Тепло для дома из земли: Геотермальное отопление грунтовыми водами: за и против

Тепло из земли в отоплении дома. Как получить бесплатное тепло?

Тепло — это фактор, необходимый в каждом частном доме в холодное время года. Однако, если вы обладатель большого загородного дома, его отопление выльется вам в такую же большую копеечку. Но не спешите отчаиваться, ведь есть вариант обустройства экономичной системы, которая будет полностью автоматизирована. Мы говорим о том, как получить тепло из земли в преобразовать его в отопление вашего дома.

Содержание

• 1 Тепло повсюду
• 2 Тепловые насосы — что это такое?
• 3 Как устроена работа насоса отопления?
• 4 Какие источники тепла может использовать насос отопления
• 5 Заключение

Тепло повсюду

Тепло можно отыскать повсюду, оно есть практически везде. Окружающая среда, которую люди старательно уничтожают даёт нам множество тепловых источников, одним из которых является земля. Однако, чтобы превратить данный источник в способ геотермального отопления целого дома, необходимо прибегнуть к использованию электричества. Но с таким подходом процесс отопления будет куда экономичнее, чем простая выработка тепла  от котла. Как можно применять тепло земли в отоплении частного дома? Очень просто: для этого вам понадобиться специальный аппарат – тепловой насос.

Тепловые насосы — что это такое?

Специализированное устройство, которое отнимает тепловую энергию у земли или других природных источников, усиливает и переносит в дом, называется тепловым насосом. Сегодня такой вид отопления получил широкое распространения среди загородных коттеджей или больших частных домов в черте города. Почему именно геотермальные тепловые насосы? Есть ряд преимуществ, которые подталкивает обывателей к использованию данного аппарата. Давайте их разберём:

• Экономичность — насос не требует большого количества электричества, что делает его работу достаточно экономичной. Это отличный вариант сэкономит средства при отоплении крупных объектов. Кроме того, само устройство не является капризным, поэтому не будет требовать от вас дополнительных вложений, что даёт ещё один плюс к экономичности;
• Лёгкость монтажа. Устройство можно установить на любой местности, и с самой установкой сложностей быть не должно. В качестве источника тепла можно выбрать грунт, воду или даже воздух. Подробнее об этом мы поговорим ниже;
• Универсальность — большинство моделей тепловых насосов способны не только обогревать помещение в холодное зимнее время года, но и охлаждать жарким летом. Это большой плюс, так как вы можете сэкономить на установке кондиционера и решить сразу две проблемы с помощью покупки одного устройства. Но обратите внимание, что не все модели обладают подобной функцией, поэтому стоит внимательно изучать характеристики аппарата перед покупкой;
• Долговечность — устройство, которое было правильно установлено и получает должный уход, способно обеспечить 20 — 30 лет успешной работоспособности. Согласитесь, это довольно много. Не каждая система отопления сможет проработать такое большое количество времени без замены каких-либо материалов;
• Экологичность — устройство полностью безопасно для окружающей вас среди. Это очень важно для тех, кто хочет обеспечить свой загородный участок плодотворной почвой и засадить растительность;
• Возможность использования аппарата даже в местах, где нет электричества. Для этого можно установить бензиновый генератор;
• Бесплатный источник тепла. Как мы уже сказали, источником могут выступить земля, вода или воздух;
• Автоматический процесс работы. Насос будет самостоятельно обогревать или охлаждать помещений, от вас никаких действий не требуется.

Список преимуществ устройства довольно большой, что уже говорит о целесообразности его приобретения. Но если вы всё же сомневаетесь, стоит ли выбирать именно вариант получения тепла из земли в отоплении частного дома, можете ознакомиться с отзывами о тепловых насосах (в нашем случае геотермальных). В теории вы можете сделать все своими руками, но лучше все же довериться специалистам. А теперь давайте поговорим об устройстве и принципе работы теплового насоса.

Как устроена работа насоса отопления?

Первым делом, давайте разберём процесс работы данных устройств на простом примере — холодильнике. Именно он работает практически также, как и тепловой насос. Тепло из морозильной камеры выкачивается и переносится на решётку-радиатор, находящуюся на задней части холодильника. Насосы обладают таким же принципом работы, но вместо того, чтобы забирать тепло у помещения, они берут его из тепловых источников, таких как земля или воздух. После этого тепло обрабатывается и поступает в помещение. Чтобы было проще понять всю систему работы теплового насоса, давайте рассмотрим цепочку, по которой проходит тепло:

Исходное тепло из источника (земля, воздух, вода) >>> Внешний трубопровод (происходит небольшой нагрев) >>> Испаритель (тепло, которое было собрано, перемещается ко внутреннему контуру устройства) >>> Компрессор (тепло проходит процесс сжатия с целью повышения температуры) >>> Конденсатор (горячий газ обменивается с теплоносителем) >>> Приборы отопления.

Это вся цепочка, через которую движется тепло во процессе работы устройства. Она циклична, то есть повторяется. А теперь давайте разберёмся, откуда насос отопления может брать тепло.

Какие источники тепла может использовать насос отопления

В качестве факторов, производящих «тепло из земли» для отопления дома, могут выступать любые объекты, температурой свыше одного градуса (при ниже нуля так же возможно получение тепла). Почва, речные и озёрные воды, морская вода, скважина, стоки систем канализации и прочие. На самом деле, что для нашего градусника минус и отсутствие тепла, то для теплового насоса все совсем иначе. Тепло он получить и при минусовой температуре.

