Строительство экологичного дома своими руками: принципы и схемы технологий

Автономное эко-жилище, полностью оснащенное эффективными системами жизнеобеспечения, способно самостийно функционировать, при этом не нанося ущерба природе. Построить такой дом и оборудовать его «умными» устройствами вполне возможно.

В этой статье представлены рекомендации по созданию экодома своими руками с использованием исключительно натуральных строительных материалов, таких как глина, песок, солома и древесина. Мы собрали, проанализировали и привели информацию о лучших вариантах. Технология строительства экологически чистого жилья описана в избегаемом аспекте.

Новичкам в строительстве помогут предложенные нами советы. Чтобы упростить восприятие этой сложной темы, к материалу добавлены фото, схемы и видеоруководства.

Экодом: мечта или реальность?

Каждый день растет интерес к строительству экологических домов – проекты, которые прежде воспринимались как фантастика, становятся реальностью, показывая выдающиеся результаты. Принципы экологичного жилья знакомы всем, кто хоть раз жил или отдыхал в деревенских условиях.

На загородных участках продолжают возводить дома из оцилиндрованного бревна, бруса или кирпича – то есть, из природных материалов, которые не содержат вредных искусственных добавок.

Проект двухэтажного жилого дома с применением технологии «двойной брус» подразумевает, что стены, перекрытия и потолки состоят из двух слоев древесины, например, профилированного сушки сосны.

Современные сельчане и дачники уже давно используют септики и биологические установки – компактные системы для переработки сточных вод. Бытовые жидкости разлагаются естественным образом, твердые остатки можно использовать в качестве удобрений, а очищенную жидкость (до 98% очищения) применяют повторно – для полива сада или благоустройства приусадебной территории.

Схема системы биологической очистки воды включает две камеры (аэробную и анаэробную) и фильтрационное поле. После обработки вода уходит в землю.

Что касается систем отопления, здесь ситуация иная: основной источник тепла по-прежнему – это электрические, газовые, угольные или дровяные котлы. В экологичных системах использование природных ископаемых отсутствует.

Солнечные панели позволяют экономить потребление электроэнергии, однако мощности альтернативных систем недостаточно для работы высокомощных устройств.

Наиболее эффективными источниками энергии и тепла считаются:

• гидродинамический теплогенератор с кавитатором;
• солнечные установки;
• домашние ветряные генераторы;
• биогазовые установки (для фермерских хозяйств).

Интеграция «умных» систем для отопления, энергосбережения и утилизации отходов позволяет обеспечить автономное функционирование дома без загрязнения атмосферы и почвы.

Экодом площадью 48 м², разработанный румынскими архитекторами, построен из клееного бруса и стеклопакетов, крыша покрыта деревянной черепицей. Стоимость составляет 25 тысяч евро.

Таким образом, при наличии желания можно построить полностью «чистый» дом, и примеров подобногостроительства достаточно – в Скандинавии, Австрии, Германии, Дании и Великобритании ежедневно разрабатываются сотни экологических проектов не только любителями природы, но и государственными учреждениями. К примеру, проект современного дома можно заказать на сайте архитектурно-дизайнерской компании chproekt.com.ua.

Основные принципы создания экологичных домов

Если вы приняли решение о строительстве экодома своими руками, первый шаг – это проектирование, включающее тщательное планирование всех этапов постройки и подключения систем жизнеобеспечения.

Принцип 1: К важнейшим характеристикам экодома относится наличие достаточно большой территории для проживания и обустройства. На одного человека должно приходиться не менее 30 м², с достаточным пространством вокруг дома для озеленения.

Принцип 2: Внутренняя отделка помещения должна быть выполнена из экологически чистых материалов естественного происхождения.

Принцип 3: Высота потолков в жилых зонах не должна быть менее 2,8 м, а высота мансардного пространства – не менее 2,6 м.

Принцип 4: Общее потребление энергии не должно превышать 5 кВт/ч. Для снижения расхода электричества можно использовать тепловые насосы, солнечные панели, ветрогенераторы и прочие технологии.

Принцип 5: Предпочтение следует отдавать вторичным и натуральным строительным материалам, использованным при возведении и отделке фасада. Желательно, чтобы они преобладали.

Принцип 6: В ландшафтном и интерьерном дизайне следует придерживаться принципов стилей эко, кантри и бохо, а также традиционных народных направлений.

Принцип 7: Рекомендуется предусмотреть в проекте обустройство зимнего сада, больших террас и зон с зелеными насаждениями.

