Нискоенергийни PopUp къщи

Всички знаем, че енергията е скъпа. Почти всички искаме да облечем нашите къщи така, че да губим колкото се може по-малко енергия през стените и покрива. Само някои са си задали въпроса „Защо да строим с носещи елементи и после да ги изолираме, ако можем да строим с изолиращи носещи елементи?”.
Така през 2012 година се ражда идеята за PopUp House - сграда, която „изниква” с невероятна бързина, защото се сглобява лесно и която осигурява много добра топлоизолация.

И ето – оказва се, че цялата къща (стени, под, покрив) може да бъде построена от блокове лек изолационен материал, разделен с дървени плоскости. Изграждането прилича на сглобяване на детски конструктор, защото всички елементи са предварително нарязани според проекта. На строителната площадка почти няма отпадъци. Енергията за сглобяване е минимална, използват се само леки ръчни инструменти и машини. Първата такава къща е построена през 2012 година, във Франция. Следващата година е построена втора и технологията е патентована. А да се разглоби и премести една такава къща е също толкова лесно – просто операциите се извършват в обратен ред.

Материали
Да, добре познати са ни стоманобетонните панели с вграден вътрешен слой от изолиращ материал, но приликите са до тук. Новата идея е обвързана и с нови материали. Използваните блокове са от EPS, експандиран полистирол, със сив цвят, защото съдържа графит. Графитът поглъща и отразява част от термичното излъчване и осигурява повече от 20% изолираща способност в сравнение с широко използваната изолация EPS с бял цвят, при една и съща плътност. Плътността трябва да е достатъчно висока, за да гарантира прекрасна изолация и добри механични свойства. Дори при избор на изолация с най-висока плътност използваните блокове са леки и удобни за пренасяне, изправяне и повдигане на ръка, без механизация. EPS съдържа много въздух, над 98%, не е скъп материал и подлежи на рециклиране. Вече се произвежда и в България, а това спестява от разходите за транспорт.

Използваните дървени плоскости са тип „дъска” – дебелина около 30mm и ширина 30mm. Тази „дъска” не е съвсем обикновена – тя се състои от тънки дървесни слоеве, слепени с биологично безвредни лепила. Това осигурява висока носимоспособност и дава възможност за разнообразна употреба. Слепените дъски са леки и работата при монтажа е облекчена. Пренасянето, изправянето и повдигането стават ръчно. Свързването на елементите става със стандартни ръчни инструменти. Добре е дължината на „дъските” да се предвижда между 8,00 и 12,00m. При такива размери лесно се обособяват жилищни помещения с необходимите светли размери.

Съчетаването на двата основни материала осигурява дълготрайността на сградата. Дървото има много добри якостни характеристики, които не се променят във времето. Предпазено от влага, дървото изпълнява носещите си функции в сгради на по 100 и повече години. EPS се използва в жилищното строителство вече над 50 години. Защитени от пряко слънчево греене, блоковете от EPS са много дълготрайни. Те не променят с времето топлотехническите си качества, нито своята плътност, якост на натиск и постоянни размери. Макар че използваните материали могат да се рециклират, дълготрайността на къща, изградена по този уникален способ, отговаря на очакванията за дом за няколко поколения. Нещо повече – всяко следващо поколение лесно може да осъществи разширение, промяна в разпределението на помещенията, нови материали за външни и вътрешни облицовки на стените, дори нови места на прозорците, без това да намали носимоспособността на сградата като цяло. Стабилността на къщата е осигурена от нейната структура от дърво. Монтирани плътно между изолиращите блокове, притегнати една към друга с дълги резбонарезни винтове, дървените плоскости не могат да се изметнат или изкълчат, и носещата им способност се увеличава.

Фундиране
Има няколко начина за фундиране на този тип сгради, и изборът зависи от конкретните условия на мястото, където ще „изникне” къщата. Може да се изпълнят ивични основи, върху които се монтират блоковете изолация, плътно стегнати между дървените плоскости.

