Инновационные технологии в строительстве или строительных материалах. Значение внедрения инновационных технологий в строительстве. Строительство дома: новые технологии строительства и материалы Инновационный дом

Дом Ширле (Schierle House) Германии от Matthias Benz Architecture & Design .

Этот современный дом построен на остатках разрушенной фермы, на участке площадью чуть более 20 соток в небольшой деревеньке недалеко от Мюнхена. То есть, в типичной немецкой деревне и в типично немецком окружении.

Дом предназначен для супружеской пары с ребёнком. В качестве пожеланий перед началом проектирования было обозначено желание жить в доме, который не вступает в противоречия с традициями и, в то же время, имеет свою индивидуальность и современный стиль. Естественным ограничением стал пологий участок, а местные строительные нормы требуют воздержаться от всего, что может сломать существующую панораму соседям.

Дом состоит из двух простых геометрических объёмов. В белом расположена приватная зона сна и отдыха, тёмный блок предназначен для общения и работы. Дом как бы стелется по рельефу, адаптируясь к склону и обеспечивая привычную панораму соседям.

Ещё одной особенностью дома стали его теплотехнические показатели. Мощная изоляция обеспечивает коэффициент теплопроводности 0,14 Вт/м2, в доме есть тепловой насос глубиной 35 метров и пятью геотермальными зондами, большие оконные проёмы, ориентированные на юг, дают возможность максимально использовать солнечную энергию для обогрева в зимнее время, а вертикальные перепад в 4 метра обеспечивает хорошее естественное проветривание дома в летнюю жару. Дополнительно планируется установить солнечные батареи и коллекторы для дождевой воды. В целом потребление энергии в доме составляет всего 65% от допускаемых немецким стандартом Enev 2007.

Одна из бед российского рынка недвижимости - его антиинновационность. Современные технологии с огромным трудом пробивают себе дорогу. Предложений со смелыми инновационными решениями практически нет. На этом фоне проект «Активный дом», реализованный девелоперской компанией «Загородный проект» в кооперации с датской фирмой Velux, кажется лучом света в темном царстве.

Акцент делается на трех принципах: энергоэффективности, здоровом микроклимате в здании и бережном отношении к природе. Чтобы соответствовать формату, применен целый спектр современных технологий - от солнечных коллекторов и тепловых насосов до рекуператоров тепла и системы «умный дом».

По последнему слову техники

«Активный дом» построен на территории пригорода Западная Долина, в 20 км от МКАД про Киевскому шоссе. По архитектуре этот коттедж весьма необычен для России. Более привычно он смотрелся бы где-нибудь в Северной Европе. Отсутствие свесов крыши, консоли и выступы, множество окон, фасад из модной термодревесины, солнечные батареи. Внутри - также скорее скандинавский стиль со стерильно белыми стенами. Здесь можно увидеть несколько архитектурных «аттракционов». Второй этаж напоминает дом, спрятанный под крышей другого здания. На части галереи - стеклянный пол.

На главное не в фасадах и интерьерах, а в инженерной начинке. Концептуальных идей две. Первая: здание частично выполнено по технологии «пассивный дом». Это значит, что оно хорошо утеплено и представляет собой герметичный дом-термос, изолирующий внутреннее пространство от окружающей среды. Кроме того, здесь установлен рекуператор, отбирающий у выходящего из дома воздуха тепло зимой.

«Чтобы проверить герметичность здания, мы несколько раз подвергли его проверкам на разных этапах готовности: после монтажа окон и пароизоляционной оболочки, далее перед чистовой отделкой и после окончания чистовой отделки. Мы откачивали воздух, понижая давление на 50 паскалей или, наоборот, закачивали избыточный воздух (плюс 50 Па) по методике BlowerDoor - эта процедура обязательна для пассивного дома. В России, если она и применялась к коттеджам, то в редчайших случаях. Во всех шести “активных домах” Европы были проведены измерения на воздухопроницаемость по этой методике. В российском “Активном доме” самые лучшие показатели», - говорит Александр Елохов , директор компании «Институт пассивного дома».

«Дом построен по каркасной технологии. Толщина утеплителя ISOVER в стене составляет порядка 60 сантиметров. В итоге удельное потребление тепловой энергии на отопление здесь снижено в пять раз по отношению к СНИПам и составляет всего 30 киловатт-часов на квадратный метр в год», - рассказывает Станислав Щеглов , руководитель направления «Энергоэффективность в строительстве» компании «Сен-Гобен Строительная Продукция».

Вторая идея - концепт «умного дома». Все инженерные системы здания интегрированы в единую автоматизированную систему управления домом. Датчики, установленные внутри и снаружи, измеряют температуру, силу ветра на улице, контролируют освещенность, уровень углекислого газа и влажность. На основании полученных данных в помещениях открываются те или иные окна, интегрированные в единую систему управления домом. Максимальное использование естественной вентиляции позволяет обеспечить комфортный микроклимат в неотапливаемый период. В отопительный период для снижения энергопотребления используется механическая приточно-вытяжная система вентиляции с рекуперацией тепла до 90% и возвратом влаги до 70%.

У дома много окон, причем выходит большинство из них на юг, чтобы зимой использовать солнечное тепло. Но что делать летом, чтобы не было слишком жарко? На окнах с внешней стороны установлены маркизеты на электричестве; изнутри окон - жалюзи. И маркизеты, и жалюзи могут управляться как хозяином с коробочек - командных пунктов, развешанных на стенах, так и автоматически.

В доме использован и целый спектр пока еще редко применяемых в России технологий. На крыше размещены коллекторы, аккумулирующие солнечное тепло и даже зимой производящие горячую воду. Солнечные коллекторы покрывают до 60% потребности в горячей воде и 8% - в отоплении. Установлен тепловой насос, за счет которого дом отапливается зимой и покрывается оставшаяся потребность в горячей воде. Есть четыре солнечные батареи, вырабатывающие электричество.

Все эти технологии нацелены на то, чтобы реализовать принципы «Активного дома» - энергоэффективность, здоровый микроклимат и бережное отношение к природе - на практике. Еще одна из идей «Активного дома» - высокая степень светового комфорта: коэффициент естественной освещенности в десять раз выше нормы.

Об окупаемости речь не идет

Любой пилотный проект должен не только демонстрировать новые возможности, но и давать информацию для анализа ситуации. «Активный дом» может в ближайшее время поставить много пищи для ума. В нем с конца года будет жить семья, выбранная девелопером по итогам конкурса. При этом показания всех датчиков - расход энергии, функционирование отдельных систем, качество воздуха и так далее - будут считываться и размещаться, как обещают организаторы проекта, в интернете.

Эта информация может быть весьма полезной. Применимы ли в Подмосковье солнечные коллекторы и тепловые насосы? Как «Активный дом» переживет русскую зиму? Насколько он будет энергоэффективен не на бумаге, а в реальности? Насколько удачны были примененные инженерные и архитектурные решения? Через полгода-год на эти и многие другие вопросы можно будет получить первые ответы.

Впрочем, не дожидаясь этих данных, о двух, скажем так, спорных моментах уже можно сказать. Первое: организаторы проекта не очень ловко попытались скрестить высокую энергоэффективность и значительные площади остекления. Прямо скажем, в энергоэффективных домах обычно не делают так много окон из соображений экономии тепла. В чем же парадокс данного проекта? С одной стороны, толщина стены доходит до метра при толщине утеплителя в 60 см. Это более чем теплая стена: приведенное сопротивление теплопередаче стены составляет примерно 12 м 2 ×°C/Вт. При этом сопротивление теплопередаче окна порядка единицы. Получается явный дисбаланс.

