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.

Современные инновационные технологии строительства, поражающие воображение своей оригинальностью и фантастичностью, используют как достижения последних научных исследований, так и бесценный опыт предков.

Начнем с наиболее распространенного строительного материала – дерева. Казалось бы, что тут еще можно придумать нового? Но и здесь на помощь приходят современные инновационные технологии.

1. Технология строительства купольных домов без гвоздей, Владивосток, Россия

Учёные Дальневосточного федерального университета создают современные деревянные дома-куполы. При этом, как в добрые старые времена русских зодчих, – без единого гвоздя. Их уникальность заключается в применении новых конструкций замков между отдельными частями деревянного сферического каркаса.

Купольный дом из деревянных деталей создается в рекордно короткие сроки. Буквально за считанные часы вырастает каркас необычного дома. Сегодня эту технологию хотят опробовать уже в нескольких городах России. Между собой звенья стыкуются с помощью специального замка, который воспринимает все нагрузки – вертикальные, боковые и так далее. Детали изготавливаются с такой точностью, что получается своеобразный конструктор «лего». Любой человек, имея такой набор с небольшой инструкцией по сборке, может смонтировать эту конструкцию самостоятельно.

На одной из баз отдыха Приморского края уже работает купольное экспресс-кафе «Снежок», построенное учёными, которое пользуется большой популярностью, привлекая посетителей необычной формой. Второй купольный дом гораздо больше – это двухэтажная двенадцатиметровая конструкция площадью 195 м?.

2. Многоэтажные здания из дерева, Лондон, Великобритания

Мы все как-то привыкли, что дерево используется для строительства невысоких домов, в один-два этажа. Но разработчики из США считают возможным использовать древесину для строительства зданий высотой до 30 этажей.

Первый из современных жилых домов, построенный из дерева по современным технологиям деревянного домостроения (из пятислойных деревянных клеевых панелей), имеет 9 этажей и 30 метров высоты. Этот дом стоит в Лондоне, в нем 29 жилых квартир и офисы на первом этаже.

Удивительно, что всю надземную часть этого дома построили за 28 рабочих дней всего пять человек, вооруженные только лишь одним передвижным подъемным краном и электрическими отвертками.

3. Технология строительства деревянных домов Naturi, Австрия

Технология представляет из себя профилированные тонкомерные стволы дерева, называемые специалистами «баланс», которые прострагиваются на четырехстороннем станке. То, что используется именно тонкомер, наглядно демонстрирует тот факт, что в каждом бе исключения элементе обязательно есть цердцевина дерева.

Потом из таких "паззлов" можно собрать любую часть здания. Высыхая, отдельные элементы деформируются и заклиниваются «намертво », создавая очень прочную и легкую конструкцию. Цель изобретения такой технологии – это использование низкокачественного сырья, которое в России, например, идет только на целлюлозу или вообще просто в отходы.

4. Наньтун, провинция Цзянсу, КНР

Китайские архитекторы изобрели способ строительства дешевых домов. Их секрет в огромном 3D-принтере, который буквально печатает недвижимость. И в этом не было бы ничего необычного – технологии «печатанья» зданий уже известны. Но дело в том, что китайские дома будут изготавливаться… из строительного мусора.

Таким образом специалисты архитектурной компании Winsun намерены решить сразу две проблемы. Помимо создания недорогих домов проект даст вторую жизнь строительному мусору и отходам промышленного производства – именно из этого создаются дома.

Гигантский принтер имеет действительно внушительные размеры – 150 х 10 х 6 метров. Устройство довольно мощное и за сутки может напечатать до 10 домов. Себестоимость каждого из них составляет не более 5 тысяч долларов.

Огромная машина возводит наружную конструкцию, а внутренние перегородки монтируют позже вручную. С помощью технологии 3D-печати в Поднебесной надеются решить насущную проблему доступного жилья. Уже в скором времени в стране появится несколько сотен фабрик, на которых из строительного мусора будут производить расходные материалы для гигантского принтера.