Друг вариант са забити в почвата къси пилоти, върху които да стъпят носещи дървени греди, оформящи скара. Върху тази скара се монтират вече описаните елементи, за да поемат натоварването от пода. Може би най-лесно е изпълнението на стоманобетонна плоча, която трябва да бъде добре изолирана, за да се избегнат термомостове.

Покрив
Всички традиционни способи за покриване на къща могат да бъдат приложени. Ако покривът е плосък, може да бъде покрит с хидроизолационна мембрана. При съвременните видове мембрани има възможност върху сградата да се оформи „зелен” покрив или да се разположат соларни панели.

Традиционният двускатен или четирискатен дървен покрив също е добро решение. Много важно е правилното съчетаване на изолационните пластове, за да се създаде комфорт за обитателите на къщата. На пръв поглед пароизолационната мембрана е дребна подробност, но нейното поставяне е задължително, и то откъм топлата страна – над интериорната обшивка (гипскартон или фиброциментови пана). Обратното – поставяне на изолацията откъм студената страна, веднага под покривното покритие – е правило при едностранно пропускливите мембрани, които служат да не навлиза атмосферна влага в топлоизолационния слой при скатни покриви.

Довършителни работи отвън
Тук наистина фантазията на архитекта може да се развихри. Видът на външните повърхности може да отговори и на най-разнообразните и смели желания и представи на бъдещия обитател на такава къща. Много красиво решение е обличането на фасадите с вертикални дъски с поне два вида ширина и поставени на малки разстояния една от друга. Това дава усещането за „дишаща” повърхност. Ако дъските са и с леко различаващи се нюанси в оцветяването, още по-добре. Дървото трябва да бъде обработено за излагане на атмосферни влияния. И при външните повърхности е в сила правилото за поставяне на хидроизолационен пласт откъм студената страна, т.е. непосредствено от външната страна на топлоизолационните блокове. При този вариант дъските се коват към хоризонтални дървени ребра, захванати към дървените плоскости от скелета на къщата. Създава се въздушен слой за вентилиране на фасадата, а самото отделяне на дъските напред, пред топлоизолацията, засенчва изолационните пластове и им осигурява дълготрайност.

Обличането с дъски може да бъде заменено с ламаринени листове, с плоскости от фиброцимент, дори със стъклени пана. Естествено, класическият вариант за завършване на фасада също е възможен. Вече десетилетия се прилагат системите за фасадни мазилки, положени върху топлоизолационен материал. Етапите са изяснени - полагане на шпакловъчен слой, армиран с фибромрежа, нанасяне на мазилката и фасадна боя. Добре е обработката на всяка стена да става без прекъсвания. За да се осигури оптимално сцепление между различните пластове и да се постигнат максималните якостни показатели на разтворите е препоръчително да се работи с продуктите на една фирма, които са специално разработени за съвместно полагане. Още една препоръка – полагането да се извършва в сухо време и при температури, посочени от производителя на разтворите.

Довършителни работи отвътре
Всички познати материали и технологии могат да бъдат използвани при довършителните работи отвътре. Наличието на вертикални дървени плоскости на малки разстояния една от друга улеснява монтажа на хоризонтални профили-водачи за гипскартонови или фиброциментни пана, които да служат за основа на окончателната обработка на стените. Шпакловка, боядисване, тапети, обшивка с дъски, плочки – няма ограничения. По същия начин се изпълняват и таваните.

При възникване на необходимост от частична промяна в разпределението на къщата може да се изпълни лека преградна стена от гипскартон. Монтажът на носещите профили към дървения скелет става лесно и не изисква тежки инструменти.

При изпълнението на подовете най-напред върху „дъските”, пристягащи изолационните блокове, се монтират OSB-плоскости. Това се прави, за да се поеме натоварването от мебели и хора, без да се усещат неприятни вибрации или деформации на подовите покрития. Възможностите за самите покрития са многобройни – класически дървен паркет, дъсчена обшивка, ламиниран паркет, керамични плочки, мокет, дори настилка от бетон с фибри, ако е предвиден шлайфан или щампован бетон, или видим бетон, или само циментова замазка.