Чтобы компенсировать большие потери в многочисленных окнах, пришлось делать избыточное утепление стен. Это как часть гоночного болида ради престижности сделать из тяжелого золота, но, чтобы машина поехала и не была очень уж тяжела, часть деталей отлить из супердорогого сверхлегкого пластика. Понятно, что большие площади остекления были требованием одного из соорганизаторов проекта - производителя мансардных окон Velux. Однако решение для нашего климата кажется далеко не оптимальным.

Второе: цена экспериментального дома чрезмерно высока. Строительная себестоимость 230-метрового здания оказалась порядка 28 млн рублей, то есть более 4 тыс. долларов за метр. А вместе с внутренней отделкой, мебелью и ландшафтными работами стоимость составила 37,5 млн рублей. Это очень дорого. Энергоэффективные здания, конечно, стоят больше, но не настолько. К примеру, в Германии пассивные дома дороже обычных процентов на десять. Естественно, при такой высокой стоимости дома говорить об экономической целесообразности проекта нет смысла: энергоэффективные и «умные» навороты не окупятся и за сотню лет.

«Активный дом» получился весьма дорогим по ряду причин. «Первое: дом строили в крайне сжатые сроки. На проектирование и стройку ушло всего девять месяцев. Цейтнот был обусловлен политическими моментами. Идея проекта возникла во время поездки президента Дмитрия Медведева в Данию в апреле 2010 года. Там ему показали “инновационный активный дом”, и он одобрил предложение построить такой же дом в России. Осенью 2010 года в присутствии европейских чиновников дом был заложен. Включившись в эту игру, застройщик был вынужден следовать определенному жесткому графику, - объясняет один из участников проекта. - Вторая причина: застройщик особо не экономил и покупал, чтобы проверить, как это работает, весьма дорогие системы и материалы. И банальное третье: в России нет опыта проектирования и строительства таких сложных домов».

Но когда мы говорим о высокой цене строительства, мы должны учесть еще один момент. В создании «Активного дома» принимали участие несколько партнеров. Так, французская компания «Сен-Гобен Строительная Продукция» предоставила утеплитель ISOVER, датская Velux - мансардные окна, датский же «Данфосс» - тепловой насос и теплые полы, российская «НЛК Домостроение» разработала эффективный деревянный каркас здания и занималась строительством фундаментов, деревянного каркаса, утепления, устройства пароизоляции и наружной отделки из термодревесины. Партнеры сделали большие скидки, а что-то даже предоставили бесплатно. Соответственно, 27 млн - это себестоимость дома, если бы все материалы и услуги покупались на рынке. Застройщику же дом обошелся намного дешевле.

Да и вообще высокая себестоимость его не шокировала. «Это как концепт-кар или болид “Формулы 1”. Это эксперимент. Нам было важно построить такой дом в принципе. Показать, что это возможно», - поделился с «Экспертом» один из представителей застройщика. Его можно понять: основной дивиденд от такого проекта не в сфере экономии энергии, а в области пиара.

В следующем доме-пилоте набравшийся опыта и знаний «Загородный проект» хочет снизить издержки как минимум вдвое. При этом застройщик также объявил архитектурный конкурс на проект энергоэффективного дома, который должен производить не менее 50% потребляемой им энергии. По условиям конкурса строительная себестоимость проектов не должна превышать 50 тыс. рублей.

Подводя итоги, можно сказать, что «Активный дом» - это один из самых ярких пилотных проектов на коттеджном рынке России за последние 20 лет. По степени инновационности ему трудно найти аналоги.

Все современные системы отопления частных домов и других жилых зданий можно условно разделить на 2 группы. К первой относятся традиционные способы обогрева, где используется единый источник тепла - котел, работающий на одном или нескольких энергоносителях. При этом тепловая энергия раздается по помещениям посредством теплоносителя – воды или воздуха. Здесь инновационные решения направлены на усовершенствование отопительного оборудования путем повышения его теплоотдачи, а также на внедрение современных средств автоматизации.

Ко второй группе следует отнести все системы, использующие новые технологии отопления с энергосберегающим оборудованием. В них не предусматривается сжигания углеводородов, из энергоносителей в обогреве дома участвует только электроэнергия. Это различные гелиосистемы, солнечные коллекторы и новейшие разновидности электрического отопления. Несмотря на всю привлекательность этих систем, большинство домовладельцев предпочитает устройство обогрева частных домов традиционными способами, а почему – рассказано в нашей статье.

Эволюция традиционных систем и котлов

В советские времена, когда никто не озабочивался стоимостью энергоносителей, отопительное оборудование и системы были достаточно примитивны, хотя делались весьма надежно и прослужили немало лет. Сейчас приоритеты изменились, стали актуальными современные энергосберегающие технологии, позволяющие экономить постоянно дорожающие энергоносители.

Благодаря этому традиционные системы стали совершеннее за счет внедрения таких решений:

• повышение КПД всех котельных установок, исключая электрические, поскольку их эффективность и без того очень высока (98-99%);
• использование новых материалов и технологий для изготовления радиаторов отопления;
• внедрения современных средств автоматики, управляющей работой систем в зависимости от погодных условий и времени суток, в том числе и дистанционно;
• применение низкотемпературных отопительных сетей – водяных теплых полов с автоматическим регулированием нагрева;
• реализация отбора тепла от выбрасываемого вытяжного воздуха при воздушном отоплении зданий (рекуперация).

Ярким примером энергосберегающего газового оборудования являются конденсационные котлы, где установлены самые современные теплообменники. Дело в том, что при сгорании метана образуется вода, которая тут же испаряется в пламени горелки и таким образом отнимает часть выделяемого тепла. Теплообменник конденсационного котла устроен так, чтобы заставлять пары конденсироваться и отдавать эту энергию обратно. За счет такого инновационного решения КПД теплогенератора достигает 96%.

Претерпели изменения и горелочные устройства, теперь они умеют самостоятельно дозировать количество топлива и воздуха, а также автоматически менять интенсивность горения. Это касается и твердотопливных котлов, сжигающих древесные гранулы – пеллеты. Благодаря чистоте данного вида твердого топлива, полной автоматизации процесса и развитой поверхности теплообмена современный пеллетный котел может работать с эффективностью до 85%.

Повышение КПД обычных дровяных котлов для обогрева частных домов может быть достигнуто только за счет отбора тепла у дымовых газов, средний показатель этих агрегатов составляет 70-75%.

Современные отопительные приборы изготавливаются из лучших теплопроводящих материалов – алюминиевого сплава и стали, хотя и у чугунных батарей в стиле ретро еще остается множество поклонников. Настоящая новинка в сфере отопления – водяные плинтусные конвекторы, выполненные из медных пластин и очень эффективно передающие тепло в помещения частного дома.

О теплых полах и воздушном отоплении

Широко применяющиеся напольные системы отопления нельзя назвать такими уж новыми. Но они проявили себя на практике как весьма экономичные и вот почему:

• теплоноситель в контурах теплого пола греется не более, чем до 45 °С;
• нагрев комнаты происходит всей поверхностью пола;
• система хорошо поддается управлению современными средствами автоматизации;
• нагретая стяжка долго сохраняет тепло после отключения нагрева.

Примечание. Помимо того, что теплый пол эффективно использует тепло, он обеспечивает его подачу в нижнюю зону помещения, что очень комфортно для находящихся там людей.

Современные решения в части воздушного обогрева зданий заключаются в том, чтобы не терять тепло, затраченное на нагрев вентиляционного воздуха. Отбор тепла у вытяжного воздуха осуществляется специальными теплообменниками – рекуператорами. Это действительно инновации в отоплении, поскольку они в состоянии вернуть до 80% затраченной энергии и передать ее приточному воздуху, существенно экономя энергоносители.

