Среда и здоровье человека в экодоме

Муниципальное бюджетное  образовательное учреждение

средняя общеобразовательная  школа №

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема: «Среда и здоровье человека в экодоме»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Смоленск, 2013 

Содержание

 

Введение 3

Экодом  – общие характеристики 4

Экодом  и окружающая среда 13

Экодом  и здоровье человека 20

Значение  экожилья для России 24

Заключение 26

Литература 27

 

 

 

 

Введение

 

В каменных джунглях современных городов человек оказывается всё более изолированным от естественной среды обитания и всё более подверженным разнообразным вредным воздействиям, влияющим на его физическое и психическое здоровье. Кроме того, современный город наносит ущерб и окружающей среде – как непосредственно, так и через инженерную инфраструктуру и обслуживающий ее производственный сектор.

Для своего исследования я выбрала  тему «Среда и здоровье человека в  экодоме». Она является актуальной, так как всё большее число людей задумывается над тем, в какой среде им и их детям предстоит жить дальше. Возможно ли как-то уменьшить негативное влияние современного города на окружающую среду? Как сделать нашу жизнь чище, лучше, добрее, безопаснее? Поиск ответа на эти жизненно важные для человечества вопросы привел к появлению концепции экологического дома, которая развивается в течение последних десятилетий, вбирая в себя все новейшие достижения в области экологии и высоких технологий.

Цель работы – рассмотреть современную идею экодома; проанализировать аспекты влияния экодома на окружающую среду и здоровье человека, обосновать актуальность строительства экодомов в России.

Задачи исследования: дать определение экодома, выделить его характеристики, оценить его влияние на окружающую среду по основным критериям (энергопотребление, водопотребление, загрязняемость), выяснить влияние экодома на физическое и психическое здоровье человека.

Работа состоит из введения, трех глав и заключения.

 

Экодом – общие характеристики

 

Жилые районы составляют основную часть  застройки города любого размера и типа. Наряду с совершенствованием градостроительной системы в целом, требуется экологизировать среду проживания и на уровне конкретного дома и квартиры. Для решения этой задачи в последнее время предложено несколько концепций экожилья.

Большие усилия прилагаются по достижению автономности экодома, его независимости  от городских систем жизнеобеспечения: энерго- тепло- и водоснабжения, канализации и т. д. С этой точки зрения экодом определяется как дом с высокой степенью автономности, не требующий, в отличие от обычных городских домов, подключения к городским инженерным сетям и системам.

Предшественником экодома предлагается считать энергоэффективный дом. В настоящее время энергоэффективный дом с пониженным уровнем энергопотребления уже реализован в различных климатических зонах и регионах планеты. Примеров существует немало. Экодом же, как полностью автономная система, пока представлен лишь в виде экспериментальных образцов и в массовом строительстве может появиться позже.

В более развёрнутом толковании идея экодома формулируется следующим образом.

Составные части  экодома

Экодом состоит из трех основных частей. Прежде всего, это  теплая коробка дома. Экономически и технически целесообразно обогревать его за счет солнца при условии  шестикратного увеличении теплозащиты  здания по сравнению с традиционным домом. В этом случае с февраля  до лета и осенью до начала ноября его  можно практически не топить и  лишь при необходимости подогревать.

Второй составляющей частью экодома являются его системы  жизнеобеспечения (отопление, вентиляция, переработка органических отходов  и бытовых стоков):

- система отопления состоит  из небольшого отопительного  котла, дополнительной системы  солнечного обогрева с водяным  или воздушным распределением  тепла (пилотный вариант солнечного  коллектора хорошо зарекомендовал  себя в сибирском климате).

- вентиляция выполнена  в виде теплообменника; она возвращает  до 70% энергии, содержащейся в  выходящем из дома теплом воздухе. 

- оборудование по переработке  органических отходов и бытовых  стоков превращают их методами  компостирования, аэробного и  анаэробного сбраживания в биологически  полезный продукт. 

Третьей составляющей экодома  является приусадебный участок с  биоботанической площадкой. Площадка, кроме своего прямого назначения для утилизации отходов, может быть эффективно использована для выращивания овощей по биоинтенсивной технологии. Огород представляет органичную часть хозяйства экодома в целом.