5. Дом печатают из биопластика, Амстердам, Голландия

Компанией Dus Architects разработан проект по печати жилого здания на 3D-принтере из биопластика. Строительство ведется с помощью промышленного 3D-принтера KarmaMaker, который «печатает» пластиковые стены. Конструкция здания очень необычна – к трехметровому торцу дома прикрепляются стены как в конструкторе «Lego». Если потребуется перепланировка постройки, то ее можно будет легко изменить, заменив одну деталь на другую.

Для строительства используется разработанный компанией Henkel биопластик - смесь растительного масла и микрофибры, а фундамент дома будет сделан из легкого бетона. После завершения строительства здание будет состоять из тринадцати отдельных комнат. Эта технология может изменить всю строительную индустрию.Старые жилые здания и офисы можно будет просто «переплавлять» и делать из них что-то новое.

Задумка подобного материала была найдена у обычных ракушек. Дело в том, что раковины обогащены необходимым комплексом минералов, придающих им эластичность. Именно эти минералы и добавляются в состав бетона. Новый тип бетона невероятно эластичен, устойчивее к трещинам, да еще и на процентов 40-50 легче. Такой бетон не сломается даже при очень сильных изгибах. Даже землетрясения ему не страшны. Обширная сеть трещин после таких испытаний не скажется на его прочности. После снятия нагрузки бетон начнет процесс восстановления.

Как это происходит? Секрет очень прост. Обычная дождевая вода при реакции с бетоном и углекислым газом в атмосфере способствует образованию карбоната кальция в бетоне. Это вещество и скрепляет появившиеся трещины, «лечит» бетон. После снятия нагрузки восстановленный участок плиты будет обладать такой же прочностью, как и ранее. Такой бетон собираются внедрять при строительстве ответственных конструкций, например, мостов.

7. Бетон из углекислого газа, Канада

Канадская компания CarbonCure Technologies разработала инновационную технологию производства бетона путем связывания диоксида углерода. Эта технология уменьшит вредные выбросы и может совершить революцию в строительной отрасли.

Для производства бетонных блоков используется углекислый газ, выбрасываемый такими крупными предприятиями, как нефтеперерабатывающие заводы и заводы по производству удобрений.

Новая технология позволяет добиться тройного эффекта: бетон будет дешевле, прочнее и экологически безопаснее. Сто тысяч таких бетонных блоков смогут абсорбировать столько же углекислого газа, сколько усвоят за год сто взрослых деревьев.

Соломенные дома с использованием современных технологий строят во всём мире. Надёжные, тёплые, уютные, они прекрасно выдержали испытание и нашим климатом. Однако до сих пор современная технология строительства из прессованной соломы (на Западе её называют strawbale-house) у нас известна немногим. Она основана на лучших свойствах этого уникального естественного материала. В прессованном виде он становится отличным стройматериалом. Прессованную солому считают лучшим утеплителем. Соломенные стебли растений – трубчатые, полые. В них и между ними содержится воздух, который, как известно, отличается низкой теплопроводностью. В силу своей пористости солома обладает хорошими звукоизоляционными свойствами.

Кажется, что фраза «огнестойкий соломенный дом» звучит парадоксально. Но заштукатуренной стене из соломы огонь не страшен. Блоки, покрытые штукатуркой, выдерживают 2 часа воздействия открытого пламени. Соломенный блок, открытый только с одной стороны, не поддерживает горения. Плотность прессования тюка в 200–300 кг/куб. м также препятствует горению.

Дома из соломы строят в Америке, Европе, Китае. В США есть даже проект строительства соломенного небоскреба в 40 этажей. Самые же высокие дома из соломы сегодня – это пятиэтажные здания, которые скомбинированы с железобетонным и металлическим каркасом.

Вот уж поистине все новое – это хорошо забытое старое. Популярность вновь приобретают дома из землебита. Этот материал и сегодня используется для строительства опорных конструкций и стен.

В основе землебита – обычный земляной грунт. Землебит прошел апробацию временем, из него строили еще в Древнем Риме. Земляная грунтовая масса имеет высокую влагостойкость и практически не дает усадки. А теплотехнические характеристики землебита могут быть усилены добавлением, например, соломенной нарезки. Спустя несколько лет землебит становится практически таким же прочным, как и бетон.