Подобного тепла хватает, чтобы на выходе была температура до 60 градусов. Чтобы усилить данный эффект тепловому насосу требуется правильное обустройство геотермических источников тепла.

Самый частый вариант усиления — использование геотермического зонда. Данное устройство требует бурения отверстия большой глубины — вертикальной скважины. В данное отверстие вставляется зонд со специальной жидкостью, которая необходима для теплообмена. Полученное из земли тепло передаётся насосу. Очень часто вместо вертикального зонда используется наклонный. Это объясняется рядом причин, таких как невозможность установки вертикального зонда из-за грунта на участке. Не каждый участок позволяет делать глубокие отверстия.

Есть также варианты, которые не требуют бурения скважин, к примеру, горизонтальные грунтовые коллекторы. Они также пользуются теплом земли, но при помощи большого геоколлекторного поля, которое закладывается на глубину незамерзающего грунта.

Чтобы обеспечить насос энергией также применяется воздух с улицы. В процессе такого использования он будет выступать как источник низкого тепла. То тепло, которое будет отбираться у воздуха, поступит в насос, пройдёт через процедуру повышения температуры и попадёт в отопительную систему.

Помимо всего этого, рекомендуем вам обратить внимание на комбинированное оборудование. К такому относится смесь тепловых насосов и солнечных коллекторов. Так, если солнечного света будет хватать на полноценную работу, то коллектор полностью выполнит все необходимые функции отопления

Заключение

Тепло земли в отоплении частного дома — отличный вариант обогрева частных домов крупных размеров. Экономия, долговечность и универсальность — всё это подогревает интерес к тепловым насосам. А возможность обеспечения тепла земли в отоплении своими руками делает их ещё более привлекательными. На сегодняшний день тепловой насос — это отличное решение, которое применяется для отопления частных домов и загородных коттеджей.

Подписывайтесь так же на наш Youtube, группу Вконтакте, Яндекс Дзен. Там много полезного и интересного контента!

Энергия земли для отопления дома

» Отопление частного дома

Монтаж обогревания насчитывает, увеличивающие давление насосы, батареи, трубы, коллекторы, крепежи котел, систему соединения терморегуляторы, бак для расширения, развоздушки. На открытой странице ресурса мы попытаемся определить для вашего особняка необходимые части монтажа. Каждый элемент роль. Поэтому выбор всех частей монтажа важно осуществлять правильно. Конструкция обогревания особняка включает некоторые устройства.

Когда большинство наших соотечественников слышит об отоплении дома с помощью тепла земли, они не понимают, о чем идет речь, в то время как в странах Европы этот альтернативный вид обогрева помещений с каждым годом становится все более популярным.

Схема работы теплового насоса.

В чем причина игнорирования альтернативных энергетических ресурсов в России? Учитывая дороговизну традиционных видов энергоносителей, правительство нашей страны заинтересовано в том, чтобы народ покупал их как можно больше, давая чиновникам заработать. В европейских государствах обстановка иная, там власти поощряют и даже субсидируют использование альтернативных источников тепла, ведь это позволяет улучшить экологическую обстановку в регионе и обрести независимость от поставщиков энергоресурсов.

Земля — надежный источник тепла

Земные недра богаты не только драгоценными металлами и камнями, в их глубине находятся огромные ресурсы геотермальной энергии. Доказательством этого служат извержения вулканов. Расплавленное ядро нашей планеты имеет температуру, достигающую нескольких тысяч градусов. Чем ближе к поверхности, тем больше остывает земля, но она сохраняет в себе геотермальное тепло глубин и способна передавать его дальше.

На глубине до 20 м температура земли никогда не бывает отрицательной и колеблется от 5 до 10 °С. Человечество заметило, что грунт отлично сохраняет тепло и решило использовать это его свойство для бесплатного обогрева своих жилищ.

Схема работы приточно-вытяжной вентиляции пассивного дома.

Во многих странах геотермальную энергию применяют для отопления домов и предприятий. Это не только позволяет улучшить экологию, но и обходится в разы дешевле, чем использование традиционных энергоресурсов.

Как у любого вида альтернативной энергии, у обогрева дома теплом земли есть свои преимущества и недостатки. К первым можно отнести отсутствие вредных выбросов в атмосферу, дешевизну энергии, длительный (до 30 лет) срок эксплуатации, полнейшая автономия от магистралей и возможность установки системы без специальных разрешений и согласований. Минусами геотермального отопления являются дороговизна установки оборудования, внушительный объем земляных работ при монтаже системы и ее постоянная зависимость от электричества. Хоть благодаря этой современной системе альтернативного отопления вам не удастся получить полностью бесплатное тепло, но обогрев жилых помещений тепловым насосом будет обходиться в 3-4 раза дешевле, чем при использовании привычных энергоресурсов.

Что собой представляет тепловой насос?

Обогрев дома теплом грунта осуществляется с помощью специального теплового насоса, подсоединенного к предварительно установленному трубопроводу. Тепловой насос представляет собой компактную отопительную установку, напоминающую по принципу действия и внешнему виду холодильную камеру. У них обоих есть конденсатор, компрессор, испаритель и дросселирующий прибор. Но если цель холодильника — отвод тепла наружу, вследствие чего в нем скапливается холод, то насос использует температуру грунта на глубине, компрессирует тепло и подает его в систему отопления и горячего водоснабжения помещения.

Схема отопления и горячего водоснабжения одноквартирного жилого дома.

В зимнее время агрегат берет тепло из земли и переносит его в жилье, а летом он способен охлаждать дом, забирая из него тепло и перенося его в почву. Установка очень экономно расходует электричество. Используя лишь 1 кВт электроэнергии, она продуцирует до 6 кВт энергии тепловой.

