Екологічне енергозаощадження

Поза всяким сумнівом, природні ізоляційні матеріали дешевші і кращі від синтетичних чи мінеральних. Їхнє використання дозволяє нам гармонізувати проживання у своїй енергетичній та екологічній ніші. При умові використання здорової та збалансованої їжі можливо відновити природний генофонд майбутніх поколінь.

Нижче ми зупинимося на використанні кількох знакових матеріалів, котрі впродовж тисячоліть є супутниками людини. Це глина, дерево, житня солома, льон, конопля, очерет, пісок, земля.

1. Глина. Це універсальний матеріал, перелік засосування якого дуже розлогий:

  • Будівельні конструкції і системи опалення (печі, каміни)
  • Посуд і предмети вжитку
  • Лікувальні препарати
  • Фарби

Наприклад, глина у комбінації з житньою соломою, піском і землею утворює так звані саманні дихаючі структури, які виводять з будинку надлишок водяної пари. В результаті відносна вологість повітря всередині будинку автоматично підтримується на рівні 40-60%, оптимальному для перебування людини. Глиняна фарба екологічна та поглинає з повітря будинку небажані токсини. Тонкі енергії глиняного будинку енергетизують поле людини та коректують його.

2. Вапно. Воно теж застосовується в різних будівельних структурах. Суміш вапна і костриці коноплі (льону) використовується як теплоізоляція або ж наповнювач стін каркасного будинку. Структура вапно-костриця теж дихає. Двоокис вуглецю, що відходить з будинку разом з водяною парою, сприяє перетворенню вапна у вапняк, що з часом підсилює механічну міцність стінових конструкцій. Суміш вапна і глини теж використовується як штукатурка будинку. В цьому разі вона захищає саман від намокання.    

 3. Дерево. Волокнисті плити, виговлені по спеціальних технологіях, є прекрасними теплоізоляторами. До того ж, це теплонакопичуючі структури. 

Визначальною рисою описаних вище структур на основі глини, вапна і дерева є їх високий енергетичний потенціал. Мається на увазі їхня здатність до накопичення теплової енергії. В залежності від температури повітря в будинку підлогові чи стінові структури можуть поглинути чи віддати зайве тепло. Тобто температура повітря всередині будинку регулюється без застосування систем автоматизованого керування. Підраховано, що лише завдяки цьому можна річно заощаджувати до 25% теплової енергії. Але це ще не все. Як відомо, добові зовнішні температури повітря постійно коливаються. Тобто маємо перехідний процес, на який по різному реагують природні та штучні  (синтетичні та мінеральні ) матеріали. На прикладі порівняння властивостей деревно- волокнистої плити, вапняно-конопляної плити та мінераловатної плити в умовах зміни зовнішньої температури виявилося [1,2]:

  • В стаціонарному режимі опір теплопередачі мінераловатної структури становить 6,7 а в перехідному режимі – 7,5 м2К/Вт. Тобто зміни невеликі і не впливають суттєво на заощадження енергії
  • В стаціонарному режимі опір теплопередачі деревно-волокнистої і вапняно-конопляної плит становить становить відповідно 2,6 і 2,4 м2К/Вт. В перехідному режимі він становить відповідно 11,2 і 9,2 м2К/Вт. Тобто для обох природних матеріалів опір теплопередачі збільшився у 3-4 рази. Це принципово якісний результат, який характеризує марність намагань створення ізоляційного матеріалу, рівного по якості природному.

 На основі викладеного вище сформулюємо короткі висновки:

  • Природні матеріали на основі вапна та глини автоматично регулюють рівень відносної вологості повітря в межах 40-60%
  • Природні матеріали накопичують значну кількість теплової енергії за рахунок їхньої термомаси
  • Природні ізоляційні матеріали оптимально поводять себе при добових перехідних температурних процесах (опір теплопередачі зростає у кілька разів).
  • Технології виготовлення таких ізоляційних структур дешеві і зазвичай не вимагають значної кількості енергії, не забруднюють середовище.

Продемонструємо переваги використання природних матеріалів на кількох прикладах:

Приклад 1. Сонячні повітряні колектори зазвичай використовуються для опалювання приміщень та сушіння овочів та фруктів потоком гарячого повітря. В цьому випадку застосування колектора проблематичне, оскільки його днище теплоізолюється синтетичним матеріалом. Зрозуміло, що при сушінні плодоягідної продукції наявність синтетики небажана. Окрім того, вона сприяє конденсації водяної пари всередині колектора. Тому синтетичний ізолятор бажано замінити на природний, наприклад на паропропускну і теплоізолюючу вапняно-лляну плиту.

Приклад 2.  Акумулювання сонячного тепла, яке надходить на затемнену металеву покрівлю.  Внутрішня поверхня покрівлі та ізоляційна плита, прибита до крокв, утворюють вентиляційний канал, по якому тепло металевої покрівлі подається у приміщення будинку. Зрозуміло, що і в цьому випадку взоляційна плита має бути виготовлена з екологічно чистих матеріалів. Наприклад, може бути використана тришарова плита типу дерево-костриця льону-дерево.

Приклад 3. Напівпромислова сонячна самання сушарка. Сонячні колектори монтуються на східній та західній сторонах будівлі з метою підігріву теплої підлоги. Основна частина тепла надходить через прозору південну стіну. Стіни зведені з зачорненого важкого саману для накопичення тепла вдень. Термоізоляційним покриттям саманної стіни є суміш вапна і костриці льону. Застосування саме цих матеріалів продиктоване вимогою доброї паропровідності стіни, що актуально при сушінні плодів, ягід чи дерева.   

Автори

  1. Rachel Bevan, Tom Wooley. 
  2. Юрій Дудикевич.