Самым известным зданием, построенным из землебита, можно считать находящийся в Гатчине Приоратский Дворец.

10. Кирпич-хамелеон, Россия

Копейский кирпичный завод с 2003 года выпускает кирпич, прозванный «велюровым» за способность буквально впитывать свет своей поверхностью, вследствие чего она становится насыщенной, напоминая бархат.

Эффект достигается при помощи вертикальных бороздок, нанесенных на поверхность кирпича металлическими щетками. При этом появляется возможность углублять основной цвет при изменении угла падения света, что уподобляет кирпич хамелеону – в разное время дня он способен менять окраску в зависимости от освещения.

Текстура велюрового кирпича отлично работает в тандеме с гладким кирпичом в орнаментальной или фигурной кладке.

11. « Летающие» дома, Япония

Япония не перестает поражать своими разработками. Идея проста – чтобы дом не разрушился в результате землетрясения, он просто… не должен находиться на земле. Вот они и придумали летающие дома, причем все это вполне реально.

Несомненно, слово «летающие» – это красивая аллегория, наталкивающая на детские мечты о полетах в доме-воздушном шаре. Но японская конструкторская компания Air Danshin Systems Inc разработала систему, позволяющую строениям подниматься над землей и «парить» над ней во время землетрясения

Дом располагается на воздушной подушке и после срабатывания датчиков он просто зависнет над землей, причем во время такого изменения жильцы здания ничего не почувствуют. Фундамент не прикреплен к самой конструкции. После парения дом садится на рамку, расположенную по верху фундамента. Во время землетрясения активируются сейсмодатчики, которые располагаются по периметру здания. После чего они сразу запустят нагнетательный компрессор, находящийся в основании дома. Он и обеспечит «левитацию» здания на высоте 3-4 см от земли. Таким образом, дом не будет контактировать с землей и избежит последствий подземных толчков. Новинка уже установлена почти в 90 домах Японии.

«Летающие дома» взяли в разработку многие японские фирмы, в ближайшее время ноу-хау появится и в других регионах Азии, которые часто страдают от землетрясений.

12. Дом из контейнеров, Франция

Отработавшие свое контейнеры давно используются для строительства бюджетного жилья в разных городах и странах. Вот один из примеров.

При строительстве дома были использованы восемь старых морских контейнеров, которые и создали необычную архитектурную форму здания. Кроме контейнеров также использовались дерево, поликарбонат и стекло. Общая площадь дома – 208 квадратных метров.

Стоимость строительства таких эконом-домов «контейнерного типа» обычно вдвое меньше постройки аналогичного дома из обычных стройматериалов. Кроме того, и возводится он в два раза быстрее.

13. Выставочный комплекс из морских контейнеров, Сеул, Южная Корея

Если жилыми зданиями из контейнеров уже давно никого не удивишь, то вот в центре делового и торгового района Сеула появилось совсем необычное здание. Построили его из 28 старых морских контейнеров.

Площадь составляет 415 кв. м. В комплексе будут проходить выставки, ночные кинопоказы, концерты, мастер-классы, лекции и другие массовые мероприятия.

14. Студенческие общежития из контейнеров, Голландия

В каждой отдельной комнате-контейнере есть все удобства. Кроме того, на крыше оборудована эффективная дренажная система, которая собирает дождевую воду, идущую впоследствии на бытовые нужды.

В Финляндии и других северных странах вовсю строят гостиницы изо льда. При этом номер в ледяной гостинице стоит дороже, чем в отеле из других, более традиционных строительных материалов. Впервые ледяной отель открылся в Швеции более 60 лет назад.

16. Мобильный эко-дом, Португалия

При строительстве таких мобильных сооружений используются самые разные технологии. Особенность этого дома – его полная энергетическая независимость. На поверхности объекта закреплены солнечные панели для производства энергии, полностью обеспечивающей уникальный домик необходимым количеством. К слову, домик не только экологически чистый, но и полностью мобильный.

Экодом разбит на две секции – в одной спальное пространство, а в другой – туалет. Снаружи дом покрыт экологически чистым пробковым покрытием.

