Budowa eko-domu własnymi rękami: zasady technologiczne i schematy

Samodzielne ekologiczne mieszkanie, w pełni wyposażone w skuteczne systemy zaopatrzenia, jest w stanie samo się «utrzymać». Co więcej, nie szkodząc przy tym środowisku naturalnemu. A przecież zbudowanie go i wyposażenie w inteligentne urządzenia jest jak najbardziej realne.

Opowiemy, jak zbudować eko-dom własnymi rękami, wykorzystując wyłącznie naturalne materiały budowlane – glinę, piasek, słomę, drewno. Dla Państwa zebraliśmy, przeanalizowaliśmy i przedstawiliśmy informacje na temat najbardziej perspektywicznych rozwiązań. Szczegółowo opisaliśmy technologię wznoszenia ekologicznie priorytetowego mieszkania.

Początkującym budowniczym skuteczną pomoc zapewnią przedstawione przez nas zalecenia. Dla ułatwienia zrozumienia tego niełatwego tematu do tekstu dołączono galerie zdjęć, informacyjne schematy i instrukcje wideo.

Budowa eko-domu: marzenie czy rzeczywistość

Zainteresowanie budową domów ekologicznych rośnie z dnia na dzień – projekty, które wcześniej wydawały się fantastyczne, realizują się i pokazują zdumiewające rezultaty. Niektóre zasady ekologicznego mieszkania są dobrze znane każdemu, kto mieszkał lub odpoczywał na wsi.

I do dziś poza miastem buduje się domy z bali zaokrąglonych, drewna klejonego warstwowo, cegły – czyli naturalnych materiałów, niezawierających szkodliwych sztucznych domieszek.

Schemat dwupiętrowego domu mieszkalnego w technologii «podwójne drewno» – ściany, stropy wewnętrzne, sufity wykonane z dwóch warstw drewna (profilowanego suchego drewna sosnowego)

Zaawansowani mieszkańcy wsi i działkowcy już dawno zainstalowali szamba i stacje biologiczne – kompaktowe nowoczesne systemy przetwarzania odpadów. Ścieki bytowo-gospodarcze rozkładają się naturalnie, następnie osad stały jest wykorzystywany jako nawóz, a ciecz oczyszczana (do 98%) i kierowana do wtórnego zastosowania – do podlewania ogrodu lub warzywnika, pielęgnacji terenu.

Schemat systemu biologicznego oczyszczania wody z dwoma komorami (działania tlenowego i beztlenowego) oraz polem filtracyjnym. Po oczyszczeniu ciecz trafia do gruntu.

Oczywiście z systemem ogrzewania sprawa wygląda inaczej: wciąż głównym źródłem ciepła jest kocioł elektryczny (gazowy, benzynowy, węglowy) lub piec, który ogrzewa się po staremu drewnem. W systemach ekologicznych wykluczone jest wykorzystanie paliwa naturalnego (gazu, węgla, drewna, produktów ropopochodnych).

Korzystanie z paneli słonecznych prowadzi do ekonomicznego zużycia uzyskanej energii elektrycznej, ponieważ moc systemu alternatywnego nie wystarczy do zasilania energochłonnych urządzeń.

Za optymalne źródła energii i ciepła uznaje się następujące:

• hydrodynamiczny generator ciepła z kawitatorem;
• system z paneli słonecznych;
• domowe generatory wiatrowe;
• instalacje biogazowe (dla gospodarstw rolnych).

Funkcjonowanie inteligentnych systemów ogrzewania, oszczędzania energii i przetwarzania odpadów jest połączone, a rezultatem jest pełne autonomiczne utrzymanie domu bez żadnego zanieczyszczenia atmosfery czy gleby.

Ekodom o powierzchni 48 m², zaprojektowany przez rumuńskich specjalistów, zbudowany z drewna klejonego warstwowo i pakietów szklanych, dach pokryty drewnianą dachówką. Koszt – 25 tys. euro

Okazuje się, że można samodzielnie zbudować całkowicie „czysty” dom, zwłaszcza że przykładów jest pod dostatkiem – w krajach skandynawskich, Austrii, Niemczech, Danii, Wielkiej Brytanii opracowuje się setki projektów ekologicznego mieszkalnictwa, i to nie tylko przez miłośników przyrody i przedstawicieli „zielonych”, ale także przez struktury państwowe.