Прежде чем переходить к активным действиям по монтажу обогревательной системы, обратитесь к квалифицированному специалисту, который проконсультирует вас по поводу размещения установки в земле и доме, а также поможет вам подобрать вид системы, подходящий именно вашему участку. Он составит план обогрева, в котором будут учтены такие факторы, как общее соотношение между площадями дома и земельного участка, наличие и состояние вентиляции, объем жилых помещений, утепление стен и прочее.

Основные этапы установки системы альтернативного отопления

Вся работа по установке обогрева дома теплом земли совершается в несколько ответственных и трудоемких этапов. Ни в коем случае не пытайтесь произвести ее самостоятельно, монтаж и подключение системы должны выполнять профессионалы. Вам необходимо будет приобрести:

• тепловой насос;
• трубы для коммуникаций разного диаметра;
• раствор для трубопровода;
• соединительные клапаны.

Все оборудование и инструменты для монтажа отопительной системы имеются у специалистов.

Схема отопления дома энергией земли.

Горизонтальные установки, осуществляющие обогрев тепловым насосом, занимают много территории, поэтому их целесообразно располагать на придомовых участках, площадь которых достигает хотя бы 200 м². Если территория возле дома небольшая, тогда стоит отдать предпочтение вертикальным установкам, не занимающим много места.

Обогрев жилья теплом земли даст вам много преимуществ. вы перестанете зависеть от цен на газ и нефть и обеспечите себе круглогодичное комфортное существование, так как тепловые насосы осуществляют обогрев помещений зимой и охлаждение летом, а также являются бесперебойным источником горячей воды. Помимо этого, установив в своем доме обогрев без газа, вы внесете свою лепту в сохранение экологии Земли.

Источник: http://1poteply.ru/otoplenie/obogrev-doma-teplom-zemli.html

Зачастую старые, давно известные технологии обретают вторую жизнь за счет неиспользованных ранее качеств и принципов. Например, принцип работы холодильника предполагает конденсацию тепла во внутренней камере и перенос его наружу. Куда потом деть эту тепловую энергию, никто раньше не задумывался. До тех пор, пока не появилась потребность в экономии ресурсов и повышении энергетической эффективности. Вот тогда принцип конденсации тепловой энергии и воплотился в жизнь, как тепловой насос.

Тепловой насос может использовать тепловую энергию любой среды — земли, воды, воздуха. Далее будет рассматриваться в основном первый вариант — земля, как наиболее подходящий для средней полосы России. Принцип работы теплового насоса в этом случае будет таков:

Для «извлечения» тепла из земли используется хладагент — газ с низкой температурой кипения. Хладагент в жидком состоянии проходит по системе труб, закопанных в землю.

Температура земли на глубине более 1,5 метров одинакова летом и зимой и равна 8 градусам. Такой температуры хватает, чтобы проходящий в земле хладагент «закипел» и перешел в газообразное состояние. Этот газ всасывается компрессорным насосом, в этот момент происходит его сжатие и выделение тепла. Тоже самое происходит когда велосипедным насосом накачивают шину – от резкого сжатия воздуха насос становится теплым.

Тепловая энергия поступает на теплообменник, нагревая теплоноситель (воду) системы отопления. Отдавая тепло, хладагент остывает, и с помощью расширительного клапана вновь переводится в жидкое состояние. Цикл замыкается.

Принцип работы теплового насоса

Принцип работы теплового насоса довольно прост и эта технология получает все большее признание. В частности, в Европе тепловые насосы используются для отопления все активнее, и они считаются одними из самых перспективных способов отопления на сегодняшний день.

Вот основные преимущества использования тепловых насосов для отопления.

Экономичность. Единственные затраты энергии, которые требует эта технология — электричество на работу компрессора.

Автономность. Для этого вида отопления не требуется подведение газа, доставка угля или заготовка дров, не требуется согласования проектов и получения разрешений. А на использование энергии земли разрешение не требуется, и к тому же эта энергия будет доступна и бесплатна всегда, в отличие от топлива.

Низкие эксплуатационные затраты.

Экологичность. В современном тепловом насосе в качестве хладагента используется углекислота и углеводороды, не причиняющие вреда человеку и окружающей среде.

Безопасность. В отличие от газового отопления (а также от дровяного и угольного) здесь нет температур выше 60-70 градусов, поэтому достигается практически 100%-я пожаро- и взрывобезопасность.

Универсальность. Тепловой насос можно использовать как отдельно, так и совместно с газовым и любым другим отоплением, а также в качестве системы кондиционирования.

Условия, необходимые для нормальной работы теплового насоса, следующие:

Хорошее утепление здания. Чем теплее дом, в том числе — окна, двери, окна, тем меньше энергии потребуется для его обогрева.

При проектировании отопления следует учесть, что максимальная температура жидкости в системе отопления будет ниже, чем в классической. Поэтому необходимо использовать радиаторы с пониженной температурой отдачи. Однако это может быть и плюсом, поскольку в этом случае можно смело отдать большую часть мощности на долю теплых полов.

Источник: http://ingsvd.ru/main/heating/60-teplovojj-nasos-ispolzovanie-jenergii.html

Преимущества теплового насоса

Тепловой насос работает по достаточно простому принципу: в нем предусмотрен испаритель, тепло в который отбирается из грунта, а затем передается низкокипящему элементу – хладагенту или фреону. После этого полученный пар сжимается компрессором, который и повышает его температуру. Затем тепло передается в систему горячего водоснабжения и отопления дома. При использовании тепла земли для отопления дома владельцы здания получают максимум преимуществ, среди которых:

• эргономичность,
• максимальная производительность,
• высокая теплоотдача при низком потреблении энергии,
• экологическая чистота.