17. Энергоэффективная комната-капсула, Швейцария

Разработали проект архитекторы из компании NAU (Швейцария), которые стремились сделать максимально комфортное и компактное жилье. Комнату-капсулу, получившую название Living Roof (Жилая крыша), можно поставить практически на любую поверхность.

Комната-капсула оборудована солнечными панелями, ветряными турбинами и системой сбора, хранения и рециркуляции дождевой воды.

18. Вертикальный лес в городе, Милан, Италия

Инновационный проект Bosco Verticale – строительство в Милане двух многоэтажных зданий с живыми растениями на фасаде. Высота двух высотных зданий составляет 80 и 112 метров. Всего на них высажено 480 деревьев больших и средних размеров, 250 деревьев небольшой высоты, 5000 различных кустарников и 11000 растений, образующих травяной покров. Такое количество растений соответствует по площади 10000 м? обычного леса.

Благодаря почти двухгодичной исследовательской работе специалистов по ботанике были удачно подобраны виды деревьев, которые наиболее приспособлены к таким непростым условиям жизни на высоте. Различные растения специально выращивались и акклиматизировались для этого строительства. В каждой квартире дома – свой балкон с деревьями и кустарниками.

19. Дом-кактус, Голландия

В Роттердаме идёт строительство роскошного 19-этажного жилого дома. Такое оригинальное название он получил из-за сходства с этим колючим растением. В нём располагаются 98 квартир с повышенной комфортностью. Строительство осуществляется по проекту архитектурной компании UCX Architects.

Особенность этого дома – использование открытых террас-балконов под висячие сады, расположенные друг над другом в ступенчатом порядке, завинчивающиеся вверх по спирали. Такое расположение террас позволяет солнцу освещать растения со всех сторон. Глубина каждой террасы составляет не менее двух метров. Мало того, в эти балконы также будут встроены небольшие бассейны.

Мы привыкли, что речь обычно идет об энергоэффективных домах. А в рамках подготовки к выставке Expo-2020 в Арабских Эмиратах будет построен целый энергоэффективный город. Это будет «умный город», полностью обеспечивающий себя энергией и другими ресурсами. Проект планируется реализовать около населенного пункта Аль-Авир в Дубае.

Он станет первым в своем роде абсолютно самодостаточным городом в плане обеспечения жителей всеми необходимыми ресурсами, транспортом и энергий. Для этого энергоэффективный город будет по максимуму оснащен солнечными панелями, которые разместят на крышах практически всех жилых и коммерческих зданий. Кроме того, город будет самостоятельно перерабатывать 40 000 кубических метров сточных вод. Площадь этого суперкомплекса будет составлять 14 000 гектар, а сам жилой район будет построен в форме пустынного цветка. Окруженный поясом зеленых насаждений, «умный город» сможет принять 160 000 жителей.

"Правила строительства", №4 3 /1, май 2014

Правообладателем всех материалов сайта является ООО «Правила строительства». Полная или частичная перепечатка материалов в любых источниках запрещена.

Постоянный рост цен на отопление способствует тому, что люди прибегают к использованию альтернативных источников. Разработки в этой области позволяют применять природные ресурсы, такие как солнце, вода и земля. Также новые технологии внедряют целые комплексы по отоплению дома.

Какую отопительную систему выбрать? Чтобы ответить на этот вопрос необходимо изучить все особенности работы и определить условия для правильного функционирования. Также немаловажным фактором является рентабельность и целесообразность выбранного вида.

Виды

Новые технологии с применением альтернативных теплоносителей приходят на смену привычным для всех газовых и электрических отопительных установок. Различают четыре вида систем в зависимости от источника:

• гидротермальные;
• геотермальные;
• солнечные;
• инфракрасные.

Рассмотрим их подробнее.

Гидротермальная

В основе этого метода лежит использование природной воды. Из нее будет извлекаться необходимая тепловая энергия. Если в пределах досягаемости вашего дома находится озеро или водоем, тогда задача по установке оборудования значительно упрощается. Но это скорее исключение из правил, в большинстве случаев приходится бурить скважины до уровня грунтовых вод.

Принцип действия

Установку можно разбить на три составляющие:

• внешний контур;
• внутренняя разводка;
• геотермальный насос.

