаке располагаются вентиляционные отверстия, которые позволяют сводить к минимуму ущерб, наносимый конденсацией влаги, а летом через них осуществляется высвобождение излишков тепла. От сквозняков можно избавиться, если тщательно заклеить оконные и дверные проёмы бумагой (или заложить поролоном).
Рисунок 4. 7 Вьющиеся растения на шпалерах обеспечивают тень летом. Зимой, когда листья опадают, солнце проникает в дом. Плющ на стенах смягчает сезонные перепады температур.
Солнце, проникающее в дом зимой, попадает на теплоёмкий материал — пол, каменную или кирпичную стену. Они являются накопителями тепла и отдают это тепло ночью. Летом эти элементы поддерживают прохладу в доме на протяжении дня (при условии, что окна были оставлены открытыми на ночь).
и о соответствующей вентиляции строения, особенно в случае, если дом находится в непосредственной близости от источников излучения радона (газа, который выделяют гранит, долерит и другие горные породы).
Растительность вокруг дома
Листопадные* деревья, высаженные на южной и восточной стороне дома, позволят солнечным лучам проникать в окна осенью и зимой (время сбрасывания листвы). Наоборот, летом они своей листвой будут закрывать дом (в особенности крышу) от попадания солнечных лучей.
А пока деревья подрастут, тень могут обеспечить размещённые в соответствующих местах шпалеры*с вьющимися листопадными видами (виноград, глициния) (рис. 4. 7).
С теневой стороны размещаются вечнозелёные растения-кустарники и вьющиеся по стенам шпалерные виды (плющ).
Одна из основных задач, стоящих при проектировании дома — уменьшить, а по возможности, и вовсе исключить потребность в электричестве и газе для обогрева и охлаждения дома.
Это становится возможным благодаря регулировке количества солнечной энергии, проникающей в дом, благодаря большой термической массе, накапливающей эту энергию (теплоёмкие пол и стены, резервуары с водой), благодаря устранению сквозняков.
В результате для обогрева жилища будет вполне хватать того тепла, которое излучается небольшой дровяной печью во время приготовления пищи и теми, кто населяет дом (их телами). Характерные проблемы жилищных построек в холодном климате — это большие затраты на отопление, высокие снеговые нагрузки, конденсация влаги, холодные ветры, высокая влажность.
Дома в таких зонах, как правило, соединены с другими постройками, в них имеется несколько этажей, они имеют крутую крышу и хорошо теплоизолированы. В сельской местности амбары пристраиваются непосредственно к дому, и к стенам по возможности подгребается земля, чтобы образовалась насыпь высотой до 1, 2 м.
Подвальные помещения и погреба часто используются для хранения угля, дров и корнеплодов, а также размещения емкостей для разведения земляных червей. Под помещением для животных можно сделать большую яму для сбора навоза.
Теплица и затененная пристройка
Для того чтобы пристроенная теплица обеспечивала дом теплом, она не должна быть очень большой (рис. 4. 8). При сооружении теплицы самое главное — это обеспечить надежную теплоизоляцию основания (особенно вокруг фундамента) и всех открытых стен.
Помимо этого в стене, соединяющей теплицу и дом, должны быть устроены верхние и нижние вентиляционные люки, отвечающие за циркуляцию воздуха через жилое помещение.
В качестве теплоёмких элементов наиболее эффективно использовать контейнеры с водой объёмом 45-180 л. Их можно расположить либо под стеллажами с растениями, либо над ними — у задней стены теплицы. Бочки, окрашенные в чёрный цвет, будут быстро поглощать солнечное тепло, а окрашенные в белый цвет - будут отражать.
Рисунок 4.8. В условиях холодного климата теплица, расположенная на солнечной стороне дома, может быть частью отопительной системы. Вентиляционные люки обеспечивают циркуляцию тёплого воздуха зимой и прохладного летом.
Рисунок 4.9. В результате температурной разницы между теплицей и затенённой пристройкой через дом проходит поток прохладного воздуха. Листопадные лозные культуры (виноград), располагаются с солнечной стороны, а вечнозелёные с теневой стороны.
Двойные стёкла долговечнее и гораздо более эффективны по своим теплоизолирующим свойствам, чем одинарные. В качестве каркаса для теплицы лучше использовать деревянные конструкции — железо теряет тепло намного быстрее.
