Первое на что нужно опираться — количество и характер систем, потребляющих энергию . Обычно к списку таких систем относятся кондиционирование, отопление, насосное водоснабжение из скважины. Также необходимо учитывать число часто пользуемых бытовых электроприборов и холодильное оборудование. Все перечисленное требует бесперебойного питания, что может предоставить любой независимый источник.

Вторым этапом выбора станет вычисление общей мощности. Показатели потребления каждого прибора складываются между собой. Итоговое автономное электроснабжение загородного дома, дачи или квартиры должно превышать полученную сумму на 20-30%.

А также обустройство в нем системы отопления и канализации в том случае, если он находится вдали от централизованных коммуникаций, - задача довольно-таки сложная. Однако современные технологии и оборудование позволяют решить ее достаточно эффективно.

Проект автономного дома

Прежде чем приступать к возведению жилого здания, следует составить его чертежи с указанием способов подвода всех необходимых коммуникаций. Комфортным автономный дом будет только в том случае, если в нем имеются:

• электричество,
• отопление,
• водопровод,
• канализация.

О том, как именно могут быть подведены все эти разновидности коммуникаций в том случае, если дом расположен далеко от централизованных инженерных систем, и поговорим далее.

Электроснабжение

Сложнее всего сделать автономный дом удобным для проживания в том случае, если расположен он вдалеке от ЛЭП. Обеспечить стабильное электроснабжение здания можно тремя способами:

• Установив генератор, работающий на жидком топливе. Проблему обеспечения зданий электроэнергией такое оборудование решает очень эффективно. Подключив к генератору насос и котел, можно обустроить в доме в том числе и водопровод с отоплением. К недостаткам этого способа электроснабжения частного дома можно отнести лишь довольно-таки высокую затратность. Жидкое топливо сегодня стоит дорого, а понадобится его очень много. К тому же под генератор придется строить отдельное помещение с хорошей звукоизоляцией.
• Установив ветряную станцию. Такой способ отличается высокой степенью экономичности. Платить за получение электроэнергии не придется ни копейки. Однако затраты на начальном этапе будут очень большими. Ведь недостаточно просто установить ветряк. Понадобится еще оборудование для аккумуляции энергии и преобразования в переменный.
• Собрав мини-ГЭС. Такой способ хорош в том случае, если рядом с домом протекают река или большой ручей.
• Установив солнечные батареи. В этом случае платить за электроэнергию также не придется. Однако стоить подобное оборудование будет очень дорого.

Чаще всего дома в удаленных местностях электрифицируются с использованием генераторов. В том случае, если рядом имеются и другие здания, соседям имеет смысл скинуться и поставить ветрогенератор, обеспечивающий электроэнергией сразу все дома. Мини-ГЭС и у нас в стране практически не используются.

Как выбрать генератор для дома

Автономное электроснабжение здания, возведенного в отдаленной местности, обычно устраивается с учетом следующих рекомендаций:

• Если здание расположено рядом с ЛЭП, но подача электроэнергии нерегулярная, целесообразно использовать бензиновый генератор. Стоят такие модели обычно не слишком дорого, но и ресурс у них несколько ограничен.
• Полностью автономное электроснабжение обычно устраивается с использованием дизельного генератора. Это очень производительное оборудование, рассчитанное на длительную эксплуатацию.
• Мощность генератора определяется путем сложения мощностей всех потребителей плюс запас 15-20%. В небольших дачных домах для обеспечения аварийной подачи электроэнергии обычно используются бензиновые модели мощностью до 2 кВт. Для жилого здания чаще выбирают дизельные генераторы мощностью в 30 кВт и более. Это оборудование способно обеспечивать загородный дом электроэнергией бесперебойно.

Особенности бензиновых и дизельных генераторов

Бензиновые автономные электростанции для дома могут быть рассчитаны на 500 или 1500 часов работы. По этому показателю дизельным моделям они значительно уступают. На рынке имеется и профессиональное оборудование этого типа, рассчитанное на 3000 моточасов. Но стоят такие генераторы достаточно дорого.

Дизельные модели надежны и имеют долгий срок службы. Единственное неудобство, возникающее при их использовании, - это необходимость прогонки на полной загруженности каждые 100 моточасов. Дело в том, что работу на холостых оборотах этот вид оборудования переносит не особенно хорошо.