Также организовать отопление теплом можно при помощи коллектора, который предварительно зарывается в грунт. Благодаря такому коллектору у Вас появится возможность получить максимальный эффект от небольшой площади. Более того, в качестве источника энергии можно использовать и водоем, только в данном случае коллектор будет опускаться на дно пруда или бассейна, а тепло будет поступать из него даже в зимние дни.

Источник: http://ienerg.ru/otoplenie-chastnogo-doma/ot-zemli

Хотя геотермальное отопление за счет тепла земли является относительно новым направлением, перспективы такого решения очевидны. Благодаря установке специального оборудования появляется возможность получения дешевого, практически бесконечного типа тепловой энергии.

Как получить тепло в дом из земли

геотермальное тепло Земля даже в зимний период времени не промерзает полностью. Этой особенностью пользуются монтажные бригады, прокладывающие трубопровод ниже точки замерзания. Удивительно, но температура этих слоев редко опускается ниже, чем +5 +7°C градусов. Можно ли воспользоваться способностью земли аккумулировать тепло, извлечь его и использовать для нагрева теплоносителя? Конечно! Но чтобы сделать альтернативное отопление частного дома с помощью тепла земли возможным? потребуется решить следующие проблемы:

• Получение тепла — понадобится аккумулировать тепловую энергию и направить ее в аккумулирующий резервуар.

Нагрев теплоносителя. Нагретый антифриз должен передать тепловую энергию жидкости, которая циркулирует в системе отопления и ГВС.

Остывший антифриз необходимо отвести обратно к теплообменнику для дальнейшего нагрева.

Чтобы решить эти вопросы был разработан геотермальный насос с использованием тепла земли. Геотермальный тепловой насос позволяет извлечь количество тепла, которого более чем достаточно для производства большого количества тепла и использования в зависимости от конструкции и месторасположения дома в качестве основного или дополнительного отопительного оборудования.

Как работает геотермальное отопление дома, принцип работы

Подземное глубинное отопление из земли, это больше не фантастика. Такие установки можно спокойно купить в России. Причем геотермальные установки в состоянии работать как в условиях Севера, так и в южных широтах. Но какой принцип они используют в своей работе?

Еще в прошлом столетии был отмечен факт, что при испарении определенные типы жидкостей способны охлаждать поверхность. Именно это происходит когда протирают спиртом кожу перед уколом или поливают асфальтированную площадку, нагретую под солнцем. Этот принцип был взят в качестве основы для разработки холодильного оборудования.

Дальше возникла идея почему бы не пустить процесс охлаждения в обратную сторону и не получить вместо холодного горячий воздух. Большинство современных кондиционеров в состоянии не только охлаждать воздух в помещении, но и работать на его нагрев. Но недостатком таких устройств является то, что они ограничены температурой окружающей среды. Так, после того как отметка достигает -5 градусов, они прекращают работать. Геотермальные насосы для отопления частных домов от земли полностью лишены такого недостатка, хотя используют принцип, во многом напоминающий работу кондиционера на нагрев помещения.

Как устроено геотермальное отопление

схема работы системы обогрева теплом земли Как уже отмечалось, геотермальная система отопления из недр земли, во многом напоминает работу кондиционера в режиме нагрева. Что происходит в этот момент?

• В нижних слоях грунта, на дне реки или озера устанавливают водяные коллекторы, по которым циркулирует антифриз. Коллекторы поглощают тепло и высвобождают холод.

Нагретый антифриз с помощью насоса поднимается наверх.

В буферном баке происходит теплообмен. Нагретый антифриз отдает тепловую энергию теплоносителю или нагревает воду.

Остывший антифриз поступает обратно к коллекторам.

Существуют установки, которые в состоянии самостоятельно отапливать большие помещения, другие используются исключительно, как вспомогательное оборудование способное обеспечить от 50-75% потребности помещения в тепле.

Геотермальное оборудование для использования тепла земли

установленное геотермальное оборудование Принцип работы глубинной системы отопления дома, за счет энергии земли, основан на применении особого оборудования. Оно выполняет следующие функции: аккумулирует тепло окружающей среды, передает его теплоносителю системы отопления. Для этого используют следующие узлы:

• Испаритель — находится глубоко под землей. Функция испарителя заключается в том, чтобы поглотить тепловую энергию, находящуюся в окружающем грунте.

Буферный бак — собирает нагретый антифриз в одном месте, для передачи энергии теплоносителю. Состоит из внутреннего бака, в нем находится вода из системы отопления и внутренний змеевик, по которому движется нагретый антифриз.

Хотя природное низкотемпературное геотермальное отопление дома теплом земли дает достаточно тепловой энергии, наиболее практичным вариантом отопления при таком решении является подключение его к системе «теплый пол».

Монтаж и установка геотермального отопления

Основная сложность относительно монтажа геотермального оборудования связана с установкой контура теплообменника в грунте-земле. Хотя в интернете можно найти большое количество советов как выполнить эти работы самостоятельно, практика показывает, что большинство советов невозможно применить без специального профильного образования, следовательно, все работы должны выполнять профессиональные монтажники, являющиеся представителями производителя. После обращения к специалистам, геотермальные системы отопления частных домов за счет тепла земли устанавливаются в следующие несколько этапов:

1. Выезд инженера на дом. Во время первого визита берутся пробы грунта, определяются особенности местности и принимается решение о наиболее эффективном монтаже геотермальной системы. На эффективность установки может влиять также источник предполагаемого тепла. Более производительным считается монтаж теплообменников на дне водоема или у истоков термических источников.