Неотъемлемой частью системы является затенённая пристройка, размещённая с теневой стороны, благодаря которой обеспечивается циркуляция прохладного воздуха через помещение. На рис. 4.9. показана функциональная схема.
Летом, когда в доме слишком жарко, необходимо открыть вентиляционный люк 1 на крыше теплицы. Это позволит тёплому воздуху выйти наружу, а холодному проникнуть вовнутрь через люк 4, размещённый со стороны затенённой пристройки, где температура всегда ниже, благодаря шпалерам с вьющимися видами и папоротникообразным растениям, растущим в постоянно увлажняющейся разбрызгивателями мульче.
Зимой нужно закрыть люки 1 и 4 и открыть люки 2 и 3, чтобы нагревающийся в дневное время воздух мог циркулировать через теплоизолированное жилое помещение. На ночь люки закрываются, и тёплый воздух остаётся в доме.
В затенённой пристройке можно установить ёмкости с водой, закрытые сверху вьющимися видами, что будет служить дополнительным источником прохлады. В теплице и затенённой пристройке выращивается съедобная продукция для семьи. Одновременно эти два сооружения позволяют значительно снизить расходы на отопление.
Переделка дома
Многие уже построенные дома могут и должны быть переделаны в соответствии с требованиями энергетической эффективности. Основная проблема домов старого типа заключается в том, что они часто неправильно ориентированы и обращены не к солнцу, а, например, к дороге.
Налицо также маниакальная тенденция вставлять застеклённые окна по всему периметру стен. Ниже приводятся основные способы того, как сделать ваш дом более эффективным в плане сохранения энергии (порядок дается по степени важности):
Тщательная заделка оконных и дверных щелей для предотвращения сквозняков; необходимо замазать также все трещины в стеклах, через которые уходит тёплый воздух, а холодный воздух поступает в дом.
Теплоизоляция стен и потолка: только это уменьшит затраты на отопление и охлаждение на 50 %.
Если есть возможность, разместите с солнечной стороны пристроенную теплицу; даже мини-теплица в оконном проёме и застеклённые люки в крыше могут быть полезны, поскольку через них будет проникать солнечный свет.
В районах с умеренным климатом между теплицей и домом должны быть вставлены двойные стекла, в регионах с холодным климатом разделительная стенка должна быть изготовлена из теплоизолирующего материала.
Использование цементного пола, резервуаров с водой, кирпича или камня в качестве накопителей тепла внутри теплицы или в изолированных помещениях.
Размещение затенённой пристройки позади дома позволит холодному воздуху проникать в помещение в жаркие летние дни, и вам не придется тратить деньги на покупку кондиционера.
Размещение солнечных нагревателей, свет, что делает развитие растений более равномерным. Лучше всего использовать для воды на крыше даст возможность в меньшей степени зависеть (а может быть, и перестать зависеть вообще) от водонагревателей, функционирующих за счёт сжигания топлива.
Использование растений для создания специального микроклимата, в том числе посадка деревьев в форме дуги (солнечная ловушка); размещение вечнозелёных шпалер и кустарников с теневой стороны; посадка листопадных деревьев с солнечной стороны; посадка древесных ветроломов для защиты построек от холодного ветра.
Рисунок 4.10. Теплица, встроенная в оконый проём, и осветительный люк в крыше. Обратите внимание на систему изоляции, служащей для задерживания тепла и для того, чтобы не пропустить холодный воздух.
Гораздо дешевле содержать хорошо спроектированные дома, чем дома с дорогостоящими обогревателями и кондиционерами, — жилища такого типа дают людям возможность жить в тепле и комфорте и не зависеть от нефтяного топлива.
Строить в наше время дом, который не отвечает принципам энергоэффективности, по крайней мере, неразумно.
Идеальный тип дома для субтропических регионов и холодных пустынь практически во всём сходен с вышеописанными принципами проектирования домов в умеренном климате. Температура воздуха в этих районах часто падает ниже нулевой отметки, за исключением тех мест, которые расположены посередине обращенного к солнцу склона и выше.
Тем не менее, иногда проект, разработанный для субтропиков, может включать характерные элементы тропического дома.
4.3. Дом для тропического климата
Влажные тропики обычно в большей степени подвержены различным стихийным бедствиям (за исключением разве что пожаров), чем регионы с умеренным климатом;поэтому место, где будет располагаться рассчитанный на долговременную эксплуатацию дом, должно соответствовать таким условиям:
Находиться вне досягаемости цунами (волн прилива и отлива).