Ветряные установки

В конструкцию автономных станций этого типа входят обычно такие элементы:

Как выбрать

Эффективность работы ветрогенератора зависит от двух основных факторов: скорости ветра и площади лопастей. К примеру, с 1 м 2 приемного устройства при скорости передвижения воздушных масс в 3 м/с можно получить около 6.5 Вт энергии, при 21 м/с - 2.2 кВт. Для небольшого дачного дома обычно выбирают установки мощностью не более 0.1-2 кВт. Для жилого здания понадобится оборудование не менее чем в 20 кВт, при использовании электрического котла. Автономный дом, проект которого предусматривает газовое отопление, твердотопливное или жидкотопливное, обычно электрифицируется от ветрогенератора мощностью в 5 кВт. Такого оборудования будет вполне достаточно для бесперебойной работы основных бытовых приборов - холодильника, телевизора, компьютера, стиральной машины и т. д.

Автономная газификация

Для того чтобы проживание за городом было комфортным, конечно же, нужно не только обеспечить автономный дом подачей электроэнергии. Здание обязательно следует еще и газифицировать. Если для плиты достаточно купить баллон и заправлять его каждые 3 месяца, то для обустройства системы отопления придется приобретать гораздо более сложное оборудование.

Называются большие резервуары, с использованием которых обустраивается автономное газовое отопление дома, газгольдерами. Заправляются они обычно смесью пропана с бутаном и рассчитаны на давление до 1.6 МПа. Размеры такие емкости могут иметь разные - от 2700 до 20 000 м 3 . Для частного дома площадью в 200 м 3 вполне достаточным будет использование газгольдера минимального объема.

Оформление подключения

Самостоятельно это оборудование устанавливать нельзя. Нужно обратиться в частную или областную газовую компанию. В первом случае стоимость работ будет несколько выше. Дело в том, что автономная газификация дома возможна только после получения разного рода разрешений. Частные фирмы обычно берут на себя заботу и о сборе всей необходимой документации. При обращении же в областную компанию ходить по инстанциям придется самостоятельно.

Под газгольдер выкапывается яма соответствующих размеров. Устанавливается резервуар на металлическое основание. К дому от него прокапывается траншея и проводится магистраль. Перед пуском оборудования в присутствии представителей Ростехнадзора выполняются испытательные мероприятия.

Отопление

Обогреваться автономный загородный дом может разными способами. Обычно монтаж системы отопления жилого здания при отсутствии централизованных инженерных систем включает в себя следующие этапы:

• Установку котла. На настоящий момент выпускаются как электрические, так и газовые, а также твердотопливные и жидкотопливные разновидности данного оборудования. Первый вариант выбирают при наличии ветрогенератора достаточной мощности. К резервуару с пропаном и бутаном, соответственно, подключается газовый котел. Во всех остальных случаях используются твердотопливные или Первая разновидность экономичнее. Оборудование же, работающее на жидком топливе, удобнее в эксплуатации.
• Монтаж магистралей. В настоящее время автономное отопление дома обычно устраивается с использованием полипропиленовых, стальных или металлопластиковых труб.
• Монтаж и подключение батарей. Самой популярной разновидностью на данный момент являются биметаллические радиаторы. Также иногда используются несколько более дешевые и менее долговечные алюминиевые модели.
• Установку расширительного бачка. В зависимости от конструкции его располагают либо рядом с котлом, либо на чердаке здания.
• Монтаж циркуляционного насоса. Его ставят на байпас на обратную трубу в непосредственной близости от котла. Перед насосом размещают фильтр для очистки теплоносителя.
• Установку группы безопасности.
• Опрессовку и пуск.

Сегодня автономный дом, находящийся вдалеке от централизованных инженерных систем, чаще всего отапливается с использованием жидкотопливных котлов. Однако, поскольку этот вид оборудования достаточно затратен, газовые установки, работающие от резервуаров, а также электрические модели, функционирующие от больших ветряков, в последнее время набирают все большую популярность.

Водопровод

На настоящий момент выпускается всего два вида отопительных котлов - одноконтурные и двухконтурные. Для дома, расположенного в отдаленной местности, наиболее подходящим будет второй вариант. При использовании двухконтурного котла в доме можно устроить не только отопление, но и полноценный водопровод.

