Экологические строительные материалы и возобновляемые источники энергии в сельскохозяйственном производстве и строительстве

В настоящее время применение экологических строительных материалов, так же как и возобновляемых источников энергии, актуально для сельскохозяйственного производства.

До последнего времени в развитии энергетики прослеживалась четкая закономерность: развитие получали те направления энергетики, которые обеспечивали достаточно быстрый прямой экономический эффект. При таком подходе возобновляемые источники энергии рассматривались лишь как энергоресурсы будущего. Ситуацию резко изменило осознание человечеством того, что быстрый рост негативных антропогенных воздействий на окружающую среду ведет к существенному ухудшению среды обитания человека.

Основное преимущество возобновляемых источников энергии – неисчерпаемость и экологическая чистота. Их исполь- зование не изменяет энергетический баланс планеты.

В связи с тем, что работа солнечных элементов ограничена длительностью дня, а работа ветроагрегата – наличием ветра, наиболее эффективно комплексное использование возобновляемых источников энергии.

Проведенный анализ энергопотребления фермерских хозяйств показывает, что для их электроснабжения достаточно солнечноветровых электростанций единичной мощностью 0,5–5 кВт. При этом месячная выработка составит минимум 200–400 кВт·ч. Дело в том, что ветроэлектростанции работают на заряд аккумуляторных батарей и в вечернее время, когда энергопотребление максимальное, с аккумуляторов снимается энергия, запасенная в дневное время от ветроустановки и солнечных модулей.

В плане реализации республиканской программы развития возобновляемой энергетики в Кетченеровском районе Республики Калмыкия возводится экологическая животноводческая стоянка. На крыше жилого дома установлен солнечный коллектор, благодаря чему в особняк круглый год будут подаваться тепло и горячая вода.

Вода к дому и коровнику подается из двух артезианских скважин, которые пробурили здесь недавно специально для поения животных и бытовых нужд.

На территории экостоянки установлена ветроэлектростанция. В подсобном помещении, где находится оборудование для водоочистки, имеется и отсек с энергетическим оборудованием – аккумуляторами, генератором установленной в нескольких метрах от него ветроэлектростанции мощностью 10 КВт. Гелиевые аккумуляторы, в отличие от кислотных, абсолютно безопасны в эксплуатации и долговечны. Дизельный генератор необходим для резервного обеспечения электроэнергией – на случай отсутствия ветра.

Также на металлической стойке смонтирована одна из десяти солнечных батарей. Они будут вырабатывать электричество, необходимое для зарядки блока аккумуляторных батарей ветроагрегата.

Еще одна новинка животноводческой стоянки – станция очистки хозяйственнобытовой воды. Здесь производится биологическая очистка использованной воды, поступающей сюда из кухни, санузла, ванной. Очистка происходит при помощи специальных микробов. Затем вода стекает в дренажный колодец и может использоваться в технических нуждах, к примеру, для полива огорода, водопоя животных.

В перспективе не исключена возможность использования биогазовой установки для утилизации органических отходов и выработки электрической энергии.

Жилой дом собран из камышовых строительных панелей (КСП). Конструкция панели состоит из деревянного каркаса, заполненного матами из камыша и залитого жёстким пенополиуретаном (ППУ). Камышовые маты выполняют в панели роль армирующего и теплоизолирующего за- полнителя. 94% удельного веса панели приходится на камыш и древесину.

Стандартный размер панелей 2,75 × 1,2 × 0,25 м, вес 120 кг. Панель толщиной 25 см по теплоэффективности равна 3 метрам кирпичной кладки.

Эта энергосберегающая строительная технология позволяет быстро строить и добиваться низкой себестоимости. Это экологичные и тёплые дома с эффектом «термоса», в которых зимой тепло, а летом прохладно, в них хороший воздухообмен, стены «дышат» и создаётся хороший микроклимат. Камышовая панель с пенополиуретаном имеет очень высокую шумоизоля-цию. При их использовании можно сэкономить на устройстве фундаментов в 2–3 раза благодаря низкому весу стен (дом 10×10 – примерно 5 тонн). Весь дом привозят на одной машине, не нужно дополнительных механизмов для погрузки, разгрузки, строительства. Для возведения стен не нужно песка, цемента, глины, а это опять экономия: транспортных расходов, трудозатрат, денежных средств. Уменьшается строительный объём, а это приводит к ускорению строительства. Кроме того, появляется дополнительный жилой объём благодаря меньшей толщине стены. Также стены имеют высокую теплотехничность, экономия на отоплении в 5–6 раз, можно строить в любое время года, нет «мокрых процессов».

Но самый главный аргумент из вышеперечисленного – это энергосбережение. Ведь мы знаем, что не за горами 2012 год, когда цены на газ и свет вырастут до европейского уровня.

Для примера возьмем два дома, сравнительный период – январь 2008 г., когда стоял 30-градусный мороз, усиленный нашими ветрами. Один дом из КСП толщиной 25 мм, а другой – шлакоблочный дом, облицованный керамическим кирпичом, толщина стен и фундамента – 58 см. Оба дома примерно равны по площади и расположены на двух уровнях. Шлакоблочный дом оборудован отопительным котлом мощностью 30 квт, воду доводили до кипения, но всё равно температура в доме не превышала 18 0С, оплата за газ у жильцов составила 1700 рублей. В доме из панелей КСП в котле температура была 55–60 градусов, котел оснащен автоматикой, набирает определенную температуру и выключается, в комнатах комфортная температура, оплата за газ в январе составила 300 рублей, это в 5,7 раз меньше. Подсчёты показывают, что экономия у жильца в доме из КСП составила 1400 рублей.

Причём экономия не только зимой, но и летом – на охлаждении воздуха (не надо включать приборы, охлаждающие воздух).

Сохранение тепла при использовании КСП происходит за счет жёсткого пенополиуретана, который является самым качественным в своём классе. Слой пенополиуретана (ППУ) всего в 5 см заменяет кирпичную кладку в 1,75 метра. ППУ состоит из мельчайших пластиковых шариков, заполненных газом, содержание закрытых ячеек составляет 90%. Достоинства этого материала:

• •    способность сохранять низкую теплопроводность (коэффициент – 0,0204) в течение длительного времени;

• •    достаточную механическую прочность;

• •    высокие звукоизоляционные свойства;

• •    долговечность (срок службы 40–50 лет);

• •    применение в широком спектре температур (от –50 ⁰С до +180 ⁰С);

• •    биологически нейтрален;

• •    устойчив к микроорганизмам, гниению, плесени, к агрессивной промышленной атмосфере;

• •    по гигиеническим нормам разрешён для применения в жилищном строительстве.

Но не надо забывать и про свойства камыша: низкая теплопроводность (коэффициент –0,07) благодаря воздушным камерам; в вертикальном положении может выдерживать достаточную механическую нагрузку; в горизонтальном положении имеет определённую упругость; долговечен без доступа воздуха, хорошая звукоизоляция; не подвержен гниению.

Все эти свойства камыша, дерева и пенополиуретана, дополняя и усиливая друг друга, создают отличный строительный материал КСП, доступный по цене, экономичный при стройке, приводящий в конечном итоге к энергосбережению, экономии, уменьшению трудозатрат и транспортных перевозок, ускорению строительства.

Такого рода экологические животноводческие стоянки и фермы при материальной поддержке государства являются необходимой составляющей современного сельскохозяйственного производства.