Внешний контур представляет собой конструкцию труб, проложенную под землей на уровне подземных вод. Глубина их залегания должна быть ниже глубины промерзания. Внешний контур представляет собой отопительные коммуникации дома.

Принцип действия установки заключается в следующем. Тепло подземных вод передается теплоносителю внешнего контура. При помощи насоса он поступает в теплообменник. После чего осуществляется передача тепла на внутреннюю разводку. Всех сложностей монтажа можно избежать, если поблизости находится водоем. Теплообменник погружается в воду и подключается к отоплению. Площадь водоема должна быть не менее 200 м².

Преимущества устройства

Конструкция имеет следующие преимущества:

• универсальность - система может работать не только как отопительная, но и охлаждающая;
• низкий расход электроэнергии - она необходима только для питания насоса и составляет порядка 1 кВт в час;
• пожарная безопасность обеспечивается за счет отсутствия процесса горения;
• высокий коэффициент полезного действия - из 1 кВт электроэнергии выход составляет 5 кВт тепла;
• простота эксплуатации и технического обслуживания.

Недостатком является высокая стоимость теплового насоса и монтаж оборудования. Для дома площадью 100 м² и потребляемой мощности 5 кВт*ч, монтаж отопительной системы составит примерно 440 тыс. рублей. Этот расчет берется для домов, находящихся в радиусе 50 метров от водоема, в который будет погружаться теплообменник.

Геотермальная установка

Ее принцип работы схож с гидротермальным вариантом. Разница заключается в том, что используется тепло земли, а не воды.

Особенности оборудования

Укладка внешнего контура может осуществляться как вертикально, так и горизонтально. Вертикальное расположение обусловлено рядом сложностей в процессе монтажа. Для труб необходимо бурить скважины на большую глубину. Но с горизонтальной укладкой связаны два отрицательных момента:

• необходима большая площадь частного участка для размещения контура;
• невозможность посадки растений, потому что коллектор будет охлаждать их корни.

Забор тепла в обоих случаях осуществляется непосредственно из почвы поблизости частного строения. Отвечающий за перекачку теплоносителя геотермальный насос располагают в самом доме. Шахта с теплообменником должна располагаться в непосредственной близости к строению.

Достоинства использования тепла земли

Данная система имеет следующие преимущества:

• тепловая энергия земли является неисчерпаемым источником энергии;
• автономная работа системы;
• абсолютная пожаробезопасность, отсутствует вероятность возгорания;
• минимальный расход электроэнергии;
• нет необходимости в доставке и хранении топлива;
• длительный срок эксплуатации.

Высокая стоимость объекта – вот главный минус. Геотермальная установка для такой же квадратуры, как в предыдущем случае увеличится до 600 тыс.рублей.

Использование энергии солнца для отопления является самым недорогим и доступным способом. Главной задачей является преобразование солнечных лучей в тепло с минимальными потерями.

Устройство системы

Главным элементом такой системы является солнечный коллектор. Это устройство, состоящее из трубок, которые ведут к резервуару с теплоносителем. Коллекторы бывают вакуумные, воздушные и плоские. Кроме них в состав входят следующие узлы:

• теплообменник;
• накопительный бак;
• трубопровод;
• аванкамера.

Накопительный бак – это емкость с нагретым теплоносителем. Из верхней части емкости жидкость подается в отопительные приборы. После прохождения всего отопительного контура остывший теплоноситель вновь поступает в бак.

Аванкамера служит для предотвращения задержки воздуха в отопительном трубопроводе. Она представляет собой бак, который располагается в самой высокой точке системы. Устанавливать коллекторы необходимо под углом в 35–40°. Такой уклон обеспечит максимальную эффективность. Чтобы свести к минимуму тепловые потери, все трубопроводы, ведущие от коллектора к теплообменнику, необходимо изолировать.

Достоинства и недостатки

Стоит отметить основные преимущества солнечной батареи:

• высокая эффективность;
• длительный срок службы - более 25 лет;
• простота обслуживания;
• независимость от низких температур воздуха.