Новейшие отопительные системы

Пример довольно доступной и в то же время эффективной системы, подходящей как для загородного дома, так и для квартиры, – электрический теплый пол. Понеся сравнительно небольшие расходы на устройство такого обогрева, можно обеспечить жилище теплом и не покупать никаких котлов. Недостаток один - стоимость электроэнергии. Но учитывая, что современный напольный обогрев довольно экономичен, да при наличии многотарифного счетчика данный вариант может оказаться приемлемым.

Для справки. При устройстве электрического теплого пола используется 2 вида нагревателей: тонкая полимерная пленка с нанесенными углеродными элементами либо греющий кабель.

В южных регионах с высокой солнечной активностью неплохо себя показывает еще одна современная отопительная система. Это водяные солнечные коллекторы, устанавливаемые на кровле зданий или других открытых местах. В них с минимальными потерями вода нагревается напрямую от солнца, после чего подается в дом. Одна беда – коллекторы абсолютно бесполезны ночью, а также в северных регионах.

Различные гелиосистемы, берущие тепло от земли, воды и воздуха и передающие его в частный дом – это установки, в которых реализованы самые современные технологии отопления. Расходуя всего 3-5 кВт электроэнергии, эти агрегаты способны «перекачать» извне в 5-10 раз больше тепла, отсюда и название – тепловые насосы. Дальше с помощью этой тепловой энергии можно нагревать теплоноситель или воздух, - на ваше усмотрение.

Примером воздушного теплового насоса может служить обычный кондиционер, принцип работы у них одинаков. Только гелиосистема одинаково хорошо обогревает загородный дом зимой и охлаждает летом.

Выводы

Общеизвестный факт: чем инновация в системе отопления эффективнее, тем она дороже, хотя и требует меньших расходов при эксплуатации. И наоборот, дешевые в монтаже высокотехнологичные системы электрообогрева заставляют нас платить впоследствии за израсходованное электричество. Тепловые насосы же настолько дороги, что большинству граждан постсоветского пространства они недоступны.

Вторая причина, почему домовладельцы тяготеют к традиционным системам, - это прямая зависимость современного отопительного оборудования от наличия электроэнергии. Для жителей отдаленных районов этот факт играет большую роль, оттого они предпочитают строить печи из кирпича и топить дом дровами.

Развитие-необходимая составляющая процессов, происходящих вокруг нас, без которой становится невозможным повышение качества нашей жизни. В данной статье речь пойдет о инновациях в строительстве, но только тех, которые являются не просто нововведением, а скорее необходимой составляющей, позволяющей вывести процесс и экономику строительства на более высокий уровень, а, проще говоря, являются двигателем развития отрасли. Итак, рассмотрим несколько инноваций, которые, при использовании их в серийном производстве, смогут значительно упростить, ускорить и удешевить метод возведения зданий.

КОНТУРНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО.

Если говорить о способах возведения малоэтажных домов, то наиболее перспективной технологией, с помощью которой становится возможным произвести революцию в строительстве, является 3D печать. Сам метод практически универсален, так как существует 7 технологий 3D-печати с различной точностью.Технология уже используется в самых разных сферах, вплоть до машиностроения и медицины.

Нас интересует контурное строительство по технологии схожей сFDM – послойного создания объекта при помощи наплавления материала – которая позволяет возвести ограждающие и несущие стены. А в потенциале – автоматизировать отделочные работы и прокладку инженерных сетей. На сегодняшний день самое успешное и привлекательное контурное строительство продемонстрировала компания из поднебесной ShanghaiWinsun, которая уже строит дома по этой технологии. Их детище способно напечатать дом примерно 6,4 м высотой и шириной 9,75м. Изначально компания представила лишь несколько одноэтажных жилых домов, возведение которых заняло 24 часа. Сооруженный принтер заправлялся цементом и строительными отходами, а чтобы отказаться от опалубки в смесь добавлялся затвердитель. Вскоре был сооружен принтер, производящий отдельные цельные блоки будущих домов, которые укрепляли арматурой и дополняли теплоизоляционными материалами, затем монтировали на месте. Стены таких домов практически полые, а прочность и устойчивость конструкции придает зигзагообразная подача смеси внутри таких стен.

Стоит отметить, что наиболее интересными объектами, построенными компаниейWinsun, являются пятиэтажный дом и вилла площадью 1100 м2 и стоимостью $161 тыс. Несмотря на дорогостоящее строительство у компании есть заказы. Это объясняется экономической составляющей: метод позволяет экономить 30-60% строительных материалов, благодаря использованию переработанных строительных материала и мусора. Последний проходит очистку и становится безопасен для использования человеком. Применение такой смеси материалов значительно снижает выброс углекислого газа в атмосферу. Также удивляет скорость возведения таких домов – время на строительные работы снижается до 70%.

В рациональности данного метода сомневаться не приходиться.

Но и у него есть недостатки, требующие доработки – это проблема использования технологии в высотном строительстве и, как следствие, проблема армирования стен, невозможность строительства на холмистой местности. Также метод не решает проблему возведения перегородок и кровли.

Но и этим вопросом сейчас занят Андрей Руденко – инженер США, занятый в частном проекте по возведению жилых конструкций. Он уже предлагает свой способ как армирования, так и строительства зданий на не выровненном участке. А то, насколько он продвинулся в своих начинаниях свидетельствует замок в Миннесоте. Материалом для возведения служил обычный бетон, который армировался в ходе возведения замка.

МОДУЛЬНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО.

Внедрению в строительную отрасль сильно мешает громоздкость и неудобство эксплуатации машин для 3D-печати зданий. Американские дизайнеры Захари Шох и Юджин Ли предложили свое видение эволюции в строительной отрасли. Захари напечатал на изобретенном им принтереEuclid части дома-модули. Детали собрали на месте. Плюс технологии заключается в том, что материалом для печати служил пластик-легкий, ударопрочный и износостойкий. Модули, напечатанные на таком принтере необычны по форме и полые внутри. Это сделано для возможности заполнения полостей теплозащитным материалом и возможностью прокладки инженерных сетей и коммуникаций. Детали сделаны в форме буквы S, что делает их универсальными. Скорость печати такого дома высока и составляет 18 часов. Сборка дома не потребует специнструментов.

Минусом этого новшества является использование для печати пластика ABS. При его нагревании образуются пары ядовитого акрилонитрила, поэтому рекомендуют воздержаться от использования ABS для 3D-печати прототипов, а использовать более безопасный для человека PLA. Но этот пластик не такой износостойкий и разлагается через несколько лет, поэтому его использование для печати модулей дома Захари невозможно. К минусу можно отнести маленький рабочий объем Euclid, который составляет всего лишь 1,12х1,12х1,12м.

Эту технологию рационально использовать для торговых объектов из-за легкого монтажа и демонтажа всей конструкции. Но опять же, возможно, выгоднее будет использовать элементы, полученные профильной экструзией, а не напечатанные на 3D-принтере.

Многие компании разрабатывают модульное производство, исходя не только из экономической целесообразности, а следуя направлениями в архитектуре и заботясь о том, чтобы их продукт причинял меньше вреда экологии. Например, голландская компания BeingDevelopment, которая объявила о запуске производства шести домов.