Место должно быть защищённым от циклонов и тропических ураганов.
Вне лощин, по которым могут проходить селевые потоки и потоки вулканического пепла.
На хребтах или плато, вдали от тех мест, где возможны камнепады или оползни, вызванные проливными дождями и землетрясениями.
В стороне от прибрежных песков, подверженных сильной эрозии.
В местах с жарким и влажным климатом основная задача — это избежать попадания прямых солнечных лучей на дом и рассеять образующийся в доме горячий воздух (результат жизнедеятельности человеческих организмов, приготовления пищи, работы бытовой техники).
Таким образом, в первую очередь необходимо обеспечить затенение и такую ориентацию дома, чтобы имелся доступ для прохладного ветра (рис. 4.11).
Определите место, где дует предпочтительно прохладный ветер, где лес или глубокая лощина помогают затенить дом и дают ему прохладу. В регионах с сильными ветрами необходимо найти место, где строения будут защищены от них лесами, земляными валами или будут укрыты в узких естественных лощинах, недоступных для ветра.
Рисунок 4.11. Размещение дома: А — в субтропиках (холодные зимы), с ориентацией на солнечную строну, B — в тропиках, где ориентация должна обеспечивать доступ прохладному ветру, и дом затеняется со всех сторон.
Форма дома должна быть вытянутой или неправильной, с тем чтобы увеличить площадь поверхности. В доме не должно быть сплошных изолированных стен, которые бы накапливали тепло, и планировка дома должна быть максимально открытого типа, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха.
Если ваш проект предусматривает внутренние стены, они должны быть выполнены из максимально лёгкого материала (рогожа, жалюзи, сеть) и заканчиваться, не достигая потолка, чтобы не препятствовать свободной циркуляции воздуха.
Рисунок 4.12. Отверстия, сделанные в крыше, позволяют горячему воздуху, накопившемуся в
Рисунок 4.13. Дом, выстроеный на основе японской модели берегового домика, защищённого от тайфунов. Посадки бамбука обеспечивают достаточный барьер против ветра. Такие дома должны очень прочно крепиться к грунту. . 119
Хорошая вентиляция такого дома чрезвычайно важна, и в огромной степени она зависит от правильно расположенных окон (с вертикальными жалюзи, действующими в качестве улавливателей свежего воздуха) и вентиляционных отверстий крыши.
Помимо этого, с теневой стороны может быть размещена затенённая пристройка, в результате чего создается поток прохладного воздуха, движущийся через дом (рис. 4.12) и выходящий наружу сквозь вентиляционные отверстия чердака или специальную трубу на крыше (труба нагревается солнцем, и в результате разницы температур возникает тяга).
Со всех сторон дом окружается широкими верандами, часто обвитыми лозными культурами. В субтропиках веранду с солнечной стороны обычно не строят, чтобы не препятствовать зимнему солнцу проникать в дом и обогревать его.
Затенение дома обеспечивается за счёт растительности. Для таких целей можно с успехом использовать высокие деревья с гладким стволом (с расположенными редко ветвями), такие, как пальмы, которые растут рядом с верандой и закрывают крышу от солнца.
Однако нужно не упустить из виду тот факт, что нельзя полностью окружать дом растениями, так как плотная растительность блокирует прохладный ветер и повышает уровень влажности вокруг дома. Трава даёт не такое сильное отражение тепла на стены и карнизы, как вымощенные камнем или заасфальтированные поверхности.
Такие источники тепла, как печь или система обогрева воды, должны быть отделены от основной конструкции; большинство традиционных домов в тропиках имеют летнюю кухню, которая используется в жаркое время.
Рисунок 4.14. Дом в засушливом климате с толстыми стенами и внутренним двориком, перекрытым сверху шпалерами.
В местах с высокой концентрацией москитов и других вредных насекомых на всех окнах и дверях должна быть предусмотрена противомоскитная сетка.
Крыша должна быть выкрашена в белый цвет или должна обладать отражающей способностью, чтобы отдавать тепло обратно в атмосферу. Угол её должен быть достаточно крутым, чтобы защищать дом от тропических ливней и чтобы противостоять сильным ветрам.