Заключение договора и приобретение необходимого оборудования. Расценки могут существенно отличаться в зависимости от сложности проведения монтажных работ и других нюансов. Но в среднем, если выбран качественный немецкий производитель, стоимость установки будет приблизительно равняться его цене. Приобретение под ключ установки Vaillant для дома в 350 кв. м. обойдется приблизительно в 21 тыс. $

Монтажные работы. Отопление частного дома подземными геотермальными источниками тепла, а точнее, его эффективность во многом зависит от правильного проведения работ на этапе монтажа. После того как водяные теплообменники будут установлены в грунт, выполняется подключение к геотермальной установке и системе отопления дома.

Пуско-наладочные работы. Инженер запускает систему и выполняет точную регулировку устройства. После настройки подписывается Акт о сдаче работ.

Согласно действующему законодательству, предприятие устанавливающее оборудование, может предоставить дополнительные гарантийные обязательства при условии оплаты этих услуг. Такие гарантии обойдутся еще в дополнительную 1000 $.

Эффективно ли геотермальное отопление на Севере

Чтобы создать минимальные условия необходимые для работы геотермальной установки, достаточно соблюдения следующих условий:

• Температура слоя грунта, в котором расположены теплообменники, не должна опускаться ниже +5,+7°C градусов.

На протяжении всей системы, по которой протекает антифриз, созданы условия, позволяющие избежать его замерзания.

Геотермальный обогрев загородного дома выполнен после проведения всех необходимых расчетов и проектной документации.

Если учесть все описанные требования становится ясно, что такие установки могут быть эффективными, при соблюдении вышеперечисленных условий. Все же для северных регионов более целесообразно использовать такие установки для нагрева небольших площадей до 150-200 кв. м.

Гейзерное отопление частного дома

Производительность геотермального насоса во многом зависит от температуры грунта или воды, в которых находится теплообменник. В этом отношении жители Камчатки находятся в более выгодном положении. На полуострое Камчатка находится огромное количество термальных источников — гейзеров, которые не остывают даже в зимнее время года. Перед монтажом оборудования обязательно проводится геологическая разведка. Если теплый источник находится на территории дома, имеет смысл расположить теплообменники на дне этого водоема. Геотермальная энергия в таком случае окупится значительно быстрее.

Как с помощью геотермального насоса отопить дом

Технология обогрева дома подземным теплом наиболее востребована на Западе. Это в первую очередь связано с менталитетом жителей западных стран. Они привыкли делать долгосрочные инвестиции, которые полностью окупаются только через несколько лет. Да и немного найдется людей, которые в состоянии заплатить за установку оборудования около 20 тыс. $ единовременно. Но количество желающих стать независимыми от остальных источников отопления постоянно растет. Альтернативные способы геотермального отопления дома становятся более популярными, особенно если учесть постоянно растущую стоимость газа.

Источник: http://avtonomnoeteplo.ru/altenergiya/102-geotermalnoe-otoplenie-chastnogo-doma.html

Смотрите также:

• Энергия солнца для отопления дома
• Энергосберегающее отопление частного дома

11 марта 2023 года

эффективных защищенных от земли домов | Министерство энергетики

Энергосбережение

Если вы ищете дом с энергосберегающими функциями, который станет комфортным, спокойным и устойчивым к атмосферным воздействиям жилищем, вам может подойти дом с землей.

Существует два основных типа конструкций защищенных от земли домов — подземные и с насыпью.

Подземные дома, защищенные землей

Когда весь защищенный от земли дом построен ниже уровня земли или полностью под землей, это называется подземным сооружением. Дизайн атриума или внутреннего двора может вместить подземный дом и при этом создать ощущение открытости. Такой дом строится полностью под землей на ровном участке, а основные жилые помещения окружают центральный открытый двор. Окна и стеклянные двери на открытых стенах, выходящих в атриум, обеспечивают свет, солнечное тепло, вид снаружи и доступ по лестнице с уровня земли.

Дизайн атриума практически не виден с уровня земли, создает приватное пространство на открытом воздухе и обеспечивает хорошую защиту от зимних ветров. Эта конструкция идеально подходит для строительных площадок без живописных видов снаружи, в плотной застройке и на площадках в шумных районах. Пассивная солнечная энергия — тепло, получаемое через окна, — вероятно, будет ограничена из-за расположения окон дома, а при проектировании необходимо тщательно продумать дренаж внутреннего двора и удаление снега.

Укрытые от земли дома с бермами

В этом доме в Темпе, штат Аризона, используются методы строительства с защитой от земли, чтобы снизить затраты на охлаждение. | Фото Pamm McFadden

Дом с насыпью может быть построен выше или частично ниже уровня земли, с землей, покрывающей одну или несколько стен. «Возвышенная» конструкция с бермой обнажает одну возвышенность или фасад дома и покрывает другие стороны — а иногда и крышу — землей для защиты и изоляции дома.

Открытая передняя часть дома, обычно обращенная на юг, позволяет солнцу освещать и нагревать интерьер. План этажа устроен таким образом, что помещения общего пользования и спальни делят свет и тепло с южной стороны. Это может быть самый дешевый и простой способ построить защищенную от земли конструкцию. Стратегически расположенные световые люки могут обеспечить достаточную вентиляцию и дневной свет в северной части дома.

