Как сделать Автономный дом – когда сам себе хозяин: Подробности в Видео + Фото

Жилищный вопрос по-прежнему остаётся острой проблемой в нашей стране. Дороговизна готового жилья, а также земельных участков и строительных материалов для постройки, вынуждает многие семьи снимать квартиру или брать ипотеку, осознанно загоняя себя в долговую кабалу на долгие годы. Покупка мобильного дома решит жилищную проблему. Из этой статьи читатели узнают о достоинствах такого жилья.

Проект автономного дома

Прежде чем приступать к возведению жилого здания, следует составить его чертежи с указанием способов подвода всех необходимых коммуникаций. Комфортным автономный дом будет только в том случае, если в нем имеются:

• электричество,
• газ,
• отопление,
• водопровод,
• канализация.

О том, как именно могут быть подведены все эти разновидности коммуникаций в том случае, если дом расположен далеко от централизованных инженерных систем, и поговорим далее.

Общие сведения

Давайте рассмотрим само понятие «автономный дом». Он представляет собой дом, который независим от городских коммуникаций. Далее в статье вы подробнее ознакомитесь с этим понятием.

От чего зависит проживание в доме? Для начала давайте узнаем, от чего зависят обычные дома, к которым мы привыкли:

1. От электрической энергии (ближайшей РЭС).
2. От газоснабжения (ближайший облгаз).
3. От канализации и снабжения водой (водоканал вашей местности, если имеется).

Как правило, решить вопрос водоснабжения и канализации можно и без прямого участия местного водоканала – для этого потребуется бурить скважину и обустроить выгребную яму или септик, поэтому подробно рассматривать этот пункт мы не будет. Поговорим о более важном.

Газ – чаще всего его используют для обогревания дома и подогрева горячей воды. Электрическая энергия – для работы всех электрических приборов в доме (а иногда и для отопления). Теперь стоит рассмотреть плюсы и минусы дома, который называют еще энергозависимым домом.

Список достоинств и недостатков дома был взят из опыта строителей и по отзывам заказчиков. Он мог бы быть больше, но к рассмотрению были взяты лишь основные вехи.

Электроснабжение

Сложнее всего сделать автономный дом удобным для проживания в том случае, если расположен он вдалеке от ЛЭП. Обеспечить стабильное электроснабжение здания можно тремя способами:

• Установив генератор, работающий на жидком топливе. Проблему обеспечения зданий электроэнергией такое оборудование решает очень эффективно. Подключив к генератору насос и котел, можно обустроить в доме в том числе и водопровод с отоплением. К недостаткам этого способа электроснабжения частного дома можно отнести лишь довольно-таки высокую затратность. Жидкое топливо сегодня стоит дорого, а понадобится его очень много. К тому же под генератор придется строить отдельное помещение с хорошей звукоизоляцией.
• Установив ветряную станцию. Такой способ отличается высокой степенью экономичности. Платить за получение электроэнергии не придется ни копейки. Однако затраты на начальном этапе будут очень большими. Ведь недостаточно просто установить ветряк. Понадобится еще оборудование для аккумуляции энергии и преобразования постоянного тока в переменный.
• Собрав мини-ГЭС. Такой способ хорош в том случае, если рядом с домом протекают река или большой ручей.
• Установив солнечные батареи. В этом случае платить за электроэнергию также не придется. Однако стоить подобное оборудование будет очень дорого.

Чаще всего дома в удаленных местностях электрифицируются с использованием генераторов. В том случае, если рядом имеются и другие здания, соседям имеет смысл скинуться и поставить ветрогенератор, обеспечивающий электроэнергией сразу все дома. Мини-ГЭС и солнечные батареи у нас в стране практически не используются.