Принцип 8: В планировке должно быть предусмотрено место для сауны, русской бани, просторной гидромассажной ванны или бассейна.

Первый шаг – выбор участка для строительства. Идеальным местом считается ровная территория, близкая к источнику воды, открытая для солнца и ветра. Если в регионе преобладают северные ветра, следует рассмотреть возможность защиты северной стороны дома (например, высажив высокие хвойные деревья).

Интересным проектным решением может являться частичное углубление дома в землю. Так часть здания оказывается защищенной и утепленной естественным образом, а недостатком остается необходимость в искусственном освещении подземной части.

Второй шаг – определение особенностей строительства эко-дома. Ключевое значение имеет теплоизоляция – чем эффективнее защищено здание, тем меньше энергии требуется для его обогрева.

Для увеличения теплоизоляционных свойств можно использовать ряд приемов, таких как:

• усиление теплоизоляции в местах с «мостами холода»;
• создание многослойной конструкции стен (до 4 слоев с промежутками, заполненными минеральным утеплителем или отходами целлюлозного и хлопкового производства);
• дополнительное утепление фундамента и подвала.

Интересная архитектурная идея для северных регионов – разделение пространства на «зимний» и «летний». У наших предков также были зимние избы (с русской печью) и летние, не отапливаемые.

Большое количество энергии уходит на работу электроламп, поэтому необходимо максимально использовать естественное освещение. Одну из стен главного помещения можно сделать стеклянной, применив тройные стеклопакеты на деревянных рамах.

Пример дома с круговым остеклением. В течение светового дня все помещения здания освещаются естественным светом благодаря стеклянным стенам, расположенным по периметру.

Герметичность дома будет высокой, поэтому необходимо позаботиться о системе вентиляции. Чем больше полезных свойств будет заложено в процессе строительства, тем меньше энергии уйдет на обеспечение теплом, светом и чистой водой жилой зоны.

Создание «зеленых» крыш существенно улучшает теплоизоляцию здания и сохраняет дождевую воду. Для обеспечения роста травы на крыше была разработана технология инверсионных кровель.

Планировка: чертежи и схемы

Визуализация проекта облегчает его реализацию, а эскизы, чертежи и схемы с указанием точных объемов, расположения и материалов помогут организовать процесс выполнения работ.

Необходимо помнить, что начинать строительство, включая экодома, не следует без получения разрешительных документов в государственных инстанциях, которые дают «добро» лишь после детальной оценки проекта. Рекомендуется составить серьезную документацию совместно с проектировщиками, чтобы избежать излишних задержек.

Один из вариантов общей схемы строительства зеленого дома, с обозначением элементов систем водоснабжения, теплоизоляции, вентиляции и освещения (+).

Что следует обязательно указать на схемах для строительства экодомов? Все, что может вызвать хотя бы малейшие трудности, такие как расположение системы вентиляции.

Схема вентиляции с рекуператором – устройством, представляющим собой теплообменник, использующий тепло отходящих газов для частичного прогрева отопительной системы (+).

Экономия энергии от солнечных батарей подразумевает установку комплекса различных систем, включая горячее водоснабжение.

На схеме показана система с двумя источниками электричества: солнечными панелями на крыше и котлом, расположенным в подвале или цокольном этаже. Это решение считается экологически чистым, если котел будет работать на биотопливе (+).

Еще один пример установки солнечной системы с водяным коллектором. Однако стоит отметить, что нагретая вода из таких систем может использоваться только как теплоноситель или для санитарных нужд в тот же момент после нагрева.

Тем, кто хочет накапливать солнечную энергию для зарядки бытовой техники, лучше создать систему с солнечными батареями.

Солнечный коллектор установлен на крыше отдельно стоящего сооружения, специально предназначенного для системы нагрева воды. В дом поступают как горячая, так и холодная вода через подземный трубопровод.

Неэффективно размещать ветряные турбины в районах с лесными насаждениями или другими препятствиями для ветра. Вместе с тем, на побережьях морей, в степных и горных местностях затраты на их установку оправданы.

Эффективность работы солнечного коллектора и ветряной турбины можно повысить, используя гибридный контроллер, который распределяет полученную энергию по местам потребления или отправляет её в накопительные устройства (+).

Перед строительством загородного дома из бруса или бревен нужно заранее продумать устройство теплоизоляционного слоя.

В зависимости от месторасположения, применяются разные утеплители: минеральная вата, твердые и рыхлые теплоизоляционные материалы на натуральной основе, маты из шерсти или хлопка.