Подытоживая, можем сказать, что экодом – благоприятное для  здоровья человека жилье, построенное  из нетоксичных, не вредных для здоровья человека, материалов. Это современный  благоустроенный дом, требующий  на его эксплуатацию усилия и затраты, сопоставимые с содержанием квартиры в многоквартирном доме. Системы  жизнеобеспечения, материалы, из которых  выполнен дом, обеспечивают в нем  среду, соответствующую санитарным нормам. Приусадебный участок предоставляет  возможность вести здоровый образ  жизни.

Энергоэффективность экодома

Энергоэффективность – основная характеристика экодома, поскольку главные эксплуатационные затраты в сибирском климате связаны с отоплением дома. Энергоэффективность экодома достигается использованием утеплителей в конструкциях стен, основании дома, герметичными окнами с тройным или четверным остеклением. Энергозатраты снижаются за счет правильной ориентации экодома по отношении к господствующему направлению ветра, продуманным объемно-планировочным решениям, созданию буферных зон, а также благодаря пассивному и активному использованию солнечной энергии и аккумуляторов тепла.

Архитектурный проект экодома

Использование при строительстве  дома приемов солнечной архитектуры, обеспечение компактности и индивидуального  архитектурного облика предполагает необходимость  соблюдения следующих условий. Южная  сторона дома (в северном полушарии) должна обеспечивать максимальное использование  солнечного излучения. В этой части  дома располагаются теплица, солнечные  коллекторы, солнечные батареи фотоэлектрической  установки, нагревательные элементы солнечного водонагревателя.

Компактность, теплосберегающие объемно-планировочные решения

В холодном климате большую часть года традиционный дом приходится отапливать. С одной стороны, он должен обеспечивать комфортные условия семьи, когда каждый ее член имеет свою комнату. В то же время, он не может быть слишком большим, поскольку такой дом требует больших затрат на отопление и обслуживание.

Дом должен иметь разумные размеры и быть компактным. С точки  зрения теплопотерь оптимальная его форма приближается к кубу. Но, если учитывать требования солнечной архитектуры, то желательно увеличить в 1,5 раза размеры дома в направлении восток-запад. При таком решении он поглощает максимальное количество солнечной энергии. Эффективным приемом экономии энергии являются неотапливаемые буферные зоны вокруг жилой части дома.

 

 

Теплоэффективные ограждающие конструкции и материалы

Основным способом обеспечения  энергоэффективности экодома являются теплые ограждающие конструкции (основание дома, фундамент, наружные стены, кровля, окна). Приемы солнечной архитектуры, солнечный обогрев могут дать экономический эффект только при 5-6 кратном увеличении теплозащиты ограждающих конструкций по сравнению с теплозащитой существующих домов. Обеспечить такую энергоэффективность только за счет кирпича или газобетона невозможно, так как в этом случае стены нужно возводить примерно 1.5 м толщиной. Поэтому в конструкции стен из этих и других материалов необходимо использовать эффективные утеплители.

В современном строительстве  используются теплоизоляционные материалы, производимые промышленными методами (пенопласты, утеплители на основе различных  типов минеральной ваты). При выборе утеплителя необходимо иметь в виду и предельный срок его службы. Например, стекловата и некоторые пенопласты могут разрушаться в течение 2 – 3 десятилетий. Утеплители на основе базальтового волокна служат значительно дольше.

Существует множество  естественных утеплителей. К наиболее приемлемым относятся солома, отходы льна, камыш. Они имеют высокую эффективность и существенно более низкую стоимость. При этом устойчивы к поражению вредителями. При наличии такой проблемы утеплители обрабатываются естественными средствами для борьбы с вредителями (например, порошок из кедровой хвои). Правильно выполненные конструкции стен, защита от грызунов с помощью мелкоячеистой металлической сетки, защита от влаги обеспечивают срок эксплуатации такого дома до 100 лет (примеры таких домов имеются в Северной Америке).