Дома, выполненные из экологически чистых материалов, будут собираться на месте. Не перерабатываемые отходы от такого строительства не будут превышать 2%. Все дома задуманы одноэтажными, но разные по типу и площади: XS Вилла (62 м2), Патио дом (82 м2) и Бунгало (144 м2),Vide дом (175 м2), Лофт дом (220 м2) и Гранд Патио (288 м2). Первые три уже запущены в производство, остальные будут представлены в ближайшее время.

Другую интересную разработку представила китайская корпорация «Чжода», которая в рамках расселения аварийного жилого фонда ведет строительство домов в нашей стране в республике Саха. Их модульные дома не только имеют привлекательную себестоимость – 15 тыс. руб. за 1 кв.м (без учета затрат на фундамент и инженерную инфраструктуру), но и позволяют объединять блок-модули с возможностью расширения пространства, практически руководствуясь только пределами своей фантазии. Возможна установка системы коммуникаций, функционирующей на принципах “умного дома”. И, конечно, модули выполнены из современных и экологически чистых материалов. Дизайн таких домов интересен и удивляет продуманность внутреннего пространства для максимально комфортного проживания в них.
Такие дома, при необходимости, легко транспортировать, как и все модульные постройки.

Модульное строительство становится все более популярным, но здесь отметить, что такая технология требует под себя разработку нормативной документации. Но стоит отдать должное, что данная технология оправдана во время кризиса, вытесняя капитальное строительство, что касается строительства малоэтажных зданий.

Инновационные материалы в строительстве

Возникновение таких материалов подчинены таким факторам как: скорость возведения здания, его прочность, достаточные тепло- и звуко- изоляционные свойства, экологичность и т.д.
На основе вышеперечисленного заслуживает внимания разработка израильской компании KiteBricks. Их запатентованная в США технология по производству строительных блоков SmartBrick удивительно напоминают детали из конструктораLego. Выполнены блоки из высокопрочного бетона. Форма блоков позволяет легко соединять их между собой. А воздушные полости, образующиеся при соединении, служат как тепло- и звуко- изоляцией, так и могут быть использованы для прокладки элементов инфраструктуры. Самое интересное, что этот метод предлагает полностью отказаться от цементно-песчаного раствора, т.к. соединение их происходит через пазы и дополнительно скрепляются двухсторонней липкой лентой типа 3M VHB, отличающейся супер-стойкостью. При необходимости возможно произвести «армирование» таких блоков путем помещения арматуры в специальные каналы. Необходимость в финишной отделке поверхности стены из таких блоков отпадает.

Заявлено, что блоки можно использовать при устройстве фундамента и перекрытий, т.к. имеют жесткость сравнимую с железобетоном.

В планах у компании создание роботов-строителей, как на фотографии, представленной выше. Они будут собирать здание из этих кирпичиков.

Но самая удивительная технология представлена голландскими учеными Эрик Шлэнджен и Хенк Йонкерс, которые разработали особый вид биобетона. Он способен «самовосстанавливаться», решая проблему попадания влаги внутрь материала и его дальнейшего разрушения.

Все дело в спорообразущих бактериях рода Bacillus, которые входят в структуру бетона. Чтобы поддерживать численность бактерий в бетон добавили микрокапсулы с лактатом кальция, которые имеют долгий срок хранения. Но такой бетон нельзя применять с некоторыми видами красок, покрытий и строительных смесей. Бактерии плохо переносят экстремальные погодные условия, поэтому ученые будут наблюдать за состоянием бетона в реальных условиях на протяжении двух лет. За это время планируется решить существующие недостатки бетона.
Другие исследователи из Корнейского университета (Голландия) SabinDesignLab, и JennySabinStudio сделали ставку на печать керамических кирпичей высокого разрешения PolyBricksпри помощи так нам знакомого 3Dпринтера. Кирпичи похожи на шлакобетон и не нуждаются в специальных растворах для соединения между собой. Скрепление соседних деталей происходит через пазы конической формы, получившее название «ласточкин хвост». Кирпичи проходят несколько стадий обжига для уменьшения коробления и деформации.

Конечно эта технология экономически эффективна, ведь используются бюджетные материалы и приложение физического труда здесь минимально, но, как и все новинки, она требует доработки.

Что касается российских разработок, то здесь их много. Например, в ХТТМ СО РАН предложили заменить основу в цементных связующих на силикатную.Она повысит качества используемого материала: нагрев при более низкой температуре во время изготовлении, более высокая прочность на сжатие, отсутствие вспучивания при разогреве.Другая технология – революция в армировании бетона путем замены обычной арматуры на базальтопластиковую. В цементную матрицу вводят базальтовую фибру с защитным покрытием. Такая арматура по сравнению с обычной более легкая, радиопрозрачная и устойчива к коррозии. Ударопрочные характеристики у такой арматуры возрастают в 4,5 раза, а долговечность в 5 раз. Она прекрасно подойдет для строительства объектов особого назначения.

Ученые из Института химического материаловедения и углехимиии Сибирского отделения Российской академии наук представила наноструктурированный материал Kemerit. Он добавляется к бетону. Лишь 0,1 % в общей цементной массе такой добавки позволит увеличить прочность сооружений на 25%. Использовать ее можно будет как в жилищном строительстве, так и в строительстве дорог, мостов и даже водоканалов. А первые реализованные проекты с применением этой добавки можно будет увидеть через пару лет.

Несомненно, почти каждый день придумывается новый материал, способы возведения зданий, но здесь были рассмотрены наиболее интересные новинки в строительстве. Стоит помнить, что прогресс не стоит на месте. Сменяются технологии производства и способы строительства.Все это происходит благодаря таким инновациям, какие описаны в статье. Так что не стоит ими пренебрегать. Ведь любое массовое производство таких материалов приведет к повсеместному использованию их в строительстве, и они быстро перейдут в ранг традиционных.

Департамент Смоленской области по образованию, науке и делам молодёжи

Смоленское областное государственное бюджетное

профессиональное образовательное учреждение

«Рославльский многопрофильный колледж»

Промышленные технологии (Industrial)

БИЗНЕС-ПЛАН

Строительства индивидуального каркасно-панельного дома

Матвеев Максим Алексеевич студент 4 курса по специальности -08.03.02 Строительство и эксплуатация зданий и сооружений

Руководитель:

Шашнина Инна Олеговна преподаватель высшей квалификационной категории

Консультанты:

Синякова Ольга Степановна преподаватель высшей квалификационной категории

Мурыгина Марина Павловна

Преподаватель профессиональных дисциплин

г. Рославль 2016

Ключевые слова

Индивидуальное малоэтажное строительство, энергосбережение, экология, умный дом, автономный экопоселок, утилизация отходы, зола уноса, бетон, грунт, грунтоблок, керамика, кирпич, черепица, натуральный утеплитель, солома, инженерные системы, солнечный коллектор, аккумулирование тепла, очистка стоков, биотуалет, солнечная архитектура, энергоэффективный дом, тепловой насос, теплица, крыльцо, гараж, тепловое зонирование, каркасная конструкция, инфраструктура, переработка бытовых отходов, финансовая схема, эксплуатация поселка, охрана окружающей среды.