Обычно доверяют специализирующейся на этом компании. Стоимость их услуг зависит от глубины залегания на участке подземных вод. Для экономии стоит предварительно заказать проведение на территории геодезических изысканий. К дому водопроводная труба подводится по траншее глубиной не выше уровня промерзания грунта. Внутренняя разводка выполняется согласно проекту с подключением магистрали под горячую воду к котлу.

Автономная система отвода сточных вод

Если ЛЭП и даже газовые магистрали имеются практически в любом поселке, то о канализации большинство жителей отдаленных населенных пунктов и не мечтает. С необходимостью устройства такой системы, как автономная канализация в частном доме, сталкиваются практически все владельцы загородной недвижимости. Сборка ее производится так:

• Монтируется центральный стояк. В одноэтажном доме его установка не обязательна, но желательна.
• На расстоянии не менее 5 и не более 15 метров от дома выкапывается яма и устанавливается септик.
• От него к зданию прокапывается магистраль ниже уровня промерзания почвы. Траншея должна иметь наклон не менее 3 см на погонный метр.
• Чаще всего автономная канализация в частном доме собирается с использованием полиэтиленовых, полипропиленовых или металлопластиковых труб. Перед их укладкой дно траншеи прокладывают щебнем. Засыпают трубы сначала песком, а затем землей. Колена канализационной системы допускается устраивать только под тупым углом.
• Разводка внутри дома производится с соблюдением нормативов СНИП. Не стоит располагать туалет над кухней или жилыми помещениями. Расстояние между сантехническими приборами не должно быть меньше чем в 25 см. Унитаз располагают в непосредственной близости от стояка. Чем дальше он будет установлен, тем большая существует вероятность засоров. Стиральные и посудомоечные машины подключаются к лежаку посредством гибких труб. Под ванной и раковиной обязательно устанавливаются сифоны.

Готовый автономный дом: цена

Сегодня при желании можно не только заказать проект оборудованного всеми необходимыми коммуникациями здания. Некоторые строительные компании продают и уже полностью готовые загородные автономные дома. Чаще всего это сборные брусчатые или модульные каркасно-щитовые конструкции. Стоят такие дома довольно-таки дорого. В зависимости от использованных видов оборудования и размеров самого здания цена может варьироваться в пределах 1-3 млн рублей и выше.

Наверное, многие из вас слышали о нетрадиционных методах производства энергии. Эти методы применимы для понятия самостоятельный дом. В номенклатуре он также иногда именуется как автономный дом.

Такой дом не должен потреблять что-либо извне. Он может быть успешно отделен от систем газопровода, электроэнергии, водоснабжения и канализации. В нем можно жить почти бесплатно, за исключением покрытия временных расходов на удаление мусора, покупки некоторых товаров, которые невозможно производить самостоятельно...

Понятие «самостоятельный», в принципе, следует рассматривать в несколько более широком смысле. Наверно, более целесообразно употреблять понятие самостоятельной усадьбы (хозяйства). Не следует понимать это так, что дом должен быть окружен рощами из овощей и фруктов, но все же участок земли будет необходим.

И так, что же нам нужно в доме?
Для типичного дома необходимо использовать некоторые вещи (услуги), без которых жить оказалось бы весьма сложно и неприятно, а именно:
— отопление,
— горячее водоснабжение,
— электроэнергия для бытовой техники,
— энергия для приготовления пищи в виде газа, горючей жидкости или электроэнергии,
— питьевая вода,
— отведение сточных вод.

Самым важным для вас из этого списка естественно окажется отопление. Во-первых, потому, что в вашем климате больше всего энергии расходуется для удовлетворения этой потребности. В связи с небольшой энергией солнечных лучей ее будет недостаточно для использования вами своих целях, хотя концепция солнечного нагрева начинает приобретать интерес среди инвесторов. Даже при жесткой экономии в доме необходимо минимум 15 кВт/м2 энергии в год для отопления. Это не много, потому эта цифра соответствует сжиганию около 3-4 кг дров, но ведь дрова вам нужно будет приобретать.