В конструкции с проходной бермой земля покрывает весь дом, за исключением окон и дверей. Дом обычно строится на уровне земли, а вокруг него и поверх него насыпается (или обваливается) земля. Такая конструкция обеспечивает перекрестную вентиляцию и доступ к естественному свету более чем с одной стороны дома.

Преимущества недостатки

Как и любой дизайн дома, дома с защитой от земли имеют свои преимущества и недостатки.

Положительным моментом является то, что защищенный от земли дом менее подвержен влиянию экстремальных температур наружного воздуха, чем обычный дом. Дома, защищенные землей, также требуют меньшего обслуживания снаружи, а земля, окружающая дом, обеспечивает звукоизоляцию. Кроме того, планы большинства домов, защищенных землей, «вписывают» здание в ландшафт более гармонично, чем обычный дом. Наконец, страхование домов, защищенных землей, обходится дешевле, поскольку они обеспечивают дополнительную защиту от сильного ветра, града и стихийных бедствий, таких как торнадо и ураганы.

Основными недостатками защищенных землей домов являются первоначальная стоимость строительства, которая может быть на 20 % выше, чем у обычного дома, и повышенный уровень ухода, необходимый для предотвращения проблем с влажностью, как во время строительства, так и в течение всего срока службы.

дом. Также может потребоваться больше усердия, чтобы перепродать защищенный от земли дом, и у покупателей может возникнуть больше препятствий в процессе подачи заявки на ипотеку.

Специфические факторы для проектирования дома с защитой от земли

Прежде чем принять решение о проектировании и строительстве защищенного от земли дома, вам необходимо учесть климат, топографию, почву и уровень грунтовых вод на строительной площадке.

Климат

Исследования показывают, что дома, защищенные землей, более рентабельны в климатических условиях со значительными экстремальными температурами и низкой влажностью, например, в Скалистых горах и на севере Великих равнин. Температура земли варьируется гораздо меньше, чем температура воздуха в этих районах, а это означает, что земля может поглощать дополнительное тепло от дома в жаркую погоду или изолировать дом, чтобы поддерживать тепло в холодную погоду.

Топография и микроклимат

Рельеф участка и микроклимат определяют, насколько легко здание может быть окружено землей. Небольшой склон требует большего объема земляных работ, чем крутой, а равнинный участок является наиболее требовательным, требующим обширных земляных работ. Южный склон в регионе с умеренной или продолжительной зимой идеально подходит для защищенного от земли здания. Окна, выходящие на юг, могут пропускать солнечный свет для прямого обогрева, в то время как остальная часть дома находится на склоне. В регионах с мягкой зимой и жарким летом склон, обращенный на север, может быть идеальным. Тщательное планирование проектировщиком, знакомым с земляным укрытием, может в полной мере использовать условия на вашем конкретном участке.

Еще одним важным фактором является тип почвы на вашем участке. Зернистые почвы, такие как песок и гравий, лучше всего подходят для земляного укрытия. Эти почвы хорошо уплотняются, выдерживая вес строительных материалов, и очень проницаемы, что позволяет воде быстро стекать. Самые бедные почвы являются связными, как глина, которая может расширяться при намокании и имеет плохую проницаемость.

Профессиональные тесты грунта позволяют определить несущую способность грунта на вашем участке. Уровни радона в почве являются еще одним фактором, который следует учитывать, поскольку высокие концентрации радона могут быть опасны. Однако существуют методы уменьшения накопления радона как в обычных, так и в защищенных от земли жилищах.

Уровень грунтовых вод

Уровень грунтовых вод на строительной площадке также важен. Естественный дренаж вдали от здания — лучший способ избежать давления воды на подземные стены, но для отвода воды от строения можно использовать установленные дренажные системы.

Строительные материалы и соображения для домов с защитой от земли

Строительные материалы для каждой защищенной от земли конструкции будут различаться в зависимости от характеристик участка и типа конструкции. Однако материалы должны обеспечивать хорошую поверхность для гидроизоляции и изоляции, чтобы выдерживать давление и влажность окружающего грунта.

Бетон является наиболее распространенным материалом для строительства защищенных от земли зданий, поскольку он прочен, долговечен и огнестойкий. Также можно использовать бетонные блоки кладки (также называемые бетонными блоками), армированные стальными стержнями, помещенными в сердцевину кладки, и, как правило, они стоят меньше, чем монолитный бетон.

Древесина может использоваться в защищенном от земли строительстве как для внутренних, так и для легких строительных работ. Сталь можно использовать для изготовления балок, стержневых балок, колонн и арматуры бетона, но она должна быть защищена от коррозии, если она подвергается воздействию элементов или грунтовых вод. Он также дорог, поэтому его необходимо эффективно использовать, чтобы он был экономичным в качестве конструкционного материала.

Другие аспекты строительства

Гидроизоляция

Гидроизоляция может быть проблемой в защищенном от земли строительстве.

Имейте в виду эти три способа снизить риск повреждения вашего дома водой: тщательно выберите место, спланируйте дренаж как на поверхности дома, так и под ним, и сделайте дом водонепроницаемым.