2. Актуальность идеи

При переходе от плановой экономики к рыночной конвейерное строительство с пониженными затратами многоэтажных домов крупными ДСК исчезло. Новая строительная индустрия с более высокими качественными показателями лишь формируется, причем по образу и подобию развитых стран с совершенно иными 3

климатическими и другими условиями. В развитых странах в дополнение к уже существующему избыточному жилью хорошего качества добавляется точечно в небольшом количестве только современное, в т.ч. «умное» жилье (smart house) отличного и элитного уровня качества с минимальными затратами на содержание, т.е. энергоэффективное, современной архитектуры и долговечное. Средняя обеспеченность жильем составляет в США – 70 кв. метров на человека, в Швеции и Канаде – 40, в России лишь 20, но в действительности половина жилья непригодна для проживания. На фоне огромного дефицита жилья строительство новых домов в России носит по-прежнему затратный характер, привязано к износившимся коммуникациям и требует несоразмерно высоких эксплуатационных затрат, и не только из-за климатических особенностей. Для большей части населения страны не только затраты на новое строительство, но даже эксплуатационные расходы для имеющегося жилья чрезмерно высоки. Например, средняя цена 1 кв. метра жилой площади в 2016 году составила 30,5тыс. руб., на вторичном рынке – 23.1 тыс. руб. К настоящему моменту цена составляет не меньше 32 тыс. руб. за кв. м с тенденцией роста. Новое жилье доступно лишь 5% населения. Накопившиеся проблемы, связанные с физическим износом жилфонда и коммуникаций, резким ростом цен на энергоресурсы, загрязнением окружающей среды, усиливаются неэффективными монополиями.

В проекте предлагается новый способ удовлетворения потребности в современном комфортабельном жилье. А именно: быстрое, сезонное, организованное индивидуальное строительство малоэтажных умных домов в автономных экопоселках в пригородах и сельской местности, для привлечения молодых специалистов. Умный дом здесь означает применение материалов для сохранения окружающей среды. В предлагаемом проекте разрешается противоречие: строить качественно и без лишних затрат. Для более контрастного отражения предлагаемого способа, необходим небольшой экскурс в историю. Прежде отметим, что многоэтажное строительство принципиально отличается от малоэтажного: прочностные характеристики материалов здесь играют второстепенную роль, а главными являются теплоизоляция, долговечность, цена. Строительство малоэтажных домов, особенно индивидуальных, государством не поддерживалось, а строительная индустрия производила материалы исключительно для многоэтажного строительства, которое было привязано к центральным коммуникациям и находилось под полным контролем государства, включая само распределение жилья. Фактически стройиндустрия была заложником государственной идеологии.

Коммуникации, без которых в этих домах жить невозможно, прогнили, а стоимость их замены баснословно высока из-за неизбежного паралича городской жизни. В проектировании домов учитывалась огромная инфильтрация воздуха с улицы через щели в окнах и дверях, которая заменяла собой вентиляцию и обеспечивала более-менее приемлемую атмосферу по содержанию углекислого газа. Постановка новых пластиковых окон, обеспечивающих повышение температуры в помещениях за счет герметичности, приводит к необходимости держать их открытыми, чтобы в квартирах можно было дышать при количестве проживающих более 1 человека в 3-х комнатной квартире.

В предлагаемом новом способе строительства умных домов без обычного отопления в эко-поселке будут использованы в едином комплексе:

1) лучшие организационные решения, обеспечивающие быстрое строительство экопоселка за сезон, включая конвейерный способ производства материалов на месте и сборку домов с научной организацией труда (возможно посильное участие застройщиков), строительство экопоселка по единому плану из коттеджей по индивидуальным проектам сразу с необходимой инфраструктурой и созданием ландшафта, оптимальная последовательность строительства домов с эффективным использованием солнечного тепла и устранением влияния осадков;

2) новые и/или адаптированные для наших климатических условий дешевые, долговечные и более эффективные материалы,; включая принципы «солнечной» архитектуры, каркасную деревянную конструкцию, заполненную блоками утеплителя, различные варианты блокирования домов, многослойные конструкции стен и крыши, буферные зоны, умные окна, развязку с грунтом, арочный фундамент.

3) новые минитехнологии безотходного производства качественных материалов на основе местных сырьевых источников на нестационарном министройкомбинате;

4) проектирование энергоэффективных домов с использованием лучших известных, а также множества новых оригинальных решений, и т.д.;

5) новые или адаптированные к нашим условиям инженерные системы для дома и поселка, позволяющие обойтись без коммуникаций (водопровода, канализации, обычного отопления, а в ближайшей перспективе без электросетей, т.е. полностью автономных экопоселков): а) сбор, хранение в подвале и очистку дождевой воды для технических нужд, б) накопление серых стоков в «танках», их биологическая переработка, очистка и утилизация на участке летом

В) сухой биотуалет типа Clivus miltrum для накопления и переработки в компост органических отходов, г) солнечные коллекторы и аккумулирование тепла в многослойную конструкцию стен, резервуары дождевой и сточных вод, грунт.

д) тепловой насос как эффективная резервная система для дома,

е) приточная вентиляция с предварительным подогревом воздуха,

Ж) раздельный сбор твердых отходов в масштабах экопоселка, их переработка и утилизация, в т.ч. в производстве стройматериалов;

Стратегия реализации проекта включает строительство экопоселка с устойчивым типом развития. По классификации населенных пунктов экопоселок ближе всего к дачному поселку с возможностью проживания зимой. Реализация проекта облегчит решение многих острых социальных проблем, а также обеспечит быстрое развитие нового бизнеса и создаст громадный рынок для новейших отечественных научно-технических разработок в разных областях, включая альтернативную энергетику, утилизацию отходов, «smart house» с использованием информационных технологий, не имеющих в настоящее время реального спроса в России. Большой спрос на качественные отделочные материалы будет способствовать развитию их отечественного производства

3. Цель проекта

Цель проекта - на рынки– организация индивидуального строительства малоэтажных умных домов в автономных эко-поселках с устойчивым типом развития (потребляющих минимальное количество невозобновляемых ресурсов, не оказывающих давления на окружающую среду, с использованием при строительстве местного некондиционного сырья и отходов производства).

Для реализации проекта будут разработаны пакеты технической, конструкторской, проектной документации, изготовлено и скомплектовано оборудование для производства материалов и строительства, сертифицированы материалы для малоэтажного строительства, оформлена и подготовлена строительная площадка, сформирована профессиональная команда, а также получены документы для защиты интеллектуальной собственности. За счет резкого снижения материальных и трудовых затрат на всех стадиях индивидуального строительства, а также быстрого строительства и отсутствия дорогих коммуникаций, будет обеспечена при наивысшем уровне требований к комфорту доступность жилья семьям со средними доходами.

В проекте предполагается создать организационно-технологический строительный комплекс (ОТСК), обеспечивающий возможность индивидуальному застройщику с минимальными затратами и быстро – за один сезон построить свой дом в экопоселке с инфраструктурой, оформить дом и земельный участок в собственность. Реализация разработанного продукта создаст альтернативу существующему затратному способу строительства, ведущему к прогрессирующему загрязнению окружающей среды.. После завершения общестроительных работ компания предоставляет дополнительные услуги – организацию отделочных работ, включая разработку дизайн-проектов, наем и организацию работы отделочных бригад, работу с субподрядчиками (например, установка натяжных потолков, каминов, окон с рольставнями, гаражных дверей) оптовую поставку отделочных материалов.

4. Описание проекта.

Современное жилье настолько сложный и емкий продукт, что сами застройщики, не обладающие большими финансами, не в состоянии собрать собственный дом из составляющих его элементов. Но сегодня именно это предлагается застройщикам на рынке. Нынешнюю ситуацию по индивидуальному строительству лучше иллюстрируют недавние шутки про отечественные автомобили: собери сам. Если можешь собрать и разобрать его до винтика – будешь ездить, нет – будешь стоять. В этом процессе 4 этапа: выбираем участок, регистрируем землю, получаем разрешение на строительство, заключаем договор строительного подряда или находим инвестора. После чего начинается собственно сама эпопея строительства. На этапе собственно строительства таких экзаменов, но уже по техническим предметам, предстоит особенно много.