Но все же батареи лучше использовать как дополнительный источник тепла для частных домов. В зимнее время энергии солнца будет недостаточно, чтобы аккумулировать необходимое количества тепла. Во время повышенной облачности, ваше жилище также может остаться холодным. Новые технологии позволяют объединять несколько видов отопления в один комплекс, и солнечные батареи могут быть совмещены с геотермальной установкой или инфракрасным излучением.

Также к недостаткам можно отнести очень высокие цены на солнечные коллекторы и оборудование. Для отопления дома в 100 м² монтаж солнечных батарей обойдется примерно в 900 000 рублей.

Инфракрасное излучение

Суть этого метода заключается в использовании свойств инфракрасных лучей. Направленный поток нагревает твердые предметы, находящиеся под излучением, а они в свою очередь повышают температуру воздуха дома.

Особенности оборудования

Инфракрасное излучение может исходить от точечных элементов или от поверхностей. Производится расчет необходимого количества приборов. Излучатели могут быть двух видов:

• переносные;
• стационарные.

Стационарные излучатели фиксируются на потолке и стенах в тех местах, где необходимо произвести нагрев. Мобильный вариант на опоре можно перемещать в пределах частного дома, его даже можно использовать на открытом воздухе.

Также инфракрасное излучение может исходить от поверхностей. Для этого используется специальная пленка, которая располагается под облицовочным слоем на потолке, стенах и потолке. Эта технология является новинкой в разработке отопительных комплексов.

Плюсы и минусы

Эксплуатация инфракрасных излучателей связана как с положительными, так и с отрицательными моментами. К плюсам можно отнести:

• быстрый прогрев помещения;
• экономный расход электроэнергии;
• возможность перемещения прибора;
• автоматическая регулировка режима отопления;
• использование источника тепла на открытых площадках;
• невысокая стоимость инфракрасного оборудования.

Покупку и установку излучателей для домов площадью 100 м² можно ограничить 30000 рублей. Если предусмотрено пленочное инфракрасное отопление, стартовым порогом расходов будет сумма в 160000 рублей.

Минусы инфракрасной системы отопления состоят в том, что располагаться приборы должны не ниже чем на 1,5 метра от уровня пола. Это необходимо для того, чтобы не повредилось напольное покрытие дома. Длительная работа излучателя может привести к его перегреву.

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.

Инновационные технологии – это средства и методы, предназначенные для последовательного осуществления нововведения. Иными словами, инновации – двигатель прогресса. Без них не обходится ни одна реформа или важное производственное решение, ведь для воплощения новой идеи в жизнь нужны уникальные разработки и модифицированное оборудование. Особенно важно внедрение современных систем в период экономического роста, когда предприятия расширяют производство и нуждаются в качественной технике.

На сегодняшний день внедрение инноваций широко распространено и в сфере тяжелой промышленности, и в сфере товаров и услуг. Последняя пользуется популярностью у всех слоев населения: спрос на общеупотребительные товары стабилен, а на услуги постоянно растет. Таким образом, инновационные технологии в строительстве – области, актуальной во все времена, - играют одну из ведущих ролей на всем экономическом поприще.

Инновации в строительстве

Технологии современного строительства активно развиваются и преследуют определенные цели и задачи. К таким относятся экономия ресурсов, экологичность, внешнее соответствие временному промежутку, долговечность и многие другие. Они определяют качество создаваемого продукта и повышают престиж заказчика. Помимо перечисленных, существует и другой, не менее важный фактор, который помогает внедрять инновационные технологии. В строительстве это увеличение скорости возведения постройки.

Что нужно для строительства?

Ни один вид строительства не может существовать без строительных материалов. Они бывают нескольких видов:

1. Вяжущие – гипс, цемент, известь.
2. Ограждающие конструкции – панели и блоки различных материалов.
3. Материалы отделки.
4. Гидроизоляционные и кровельные, которые созданы на основе полимерных или битумных связующих.
5. Герметизирующие – мастики, жгуты, прокладки для лучшей изоляции.
6. Бетонные заполнители естественного и искусственного происхождения.
7. Санитарно-технические изделия из металлов, асбестоцемента, железобетона и др.