Гидроизоляционные системы, которые следует учитывать, включают:

• Прорезиненный асфальт сочетает небольшое количество синтетического каучука с асфальтом и покрывается полиэтиленовым слоем для формирования листов. Его можно наносить непосредственно на стены и крышу, и он имеет длительный срок службы.
• Пластиковые и вулканизированные листы являются одними из наиболее распространенных типов подземной гидроизоляции. Пластиковые листы включают полиэтилен высокой плотности, хлорированный полиэтилен, поливинилхлорид и хлорсульфонированный полиэтилен. Подходящие вулканизированные мембраны или синтетические каучуки включают изобутилен-изопрен, этилен-пропилен-диеновый мономер, полихлоропрен (неопрен) и полиизобутилен. Для всех этих материалов швы должны быть надлежащим образом герметизированы для защиты от утечек.
• Жидкие полиуретаны часто используются в местах, где неудобно наносить мембрану, а иногда используются в качестве покрытия поверх изоляции на подземных сооружениях. Обратите внимание, что погодные условия во время их нанесения должны быть сухими и относительно теплыми.
• Бентонит – это природная глина, из которой делают панели, которые прибивают к стенам или наносят в виде жидкого спрея. Когда бентонит вступает в контакт с влагой, он расширяется и изолирует влагу.

Влажность

В укрытых от земли домах летом может повышаться уровень влажности, что может привести к образованию конденсата на внутренних стенах. Установка изоляции на внешней стороне стен предотвратит охлаждение стен до температуры земли, но также может уменьшить охлаждающий эффект стен летом. Тщательное планирование дизайнером, знакомым с дизайном дома с защитой от земли, может предотвратить превращение влажности в проблему.

Изоляция

Несмотря на то, что теплоизоляция в подземном здании не должна быть такой толстой, как в обычном доме, земляной дом должен быть комфортным. Изоляцию обычно укладывают снаружи дома после нанесения гидроизоляционного материала, поэтому тепло, выделяемое, собираемое и поглощаемое внутри защищенной от земли оболочкой, сохраняется внутри здания. При изоляции снаружи стены следует добавить защитный слой плиты, чтобы изоляция не соприкасалась с землей.

Воздухообмен/качество воздуха

Надлежащая вентиляция должна быть тщательно спланирована в защищенном от земли доме. Приборы для сжигания должны быть герметичными устройствами для сжигания, которые имеют непосредственный источник наружного воздуха для горения и отводят дымовые газы непосредственно наружу. Кроме того, избегание загрязняющих веществ в помещении, таких как формальдегид из пенопластовой изоляции, фанеры и некоторых тканей, может помочь сохранить здоровый воздух в помещении. Вентилятор с рекуперацией энергии, который обменивает тепло выходящего отработанного воздуха с поступающим свежим воздухом, сводит к минимуму потери тепла, обеспечивая при этом хорошее качество воздуха в помещении, и является полезным дополнением к любому энергоэффективному дому.

• Узнать больше

Защищенные от земли дома

Эффективный дизайн дома Узнать больше

Системный подход всего дома Узнать больше

Сверхэффективный дизайн дома Узнать больше

Проектные продукты и услуги для энергоэффективных новых домов Узнать больше

Энергия 101: Прохладные крыши

URL видео

Узнайте, как переход на прохладную крышу может сэкономить ваши деньги и принести пользу окружающей среде.

Министерство энергетики США

Блоги о домашнем дизайне и ландшафтном дизайне

Сколько вы ДЕЙСТВИТЕЛЬНО можете сэкономить благодаря энергоэффективным улучшениям?

Налоговые советы для энергосберегающих: верните деньги за экологизацию вашего дома

Устойчивое развитие дома: повышение планки

домов, встроенных в землю, могут спасти нас от жары

Проедьте по некоторым районам Соединенных Штатов, и вы можете увидеть дома, крыши которых возвышаются всего на несколько футов над землей. Это остатки повального увлечения «земляными домами» 1970-х и 1980-х годов.

С экстремальными погодными условиями во всех частях земного шара, возможно, сейчас самое время вернуть земные дома. Один фут почвы имеет значение R от менее 0,125 до 0,25 R на дюйм, в зависимости от состава почвы, содержания влаги и т. д. Значение R — это способность изоляционного материала сопротивляться тепловому потоку. Чем выше значение R, тем больше изолирующая способность.

В зависимости от сезона и времени суток температура на поверхности земли может значительно меняться, а под землей температура притупляется. Зимой температура под поверхностью выше, чем на поверхности, а летом прохладнее. На глубине 13 футов (4 м) температура почвы становится постоянной.

На большей части территории США температура на глубине от 3 до 5 футов (1–1,5 м) и ниже линии замерзания почти постоянна и составляет 45–50 °F (7,2–10 °C) в северных и южных широтах. , это 50° — 70° F (10 — 21C).

Постоянная температура земли позволяет земляным домам иметь минимальное отопление и охлаждение, что приводит к значительному сокращению затрат на энергию по сравнению с домами стандартной постройки. Еще одним преимуществом земляных домов является то, что они обеспечивают защиту от сильных ветров и штормов, которые становятся все более распространенными из-за глобального потепления.

Земляные дома обеспечивают повышенную защиту от лесных пожаров, поскольку они в основном построены из железобетона. Земляные дома также лучше переносят землетрясения, потому что они спроектированы так, чтобы двигаться вместе с землей. Поместив выкопанную землю на крышу земляного дома, крыша превращается в сад, где жители могут выращивать себе еду.

В оживленных городских районах земляные дома обеспечивают повышенную конфиденциальность от соседей и звукоизоляцию, что может быть очень полезно вблизи оживленных автомагистралей.

История земляных домов

Люди жили частично в земле на протяжении тысячелетий. Примерно к 15 000 г. до н.э. в Европе некоторые мигрирующие охотники строили «круглые дома», которые были частично вкопаны в землю и покрыты дерном. Примеры этого типа постройки, датируемой 5000 лет назад, можно найти в Скара-Брей на Оркнейских островах у северного побережья Шотландии.