Водопроводна и електрическа инсталации
Между изолационните блокове и стенните (и таванските) облицовъчни пана е осигурено достатъчно разстояние от монтираните профили-водачи. Полагането на тръбната разводка за водопроводна инсталация и на тръбите за електрически кабели в наличното въздушно пространство е много лесно, но не бива да се забравя, че то трябва да се извърши преди поставянето на облицовъчните пана. Ако се налага преминаване на тръби през стените, с преносими машини за рязане на EPS лесно се оформят гнезда или отвори през цялата дебелина на изолацията.

Времетраене на изпълнението
Обикновено времето, необходимо за изпълнение на фундирането, заустване на канализацията и захранването с ток и вода е около шест седмици. (Преди това е необходимо време за проектиране и получаване на нужните документи за строеж, което не зависи от концепцията на сградата.)

След като основите на сградата са изпълнени, може да се пристъпи към сглобяване на самата къща. Тъй като всички елементи са предварително нарязани по проектните им размери, „изникването” на къщата отнема между една и две седмици.

При монтирана носеща конструкция започва изпълнението на водопроводната, електрическата и отоплителната инсталации, на довършителните работи по вътрешните стени, подовете и таваните, по външното оформление на сградата. Този процес отнема най-много време – от един до три месеца. Веднага след това е възможно нанасянето в къщата.

Поведение при пожар
Идеята за съвместна работа на двата материала е много подходяща за изграждане на еднофамилна жилищна сграда със застроена площ до 200m2. За такъв тип сгради не се нормират минимална огнеустойчивост на конструктивните елементи и минимален клас по реакция на огън на строителните продукти, от които са изработени конструктивните елементи. Блоковете са от материал с клас по реакция на огън Е. Използването на блокове или плоскости от EPS в жилищното строителство е масова практика. Въпреки това, за допълнителна сигурност, от вътрешната страна на помещенията всички стени и тавани са облицовани с плоскости от фиброцимент или гипскартон, за да се създаде защитен противопожарен екран. Дървените плоскости, оформящи скелета на къщата, са с клас по реакция на огън D (горими продукти с приемлив принос за неконтролирано горене) и също попадат зад защитното покритие. Самото дърво е лош проводник на топлина. Скелетът на къщата ще устои достатъчно дълго, за да се евакуират обитателите.

Поведение при земетресение
Лекотата на използваните материали не позволява формиране на голяма земетръсна сила, която да действа върху сградата. Дървеният скелет осигурява уникално приспособяване към движенията на земната кора. Сега е моментът да уточним, че тези сгради са предимно на един етаж, и това също е благоприятен фактор при земетресение. При подходящо изчисление и конструиране няма проблем сградите да са и на два етажа – идеята за „изникващата къща” не поставя ограничения.

Резултат – нискоенергийна сграда
Построената по този начин сграда може да се класифицира като „нискоенергийна”, благодарение на концепцията за изолационни блокове с дебелина 30cm, при които няма термомостове. Ако се използват висококачествени прозорци и врати, при които загубите на топлина са сведени до минимум, къщата става „нискоенергийна” от още по-висока категория. При използване на възобновяеми енергийни източници, когато употребената енергия е по-малко от получената, сградата се превръща в „енергопозитивна”.

Най-високата категория нискоенергийни сгради са пасивните. „Пасивна” е сграда, която е с много ниска консумация на енергия. За да се постигне това, топлоизолацията трябва да е много добра, без термични мостове, да е осигурена перфектна въздухонепроницаемост и да се използва колкото е възможно повече възобновяема, например слънчева, енергия. При пасивната къща разходите за енергия не се внасят допълнително, а се осигуряват от отделяната топлина при ежедневните дейности, както и от слънцето, чрез обмислено изложение и соларни инсталации.

Нискоенергийната „изникваща” къща лесно може да се превърне в енергопозитивна, ако се комбинира с фотоволтаични панели или вятърни турбини. Крайната цел е пасивната къща, като това не означава само икономия на енергия, а ежедневен, целогодишен топлинен комфорт на обитателите, и то без наличието на активни отоплителни или охлаждащи системи. Проучванията продължават.