Такой дом был создан учеными из Уэльса. Он расходует меньше энергии, чем производит. Этот компактный «электрический завод» представляет собой стандартный архитектурный проект, поэтому любой желающий может его приобрести. Утверждают, что его цена сопоставима с ценой обычного дома.

Мощные солнечные панели, установленные на крыше и стенах, энергоэффективные бытовые приборы и «умная» автоматизация распределения энергии – все это создает избыток электроэнергии (+).

Готовые планы можно найти на ресурсах компаний, которые занимаются проектированием экодомов и зданий с пассивными системами энергосбережения.

Техническое обеспечение экодома часто включает организацию независимого водоснабжения с созданием источника воды.

Отопительная система экодома может состоять из нескольких согласованных вариантов: газовый котел + солнечные панели или коллекторы + ветряные генераторы.

Основы энергосбережения заложены в концепцию таких зданий. Наличие теплоаккумулятора является обязательным элементом.

Территория, прилегающая к экодому, должна быть оборудована соответствующими техническими средствами. Для больших участков рекомендуется установка автоматического полива.

Для предотвращения сбоев в электроснабжении необходимо наличие газового или электрического генератора.

Для отдельно стоящего здания целесообразно установить интеллектуальную систему управления доступом на его территорию.

Здоровый и максимально благоприятный микроклимат в помещениях экологически чистого дома обеспечит климатическая система.

Умная система управления освещением, как внешним, так и внутренним, получает энергию от солнечных батарей. Ей достаточно низковольтного питания в 12 В.

• Автономное водоснабжение из скважины/колодца
• Солнечные панели как дополнение к системе отопления
• Наличие теплоаккумулятора в экодоме
• Автоматизированный полив для ухода за участком
• Электрический или газовый генератор
• Установка умной системы контроля доступа
• Интеллектуальная система управления микроклиматом
• Умная система управления освещением

Теперь давайте подробнее рассмотрим два проекта – строительство экодомов из соломы и древесины, дополненных глиной, выполняющей функцию связующего материала.

Строительство экодома из соломы и глины

Солома, обладая прекрасными теплоизоляционными свойствами, на протяжении длительного времени использовалась в крестьянских домах: ею покрывали крыши, из неё делали матрасы и утепляли пазы между бревнами. В южных регионах можно встретить хаты, целиком выполненные из соломенных тюков.

Зная свойства материала и особенности технологии сборки каркаса, можно самостоятельно построить «соломенный дом».

Саманные дома могут иметь различное количество этажей, форму стен и крыш, а также габариты. Благодаря глиняной штукатурке порой трудно догадаться, что основным строительным материалом является «соломенный» кирпич.

Преимущества и недостатки соломенных блоков

Первое, что стоит отметить, — это доступность главного строительного материала. Его получают в результате возделывания и переработки сельскохозяйственных культур (бобовых, зерновых, конопли, льна и др.).

Зерна, соцветия и семена идут на дальнейшую переработку, а стебли с остатками листьев сушат и направляют на корм животным. Также солома используется для создания декора в деревенском стиле.

Относительная легкость и компактные размеры материала выгодны для хозяйств, которые планируют строить самостоятельно, без привлечения трудозатратных рабочих бригад.

С ростом интереса к экологически чистым материалам возникла целая индустрия по производству саманных кирпичей (строительного материала из прессованной соломы и глины) и биотоплива.

Саман и соломенные тюки активно используются для строительства частных домов благодаря следующим характеристикам:

• обладают низкой теплопроводностью;
• не воспламеняются, а лишь тлеют (это касается прессованного заштукатуренного материала);
• не содержат химических добавок;
• доступны по цене.

Среди недостатков выделяются гигроскопичность и, как следствие, предрасположенность к быстрой гниению. Кроме того, соломенные тюки могут быть привлекательны для грызунов, которые также ценят экологическую чистоту.

Для устранения этих недостатков плотность строительного материала увеличивается до 300 кг/м³, блоки армируются и покрываются штукатуркой с добавлением гашеной извести.

Спрессованная в панели солома является отличным строительным материалом, позволяющим быстро строить экодома.

Для транспортировки соломенных элементов к месту установки не требуется тяжелая техника, их можно использовать для создания архитектурных форм различной сложности.

Панели из соломы отлично подходят как стеновой материал и обеспечивают превосходную теплоизоляцию, что позволяет сократить строительные расходы.

Гигроскопичность соломенных панелей позволяет возводить конструкции, подверженные воздействию влаги.