Просто дрова, или, распространяющиеся в наше время, брикеты из отходов производств, лучше всего подходят для удовлетворения нужд отопления дома.
Для нагрева горячей воды вы можете использовать панели солнечных батарей при поддержке по мере необходимости обычного источника тепла — это может быть котел центрального отопления.

Альтернативой дровам и сгораемым брикетам является самостоятельное производство биогаза. Его возможно производить в простой биогазовой установке, которую можно сделать своими руками у дома. К сожалению, в процессе превращения биомассы в биогаз потеряется больше, чем 50% содержащейся в ней энергии. С другой стороны, в производстве биогаза можно использовать огромное количество различного сырья, например, навоз, продукты анаэробного сбраживания, скошенная трава и растения.

А как быть с электропитанием дома? Вы вполне можете получать электроэнергию из возобновляемых источников энергии, а именно ветряных турбин и фотоэлектрических элементов. Этот источник вам необходим потому, что турбины и солнечные панели производят электричество сами по себе, без каких-либо дополнительных усилий с вашей стороны. А также не требуют расходов, кроме замены изредка батарей аккумуляторов.
К сожалению, батареи необходимы для постоянного хранения энергии между моментами, когда она производится (днем солнце светит, дует ветер) и моментами ее использования, когда производство электроэнергии невозможно (ночь, штиль).

Другим решением является производство электроэнергии с помощью генераторов, работающих на биогазе, который вы уже производите. Используя тепло от охлаждения корпуса такого генератора, вы можете почти бесплатно получить горячую воду или даже отопление.

Питьевая вода может быть получена из собственной скважины. Это решение является самым популярным, но не только. Вы можете также собирать дождевую воду, и после переработки, использовать ее для пищевых целей. Здесь важно прежде всего обеспечить достаточное количество накопления дождевой воды и эффективное использование, предусматривающее отказ от туалетных бачков и т. п.

Сточные воды отходят сами по себе и ними не трудно управлять и предусмотреть самостоятельную биологическую очистку растениями.

Считаю важным, в меняющемся и непостоянном мире, быть абсолютно независимым на сколько это возможно. В данный момент рассматриваю вариант устройства дома с автономными системами жизнеобеспечения, замкнутого цикла и экологически безопасного. С местом (регионом) строительства каждый решает для себя сам и, более того, об этом много статей и постов. Решил поделится найденной информацией и мыслями по данному поводу. В большей степени выкладываю картинки для наглядности. Вариантов очень много, покажу некоторые из них.
Все начинается с проектирования. Необходимо учитывать множество факторов. Экодом должен обеспечиваться теплом, горячей водой и электричеством только за счет солнечной энергии и являться домом нулевого энергопотребления (не использующим невозобновимые источники энергии). Получение тепловой энергии из солнечного излучения осуществляется в солнечных (воздушных или жидкостных) коллекторах, а электрической энергии - в солнечных батареях. Избытки тепловой энергии накапливаются и хранятся в сезонных и суточных аккумуляторах тепла. Длительному сохранению тепла в доме способствуют также архитектурные и конструкторские решения, эффективные утеплители. При недостатке «солнечного» тепла и электроэнергии в экодоме используются другие генераторы тепла на возобновимом топливе, а так же централизованная энергосистема. Для строительства экодома должны использоваться местные строительные материалы, малозатратные по способу добычи, переработке, перевозке, позволяющие применять технологии строительства дома без тяжелой техники. При эксплуатации экодома необходимо применять естественные биоинтенсивные технологии для переработки и утилизации органических отходов (твердых, жидких) и для повышения плодородия почвы, выращивания сельхозпродукции. Это можно обеспечить ведением органического земледелия и выращивания компостных культур для удобрения сада-огорода без привоза удобрений извне. Экодом должен обеспечить накапливание экологического ресурса участка, на котором он построен.
Пример.

1.Солнечный коллектор.
2.Грунтовой сезонный тепловой аккумулятор.
3.Трубы каркаса с вентиляционными каналами.
4.Соломенные блоки.
5.Вентиляторы системы принудительной вентиляции.
6.Теплообменник-рекуператор.
7.Канал в грунте.
8.Армированное стекло
9-10.Полимерная гофрированная трубка.
11.Теплоизолированный бак горячей воды.
12,14,15,20.Воздушно-дренажные каналы.
13.Теплоизолированный гравийный фундамент.
16,17,18.Задвижки.
19.Локальная система биообработки и утилизации стоков для повышения плодородия приусадебного участка.
Архитектура


Пример дома с элементами солнечной архитектуры.