В регионах, подверженных тропическим ураганам, необходимо, чтобы все соединения были очень прочными. Часто всю конструкцию якорят к земле и связывают балки и бревна ремнями. Большая посадка бамбука с наветренной стороны будет защищать дом от порывов ветра, которые не причинят ей самой особого вреда (рис. 4.13).
На случай катаклизмов, вроде урагана, необходимо предусмотреть подвальное убежище или выстроить часть дома (например, ванную комнату) из камня или бетона. Такое помещение (обязательно с бетонной крышей) может быть размещено и вне основной постройки.
Другим вариантом убежища может служить землянка, выкопанная во дворе, предпочтительно с крышей из прочного и твердого материала. Все окна и двери в доме следует снабдить ставнями и прочными деревянными задвижками из брусьев.
4.4. Дом для сухого климата
Существует несколько вариантов постройки дома для условий засушливого климата. Выбор соответствующего типа зависит от сезонных температурных вариаций в конкретной местности. В некоторых засушливых зонах зимой холодно, а летом жарко, тогда как в других регионах (находящихся ближе к экватору) зимы достаточно мягкие.
Для жарких, засушливых районов с холодными зимами применим тип дома (форма и ориентация), характерный для умеренного климата. При этом должен быть сделан особый акцент на обеспечении дома прохладным воздухом:
Рисунок 4. 15 Подземный тоннель позволяет прохладному воздуху проникать в дом. Тоннель расположен под наклоном к дому, имеет затенённое входное отверстие, стены покрываются влажным углём. Возле выхода тоннеля в жилище ставится неглазированный кувшин с водой.
Внутренние дворы. Желательно затенить их сверху решётками с вьющимися растениями или деревьями (рис. 4. 14). Если высота двора равна двум этажам и больше и естественную тень создает само здание — прохлады будет намного больше, хотя даже небольшой одноэтажный дом может быть дополнен небольшим двориком, затенённым с помощью полотняного навеса.
Затенённая закрытая пристройка с вьющимися растениями. Пол покрывается мульчей, которая постоянно поддерживается во влажном состоянии с помощью опрыскивателей.
Рисунок 4.16. «Меблировка» крыши в засушливом климате, где дома часто примыкают друг к другу, а двор либо слишком мал, чтобы вместить в себя всё необходимое, либо вообще отсутствует. Крыша берёт на себя многие дворовые функции.
Такая система подходит для одноэтажных зданий. Для полноценного снабжения дома прохладным воздухом площадь пола пристройки должна составлять 30%от общей площади пола в здании. Вьющиеся настенные растения и резервуары с водой также способствуют созданию прохлады.
Земляной тоннель. Расположен под наклоном к дому на глубине 1 метра, длина с помощью опрыскивателей. — 20 метров.
В тоннеле размещаются необожжённые глиняные горшки с водой, лотки с сырым коксом (углём), кулисы из грубого стекловолокна, которые постоянно поддерживаются во влажном состоянии (что может обеспечиваться с помощью системы опрыскивателей).
В результате создаётся поток прохладного влажного воздуха, поступающий в дом (рис. 4.15).
Система принудительной вентиляции. Наиболее простой способ осуществления такой вентиляции — это размесить на крыше трубу из листового металла, выкрашенную в чёрный цвет, которая соединена с жилыми помещениями с помощью вентиляционных каналов, идущих через чердак.
Труба, нагреваясь солнцем, создает тягу и заставляет перемещаться через помещение поток воздуха, охлажденного предварительно с помощью одной из описанных выше систем (рис. 4.12).
Средства для контроля тепла и холода:
толстые стены, теплоизолированные пол и потолок, защищённые от сквозняков окна и двери, эффективная система вентиляции.
Все эти меры смягчают дневные и сезонные перепады температур, столь характерные для многих засушливых зон.
Наружные стены, окрашенные в белый цвет, отражают чрезмерное количество тепла, а создающие тень деревья, пальмы, шпалеры с вьющимися растениями, искусственные водоёмы и фонтаны во дворе помогут смягчить температурные перепады.
Точно так же, как и в тропическом климате, дизайн энергоэффективного дома в засушливом регионе должен включать размещённую вне основного помещения летнюю кухню, густо затенённую шпалерами и частично покрытую крышей.
В горячие летние дни обитатели могут проводить там большую часть своего времени и не страдать от жары.
