Экологические требования к архитектурно-планировочным решениям жилых зданий

     По  АЛ.Аврорину (1999), основные преимущества экодома в энергосбережении и сохранении окружающей среды в сравнении с обычными малоэтажными домами следующие:

     • отсутствие дорогостоящих централизованных коммуникаций теплоснабжения и канализации. Использование при необходимости  автономных электрогенераторов и артезианских вод (при их наличии);

• эффективное энергосбережение за счет высокой степени теплоизоляции ограждающих конструкций. Сбережение энергии при вентиляции и кондиционировании;
• непременное использование солнечной энергии для обогрева дома и приготовления горячей воды. В лучших конструктивных образцах экодомов за счет этого источника получают до 80% энергии;
• освещение экодома, как правило, электрическое с использованием экономичных источников света: галогенных и люминесцентных ламп, которые могут работать и от солнечных батарей;
• утилизация с помощью биореакторов всех видов органических отходов, которые перерабатываются в компост и затем используются в теплице и на приусадебном участке в качестве естественного удобрения. Таким образом культивируются биоинтенсивные системы земледелия без использования химикатов и удобрений извне, при этом биологическая активность почвы увеличивается;
• уменьшение экологической нагрузки на окружающую среду с помощью экономии материальных ресурсов, использование щадящих природу ресурсосберегающих строительных и возобновляемых материалов;

     •использование  в архитектуре экодома энергосберегающих  и эстетических принципов, соответствующих  историческим, национальным и культурным особенностям его обитателей и территории.

     Этим  перечнем далеко не исчерпываются все  экологические преимущества экодомов. Помимо решения проблем энергосбережения и ряда других экологическую привлекательность  им могут придавать:

• применение только природных (преимущественно местных) строительных материалов с пониженной эмиссией летучих компонентов;
• консервация дождевой воды, очистка воды с помощью локальных очистных сооружений;
• биопозитивность дома (озеленение крыши, фасада и балконов, декор дома и др.);
• автоматизация экологического контроля за взаимодействием экодома и окружающей природной средой.

     Создание  энергосберегающих экодомов в мире активно практикуется с начала 70-х  гг. и, несмотря на все препятствия, их количество неуклонно растет. Гак, например, в Германии число энергопассивных, т.е. с нулевым теплопотреблением, домов превысило 1 тысячу, а количество домов с низким теплопотреблением измеряется многими тысячами.

     В Швеции построены сотни экодомов особой конструкции, с замкнутым  циклом водо- и энергоснабжения и  специальным биореактором по переработке  органических отходов. Активно используются альтернативные источники энергии: солнечные батареи, ветрогенераторы, генераторы биогаза.

     В состав экодомов будут входить зимние сады, теплицы, ориентированные на юг солнечные коллектора, тепловые аккумуляторы, генераторы биогаза и т.д. Авторы полагают, что по теплозащитным и  экологическим показателям подходящим материалом для возведения стен одноэтажных зданий будет глиносоломенная смесь. Интересно, что в Швеции и США до сих пор стоят дома, построенные из соломенных тюков еще в прошлом веке.

     Идея  создания экодомов с использованием природных циклов жизнеобеспечения весьма обнадеживает, ибо это не только экономия энергоресурсов и внедрение  нетрадиционных возобновимых источников энергии, не только реализация энергосберегающего образа жизни, но, главное, впечатляющий, пример «во всех отношениях безопасного и достойного сосуществования людей и окружающей природы». Остается надеяться, что удачные образцы экодомов будут стимулировать развитие массового экологического энергосберегающего домостроения. 

     Токсичность строительных материалов

экологичность архофитомелиорация биопозитивность экодом

     Токсичность — ядовитость, т.е. способность оказывать вредное воздействие на живой организм. Присутствие токсикантов, т.е. химических веществ, обладающих свойствами токсичности, приводит к дестабилизации экосистем и к возможной гибели всего живого.

     Новая отрасль научного знания, изучающая  воздействие токсикантов на окружающую среду, на человека и биоту, получила название экотоксикологии. Центральным звеном в ней является изучение эффектов воздействия токсикантов на здоровье человека.

