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. Измельченные 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 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).

Обычно более тяжелый или толстый слой используется при теплоизоляции потолка для сохранения зимой в помещении теплого 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 проемы бумагой (или заложить поролоном).

Солнце, проникающее в дом зимой, попадает на теплоемкий 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).

Надворные постройки, прилегающие к дому с теневой и ветреной стороны, защищают дом от холодных зимних ветров.

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 размещенные в соответствующих местах шпалеры* с вьющимися листопадными видами (виноград, глициния) (рис. 4.7).

С теневой стороны размещаются вечнозеленые 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 (теплоемкие 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 теплоемких элементов наиболее эффективно использовать контейнеры с водой объемом 45 - 180 л. Их можно расположить либо под стеллажами с растениями, либо над ними - у задней стены теплицы. Бочки, окрашенные в черный цвет, будут быстро поглощать солнечное тепло, а окрашенные в белый цвет - будут отражать свет, что делает развитие растений более равномерным. Лучше всего использовать оба варианта вместе.

 

Рисунок 4.8 В условиях холодного климата теплица, расположенная на солнечной стороне дома, может быть частью отопительной системы. Вентиляционные люки обеспечивают циркуляцию теплого воздуха зимой и прохладного летом.

Рисунок 4.9 В результате температурной разницы между теплицей и затененной пристройкой через дом проходит поток прохладного воздуха. Листопадные лозные культуры (виноград), располагаются с солнечной стороны, а вечнозеленые с теневой стороны.

 

Двойные стекла 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 затененная пристройка, размещенная 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 теплому воздуху выйти наружу, а холодному проникнуть вовнутрь через люк 4, размещенный со стороны затененной 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 теплый воздух остается в доме. В затененной пристройке можно установить емкости с водой, закрытые сверху вьющимися видами, что будет служить дополнительным источником прохлады. В теплице и затененной 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 застекленные 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 теплый 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 проеме и застекленные 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 затененной 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 для воды на крыше даст возможность в меньшей степени зависеть (а может быть, и перестать зависеть вообще) от водонагревателей, функционирующих за счет сжигания топлива.

 Использование растений для создания специального микроклимата, в том числе посадка деревьев в форме дуги (солнечная ловушка); размещение вечнозеленых шпалер и кустарников с теневой стороны; посадка листопадных деревьев с солнечной стороны; посадка древесных ветроломов для защиты построек от холодного ветра.

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 всем 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

Рисунок 4.10 Теплица, встроенная в оконый проем, и осветительный люк в крыше. Обратите внимание на систему изоляции, служащей для задерживания тепла и для того, чтобы не пропустить холодный воздух.