Zasady budowy ekologicznych domów

Jeśli jednak podjął Pan ryzyko i zdecydował się na budowę ekodomu własnymi rękami, należy rozpocząć od projektu – szczegółowego planowania wszystkich etapów wznoszenia budynku oraz podłączenia systemów podtrzymywania życia.

Pierwszym etapem jest wybór miejsca budowy. Najkorzystniejszą działką jest płaski teren z bliskim położeniem źródła wody, otwarty na promienie słoneczne i wiatr. Jeśli w regionie często wieją północne wiatry, w miarę możliwości należy chronić północną część domu (np. poprzez sadzenie wysokich drzew iglastych).

Ciekawe rozwiązanie projektowe – częściowa budowa domu „w ziemi”. Część budynku jest chroniona i ocieplona w naturalny sposób, jedyną wadą jest obowiązkowe sztuczne oświetlenie części podziemnej.

Drugi etap – określenie niuansów budowy ekodomu. Ważną rolę odgrywa izolacja termiczna domu – im skuteczniejszy jest system naturalnej ochrony, tym mniej energii zostanie zużyte na ogrzewanie.

Aby zwiększyć właściwości izolacyjne, stosuje się kilka technik, na przykład:

• wzmocnienie ochrony termicznej w miejscach z «mostkami termicznymi»;
• zastosowanie wielowarstwowej struktury ścian (do 4 warstw z przerwami wypełnionymi izolacją mineralną, odpadami z przemysłu celulozowego lub bawełnianego);
• dodatkowe ocieplenie fundamentu i piwnicy.

Ciekawe rozwiązanie architektoniczne dla regionów północnych – podział przestrzeni na «zimową» i «letnią». Jak wiadomo, nasi przodkowie również mieli zimową izbę (z rosyjskim piecem) i letnią, nieogrzewaną.

Dużo energii zużywa się na utrzymanie pracy żarówek, dlatego należy maksymalnie wykorzystać naturalne oświetlenie. W tym celu jedną ścianę głównego pomieszczenia można wykonać ze szkła, stosując potrójne szyby zespolone z drewnianymi ramami i szkłem odpornym na uderzenia.

Wariant domu z okrężnym oszkleniem. W ciągu dnia prawie wszystkie pomieszczenia budynku są oświetlone naturalnie – poprzez szklane ściany wzniesione na obwodzie.

Szczelność domu będzie maksymalna, dlatego warto pomyśleć również o wentylacji. Im więcej użytecznych cech zostanie uwzględnionych podczas budowy, tym mniej energii będzie potrzebne do zapewnienia strefie mieszkalnej ciepła, światła i czystej wody.

Zastosowanie «zielonych» dachów tworzy dodatkowy efekt ocieplenia budynku i zatrzymuje wodę deszczową. Aby trawa mogła rosnąć na dachu, opracowano technologię wyposażania odwróconych dachów użytkowych.

Sekrety planowania: rysunki i schematy

Wizualizacja projektu upraszcza jego realizację, a szkice, rysunki, schematy z podaniem dokładnego położenia, konkretnych parametrów i materiałów pomagają «uruchomić» proces wykonania zadania.

Pamiętamy, że budowy domu (w tym z przedrostkiem eko) nie można rozpoczynać bez zezwoleń instytucji państwowych, które wyrażają zgodę dopiero po dokładnym zbadaniu projektu. Zalecamy sporządzanie «poważnej» dokumentacji wraz z inżynierami projektantami, aby uniknąć długotrwałej biurokracji.

Jedna z opcji ogólnego schematu budowy zielonego domu z zaznaczeniem elementów systemu wodociągowego, izolacji termicznej, wentylacji, oświetlenia i dekoracyjnego wykończenia (+)

Co należy przedstawić na schematach do budowy ekodomów? Wszystko, co sprawia choćby najmniejszą trudność – na przykład położenie systemu wentylacji.