1) Наблюдается прогрессирующий спрос на новые коттеджи с падением или стагнацией спроса на жилье на вторичном рынке.

2) Тенденция централизованно застраиваемых поселков с единой архитектурной концепцией и собственной инфраструктурой проявилась, начиная с 2000 г.

3) Четко обозначилась классификация коттеджных поселков – элитного коттеджа и эконом-класса.

4) В связи с быстрыми темпами роста стоимости жилья в Смоленской области появился и быстро набирает обороты новый сегмент на рынке – дачные коттеджные поселки, предлагающие коттеджи под ключ малой площади порядка 100 кв.м в эконом-классе со стоимостью до 1 млн.руб.

В России, вопреки климату, дорогам и прочим известным особенностям, будет впервые предложена возможность надежно и быстро, буквально на глазах, построить, при желании - с собственным участием, за очень скромные деньги (такими средствами с учетом недвижимости по рыночной стоимости обладает третья часть российских семей) современный умный дом в автономных эко-поселках. Для реализации полностью автономных поселков уже существует немало бизнес-проектов создания малых источников электроэнергии (с пониженной в 3 раза стоимостью относительно монополиста РАО ЕС) и тепла из местных энергоресурсов, которые получат огромный рынок после реализации демонстрационного эко-поселка. Данный проект для снижения объема требуемых инвестиций пока ориентируется на электрические сети. Оптимальным со всех сторон был бы проект совместной реализации мини-ТЭЦ с эко-поселком.

Использование микроустановок, работающих даже на низкокачественном топливе, уже будет снижать себестоимость объекта.

Таблица 1

Как можно видеть из таблицы и дальнейшего описания, все решения совместимы друг с другом По отдельности они не представляют особого интереса. Часть из них давно известна. В частности, новые минитехнологии производства материалов используют уникальные возможности техники. Именно фактор сборки совместимых решений является решающим, т.к. количество предлагаемых на рынке и вообще в печатных изданиях, включая Интернет, частных решений – просто огромно,без которых цель практически автономного дома не может быть достигнута:

1) минитехнологии, обеспечивающие качественное производство основных материалов на месте из отходов и местного, в т.ч. некондиционного сырья на малом оборудовании с небольшим потреблением энергии, в первую очередь из сборных деревянных щитов (~80% массы дома), обеспечивающих эффект домино; именно огромная масса внутренних стен обеспечивает тепловую инерцию - возможность накопления солнечного тепла для поддержания нормальной температуры зимой и кондиционирования жарким летом;

2) проект дома каркасного типа в 1 этаж, конструктивно похожий на матрешку, что обеспечивает возможность быстрого строительства дома за сезон вместе с отделкой (существующие способы строительства технологически требуют 2 года), несмотря на малые, но неизбежные процессы усадки (давление на грунт

3) система водоснабжения, включающая оптовые закупки питьевой воды в бутылях, а для технического использования воды - сбор осадков, их очистку и нагрев теплом с солнечных коллекторов, экономное использование благодаря правильному использованию и современному оборудованию, переработку серых стоков (из ванны и кухни) в подвале с отведением ее после очистки в танк на участке для полива; автономная система является не только намного более лучшей заменой обычному водопроводу и канализации, но одновременно и решающим элементом для аккумулирования достаточного количества тепла и поддержания комфортных условий в доме;

4) естественная переработка в течение 2-х лет фекалий и твердых органических отходов с кухни в компост в сухом биореакторе карусельного типа, самом простом в изготовлении и обслуживании, требующем лишь глубокий теплый подвал, вытяжную трубу и доступ к реактору;

5) многослойная конструкция ограждений, обеспечивающая оптимальные условия эксплуатации материалов и определяющая долговечность;

6) эффективный, дешевый и долговечный теплоизолирующий материал или заменяющего ее отхода сельхозпроизводства в вакуумной упаковке, сохраняющих заданную форму (можно, конечно, использовать другие современные утеплители типа Изовер.

7) система стационарных солнечных коллекторов на приусадебном участке, на крыше, в теплице, на цоколе, одновременно играющих роль строительных элементов, позволяющая даже при невысокой эффективности (относительно представленных на рынке систем с селективными покрытиями и антифризом в качестве теплоносителя, которые нерентабельны из-за высокой цены и необходимости обслуживания, а также из-за того, что не могут являться элементами строительных конструкций) получать почти задаром тепловую энергию в течение всего года, в т.ч. для нагрева воды, теплоаккумулирующих стен, грунта под домом, входящего воздуха приточной вентиляции;

8) система умной приточной вентиляции, включающая предварительный пассивный подогрев входящего воздуха зимой и охлаждение летом – эта система необходима не только для поддержания на приемлемом уровне содержания углекислого газа в атмосфере почти герметичного дома, функционирования биореактора и танка аэробной переработки серых стоков, но и для удаления радона, который может накапливаться в подвале вследствие постоянного притока из грунта, щебня, золы, цемента, входящих в состав использованных строительных материалов;

9) умные и недорогие из-за отсутствия фурнитуры окна с эффективным сопротивлением теплопередаче порядка 2, т.е. в 2,5 раза лучше предлагаемых на рынке современных 2-х камерных стеклопакетов, состоящие из герметичных сборок из 2-х однокамерных пакетов с внутренними и внешними ставнями;

10) развязка подвала с грунтом, куда в основном уходит тепло из дома при хорошей теплоизоляции внешнего ограждения, путем создания защитного слоя из старых автопокрышек, которым не могут найти утилизацию до сих пор;

Для обеспечения устойчивого развития предлагается пакет ключевых технологий и решений, определяющий низкую стоимость материалов и возможность организации быстрого строительства с минимальными затратами:

1. . Бетон с добавками зольного вяжущего.
2. Утеплитель Изовер.
3. Золоарболит – утеплитель для фундаментов
4. Умные окна
5. Система вентиляции
6. Сбор, хранение осадков и очистка сточных вод в подвале дома.
7. Сухой биотуалет.
8. Аккумулирование солнечной энергии.
9. Каркасная конструкция дома.
10. Финансовая схема взаимоотношений при осуществлении индивидуального организованного строительства .

4. Умные окна

На рынке строительных изделий пластиковые окна претерпевают настоящий бум. В первую очередь это связано с нижайшим качеством окон, производимых ранее в СССР. Лучшие окна из двухкамерных стеклопакетов имеют сопротивление теплопередаче 0.77. Легко оценить, что при такой теплопередаче – настоящая тепловая дыра! - дом без отопления построить невозможно, даже если стены, крышу и фундамент делать из лучшего утеплителя - пенопласта толщиной 1 м. Строители и граждане забыли, для чего нужны в доме окна: уже 4 поколения вся страна использует окна с двойным назначением: для солнечного освещения и проветривания. Однако, для освещения окна используются зимой лишь на четверть времени, да и то с пользой только тогда, когда в доме кто-то есть. Остальное время окна не работали даже по прямому своему назначению, не говоря уж о том, что функцию вентиляции помещений окна выполняют максимально плохо. Если окнам вернуть их настоящую функцию – только освещение, когда в этом есть потребность и возможность, то и конструкция окна, и его стоимость, и правила его использования сильно изменятся. Но это возможно только в новом строительстве. В проекте предлагается система умных окон (умные – означает адекватно реагирующие на изменение в окружающем мире). Для освещения больше подходит южная сторона дома: зимой солнце через окна вносит тепло и свет в дом, а летом - только рассеянное излучение, т.е. только свет. Количество окон, выходящих на западную и восточную стороны, необходимо минимизировать, т.к. летом поступление тепла через окна при прямом солнечном излучении утром и вечером (почти 1 кВт на кв.м) превращает помещения в пекло. Зимой окна на северную сторону полностью закрываются жалюзи и внутренними ставнями, а на южную сторону они закрываются, когда нет солнца. Умные окна при правильном герметичном исполнении имеют сопротивление 2.0, в то же время их стоимость ниже обычных, т.к. они не нуждаются в фурнитуре. Установка и эксплуатация таких окон проще и дешевле, притом, что свою главную функцию – освещение такие окна будут выполнять не хуже, плюс обогрев зимой!