В засушливых регионах крыши домов часто плоские, и на них размещаются многие из тех элементов, которые в условиях тропического или умеренного климата обычно можно видеть вокруг дома, например резервуар с запасами воды на 1-2 недели, место для стирки и верёвки для сушки белья, голубятня, площадки для сушки зерна и овощей, растения в горшках и просто уютные уголки, где можно посидеть вечером (рис. 4.16.).
Для зон засушливого климата крайне необходимо экономить воду, используемую в бытовых целях. Сократить потребление воды достаточно просто. Необходимо снабдить душ специальной усовершенствованной насадкой, существенным образом экономящей воду.
Воду после душа, умывальника, кухни и стирки можно использовать для смывного бачка туалета, а лучшее применение она найдёт на огороде.
Чтобы воду после мытья рук можно было использовать в туалете, раковину необходимо разместить выше относительно бачка, как показано на рис. 4.17.
Дождевая вода, собранная на крыше, должна попадать в специальные резервуары, расположенные с теневой стороны дома и дополнительно закрытые шпалерами с вьющимися растениями. Как правило, эта прохладная вода используется для питья.
Подземное строительство
Как в древности, так и в наше время пещеры и подземные дома предпочитаются всем остальным видам жилищ в пустынях (особенно в тех пустынях, где зимы мягкие). Целесообразность их сооружения зависит от присутствия более мягких горных пород и слоев под верхними твёрдыми грунтами.
Дом-пещера может полностью находиться под землёй и иметь верхние окна для проникновения солнечного света, но чаще всего в строениях такого типа одна стена приходится на открытую (солнечную) сторону склона.
При этом подземные комнаты находятся позади помещений, освещаемых солнцем. Наружная открытая стена может играть роль фасада с главным входом и затеняться шпалерами с виноградом. Поверхность той части склона, которая расположена над подземным домом, лучше покрыть водонепроницаемым материалом вроде цемента, что будет служить своеобразной крышей всего строения.
Это даст два преимущества. Во-первых, станет возможным собирать стекающую по «крыше» дождевую воду и запасать её в резервуарах, а во-вторых, это позволит укрепить верхний слой грунта и предотвратить просачивание воды внутрь помещения.
Комфортабельным жилищем для пустыни, напоминающим только что описанный подземный дом-пещеру, может служить сооружение, к которому с нескольких сторон вплотную примыкают земляные насыпи, доходящие до карнизов (а если необходимо, то и полностью покрывающие крышу).
Такой дом показан на рис. 4.18.
Прохладные условия внутри подземных сооружений позволяют эффективно использовать их для хранения и консервации различных видов продукции, в том числе урожая цитрусовых, корнеплодов или листовых культур. Помимо этого, такие помещения служат источником охлаждённого воздуха.
Пещера возле дома может быть использована как убежище для семьи во время различных стихийных бедствий и войн. При необходимости она выкапывается в земляной насыпи.
Для этих же целей могут служить подвальные помещения со входом как изнутри дома, так и снаружи, а также различные сооружения из ребристого металла или труб, для защиты засыпанные сверху землёй.
В последнем случае блокирование теплового излучения, исходящего из зоны горения, осуществляется за счёт Т-образной формы укрытия.
Рисунок 4.18. Дом с земляной насыпью для районов с сухим климатом хорошо защищён и поддерживает прохладу. Виноград может затенять внешнюю стену.
4.5. Зелёные дома
Степень объединения дома с растениями может варьироваться в довольно широких пределах. Жилище может быть почти полностью образовано растительностью, или же его дизайн может включать в себя некоторые зелёные элементы, вроде шпалер с вьющимися видами или покрытых живым дёрном крыш.
Рудольф Доернах из Германии спроектировал дом, основу которого составляет рама из лёгкой стали и дерева. Раму покрывают вечнозелёные вьющиеся растения (разновидности плюща, герани и др.).
Открытыми остаются только окна и двери, на остальных частях обрезка и вовсе не нужна — весь дизайн дома рассчитан на то, чтобы по его внешним поверхностям распространялись цепляющиеся и
обвивающие стебли.
Сооружение имеет форму индейского вигвама — особенность, продиктованная тем, что дом будет эксплуатироваться в условиях холодных зим.
В начале столетия первопоселенцы в засушливых районах Западной Австралии сооружали над своими нехитрыми домами из листового железа дополнительные внешние каркасы, игравшие роль шпалер, по которым росли вьющиеся виды.