Инновационные технологии в строительстве или строительных материалах используются так же широко, как и в других научных областях. Так, например, создан новый материал – фиброцемент, который позволяет сделать фасадные плиты крупноразмерными и самоочищающимися. Помимо этого, стены из данного материала утеплят помещение и создадут рельефную поверхность, обеспечив тем самым современный внешний вид.

Виды строительных работ

Определить строительство как выполнение конкретных типов работ невозможно. Это понятие широко распространено и включает в себя различные виды деятельности - от бурения скважин до сооружения жилых зданий. Каждая область пользуется спросом и повсеместно развивается, что толкает производителей создавать все новые и новые технологии.

Частные дома и малоэтажное строительство

Малоэтажные постройки – это дома высотой 1-2 этажа. Чаще всего такие сооружения воздвигают для собственных нужд – такой дом называется коттеджем, дачей или просто загородной недвижимостью. Популярность подобных строений увеличивается с каждым годом все больше: городские жители устают от постоянного шума и стремятся к тишине и уединению. Однако это не значит, что дом не должен быть комфортным, поэтому инновационные технологии в строительстве частных домов приходятся как раз кстати.

Главной целью возведения частного жилого дома является комфорт и хорошее самочувствие владельцев. Обеспечить его могут инновационные строительные материалы. Выбор в данной области практически не ограничен: существует множество видов уникальных материалов, из которых создаются блоки с совершенно новыми качествами. Многие из них имеют небольшой вес, так что теперь человек может построить дом, не прибегая к посторонней помощи.

Разновидности бетонных блоков

Инновационные технологии в малоэтажном строительстве достигли определенных высот, и старые бетонные плиты отошли на второй план. Существует два вида бетонных блоков:

1. Пенобетон изготавливается путем смешивания строительного раствора и пенообразователя. В результате получается легкий и недорогой материал, который обеспечивает хорошую теплоизоляцию и позволяет стенам "дышать".
2. Газобетон имеет тот же состав, но с добавлением кварцевого песка. Таким образом, прочность материала значительно превосходит бетонные блоки, произведенные по устаревшей технологии.

Оба качественны и удобны в применении, поэтому играют ведущую роль на рынке строительных услуг.

Инновационные технологии в строительстве домов должны обеспечивать энергосбережение и звукоизоляцию, возможность быстрого возведения постройки, небольшой вес сооружения и комфортный микроклимат внутри. Снижение затрат на строительство и экологическая безопасность играют важную роль во внедрении инноваций, ведь именно эти качества отличают технологии новейшего времени от прежних.

Дорожное строительство

Строительство дорог в любом государстве – это вопрос стратегического значения. По качеству полотна можно судить об обеспеченности и ответственности местной администрации. К тому же сокращение издержек избавляет от дальнейших расходов на содержание и реконструкцию разбитой дороги. Инновационные технологии в дорожном строительстве действительно важны: за их счет повышается качество полотна и уменьшается его себестоимость.

Правительство давно пытается решить хотя бы одну из двух российских проблем. Дороги стали строиться по методикам более развитых в этом плане государств. Однако нестабильные погодные условия и особенности эксплуатации сводят иностранные разработки на нет. Этот факт имеет двоякое значение: с одной стороны, невозможность применения зарубежных принципов влечет за собой напрасные траты на изучение технологий и специалистов. С другой стороны, это толкает российских ученых на создание собственных технологий, следовательно, внедрения инноваций.

Этапы строительства автомобильных дорог

Все дороги состоят из дорожной одежды и земляного полотна. Последнее является основой для новых слоев, которые накладываются сверху. Дорожная одежда – это многослойная конструкция, состоящая из покрытия – прочного верхнего слоя, и основания – несущей части дороги, которую составляют слои каменного материала или обработанного грунта.

Земляное полотно

Одной из главных причин низкого качества дороги является ненадежность ее основания – земляного полотна. Для того чтобы обеспечить долгосрочную службу трассы, оно должно обладать высокой несущей способностью. В противном случае ям и других серьезных повреждений не избежать. Инновационные технологии в строительстве земляного полотна нацелены на повышение скорости процесса и долговечности результата, а также на устранение факторов, оказывающих негативное влияние на качество строительства.