При проектировании необходимо учитывать количество членов семи и будущие потребности.




Архитектура экодома-коттеджа. Внешний вид и планировка




Архитектура экодома-подворья из разных строений

При планировании надо стремиться к уменьшению размеров придомового участка, изымаемого из природы (площадь самого дома и площадок с твердым покрытием). Планировка участка предполагает оптимальное взаимное расположение дома, цветника, ботанической площадки с учетом естественного уклона, направления ветров, окружающей растительности, распределения грунтов.


Планировка участка и прилегающей территории для экодома с активным ведением на участке сельхоздеятельности.

Утепление.

Утепление. Будем исходить из того как теряет тепло традиционный дом.


Все внутренние отапливаемые помещения в разных вариантах конструкции экодома должны быть так теплоизолированы от внешней среды, чтобы теплопотери за год были меньше, чем количество тепла, которое можно получить за год от солнца и аккумулировать в доме. Особое внимание следует обратить на то, чтобы в конструкции корпуса не было мостиков холода.



Как должен быть утеплен экодом

Схемы утепления разных конструкций корпуса экодома.

Фундамент
Традиционно используются следующие типы фундаментов: столбчатые, ленточные, фундаменты из мелких блоков.

Для строительства экодома из этих типов фундаментов лучше подходит буронабивной.

Достоинства. Буронабивной фундамент минимально разрушает ландшафт, он дешевле, т.к. исключается рытье котлована, такой фундамент не требует утепления, гидроизоляции и пароизоляции. На его строительство расходуется меньше бетона и его исполнение возможно без тяжелой строительной техники. Не требуется защиты от радона.
Замечание. При таком фундаменте экодом не имеет подвала. Для размещения инженерного оборудования строится специальное техническое подполье, значительно меньшее, чем подвал. Оборудование можно разместить также в цокольном этаже или в техническом помещении первого этажа.


Ленточный фундамент для дома.


Фундамент из мелких блоков.

Дренажная система при устройстве фундамента.

Для увеличения долговечности фундамента и защиты его от подземных вод, дождевой и талой воды, просачивающейся с поверхности земли, вокруг фундамента устраивают дренажную систему.


Узел состыковки фундамента, перекрытия и стены.

При проектировании узла сочленения фундамента, перекрытия и стены надо избежать мостиков холода.

Перекрытие первого этажа
Возможны три варианта перекрытий для первого этажа:
а) над отапливаемым подвалом
б) над вентилируемым подпольем
в) по грунту.


Стены
При строительстве экодома могут использоваться различные типы стен. Важно обеспечить необходимую теплозащиту и тепловую инерцию экодома. Конструкция стены выглядит следующим образом, если послойно рассматривать ее в направлении изнутри - наружу: сначала идет слой отделки (побелка, обои и т.д.), затем - слой штукатурки, пароизоляция, несущая часть стены (из кирпича, бетона, дерева, грунтоблоков и т.д. или каркас), слой утеплителя, вентилируемый зазор, облицовка. Для упрочнения конструкции стены между слоями устраиваются специальные связи. Стена может состоять из однородного теплоизолирующего материала, а может состоять из тяжелой несущей части и легкого утеплителя. В последнем случае утеплитель всегда располагается снаружи.

Утеплитель
При строительстве энергоэффективного дома можно использовать любой утеплитель. Лучше всего со сроком эксплуатации, равным сроку эксплуатации дома. Утеплитель должен обеспечить такую теплозащиту дома, чтобы суммарные теплопотери зимой были меньше, чем количество солнечной энергии, накопленной летом в сезонном аккумуляторе.
Наиболее широко применяются два типа утеплителя: засыпка легким материалом и плиты из тонких искусственных волокон. При использовании засыпки необходимо предусматривать будущую усадку. Плиты из утеплителя применяются по рекомендации изготовителя. Если срок действия утеплителя меньше срока эксплуатации, необходимо предусмотреть технологию его замены, в том числе - демонтаж облицовки.