Правила подготовки материала

Чтобы ускорить процесс строительства, можно приобрести готовые соломенные тюки или саманные кирпичи. Оба варианта можно подготовить самостоятельно, заранее запасая достаточное количество материала. Период заготовки приходится на конец лета или осень – время сбора урожая.

В этот период сухие стебли соответствуют необходимым характеристикам. К весне солома почти никогда не доживает, так как портится от сырости и покрывается плесенью.

Саманные кирпичи (саман) часто изготавливаются самостоятельно: смесь из глины, растительных волокон, навоза и извести помещается в формы, которые напоминают ящики без дна, утрамбовываются и отстаиваются на протяжении 7-10 дней, поворачиваясь разными сторонами.

Для хранения материала нужно построить большой сарай с прочной изолированной крышей, поддерживающим сухой микроклимат и хорошую естественную вентиляцию. В качестве утеплителя можно использовать маты, сделанные из той же соломы (желательно ржаной, так как именно ее избегают мыши).

Строительство фундамента и каркаса

Пока готовится материал, можно подготовить фундамент. Его сооружают по обычной схеме для каркасного дома. Специалисты рекомендуют применять облегченный ленточный вариант, так как тюки имеют небольшой вес.

Для фундамента вырывают неглубокую котлован, устанавливают опалубку из досок и заливают густой смесью глины с песком. Стоит отметить, что иногда солому добавляют даже в основание дома.

Пока глина не схватилась, по углам и вдоль стен крепят металлическую арматуру для будущей обвязки. Затем, после того как фундамент окрепнет, собирают каркас из деревянных брусьев (размером 15 см х 15 см). Сначала фиксируются угловые стойки, далее – вспомогательные опоры для стен. К вертикальным элементам добавляют горизонтальные доски или бруски меньшего сечения.

Если необходимо предусмотреть цокольный этаж, следует заглубить фундамент не менее чем на 45 см и выполнить гидроизоляцию подвальных помещений в процессе строительства.

Обвязка соломенными блоками

Соломенные блоки укладывают последовательно, рядами, по принципу кирпичной кладки. Швы между рядами прокладывают. Каждый блок фиксируют металлическим прутом и обвязкой. После окончания укладки всего каркаса осуществляется дранкование по диагонали тонкими досками для повышения устойчивости стен. Крышу устанавливают в конце, следуя традиционной технологии.

Перед использованием тюков соломы ещё раз проверьте их качество: хороший материал имеет приятный золотистый цвет и аромат сушеных трав, при этом он должен быть сухим.

Все образовавшиеся швы и зазоры герметизируют саманной смесью. Если необходимо защитить от грызунов, стены обвязывают металлической сеткой с мелкими ячейками. Иногда для лучшего утепления укладывают второй слой из более тонких соломенных матов.

Наружная часть соломенного дома покрывается известковой смесью (толщиной 2,5-3 см) и декорируется белой или цветной краской. В качестве колера применяют ультрамарин, умбру, фиолетовый кобальт, железный сурик или оксид хрома.

Заключительный этап – внутренняя отделка, во время которой также осуществляется оснащение здания системами обеспечения жизнедеятельности и прилегающей территории.

Технология возведения зданий из древесины и глины

Деревина, которая воспринимается как традиционный, но устаревающий вид топлива, может использоваться иначе – как материал для стен.

Для технологии возведения домов из поленьев в России придумали звучное название – «глиночурка», а в Америке этот метод строительства известен как Cordwood. Если дом из древесины снабдить умной системой энергосбережения, его можно смело отнести к экологически чистым сооружениям, не наносящим вред окружающей среде.

Атмосферный «экологический» домик, возведённыйв стиле cordwood masonry. Его натуральный облик акцентирован разнообразными архитектурными элементами: инверсионной крышей, выполненной из травы, деревянными бревнами в качестве опор, а также отделкой из природного камня.

Плюсы технологии «глиночурка»

По всему миру можно встретить старинные здания с конструкциями, основанными на деревянных чурках, соединённых глиняным раствором. Некоторые из них сохранились на протяжении нескольких сотен лет, что подтверждает надёжность данной технологии в плане прочности и долговечности. При толщине стен от 15 до 45 см, такие дома не только сохраняют свою геометрию, но и сохраняют эксплуатационные свойства.

Глина и древесина выступают здесь главными и единственными строительными материалами, прекрасно дополняющими друг друга и создающими уютный и комфортный микроклимат внутри הבית.

Те, кто жил в домах типа cordwood masonry, отмечают, что в зимнее время здесь достаточно тепло, а в летнюю жару стена обеспечивает удивительную прохладу, поглощая избыточную влагу и удерживая её.