Существует множество инновационных материалов, которые обеспечивают земляное полотно всеми качествами идеальной базы для будущей дороги. Примером модификации является разработка уникальной геооболочки. Она изготавливается из почвогрунтов, которые обладают химической стойкостью и экологической безопасностью. Помимо этого, почвогрунт не подвержен воздействиям биологического фактора, а значит, разрушительное влияние микроорганизмов не него не действует.

Геооболочка – яркий пример того, как сильно могут поменять инновационные материалы качество конечного продукта. Гибкое основание предотвращает проседание грунта. Трехмерная геометрическая форма обеспечивает оптимальную влажность. Способности дренажа, равномерного распределения больших нагрузок и сопротивления сдвигам почвы отбрасывают сомнения в надежности модификации, и ее использование больше не вызывает вопросов.

Особенности строительства автомобильных дорог

Земляное полотно универсально: его используют и при строительстве железных путей, и при прокладывании обычной сельской дороги. Специализированные дорожные комплексы воздвигаются по особому алгоритму. Инновационные технологии в строительстве автомобильных дорог играют важную роль: они уменьшают издержки как на процесс воздвижения постройки, так и на будущую ее эксплуатацию.

Нововведения в строительстве автомобильных дорог

Разработкой инноваций занимаются ученые-инженеры. На сегодняшний день существует множество новых технологий, которые уже нашли широкое применение в строительстве дорог на территории всей страны. К таковым относится технология вспенивания битумов во время изготовления асфальтобетонных смесей. Специально для этих целей в привычный набор оборудования введены гудронаторы или автогудронаторы со встроенной внутрь корпуса мешалкой.

Устройства слоев износа по новым технологиям и катионные битумные эмульсии позволяют продлить срок качественной эксплуатации автомобильных дорог в полтора раза. Техническое оборудование вроде усовершенствованных асфальтоукладчиков, автогудронаторов и катков упрощает процесс укладки асфальта, позволяя сэкономить на выплатах рабочим, неэффективных материалах и издержках, связанных с быстро наступившей непригодностью дорожного комплекса.

Инновационные технологии проектирования и строительства дорог значительно повышают качество дорожных работ и толкают ученых на создание модифицированных строительных материалов. Движение к идеалам западного производства дает надежду на то, что когда-нибудь и Россия сможет похвастаться качественными автомобильными дорогами.

Инновационные технологии в строительстве: польза или вред?

Мнения знающих людей на этот счет расходятся. Одни утверждают, что затраты на разработку, введение в эксплуатацию и обучение рабочих новым принципам строительства не оправдывают конечный результат. К тому же инновационные технологии требуют долгой и тщательной проверки на качество, удобство использования и тонкости эксплуатации. Это занимает время. Доля правды в словах скептиков есть: затраты на проектирование модификаций и всестороннее их изучение действительно существуют, но они ничтожны по сравнению с выгодой, которую получает государство, экономя на ежемесячном ремонте разбитой дороги.

Значение внедрения инновационных технологий в строительстве велико. Они значительно сокращают затраты и время на возведение постройки, увеличивают срок службы сооружения, обеспечивают внешнее соответствие времени. Модифицированные материалы, предназначенные для строительства домов, улучшают качество жизни владельцев. Все инновационные технологии разрабатываются с учетом негативного влияния внешних факторов; они становятся экологичными и безопасными.

Инновации – двигатель прогресса?

Широкое распространение инновационные технологии в строительстве получили благодаря растущему спросу на недвижимость. И частные, и государственные предприятия стремятся улучшить качество объектов с целью повысить свой престиж в глазах общества. На государственном уровне он должен подняться в глазах других стран – это необходимо для грамотных отношений с представителями зарубежья. Для обычного человека обществом могут являться друзья, знакомые или просто прохожие, которые остановились, чтобы как следует рассмотреть архитектурный шедевр.

Инновационные технологии в строительстве или строительных материалах нужны не только для того, чтобы двигать науку вперед и улучшать качество построек, но и для увеличения темпа общественного развития, ведь важной характеристикой прогресса является современное техническое оснащение.