Możliwy schemat wentylacji z rekuperatorem – urządzeniem będącym wymiennikiem ciepła, wykorzystującym ciepło gazów wylotowych do częściowego ogrzewania systemu grzewczego (+)

Oszczędność energii wytwarzanej przez baterie słoneczne zakłada również wyposażenie w złożony kompleks różnych systemów, w tym także ciepłej wody użytkowej.

Na schemacie pokazano system z podwójnym źródłem energii elektrycznej: bateriami słonecznymi umieszczonymi na połaci dachu oraz kotłem zainstalowanym w dolnej części domu (piwnicy, parterze technicznym). Rozwiązanie to będzie uznawane za ekologiczne, jeśli do pracy kotła wykorzysta się biopaliwo (+)

A oto kolejny wariant instalacji systemu słonecznego z kolektorem wodnym. Wadą takich systemów jest to, że podgrzana woda może być wykorzystana jedynie jako nośnik ciepła lub woda sanitarna. Co więcej, tylko bezpośrednio po podgrzaniu.

Osobom pragnącym gromadzić energię słoneczną i wykorzystywać ją do ładowania urządzeń domowych lepiej jest zbudować system solarny z baterii słonecznych.

Kolektor słoneczny jest zamocowany na dachu wolnostojącego budynku, specjalnie zbudowanego do umieszczenia systemu podgrzewania wody. Gorąca i zimna woda trafia do domu podziemnym rurociągiem.

Nieracjonalne jest instalowanie turbin wiatrowych w regionach z nasadzeniami leśnymi lub inną osłoną przed wiatrem, jednak na wybrzeżach mórz, zbiorników wodnych, na stepach i w górach uzasadniają one koszty instalacji.

Pracę kolektora słonecznego i generatora wiatrowego można połączyć za pomocą kontrolera hybrydowego, który rozdziela uzyskaną energię do punktów odbioru lub kieruje ją do urządzeń magazynujących (+)

Przed wzniesieniem domu letniskowego lub wiejskiego z belek lub bali należy przemyśleć aranżację warstwy termoizolacyjnej.

W zależności od lokalizacji stosuje się różne materiały izolacyjne: wełnę mineralną, stałe i sypkie materiały termoizolacyjne na bazie naturalnej, maty wełniane lub bawełniane.

Oto taki dom wymyślili naukowcy z Walii. Zużywa on mniej energii, niż produkuje. Miniaturowa „elektryczna fabryka” jest projektem typowym, to znaczy dom może nabyć każdy chętny. Twierdzą, że jego koszt jest prawie taki sam jak zwykłego domu.

Wydajne panele słoneczne, zainstalowane na dachu i części ściany, oszczędne urządzenia domowe, inteligentna automatyka rozdzielająca – czynniki zapewniające nadmiar energii elektrycznej (+)

Gotowe schematy można znaleźć na stronach firm zajmujących się budową ekodomów i budynków z pasywną energooszczędnością.

A teraz bardziej szczegółowo omówimy dwa projekty – budowę ekodomów ze słomy i drewna z dodatkiem gliny, która pełni rolę materiału wiążącego.

Budowa eko-domu ze słomy i gliny

Słoma, posiadająca doskonałe właściwości termoizolacyjne, od dawna była używana w chłopskich domach – pokrywano nią dachy, wypychano materace, izolowano szczeliny między balami. W południowych regionach można spotkać chaty w całości zbudowane z bel słomy.

Znając właściwości materiału i specyfikę technologii montażu szkieletu, można zbudować „słomiany dom” własnymi siłami.

Domy z gliny i słomy mogą mieć różną liczbę kondygnacji, konfigurację ścian lub dachu, rozmiar. Z powodu glinianego tynku czasami trudno odgadnąć, że głównym materiałem budowlanym jest „cegła słomiana”.

Plusy i minusy bloków słomianych

Pierwszą rzeczą, którą warto zaznaczyć, – jest dostępność podstawowego materiału budowlanego. Otrzymuje się go w wyniku uprawy i przetwarzania roślin rolniczych (strączkowych, zbożowych, konopi, lnu itp.).