     Токсичность строительных материалов оценивают  путем сравнения их состава с  ПДК выделяющихся токсичных веществ  и элементов. Первостепенное значение имеет класс опасности, состав вредных  веществ и их количественное содержание. С точки зрения токсичности основным источником экологической опасности  в жилых зданиях являются полимерные строительные материалы.

     ПОЛИМЕРНЫЕ  СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

     В современном строительстве полимерные строительные материалы (их насчитывается  свыше 100 наименований) находят все  более широкое применение.

     Полимеры  — высокомолекулярные соединения, важнейшая  составная часть  пластмасс. Исходным сырьем для получения полимеров служит природный газ, а также «попутный» газ, сопровождающий выходы нефти и каменноугольный деготь, получаемый при коксовании угля.

     Состоят они в основном из трех групп химических соединений: 1) связующего (различные смолы, полистирол, фенолоформальдегидные соединения и др.), 2) пластификатора и 3) наполнителя. В качестве вспомогательных веществ в их состав входят также пигменты (красители), стабилизаторы и др.

     Впервые промышленное производство полимеров  началось в 20—30-е гг. XX в., когда в  массовом порядке стали производить  мочевиноформальдегидные и некоторые другие виды полимеров.

     С внедрением методов полимеризации (начиная с 30-х гг.) были получены новые их виды: поливинилхлорид, полистирол, поливинилацетат и др. Еще позднее  появились поликонденсационные  пластики: полиуретановые, полиамидные  и др.

     В настоящее время в мире производится более 100 млн. т полимеров, значительная часть их используется в строительстве. Полимеры все чаще используют как важнейшую составную часть композиционных материалов, например, полимербетонов, полимерцементных бетонов и т.д.

     Спектр  применения полимеров в строительстве  весьма широк. Они повсеместно используются для: покрытия полов (линолеум, релин, поливинилхлоридные плитки и др.), внутренней отделки  стен и потолков, гидроизоляции и  герметизации зданий, изготовления тепло- и звукоизоляционных материалов (поропласты, пенопласты, сотопласты), кровельных и антикоррозионных материалов и покрытий, оконных блоков и дверей, конструкционно-отделочных и ограждающих  элементов зданий.

     Токсичность и другие негативные свойства полимерных материалов.

     При оценке экологической чистоты полимерных строительных материалов руководствуются  следующими основными требованиями к ним:

• полимерные материалы не должны создавать в помещении стойкого специфического запаха;
• выделять в воздух летучие вещества в опасных для человека концентрациях;
• стимулировать развитие патогенной микрофлоры на своей поверхности;
• ухудшать микроклимат помещений;
• должны быть доступными влажной дезинфекция;
• напряженность поля статического электричества на поверхности полимерных материалов не должна быть больше150 В/см (при относительной влажности воздуха в помещении 60—70%).

     Многочисленные  исследования показали, что практически  все полимерные строительные и отделочные материалы, созданные на основе низкомолекулярных  соединений, в процессе использования  могут выделять (мигрировать) токсичные  летучие компоненты, которые при  длительном воздействии могут неблагоприятно влиять на живые организмы, в том  числе и на здоровье человека.

     Международное агентство по изучению рака (МАИР) обращает внимание на канцерогенную опасность  полимеров, полученных из нефти и  каменного угля, а Агентство по регистрации токсичных веществ  и заболеваний констатирует, что  при производстве пластмасс используются вещества, входящие в перечень двадцати наиболее опасных токсичных веществ.

     Приводим  характеристику некоторых полимерных строительных и отделочных материалов, способных выделять токсичные субстанции.

     Материалы на основе карбамидных  смол. Древесностружечные плиты (ДСП) выделяют формальдегида в 2,3—3 раза и больше допустимого уровня. В свободном состоянии формальдегид представляет собой раздражающий газ, обладающий общей токсичностью. Он подавляет действие ряда жизненно важных ферментов в организме, приводит к заболеваниям дыхательной системы и центральной нервной системы.