Перекрытие второго этажа
Перекрытие между первым и вторым этажами обыкновенное, если второй этаж отапливаемый

Крыша
Типы крыш: совмещенная (применяется для мансардного этажа) и холодная традиционная (для обычного одноэтажного и обычного двухэтажного дома).

Окна, двери.
Простейший способ добиться повышения энергоэффективности окна - это исключение функции проветривания (вентиляции), - и применение теплоэффективных ставень. Простая конструкция окна с внутренней задвигающейся теплоэффективной ставней.



Окно с тройным остеклением и теплоэффективной задвижной ставней.

Входной тамбур
Входной тамбур может быть совсем небольшим - иметь размеры равные толщине стены и размеру дверей. Для удобства проход в технический подвал и в погреб в зимнее время года можно сделать из тамбура, сделав его достаточно большим (выход из тамбура в ледник делать не обязательно, т.к. он эксплуатируется в летнее время года).

Система отопления

Система воздушного солнечного обогрева.

Если построить теплый экодом, как описано в предыдущей главе, то прямое использование солнечной энергии с середины февраля по май и с сентября по октябрь, обеспечит экодом теплом.
В этот период отапливать экодом проще всего при помощи воздушных солнечных коллекторов. Типичная система воздушного солнечного обогрева представлена на Рис. Система состоит из воздушного солнечного коллектора, воздуховодов, вентилятора. Если температура в помещениях недостаточна, то горячий воздух из коллектора попадает в комнату. Более холодный воздух из комнаты подается в воздушный коллектор и подогревается в нем. Если в помещениях тепло, то горячий воздух поступает в тепловой аккумулятор. Воздух начинает циркулировать, когда работает вентилятор, который приводится в действие солнечной батареей. Такая система удобна тем, что вентилятор работает только тогда, когда солнечная батарея вырабатывает электричество и именно в это же время солнечный коллектор нагревает воздух. Весной осенью система работает на нагрев помещения и на накопление тепла в суточном аккумуляторе. Летом эта энергия накапливается в сезонном аккумуляторе.

Воздушный солнечный коллектор

Площадь воздушных коллекторов, необходимая для нагрева помещений в экодоме определяется теплотехническими параметрами дома. В отсутствии солнца недостаток тепла компенсируется дровяной печью медленного горения с каталитическим дожиганием горючих газов.

Каталитическая печь медленного горения

В настоящее время солнечная система обогрева не в состоянии обеспечить полностью отопление дома весь отопительный период. Поэтому для подогрева экодома используются дополнительные печи на растительном топливе. Самые лучшие - это дровяные печи медленного горения с каталитическим дожигом горючих газов (Рис. 6.3). Низкие теплопотери экодома позволяют использовать печи малой мощности. Кроме того, дрова являются возобновимым источником энергии.

Теплый пол.

Воздушное отопление


Схема установки печи-калорифера для системы воздушного отопления дома:
1 - калорифер; 2-4, 6 - каналы; 5 - решётка; 7 - вентилятор.

Печь-калорифер

Печь-калорифер, разрез

Соединение калорифера с топливником

схема распределения тепловых потоков в доме с воздушным отоплением

Система ГВС.

Водогрейные системы, использующие солнечную энергию, бывают двух типов: с естественной и принудительной циркуляцией воды.

Термосифонная водогрейная система с водяным солнечным коллектором

Система солнечного нагрева воды с принудительной циркуляцией.

Суточный водяной аккумулятор тепла


Суточный водяной аккумулятор тепла.
ЭГ - электрогенератор;
ТГ - теплогенератор;
1 - бак с водой; 2 - дымовые трубы; 3 - кожух; 4 - каналы подачи теплого чистого воздуха; 5 - нижняя (входная) дымовая камера; 6 - верхняя (выходная дымовая камера; 7 - подача дыма в регенератор; 8 - подача чистого воздуха к ТА; 9 - кожух; 10 - поверхность теплообмена; 11 - забор чистого холодного воздуха; 12 - забор теплого отработанного воздуха; 13 - выхлопная труба; 14 - переключатель; 15 - канал подачи сбросного воздуха в теплицу; 16 - шторки; 17 - вент-каналы вертикальные; 18 - дымосос.

Холод

Встроенный в стену зимний холодильник

Погреб