Внутреннее оформление дома также подразумевает использование экологически чистых материалов: неоштукатуренные стены, столешницы из цельного дерева, полы и оконные рамы из дерева.

Ещё одним преимуществом природных материалов является их доступная стоимость. Жители удалённых населённых пунктов, далеких от городской цивилизации, охотно используют древесину для строительства, включая «глиняные» дома.

Характеристики возведения домов из чурок

Техника укладки глиняной «поленницы» напоминает традиционную кирпичную кладку, но чурки могут иметь разные размеры и формы. Их длина соответствует ширине стены, что требует единообразия.

В средней полосе России рекомендуется использовать поленья длиной от 50 до 60 см, тогда как для северных регионов – до 80 см. Это обусловлено тем, что теплопроводность древесины в продольном направлении в два раза выше, чем в поперечном.

Процесс создания стены из поленьев нестандартной формы с добавлением цементного раствора включает: использование жёсткого цементного каркаса по краям и утепление из прессованных опилок.

Готовящийся глиняный раствор изготавливается по следующему рецепту:

• смешивают глину и песок, добавляя воду;
• вводят мелко нарезанную солому для армирования;
• добиваются необходимой консистенции;
• наносится на дрова, как строительный состав.

Для повышения прочности иногда используют цемент вместо глины и добавляют известь, превращая этот метод в «чуркобетон». Эта технология несколько отличается от предыдущей: цементная смесь применяется лишь по краям чурок, а середина заполняется утеплителем – саманным раствором или опилками, смешенными с известью.

Совместное строительство здания круглой формы по технологии «глиночурка»: каждый уровень дров выравнивается, а чурки слегка выступают из глиняного раствора.

В качестве завершающего слоя используют штукатурку, созданную также из природных компонентов. Для смягчения структуры отделки в глину добавляется навоз как натуральный антисептик.

Глиняный раствор требует не менее полутора месяцев для высыхания – на этот период необходимо поддерживать стены в сухом состоянии, для чего над зданием сооружается большой навес. В процессе высыхания глина может трескаться, поэтому важно регулярно заделывать трещины и следить за состоянием конструкции.

Советы для начинающих строителей

Если вы планируете построить дом из чурок, рекомендуется за год до начала изготовления подготовить древесину, которую нужно сушить минимум 10 месяцев, чтобы избежать деформации конструкции.

Для небольшого дачного домика, площадью около 40 м², понадобится примерно 30 м³ древесины. Лучше выбирать не круглые чурки, которые в процессе кладки могут треснуть вдоль волокон, а колотые, очищенные от коры. Длина заготовок должна составлять 50-60 см.

Достичь одинаковой длины поленьев можно с помощью слесарного станка, но многие мастера справляются и с помощью козлов, устанавливая бревна и отмечая расстояние для распила.

При создании двухэтажных структур обязательно использование деревянного каркаса с прочными опорами, балками и перекрытиями, поскольку нагрузка на стены увеличивается.

Этапы возведения дома:

• устройство ленточного фундамента;
• сборка каркасной конструкции (при круговом принципе укладки каркас не потребуется);
• поэтапная укладка «поленницы» с формированием проемов для окон и дверей;
• ожидание для «созревания» глиняного раствора (не менее 2 месяцев);
• строительство кровли;
• штукатурка и внутренняя отделка.

При возведении стен можно применять традиционные методы. Например, для угловой обвязки используют брус. Чтобы древесина укладывалась ровно, с одной стороны устанавливается большой щит как ограничитель. Для повышения горизонтальной стабильности конструкции рекомендуется прокладывать колючую проволоку каждые четыре ряда.

Заключение и полезные видеоматериалы

Тематика видео поможет лучше понять нюансы строительства экодомов.

Видео #1. Обзор экодомов с акцентом на экологическую устойчивость:

Видео #2. Фильм о возведении саманного дома в северном экопоселении:

Видео #3. Постройка «глиночурки» своими руками:

Как видно, возвести дом с использованием одной из популярных эко-технологий своими силами вполне реально. Начать можно с небольшого хозяйственного помещения, летней кухни или дачного декора. Постарайтесь реализовать принципы энергосбережения – это будет небольшой шаг к будущему и отличный личный опыт.

Хотите поделиться ещё одним уникальным способом постройки и обустройства экодома? Есть вопросы по материалам, представленным в тексте? Пожалуйста, оставьте свои комментарии в указанном ниже разделе.