     Материалы на основе фенолформальдегидных смол (ФФС) — древесноволокнистые (ДВП), древесностружечные (ДСП) и древеснослоистые (ДСП). Выделяют в воздушную среду помещений фенол и формальдегид. Концентрация формальдегида в жилых помещениях, оборудованных мебелью и строительными конструкциями, содержащими ДСП, может превышать ПДК в 5—10 раз. Особенно высокое превышение допустимого уровня отмечается в сборно-щитовых домах. Токсичность выделяющихся веществ во многом зависит от марки смолы.

     Материалы на основе эпоксидных смол. Как и другие виды смол: карбамидные, фенольные, фурановые и полиуретановые, эпоксидные смолы содержат летучие токсичные вещества: формальдегид, дибутилфтолат, эрихлоргидин и др. Например, полимербетон (ПБ) на основе эпоксидной смолы ЭД-6 с введением в его состав пластификатора МГФ-9 снижает выделение ЭХГ и может быть рекомендован только для промышленных и общественных зданий.

     Поливинилхлоридные  материалы (ПВХ). ПВХ — линолеумы обладают общей токсичностью, в процессе эксплуатации могут создавать на своей поверхности статическое электрическое поле напряженностью до 2000—3000 В/см. При использовании поливинилхлоридных плиток в воздушной среде помещений обнаруживают фталаты и бромирующие вещества. Весьма отрицательное свойство плиток — низкие теплозащитные свойства, что приводит к простудным заболеваниям. Рекомендуются только во вспомогательных помещениях и коридорах.

     Резиновый линолеум (релин). Независимо от длительности нахождения в помещении выделяет неприятный специфический запах. Стироло-содержащие резиновые линолеумы выделяют стирол. На своей поверхности релин, как и все пластмассы, накапливает значительные заряды статического электричества. В жилых комнатах покрывать поп релином не рекомендуется.

     Нитролинолеум. Выделяет дибутилфталат и фенол в количествах, превышающих допустимый уровень.

     Поливинимцетатные покрытия (ПВА) при недостаточном проветривании выделяют в воздушную среду помещений формальдегид и метанол в количестве, превышающем ПДК в 2 раза и более.

     Лакокрасочные материалы. Наиболее опасны растворители и пигменты (свинцовые, медные и др.). Кроме того, лакокрасочные покрытия загрязняют воздушную среду жилых помещений толуолом, ксилолом, бутилметакрилатом и др. Токсичные битумные мастики, изготовленные на основе синтетических веществ, содержат низкомолекулярные и другие летучие токсичные соединения.

     Ученые  Института строительной экологии в  Швеции к числу наиболее опасных  химических соединений, выделяющихся в атмосферу жилища из полимерных строительных материалов, относят изоцианты, кадмий, антипирены.

     Изоцианты — опасные токсичные соединения, проникающие в жилые помещения из полиуретановых материалов (уплотнителей, соединений и др.). Как отмечают шведские специалисты, полиуретановая пена очень удобна в работе, но может оказаться небезопасной для будущего жилища. Вредное воздействие изоциантов, приводящих к астме, аллергии и к другим заболеваниям, усиливается при нагревании полиуретановых материалов солнечными лучами или теплом от отопительных батарей. Возможный выброс изоциантов в атмосферу требует постоянного контроля, однако, как считают шведские специалисты из Института строительной экологии, существующие методы недостаточны, а новые пока еще в стадии разработки.

     Весьма  опасен кадмий — тяжелый металл, содержащийся в лакокрасочных материалах, пластиковых трубах, напольных покрытиях и т. д. Попадая в организм, человека, он вызывает необратимые изменения скелета, приводит к заболеваниям почек и малокровию.

     Еще одна экологическая угроза, исходящая  из полимерных строительных материалов — противопожарные вещества —  антипирены, содержащиеся в негорючих пластиках. Установлена связь вредных веществ, выделяющихся из них, и с заболеванием населения аллергией, бронхиальной астмой и др.