Растения создавали своеобразную оболочку вокруг всего здания, которая смягчала перепады температур (рис. 4.19).
Эти техники могут быть использованы
выдерживает небольшие морозы), виноград.
Растения, самостоятельно удерживающиеся на камне и кирпиче: бигнония усиковая, дексанта кошачьи лапки, фикус карликовый, плющ обыкновенный и разновидности, федрантус, виноград кошачий коготь.
Крыша из дёрна
Дерновое покрытие крыши является ещё одним элементом, характерным для зелёных домов. Крыша подобного рода может быть сделана как с самого начала, так и путём переделки уже существующего сооружения (при условии достаточно прочных несущих конструкций).
При этом должен обязательно присутствовать водонепроницаемый слой (полиэтилен, рубероид и др.). По загнутому (как показано на рис. 4.21) металлическому выступу вода стекает в водосточную трубу, а листья падают вниз на землю.
Чтобы предупредить сползание дернового покрытия вниз, по краю крыши выкладываются брёвна или другие препятствия. Для крутых крыш это условие является обязательным.
Чтобы овладеть этой техникой в достаточной мере и подобрать верные растительные виды, из которых будет состоять покрытие, желательно вначале сделать несколько пробных попыток. Для этого вполне подходят небольшие по площади поверхности крыш хозяйственных построек и помещений для животных.
Необходимо иметь в виду, что в зимнее время вес крыши с дерновым покрытием существенным образом увеличивается, поэтому вероятная нагрузка на несущие конструкции должна быть тщательно
Рисунок 4.21. Крыша, покрытая дёрном или торфом в любой климатической зоне при условии использования соответствующих видов.
Ниже перечислены растения подобного рода (в основном произрастающие в зонах с не очень холодным климатом).
Быстрорастущие листопадные вьющиеся виды: киви, кампсис крупноцветковый, жимолость душистая, мандевилла, виноград, глициния.
Съедобные лазающие виды:киви, страстоцвет (страстоцвет нежнейший)
подсчитана предварительно.
Когда на своих лекциях я предлагаю слушателям перенести свои газоны на крыши, по аудитории обычно пробегает нервный смешок. Но я отнюдь не шучу — дерновое покрытие является прекрасным активным теплоизолятором и его можно разместить практически на любой прочной крыше.
В условиях влажного климата это покрытие может состоять из обыкновенных газонных трав, в засушливых регионах применяются суккулентные виды (мезембрианптемум), в других местах там могут расти луковичные, маргаритки и лекарственные травы.
Испарение воды растениями и разумный искусственный полив не дают летнему теплу проникать в дом. Зимой растительный покров создает теплоизолирующий эффект. Травяное покрытие крыши действует, как плющ на стенах.
Преимуществом такой крыши является то, что существенно снижается риск возникновения пожара. Для слабых крыш, в особенности тех, которые крыты алюминиевыми или оцинкованными листами, лучше использовать плющ либо другие вьющиеся или лазающие виды, которые просто обвивают крышу сверху и не создают существенной нагрузки.
Дополнительная теплоизоляция, тем не менее, обеспечивается и в этом случае. Так же как при устройстве дернового покрытия, для такой крыши необходимо переделать систему водостока (см. выше).
4.6. Бытовые отходы
Как правило, «отходы» означают лишь только дополнительные проблемы, связанные с избавлением от них. Очень мало людей видят в отходах дополнительные ресурсы, из которых можно извлечь большие выгоды.
Такими отходами являются вода, использованная для мытья или стирки, канализационные воды, пищевые очистки, бумажный, металлический, стеклянный или пластмассовый мусор. Стекло и металл можно переработать, а использование пластика свести до минимума, если отправляться за покупками с собственными сумками.
Газеты и старые бумаги могут найти применение на огороде в качестве мульчи (для сдерживания роста сорняков), или же их вымачивают и измельчают, а затем используют в качестве корма при разведении земляных червей (в ограниченных количествах).
Наибольший потенциал таится в таких прозаических отходах, как однократно использованная в различных бытовых целях вода и канализационные воды из туалета. Способы их вторичного использования зависят от местных климатических условий и предпочтений хозяев.
В засушливых регионах или же во время засушливых периодов вода из душевой или кухни пропускается через примитивный фильтр, очищающий её от жира, а затем пускается на оросительные нужды для огорода. Эта же вода может найти применение для того, чтобы заполнить сливные бачки туалетов.