Ziarna, kwiatostany i nasiona są poddawane dalszej obróbce, a łodygi z resztkami liści są suszone i przeznaczane na paszę dla zwierząt. Słoma nadaje się również do produkcji dekoracji w wiejskim stylu.

Względna lekkość i kompaktowe rozmiary materiału sprzyjają oszczędnym gospodarzom, którzy planują poradzić sobie samodzielnie, bez wynajmowania ekipy roboczej i ciężkiego sprzętu budowlanego.

Wraz ze wzrostem popytu na surowce ekologiczne powstała cała gałąź produkcji cegieł samanowych (materiału budowlanego z prasowanej słomy i gliny) oraz biopaliw.

Saman i zwykłe bele słomy są aktywnie wykorzystywane do budowy domów prywatnych, ponieważ mają następujące cechy:

• charakteryzują się niskim stopniem przewodności cieplnej;
• nie zapalają się, a jedynie tlą (mowa o sprasowanym otynkowanym materiale);
• nie zawierają chemicznych domieszek;
• mają niską cenę.

Do wad zalicza się higroskopijność i związane z nią predyspozycje do szybkiego gnicia. Ponadto bele słomy stanowią atrakcyjne miejsce dla gryzoni, które również cenią czystość ekologiczną.

Aby pozbyć się wad, zwiększa się gęstość materiału budowlanego do 300 kg/m³, wzmacnia bloki i pokrywa je tynkiem z dodatkiem wapna gaszonego.

Zasady przygotowania materiału

Aby szybciej zbudować dom, można kupić gotowe bele słomy lub cegły samanowe. Obie opcje można łatwo przygotować samodzielnie, wcześniej gromadząc odpowiednią ilość materiału. Okres zbiorów przypada na koniec lata lub jesień – czas żniw.

Tylko w tym okresie suche łodygi w pełni odpowiadają swoim właściwościom. Rzadko zdarza się, aby słoma przetrwała do wiosny bez zmian, ponieważ psuje się pod wpływem wilgoci i pokrywa pleśnią.

Cegły samanowe (saman) często przygotowuje się samodzielnie: mieszankę gliny, włókien roślinnych, obornika i wapna umieszcza się w formach przypominających skrzynie bez dna, ubija i pozostawia do wyschnięcia na 7–10 dni, obracając różnymi stronami.

Aby przechowywać materiał, należy zbudować dużą szopę z solidnym izolowanym dachem, suchym mikroklimatem i dobrą naturalną wentylacją. Jako naturalną izolację stosuje się maty wykonane również ze słomy (najlepiej żytniej, ponieważ myszy jej nie lubią).

Wznoszenie fundamentu i szkieletu

Gdy materiał „dojrzewa”, można przygotować fundament. Urządza się go według standardowego schematu dla domu szkieletowego. Specjaliści zalecają lekką wersję ławy fundamentowej, ponieważ bele mają niewielką wagę.

W przypadku fundamentu wykopuje się płytki wykop, wokół obwodu zbija się deskowanie z desek i wylewa gęstą mieszanką gliny i piasku. Nawiasem mówiąc, słomę czasami dodaje się również do podstawy domu.

Dopóki glina nie stwardnieje, w narożnikach i wzdłuż ścian mocuje się metalowe zbrojenie – do przyszłego wiązania. Następnie, gdy fundament stwardnieje, z drewnianych belek (15 cm x 15 cm) montuje się szkielet. Najpierw mocuje się słupy narożne, następnie pomocnicze podpory ścian. Do elementów pionowych dodaje się poziome – deski lub belki o mniejszym przekroju.

Jeśli planowane jest urządzenie piwnicy, należy zagłębić fundament co najmniej 45 cm, a podczas budowy wykonać hydroizolację pomieszczenia piwnicznego.

Wiązanie blokami słomianymi

Bloki układa się naprzemiennie, rzędami, na zasadzie muru ceglanego. Szwy między rzędami uszczelnia się. Każdy blok mocuje się metalowym prętem i wiązaniem. Po wypełnieniu całego szkieletu wykonuje się diagonalne łacenie cienkimi deskami, aby nadać ścianom większą stabilność. Dach montuje się na samym końcu, według standardowej technologii.