На юго-западе США дома, построенные в Национальном парке Меса-Верде, объекте Всемирного наследия ЮНЕСКО, расположенном в Колорадо, использовали естественные уступы и пещеры в земле. Большинство индейских племен строили защищенные от земли постройки, называемые «земляными домиками», а на Великих равнинах были обычным явлением дома из дерна, известные как «дерновые».

Самые популярные

В октябре 1973 года члены Организации арабских стран-экспортеров нефти, возглавляемой Саудовской Аравией, объявили эмбарго на поставку нефти в качестве наказания для стран, которые, по мнению организации, помогали Израилю во время войны Судного дня того год. Целевыми странами были: Канада, Япония, Нидерланды, Великобритания и США, а позже эмбарго было распространено на Португалию, Родезию и Южную Африку.

Нефтяной кризис 1973 года Источник: Airbaja/YouTube

К тому времени, когда в марте 1974 года закончилось эмбарго, цена на нефть выросла почти на 300 процентов, что называют «первым нефтяным шоком». Второй нефтяной шок случился в 1979 году, и именно тогда, в сочетании с растущим интересом к альтернативному образу жизни и движением за возвращение на землю, резко возрос интерес к земляным домам.

1973 газопровода Источник: Airbaja/YouTube

В США большинство земляных домов было построено между 1979 и 1983 г., а в 1983 г. в Сиднее, Австралия, прошла первая Международная конференция по зданиям, защищенным от земли. Хотя земляные дома быстро потеряли популярность у населения США, они продолжали пользоваться популярностью в России, Японии и Китае. около 10 миллионов человек на севере Китая живут в земляных домах.

Начиная с 1974 года швейцарский архитектор Петер Ветш начал создавать более 50 «Земных домов», включая девять домов, которые составляют улицу Лэттенштрассе в Дитиконе. Дома Ветча имеют куполообразные крыши и жесткую изоляцию из пенопласта, и они окружены слоем почвы толщиной около 10 футов (3 м).

Земляной дом в Дитиконе, Швейцария  Источник: Roland zh/Wikimedia Commons

В проектах Ветча здания, встроенные в окружающий ландшафт, имеют большие окна на фасаде, обеспечивающие дома большим количеством естественного света.

Земной дом в Альтенрайне (Швейцария)  Источник: Kecko/Flickr

В США компания Earthship Biotecture продает свои «Земные корабли», представляющие собой пассивные солнечные укрытия, сделанные как из природных, так и из переработанных материалов, включая шины. Земные корабли предназначены для того, чтобы быть домами, «готовыми к работе вне сети», которые не полагаются на коммунальные услуги и ископаемое топливо, а вместо этого используют энергию солнца. Большинство земных кораблей сосредоточено в Нью-Мексико.

Типы земляных домов

Строительство земляных домов обычно требует обширных земляных работ, повышенной потребности в гидроизоляции по сравнению с традиционными домами и, в зависимости от конструкции, материалов, рассчитанных на больший вес. Один тип земляного дома похож на обычную конструкцию дома, только дом утоплен в землю, а окна расположены прямо под крышей.

Второй тип земляного дома, называемый «земляным валом», использует земляные насыпи у наружных стен дома, и эта земля затем отклоняется от здания. В домах с земляными валами стена, обращенная к полюсу, обычно обвалована, а стена, обращенная к экватору, обычно находится на одном уровне с землей.

Поскольку дома с земляными валами строятся лишь немного ниже уровня земли, у них меньше проблем с влажностью, чем у других подземных сооружений, и их строительство обходится дешевле.

Третий тип земляного дома — «в холме», когда дом расположен на склоне или склоне холма, а земля покрывает как стены, так и крышу. Если это звучит для вас как дома хоббитов в J.R.R. Книги Толкина «Властелин колец» , которые были воплощены в жизнь в фильмах Питера Джексона, они.

Дома в холмистой местности предпочтительнее в холодном и умеренном климате, и большинство из них построены таким образом, что проем обращен к экватору.

Еще один тип земляных домов, известный как «подземные». Дома строятся полностью под землей, и в их центре часто есть атриум или внутренний двор , который обеспечивает как освещение, так и вентиляцию. Эти типы домов чаще всего встречаются в странах с более теплым климатом, таких как Марокко и Тунис (интерьеры дома, где прошло детство Люка Скайуокера на планете Татуин, были сняты в подземном отеле в Матмате, Тунис).

Последний тип земляного дома называется «вырезать и покрыть», и в нем используются заглубленные контейнеры, такие как транспортные контейнеры, или сборные железобетонные контейнеры, включая бетонные трубы большого диаметра. В 1989 году в Японии корпорация Taisei представила планы проекта вырезки и обложки под названием Alice City, однако он так и не был построен.

Преимущества земляных домов

Живые крыши лучше противостоят ультрафиолетовым лучам и колебаниям температуры, чем обычные крыши. Стабильная температура внутри земляных домов снижает затраты на энергию и необходимость сжигания ископаемого топлива, поэтому в этом отношении они лучше для окружающей среды. Земные дома требуют меньше обслуживания, чем обычные дома, а расходы на страхование дома могут быть меньше. Многие страховые компании даже предлагают скидки и стимулы для «зеленых» домов.

Возможно, сейчас самое подходящее время для возрождения земляных домов, и не забудьте стряхнуть пыль со шнуров-клеш и набора для фондю.

Для вас

инновации

Мы встретились с экспертом по метавселенной Джеймсом Купом, чтобы поговорить о том, почему и когда это изменит все.

Элис Кук | 05.