При этом активно собирается дождевая вода с крыш, которую затем хранят в специальных резервуарах. В тропиках, где часто случаются проливные дожди и дождевые резервуары при этом переполняются, необходимо продумать систему отвода воды в сторону от дома и огорода, для предотвращения эрозии почвы на прилегающей территории.
Целесообразно отведение этой воды в специальные заполненные гравием канавы или валоканавы*, возле которых размещены влаголюбивые посадки. Во время сухих сезонов дождевая вода полностью используется для заполнения резервуаров в доме и, как правило, является наиболее пригодной для питья.
Сточные воды из туалета пропускаются вначале через септический резервуар (рис. 4.22) или установку для выработки метана, а затем используются для орошения посадок на огороде или в саду. Компост из сухих уборных закапывается под деревьями, или же можно использовать переносные туалеты — в этом случае после заполнения очередной ямы над ней высаживается дерево.
Пищевые очистки и отходы можно скармливать животным (и земляным червям) и затем использовать их испражнения в качестве удобрения для огорода. Альтернативой этому служит компостирование отходов или даже прямое удобрение ими почвы (без предварительного компостирования).
В последнем случае нужно соблюдать некоторую осторожность и не размещать посадки сразу же после того, как в этом месте в почву были внесены свежие отходы, потому что при разложении органического материала выделяется большое количество тепла, которое может повредить растениям.
Таким образом организуется замкнутый биологический цикл, в котором отходы используются системой для производства питательных веществ для её же компонентов — растений и животных.
4.7. Технологическая стратегия
Рисунок 4.22. Септический резервуар, через который вода попадает на грядки.
Рисунок 4.23. Теплоизолированный довариватель (для зерновых и бобовых).
Современные западные дома потребляют огромное количество энергии. Тем не менее, это количество может быть сокращено до минимума при условии, что дизайн жилища хорошо продуман, осуществлены меры для соответствующей теплоизоляции и в систему включены такие элементы, как солнечные нагреватели для воды и т. д.
Кроме того, важно, чтобы стиль жизни обитателей дома определялся разумной необходимостью и персональной ответственностью. В результате для энергоснабжения дома будет достаточно небольших и маломощных источников энергии.
Ниже перечислены основные способы сохранения энергии в бытовых условиях, разбитые по соответствующим категориям.
Создание микроклимата: обогрев и охлаждение
Дровяные печи: массивные печи быстрого горения, печи медленного горения из чугуна, традиционные печи из камня, кирпича, глины.
Пристройка теплицы к дому для обогрева в зимнее время.
Размещение затенённой пристройки для охлаждения в летнее время.
Шпалеры для защиты от солнца; охлаждение.
Кондуктивный обогрев: обычно система водяных труб или электрических проводов под полом, которая обеспечивает передачу тепла от его источников.
Приготовление пищи
Дровяные печи обеспечивают обогрев дома во время использования их для приготовления пищи (наиболее целесообразно в условиях холодного климата).
В условиях влажного и влажного жаркого климата целесообразно использование газовых плит. Для производства газа возможно использование биогазовых установок, перерабатывающих канализационные и другие отходы.
Использование солнечной энергии.
Существует два типа приспособлений для приготовления пищи с помощью солнца: параболические отражающие чаши, концентрирующие тепло в одной точке, и солнечные печи, представляющие собой теплоизолированные покрытые фольгой изнутри, контейнеры, верхняя часть которых сделана из стекла.
Оба типа должны вручную ориентироваться по отношению к солнцу, если, конечно, не снабжены автоматической системой слежения.
Эффективными приспособлениями для готовки продуктов, нуждающихся в длительной тепловой обработке, являются довариватели, представляющие из себя теплоизолированный контейнер (рис. 4.23). Изолирующими материалами могут служить пенопласт, измельчённая бумага, сено и т. д.
Процесс эксплуатации этого приспособления достаточно прост — кастрюля с ингредиентами (обычно бобовые или зерновые продукты) доводится до кипения на обычной плите, выдерживается в таком состоянии 1-3 минуты, а затем помещается в довариватель и закрывается сверху крышкой.
Время дальнейшего приготовления зависит от индивидуальных особенностей ингредиентов.
Горячая вода
Через печную топку проходит труба из меди или нержавеющей стали длиной 18 см и завёрнутая в форме петли. Вода нагревается во время использования печи в целях обогрева или приготовления пищи, а затем поступает в теплоизолированный резервуар.