5. Система вентиляции

Даже простейшие теплообменники позволяют экономить на отоплении домов. Однако при строительстве умного дома без отопления вопрос об экономии не стоит – необходимо избавиться от всех потерь тепла, кроме физически неизбежных путем теплопередачи. В проекте предлагается очень простое решение для системы приточной вентиляции: забор воздуха осуществляется из стационарного воздушного солнечного коллектора, сооруженного на участке над танком сточных вод. Выход воздуха осуществляется через трубы биореактора и камина, Коллектор состоит из 3 частей, ориентированных на восток, юг и запад. Независимые вентиляторы после нагрева солнцем подают воздух со скоростью 4 м/с в трубу диаметром 10 см, проходящую через танк для сброшенных вод, и далее через трубу, по которой идет сброс лишней воды, в подвал. Подача воздуха происходит лишь 6-8 часов в дневное время суток, т.е. когда воздух теплее и есть нагрев солнцем. Этого объема чистого воздуха, свободного от пыли, насекомых и газов, достаточн Проход 20

воздуха через танк и контакт с водой повышает его влажность и температуру. В итоге потери тепла зимой на приточную вентиляцию минимальны. Летом в умном доме комфортно благодаря естественному кондиционированию из-за наличия стен из грунтоблоков. Поскольку «зимняя» вентиляция летом будет подавать свежий слишком теплый воздух в остывший за зиму подвал, то для жилых помещений будет работать дополнительная - летняя вентиляция с забором воздуха из теплицы или крыльца, управляемая из жилых помещений дома.

6. Сбор, хранение осадков и очистка сточных вод в подвале дома

Обычно для загородных домов ввиду дороговизны коммуникаций предлагают разного рода септики, расположенные за пределами дома. Их объем примерно равен стоку за несколько дней. Для их функционирования необходима большая площадь участка для дренажа грубо очищенной воды. Для Сибири, где глубина промерзания в районе Новосибирска доходит до 1,4 м, система дренажа для эффективной очистки обойдется очень дорого. Для полной био-очистки сточных вод рекомендуется дренировать их в специальные водоемы с подобранными водными растениями или в реки. Если рядом есть водозабор, то септик представляет серьезную угрозу. Реально септики есть вынужденное решение – они служат лишь для уменьшения загрязнения окружающей среды, а не для решения проблемы, т.к. при низкой температуре очистка сточных вод происходит слабо и медленно. Введение химических реагентов служит лишь обеззараживанию, а не очистке вод. Совсем другой уровень решения проблемы возможен при наличии большого подвала с возможностью разместить резервуары для воды, где при относительно высокой температуре за длительный период вода очищается полностью. Технологии очистки воды при нормальной температуре хорошо отработаны. По патенту США 5106493 очищенную таким образом воду даже предлагается использовать повторно для технических нужд. Более того, специалисты по очистке сточных вод из дома некоторыми типами бактерий после анаэробного/аэробного цикла доказывают эффективность способа тем, что демонстративно пьют очищенную воду. Повторное использование воды без системы контроля разумно лишь в небольшом количестве, а именно для смыва в унитазе биореактора. Предлагается производить последовательную анаэробную и аэробную биологическую очистку воды с использованием активного ила в двухкамерном реакторе, а очищенную воду использовать для полива участка летом. Накапливаемые в течение года на фильтрах осадки (если они не будут съедены бактериями) будут удаляться сервисной службой эко-поселка. Сточные воды нет необходимости полностью хранить в подвале дома. После достаточной степени очистки она может быть использована для подогрева входящего воздуха для вентиляции и после этого удалена в подземный резервуар с емкостью порядка 20 куб.м за пределами дома. Перед поливом вода будет нагреваться с помощью солнечного коллектора непосредственно на приусадебном участке, что обеспечит быстрое развитие растений в благоприятных условиях. Природные осадки является самым чистым и одновременно бесплатным источником воды, особенно если речь идет о техническом использовании. Питьевая вода является продуктом питания, поэтому ее самостоятельное получение не входит в планы компании – планируется лишь организованная оптовая поставка воды в экопоселок соответствующими профильными компаниями. о для поддержания комфортной атмосферы в доме.

Количества осадков в виде дождя (442 мм в год), попадающих на крышу базового дома, как раз достаточно для покрытия потребности семьи в технической воде – 75 кубометров (особенно, если есть услуги прачечной).

7. Сухой биотуалет.

Главной головной болью загородных домов являются туалеты. При использовании воды в качестве транспортирующей среды неминуемо требуются очень дорогие коммуникации для связи с очистными сооружениями. Фактически именно это ограничивает выбор площадок при традиционном строительстве – копировании квартир 24

на природе. Сухой биотуалет типа Clivus miltrum для накопления и биологической переработки в компост органических отходов был впервые сделан в Швеции с близкими климатическими условиями. Сейчас на мировом рынке более десятка фирм предлагает биореакторы различной конструкции, включая сделанные по патенту Clivus miltrum. В России биотуалет этого типа был построен в опытном доме в Новосибирске фирмой «Экодом». Учитывая большой объем этого биореактора, его установка и эксплуатация возможна лишь в большом подвале, и его необходимо рассматривать, как часть строительных конструкций – т.е. планировать заранее, всю архитектуру дома привязывать к нему, его изготовление должно быть вписано в график строительных работ. Именно использование вынимаемого грунта как сырья для производства материалов делает возможным без дополнительных затрат разместить объемное инженерное оборудование в подвале. Сухой биотуалет занимает объем не менее 5 кубометров, оборудован трубами для аэрации и наклонной постелью для спонтанного передвижения перерабатываемой биомассы вниз. Он предназначен для длительной биологической переработки органических отходов, поступающих с кухни и унитаза. Этот вариант биореактора первый, но не самый удачный – требует квалифицированных операций на этапе строительства, что тормозит график работ. Довольно сложно обслуживать такой реактор, а количество воды, поступающей в реактор, не может быть оптимальным, что создаст определенные проблемы для скорости переработки отходов в биореакторе. Проведя анализ существующих на мировом рынке конструкций, выбор был остановлен на биореакторе карусельного типа. Этот вариант максимально прост в монтаже, не требует значительных строительных работ и вписывается в график работ. Обслуживание такого реактора несопоставимо проще, а работа надежнее, т.к. избыток влаги – т.н. «чай» стекает из реактора и далее собирается раз в год в отдельную емкость, затем используется как эффективное азотное удобрение на участке. Для смыва фекалий в унитазе малым количеством воды будет использована система, использующаяся в авиалайнерах. В первый год работы 2 корзины реактора лишь собирают отходы вместе с добавками торфа или опилок с неполной переработкой, а на второй год переставляются местами для осуществления естественных процессов переработки органики микроорганизмами и червями уже в оптимальных условиях. В результате получается однородный качественный компост. Для дополнительного повышения надежности этот компост будет закладываться еще на год в компостную кучу на участке. Такая конструкция биореактора позволяет без проблем устанавливать в доме 2 унитаза над реактором: на 1-ом и 2-ом этажах, помимо сбора мусора с кухни. Биореактор будет снабжен трубой, идущей на крышу рядом с трубой от камина для создания естественной тяги для вентиляции. Для предотвращения появления запахов в помещениях, стульчак и входные каналы в биореактор будут выполнены герметичными. При открытом доступе автоматически будет включаться всасывающий вентилятор. Через год работы биореактора сервисная служба поселка будет переставлять корзины, через 2 года и далее раз в год – удалять компост в компостную кучу. В проектах домов будет заложен выход из подвала на участ участок либо через проемы в фундаменте с выходом в теплицу, либо через проем в гараж и далее через теплицу на участок.