Солнечная архитектура

Проектирование жилища должно проводится на основе строгого учета природно-климатических особенностей региона с использованием достижений традиционного строительства. Основы подобного подхода были заложены еще Ф. Л. Райтом. Крутой скат кровли ориентирован на юг, более длинный, пологий — на север, т.к. в этом случае он лучше противостоит снеговой и ветровой нагрузке. Подвальные и цокольные этажи, чердаки усиленно утеплены, вход в дом организован через тамбур. Основные проемы, защищенные ставнями, ориентированы на юг. Объемно-планировочные решения этих домов служат основой для проектирования солнечных домов в холодном климате. Таким образом, даже в традиционном жилище природно-климатические условия значительно изменяют облик дома. Особенно важна климатическая дифференциация при проектировании солнечных домов. Специалистами по уровню использования ресурсов окружающей среды выделяются несколько типов жилых зданий:* энергетически эффективное здание, теплопотери которого сведены к минимуму за счет выбора оптимального объемно-планировочного решения и усиленной теплоизоляции; * энергетически эффективное здание с усиленным поглощением солнечной радиации, но без устройств для аккумулирования полученного тепла; * здание с минимальными энергопотерями, имеющее специальные системы поглощения, распределения и аккумулирования тепла (солнечный дом).

Как выбрать генератор для дома

Автономное электроснабжение здания, возведенного в отдаленной местности, обычно устраивается с учетом следующих рекомендаций:

• Если здание расположено рядом с ЛЭП, но подача электроэнергии нерегулярная, целесообразно использовать бензиновый генератор. Стоят такие модели обычно не слишком дорого, но и ресурс у них несколько ограничен.
• Полностью автономное электроснабжение обычно устраивается с использованием дизельного генератора. Это очень производительное оборудование, рассчитанное на длительную эксплуатацию.
• Мощность генератора определяется путем сложения мощностей всех потребителей плюс запас 15-20%. В небольших дачных домах для обеспечения аварийной подачи электроэнергии обычно используются бензиновые модели мощностью до 2 кВт. Для жилого здания чаще выбирают дизельные генераторы мощностью в 30 кВт и более. Это оборудование способно обеспечивать загородный дом электроэнергией бесперебойно.

Начинаю собирать

Перед покупкой и сборкой необходимо просчитать всю систему, чтобы не ошибиться с расположением всех систем и прокладкой кабелей. От солнечных панелей до инвертора у меня порядка 25-30 метров и я заранее проложил два гибких провода сечением 6 кв.мм, так как по ним будет передаваться напряжение до 100В и ток 25-30А. Такой запас по сечению был выбран, чтобы минимизировать потери на проводе и максимально доставить энергию до приборов. Сами солнечные панели я монтировал на самодельные направляющие из алюминиевых уголков и притягивал их самодельными же креплениями. Чтобы панель не сползала вниз, на алюминиевом уголке напротив каждой панели смотрит вверх пара 30мм болтов, и они являются своеобразным «крючком» для панелей. После монтажа их не видно, но они продолжают нести нагрузку.

Солнечные панели были собраны в три блока по 3 панели в каждом. В блоках панели подключаются последовательно — так напряжение удалось поднять до 115В без нагрузки и снизить ток, а значит можно выбрать провода меньшего сечения. Блоки между собой подключены параллельно специальными коннекторами, обеспечивающими хороший контакт и герметичность соединения – называются MC4. Их же я использовал для подключения проводов к солнечному контроллеру, так как они обеспечивают надежный контакт и быстрое замыкание\размыкание цепи для обслуживания.

Далее переходим к монтажу в доме. АКБ предварительно заряжены «умной» автомобильной зарядкой, чтобы выровнять напряжение и подключены последовательно для обеспечения напряжения 48В. Далее, они подключены к инвертору кабелем с сечением 25 мм кв. Кстати, во время первого подключения АКБ к инвертору будет заметная искра на контактах. Если вы не спутали полярность, то всё нормально – в инверторе установлены довольно емкие конденсаторы и они начинают заряжаться в момент подключения к аккумуляторам. Максимальная мощность инвертора – 5000 Вт, а значит ток, который может проходить по проводу от АКБ будет составлять 100-110А. Выбранного кабеля хватает для безопасной эксплуатации. После подключения АКБ, можно подключать внешнюю сеть и нагрузку дома. К клеммным колодкам цепляются провода: фаза, ноль, заземление. Тут всё просто и наглядно, но если для вас починить розетку небезопасно, то подключение этой системы лучше доверить опытным электромонтажникам. Ну и последним элементом подключаю солнечные панели: тут тоже надо быть внимательным и не перепутать полярность. При мощности в 2,5 кВт и неправильном подключении, солнечный контроллер сгорит моментально. Да что там говорить: при такой мощности, от солнечных панелей можно заниматься сваркой напрямую, без сварочного инвертора. Здоровья это солнечным панелям не добавит, но мощь солнца действительно велика. Так как я дополнительно использую разъемы MC4, перепутать полярность просто невозможно при первоначальном правильном монтаже.