"Растущий" дом

Многие люди не в состоянии  построить себе большой дом. С  другой стороны, когда семья небольшая  и дети маленькие, такой дом не требуется. Проблемы возникают со временем, когда вырастают дети, старятся родители. Поэтому в базовом проекте экодома заложена возможность расширения дома до больших размеров (идея "растущего" дома) без реконструкции жилого объема.

Концептуальный  проект энергоэффективного, экологического дома

По существу, во всех природно-климатических  условиях и странах экологические  дома должны удовлетворять одним  и тем же требованиям:

• создание комфортных условий для жизни в нем людей, минимальное потребление энергии при строительстве и эксплуатации дома;
• использование солнечной энергии как дополнительного источника;
• полная переработка органических отходов в компост до существующих санитарных норм и их утилизация на приусадебном участке;
• возможность рециркуляции материалов, используемых при строительстве дома;
• доступность строительства экодома для каждого;
• оптимальная организация приусадебного участка с целью выращивания сельскохозяйственных продуктов для нужд семьи.

Проект экодома должен отвечать следующим требованиям¹:

• максимальное снижение стоимости строительства дома, в том числе, за счет труда семьи;
• сезонность и поэтапность строительства дома;
• использование в строительстве местных материалов и конструкций;
• исключение дальних транспортных перевозок и применения тяжелой строительной техники;
• применение автономных инженерных систем для жизнеобеспечения экодома;
• сочетание традиционной архитектурной и строительной практики с современными научными и техническими достижениями в области экологического домостроения, производства строительных материалов, инженерного оборудования.

Подбор инженерного оборудования для экодома осуществлялся с  учетом традиционного образа жизни  населения территории, на которой он строится. Все инженерные системы, хозяйственные постройки экодома спроектированы с учетом возможности строительства и монтажа оборудования в несколько этапов. Достройка и основной объем отделочных работ может выполнятся силами семьи в процессе проживания в доме.

Энергообеспечение, аккумуляция тепла и вентиляция

Экодом в автономном режиме отапливается водогрейным котлом и  системой дополнительного солнечного обогрева, включающей воздушный солнечный  коллектор. Солнечная энергия распределена неравномерно как в течение суток, так и в течение года. Для  ее эффективного использования необходимы суточный и сезонный аккумуляторы тепла. Наиболее простой и доступный  суточный аккумулятор тепла – водяной. Он обеспечивает тепловую инерцию дома, равномерный обогрев и запас горячей воды для бытовых нужд.

Для поддержания стабильной температуры в доме в течение суток необходимо несколько кубометров воды. Например, при сопротивлении теплопередачи ограждающих конструкций R, м^{2 о} С/Вт, равном 6-ти, перепаде температур в помещении и за его пределами 60^о С, достаточно бака емкостью 3.2 м. куб. В доме площадью 100 м² комфортная температура будет поддерживаться примерно 10 часов. Температура воды в аккумуляторе за это время упадет с 70 до 50^о С.

Сезонный тепловой аккумулятор  накапливает энергию летом для  использования ее зимой. Традиционные тепловые аккумуляторы накапливают  энергию за счет теплоемкости материала, из которого они состоят (вода, грунт, щебень и др.) и скрытой теплоты  фазового перехода. Такие аккумуляторы не позволяют запасать энергию на длительный срок и неэффективны для районов с холодным климатом.

Перспективными для сезонного  аккумулирования энергии являются аккумуляторы, использующие обратимые химические реакции, протекающие с поглощением и выделением теплоты (Разработка Института катализа СО РАН). Для этих аккумуляторов используются недорогие и широко распространенные соли. Поглощение энергии в химических реакциях в десяток раз превосходит поглощение и выделение энергии при фазовых переходах. Такие аккумуляторы значительно меньше всех других типов аккумуляторов тепла. Это делает их существенным элементом, определяющим развитие солнечной энергетики для теплоснабжения жилищ².

Высокая степень энергоэффективности экодома обеспечивается его герметичностью. Для поступления свежего воздуха в экодоме оборудуется вытяжная вентиляция с теплообменником (рекуператором тепла). При герметичных окнах система вентиляции создает здоровый микроклимат и комфортность в доме.