На крыше размещается солнечный водонагреватель. Тип конструкции водонагревателя подбирается исходя из конкретных условий.
Электроэнергия и освещение
Солнечные элементы в системе с аккумуляторными батареями.
Ветрогенераторы и небольшие гидроэлектростанции.
В помещениях, которые постоянно используются (кухня и др.), рекомендуется использовать экономичные и долговечные лампы (натриевые лампы низкого давления).
Керосиновые и газовые лампы (типа «летучая мышь»), распространённые, в основном, в деревнях, могут использовать те, кому не нужно слишком много света или не хватает средств на более дорогостоящее освещение.
Стирка и сушка белья
В Австралии и Европе выпускаются небольшие ручные стиральные машины (Jordashe, Bamix, Presawash), в которые вода нагнетается под давлением. Хороши для холостяков и маленьких семей.
Большим семьям и группам людей выгоднее пользоваться общей стиральной машиной.
Одежда может сохнуть на специальной площадке вне дома, в теплице или других подобных местах, где имеется доступ свежего воздуха и обеспечена защита от осадков. Небольшие предметы помещают для сушки в теплоизолированные шкафы, в которых располагается резервуар с горячей водой.
Рисунок 4.24. Блочная система для сушки белья и трав над печкой.
В областях с влажным умеренным климатом для просушки одежды обычно пользуются решёткой, подвешенной над печью или камином. Осенью на этой сетке могут сушиться растения, цветы или семена (рис. 4.24).
Замораживание, охлаждение и сушка продуктов.
Холодильники, работающие на газе и керосине, отличающиеся небольшими размерами и эффективностью. Для питания обычных электрохолодильников вполне достаточно энергии, которую вырабатывают большие фотогальванические элементы, ветряные и гидроэлектрические генераторы.
В умеренном климате для хранения продуктов, не требующих охлаждения (фрукты, овощи, яйца), можно использовать открытые затянутые сеткой шкафы с доступом свежего воздуха. Шкаф размещается в затенённой пристройке позади дома (см. рис. 4.9).
Для сушки фруктов и овощей может быть использована сушилка, работающая на солнечной энергии или полупустующая в летнее время теплица.
Экономия воды
Резервуар, заполняемый дождевой водой с крыш (гараж, сарай), целесообразно разместить выше дома, чтобы вода поступала под воздействием гравитации.
Использованная в ванной комнате или на кухне вода может поступать в туалетный бачок или же применяться для полива в огороде или саду.
В целях экономии воды можно использовать специальные насадки для душа.
Туалетные бачки, имеющие два режима слива (11 л для твёрдых испражнений, 5,5 л — для жидких), устанавливаются сейчас в большинстве из строящихся австралийских домов.
Компостные туалеты не требуют использования воды и обеспечивают деревья и кустарники удобрениями.
Если дома будут проектироваться и оснащаться всем необходимым для экономии и сохранения энергии, можно будет отказаться от использования огромного количества ископаемых видов горючего.
Большинство из описанных выше бытовых систем не загрязняют окружающую среду и отличаются эффективностью.
Когда на атомных станциях происходят утечки радиоактивных веществ, выпадают кислотные дожди, а электростанции и автомобили загрязняют воздух — единственный выход состоит в том, чтобы уменьшить потребление энергии и применять исключительно чистые с экологической точки зрения способы её производства.
Только так мы сможем сохранить жизнь лесов и озёр этой прекрасной планеты, а главное — наши собственные жизни.
4.8. Библиография
Corbett, Michael, and Judy Corbett, A Better Place to Live , Rodale Press, 1981.
Корбетт, Майкл и Джуди, «Лучшее место для жизни».
Farallones Institute, The Integral Urban House , Sierra Club Books, San Francisco, 1979.
Фаралонесский институт, «Интегрированный городской дом».
Leckie, Jim, et. al., More Other Homes and Garbage:designs for self-sufficient living, Sierra Club Books, 1981.
Леки, Джим, «Больше домов и мусора. Организация самообеспечения».
Technical Assistance Group, Low Cost Country Home Building, Dept. of Architecture, Univ. of Sydney, Hale &Iremonger, 1983.
Группа технической помощи, «Дешёвое строительство для села».
Vale, Brenda and Robert, The Autonomous House: design and planning for self-sufficiency.
|