Przed użyciem bel słomy należy ponownie sprawdzić ich jakość: dobry materiał ma przyjemny złocisty kolor i zapach suszonej trawy, jest suchy w dotyku.

Powstałe szwy i szczeliny uszczelnia się mieszanką samanową. Jeśli konieczna jest ochrona przed gryzoniami, ściany na całym obwodzie obciąga się metalową siatką o drobnych oczkach. Czasami w celu ocieplenia układa się drugą warstwę z cieńszych mat słomianych.

Zewnętrzną część słomianej chaty tynkuje się mieszanką wapienną (grubość 2,5–3 cm) i dekoruje białą lub kolorową farbą. Jako barwników używa się ultramaryny, umbry, fioletowego kobaltu, żelazowej czerwieni i tlenku chromu.

Ostatnim etapem jest wykończenie wnętrza, jednocześnie z którym wykonuje się wyposażenie budynku i przyległego terenu w systemy podtrzymywania życia.

Technologia wznoszenia budynku z polan i gliny

Drewno opałowe, które powszechnie postrzegane jest jako tradycyjne, ale odchodzące w przeszłość paliwo, można wykorzystać inaczej – jako materiał do budowy ścian.

Dla technologii wznoszenia budynków z drewnianych polan w Rosji wymyślono interesującą nazwę – «glinoczurka», a w Ameryce, gdzie również znana jest ta metoda budowy, nazywa się ją Cordwood. Jeśli dom z drewna wyposażyć w inteligentny system oszczędzania energii, można go śmiało zaliczyć do ekologicznych, nie zanieczyszczających środowiska.

Oryginalny «zielony» domek zbudowany według technologii cordwood masonry. Naturalność podkreślona za pomocą różnych elementów konstrukcyjnych: trawiastego dachu inwersyjnego, belek podporowych, wykończenia z naturalnego kamienia

Zalety metody «glinobitka»

Starożytne budowle ze ścianami z drewnianych polan, spojonych glinianą zaprawą, znajdowano na całym świecie. Niektóre z nich mają kilkaset lat, a to oznacza, że technologia sprawdza się, przynajmniej pod względem wytrzymałości i stabilności. Mając grubość ścian od 15 cm do 45 cm, domy nie tylko zachowały swój kształt, ale i funkcjonują do dziś.

Glina i kawałki drewna są nie tylko głównymi, ale i jedynymi materiałami do murowania. Doskonale się uzupełniają, tworząc w domu przyjemny, komfortowy dla życia mikroklimat.

Ludzie, którym dane było mieszkać w domach typu cordwood masonry, twierdzą, że zimą jest w nich wystarczająco ciepło, a w letnie upały panuje zadziwiający chłód. Ściany wchłaniają nadmiar wilgoci i zatrzymują go w sobie.

Wewnętrzne wnętrze domu z drewna również wyróżnia się wykorzystaniem naturalnych materiałów – odsłonięte murowanie ścian, blat z litego drewna, drewniane podłogi i ramy okienne

Kolejną zaletą naturalnego materiału jest niski koszt. Mieszkańcy odizolowanych społeczności, żyjący z dala od miast i przyzwyczajeni do oszczędzania na wszystkim, chętnie wykorzystują drewno do budowy domów, w tym także «glinianych».

Specyfika budowy domów z polan

Sposób montażu glinianego «stosu drewien» przypomina zwykłe murowanie cegieł, z tą różnicą, że polana mogą mieć różną średnicę i kształt. Ich długość jest równa szerokości ściany, dlatego musi być taka sama.

Dla środkowej strefy Rosji zaleca się stosowanie polan o długości 50-60 cm, dla regionów północnych – do 80 cm. Większa długość wynika z tego, że podłużny współczynnik przewodności cieplnej drewna jest 2 razy wyższy niż poprzeczny.

Proces wznoszenia ściany z polan o różnych kształtach i zaprawy cementowej: na brzegach – sztywny szkielet cementowy, wewnątrz niego – izolacja z prasowanych trocin

Zaprawę glinianą przygotowuje się w następujący sposób:

• bierze się glinę i piasek, miesza się z wodą;
• dodaje się posiekaną słomę jako element zbrojący;
• doprowadza się do odpowiedniej konsystencji;
• układa się na drewnie jako zaprawa budowlana.