8. Аккумулирование солнечной энергии.

Наиболее затратная проблема при проживании в своих домах в России – отопление. При создании энергоэффективного дома время эксплуатации обычных систем отопления, основанных на сжигании органического топлива (угля, мазута, газа) сокращается до минимума – 2-3 месяцев. Проектирование системы отопления с помещением для котла, закупка и установка котлов, закупка и хранение топлива, безопасное обслуживание этой системы получаются слишком дорогим, а комфортность проживания в своем доме резко падает из-за необходимости ежедневно заботиться о его 25

отоплении. Возникает очевидная мысль, что может быть разумнее еще предпринять необходимые усилия по дальнейшему повышению энергоэффективности дома и полностью освободиться от головной боли - обычной системы отопления. Множество усилий, в т.ч. при поддержке государства, было предпринято по снижению затрат на отопление путем повышения эффективности котлов, использованию солнечных коллекторов для экономии на подогреве воды, по снижению энергозатрат на вентиляцию и кондиционирование, например, установкой теплообменников. Ситуацию сегодня предельно точно описывает известное

выражение: гора родила мышь. Применение солнечных коллекторов обеспечивает дом, на первый взгляд, «дармовой» солнечной энергией. Однако, в действительности создание второй системы в доме, включающей стоимость коллекторов, их установку, обслуживание, ремонт и т.д. обходится значительно дороже примитивного обогрева электроэнергией, т.е. имеет отрицательную рентабельность. Проблема имеет экономически эффективное решение только при комплексном подходе, включающем полное устранение обычной системы отопления, использовании коллекторов как строительных конструкций с параметрами, не снижающими тепловое сопротивление ограждений. Такое решение возможно только при новом строительстве при условии создания супер-энергоэффективного дома. Поиск решений путем многократного расчета тепловых потерь дома в различном исполнении в режиме итерации позволил найти практически единственный вариант, достигающий цель. Необходимая для дома без отопления сверхвысокая энергоэффективность достигается только при реализации полного пакета. Предварительные оценки показали, что оптимальный размер дома с минимальными тепловыми потерями и минимальной стоимостью кв.м – 11х(13-14)м с полезной площадью ~200 кв.м, а оптимальный размер таун-хауза – 4 дома, по краям 4 гаража, каждый на 2 машины (т.е. 2 центральных дома не имеют прямого входа в гараж из дома), либо по краям 2 гаража, а у центральных домов по одному гаражу с северной стороны. Оптимальный по размерам дом принят в качестве базового и все расчеты проведены для него. Во второй очереди строительства возможны значительные отклонения от базового проекта, вплоть до эксклюзивных домов, однако необходимо это делать по результатам проведения натурального эксперимента на оптимальных домах.

9. Каркасная конструкция дома

Каркасные конструкции приобрели очень широкое распространение в последнее время, хотя фактически фахверковые дома строились в Европе с незапамятных времен. Преимущества каркасной конструкции очевидны: высокая скорость строительства и возможность использования многослойных ограждений, которые намного эффективнее по всем параметрам «однослойных» типа кирпичных, деревянных, сибитовых и т.д. Предлагается на фундаменте ставить деревянный каркас из досок 50х200, закрепленный перемычками с негорючими вставками, покрытый сверху полиэтиленовой пленкой осадков. Каркас обкладывается сначала многослойными панелями, которые выполняют несущую функцию, а также аккумулирование тепла, пароизоляцию, абсорбента. В предлагаемом проекте в стенах из панелей по внешнему периметру отношение составит 10, а для основной несущей центральной стены отношение будет равно 8. После, производится без использования техники быстрое перекрытие деревянными балками и профилированными листами. Деревянный каркас заполняется блоками утеплителя. Снаружи каркас обшивается OSB листами (оргалитом или фанерой) и обкладывается с небольшим зазором керамической облицовкой – 40% пустотным кирпичом на ребро. В зазор заливается монтажная пена, обеспечивающая хорошую монолитность стены и высокие теплоизолирующие показатели. На крыше стропила обшиваются снизу фанерой. Сверху набивается обрешетка, наносится 2 слоя гидроизоляции и укладывается ондулин или металлочерепица, что быстрее. Все общестроительные операции технологичны, не требуют тяжелой техники и высокой квалификации строителей и могут быть выполнены быстро, как на конвейере. Описанная конструкция обеспечивает оптимальные условия эксплуатации материалов и гарантирует их долговечность.. При такой конструкции дома нагрузка на грунт на глубине 1,5 м (гарантированно ниже уровня промерзания) со стороны внешних стен составляет всего 1-1,2 кг/см2. Для сравнения: обычно допускаемая нагрузка в типовых проектах на средних грунтах составляет 2 кг/см2. Для центральной стены, основание у которой тем более не подвергается замораживанию и в которую закладывается основная масса грунта, нагрузка составляет не более 1,7 кг/см2. Более того, стена из многослойной панели в отличие от кирпичной обладает свойствами релаксировать в определенных пределах внешние нагрузки без разрушения, т.к. прочность в стабилизированном грунте обеспечивается адгезионными силами между наночастицами минералов глин, в которые вносит свой вклад адсорбированная вода. Небольшая, но неизбежная усадка не повлияет на темпы строительства и качество отделочных работ при выбранной каркасной конструкции типа «матрешки» и использовании многослойной панели для внутренних стен.

Затраты на закупку материалов

480.0

Прочие прямые расходы

транспортные

80.0

Итого:

656.0

НАКЛАДНЫЕ РАСХОДЫ

ПЛАНОВАЯ ПРИБЫЛЬ

108.0

62.4

ВСЕГО

826.4

С кровлей Ондулин - 826 400 руб.

С кровлей Металлочерепица - 876 400 руб.

С кровлей мягкая черепица "Шинглс" - 846 400 руб.

Слабые стороны проекта

Относительно низкие затраты на организацию бизнеса;

Востребованность продукции;

Применение местных строительных материалов;

Оптимальность расходования материалов.

Отсутствие стартового капитала и необходимость привлечения кредитных средств;

Отсутствие профессионального опыта и опыта ведения бизнеса;

Высокая степень конкуренции.

Возможности

Угрозы

Ослабление конкурентов за счет повышения качества продукции;

Совершенствование бизнеса на основе новых технологий; Слайд 2

Предпринимательская идея Строительство малобюджетных индивидуальных домов для молодых специалистов

Обоснование актуальности идеи Данный проект предусмотрен для возведения домов в сельской местности из экологически чистых материалов с применением местных ресурсов (что удешевляет стоимость проекта), для привлечения молодых специалистов на село.

План этажа

Внутренняя отделка выполнена из натуральных материалов

Наружная стена Наружные стены выполнены из многослойных деревянных панелей.

Умные окна С регулировкой температуры в помещении умные- означает адекватно реагирующие на изменения в окружающем мире. Установка и эксплуатация таких окон проще и дешевле.

Заключение Сметная стоимость дома составляет 826 400руб. Это достаточно низкие затраты повышающие востребованность данной продукции.