Dla wytrzymałości zamiast gliny czasami stosuje się cement, dodaje wapno, i wtedy technologia przekształca się w «czurkobeton». Różni się nieco od poprzedniej. Mieszankę cementową nakłada się tylko na brzegi polan, a środek wypełnia się materiałem izolacyjnym – zaprawą samanową lub trocinami zmieszanymi z wapnem.

Wspólne wznoszenie budynku o okrągłym kształcie techniką «glinodrewki»: każda warstwa drewna jest wyrównywana, a kłody lekko wystają z glinianej zaprawy

Jako warstwę wykończeniową stosuje się tynk, również przygotowany z naturalnych składników. Aby zmiękczyć strukturę zaprawy wykończeniowej, do gliny dodaje się obornik – naturalny antyseptyk.

Gliniana zaprawa wiąże się przez co najmniej półtora miesiąca – przez cały ten okres ściany należy utrzymywać w suchości. W tym celu nad bryłą budynku wznosi się duży daszek. Podczas wysychania glina będzie pękać, dlatego należy regularnie zamazywać pęknięcia i kontrolować integralność konstrukcji.

Zalecenia dla początkujących budowniczych

Jeśli zamierza Pan wybudować dom z kłód, na około rok przed rozpoczęciem budowy proszę zająć się przygotowaniem drewna. Należy je suszyć przez co najmniej 10 miesięcy, aby nie uległo deformacji.

Dla małego domku letniskowego o powierzchni 40 m² potrzeba około 30 m³ drewna. Lepiej brać nie okrągłe kłody, które podczas układania mogą pęknąć wzdłuż włókien, ale rozłupane drewno opałowe, pozbawione kory. Długość przygotowanych kawałków – 50-60 cm.

Łatwo osiągnąć jednakową długość polan przy użyciu stołu ślusarskiego, ale niektórzy radzą sobie, układając bale na zwykłych kozłach. Z jednej strony robią opór, z drugiej, w określonej odległości, oznaczenie – według niego wykonują cięcie.

Podczas wznoszenia dużych dwupiętrowych konstrukcji konieczne jest użycie drewnianego szkieletu z grubych słupów, belek i stropów, ponieważ obciążenie na ściany wzrasta.

Kolejność wznoszenia domu:

• wykonanie fundamentu ławowego;
• montaż szkieletu (przy okrągłym układzie nie jest potrzebny);
• etapowe układanie stosu polan z otworami na okna i drzwi;
• przerwa na dojrzewanie gliny (co najmniej 2 miesiące);
• budowa dachu;
• tynkowanie i wykończenie wnętrza.

Podczas budowy ścian można stosować tradycyjne techniki. Na przykład do wiązań narożnych używa się drewnianych belek. Aby drewno układało się równo, z jednej strony ustawia się pionowo dużą deskę – pełni ona rolę ogranicznika. Aby zwiększyć stabilność konstrukcji w poziomie, po każdym 4. rzędzie zaleca się układanie drutu kolczastego.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Tematyczne filmy wideo pomogą zrozumieć niuanse budowy ekodomów.

Wideo #1. Przegląd domów zorientowanych na ekologię:

Wideo #2. Film o budowie domu z cegły suszonej w północnym ekoosiedlu:

Wideo #3. Technologia «glinoczurka» własnymi rękami:

Jak widać, budowa domu według jednej ze znanych ekotechnologii własnymi siłami jest całkiem realna. Można zacząć nie od budynku mieszkalnego, ale od małego pomieszczenia gospodarczego, letniej kuchni lub dekoracji ogrodowej. Proszę spróbować zastosować zasady urządzenia energooszczędnego domu – będzie to mały krok w przyszłość i wspaniałe osobiste doświadczenie.

Czy chciałby Pan/Pani opowiedzieć o jeszcze jednym oryginalnym sposobie budowy i urządzania eko-domu? Czy pojawiły się pytania podczas zapoznania się z przedstawionymi przez nas informacjami? Proszę pisać komentarze w bloku poniżej.