Всё подключено, один щелчок выключателя и инвертор переходит в режим настройки: тут надо выставить тип АКБ, режим работы, зарядные токи и прочее. Для этого есть вполне понятная инструкция и если вы можете справиться с настройкой роутера, то настройка инвертора тоже не будет очень сложной. Надо только знать параметры АКБ и правильно их настроить, чтобы они прослужили как можно дольше. После этого, хм… После этого наступает самое интересное.

Особенности бензиновых и дизельных генераторов

Бензиновые автономные электростанции для дома могут быть рассчитаны на 500 или 1500 часов работы. По этому показателю дизельным моделям они значительно уступают. На рынке имеется и профессиональное оборудование этого типа, рассчитанное на 3000 моточасов. Но стоят такие генераторы достаточно дорого.

Дизельные модели надежны и имеют долгий срок службы. Единственное неудобство, возникающее при их использовании, – это необходимость прогонки на полной загруженности каждые 100 моточасов. Дело в том, что работу на холостых оборотах этот вид оборудования переносит не особенно хорошо.

Ветряные установки

В конструкцию автономных станций этого типа входят обычно такие элементы:

• Лопасти, ротор и генератор, устанавливаемые на мачте.
• Аккумуляторные батареи с контроллером заряда.
• Инвертор для преобразования тока.
• Электропривод для ориентирования вслед за направлением ветра.
• Датчик, следящий за движением воздушных масс.
• Система аварийной остановки (используется при штормовом ветре).
• Автоматический переключатель на дизельный генератор или централизованную систему подачи энергии.

Как выбрать

Эффективность работы ветрогенератора зависит от двух основных факторов: скорости ветра и площади лопастей. К примеру, с 1 м2 приемного устройства при скорости передвижения воздушных масс в 3 м/с можно получить около 6.5 Вт энергии, при 21 м/с – 2.2 кВт. Для небольшого дачного дома обычно выбирают установки мощностью не более 0.1-2 кВт. Для жилого здания понадобится оборудование не менее чем в 20 кВт, при использовании электрического котла. Автономный дом, проект которого предусматривает газовое отопление, твердотопливное или жидкотопливное, обычно электрифицируется от ветрогенератора мощностью в 5 кВт. Такого оборудования будет вполне достаточно для бесперебойной работы основных бытовых приборов – холодильника, телевизора, компьютера, стиральной машины и т. д.

Автономная газификация

Для того чтобы проживание за городом было комфортным, конечно же, нужно не только обеспечить автономный дом подачей электроэнергии. Здание обязательно следует еще и газифицировать. Если для плиты достаточно купить баллон и заправлять его каждые 3 месяца, то для обустройства системы отопления придется приобретать гораздо более сложное оборудование.

Называются большие резервуары, с использованием которых обустраивается автономное газовое отопление дома, газгольдерами. Заправляются они обычно смесью пропана с бутаном и рассчитаны на давление до 1.6 МПа. Размеры такие емкости могут иметь разные – от 2700 до 20 000 м3. Для частного дома площадью в 200 м3 вполне достаточным будет использование газгольдера минимального объема.

С чего стоит начать?

Теперь вы знаете, из каких автономных систем по отдельности состоит автономный дом, но как начать строительство?

1. Для начала определитесь – нужен ли участок с коммуникациями. Если нет, то покупка земельного участка обойдется намного дешевле.
2. После решим вопрос с площадью жилья. При одном и том же бюджете вы сможете построить дом и на 300 м2, и на 150 м2. Во втором случае дом будет технологичнее и более современным.
3. Не забывайте о том, что даже хорошо утепленные дома будут потреблять около 200 кВт*ч/год*м2 (не путайте с пассивным домом). Чем больше будет ваш дом, тем больше вы потратите на его обслуживание. При постоянном росте цен это может стать малоприятным сюрпризом.
4. Помните о том, что вложенные деньги в утепление окупятся быстрее, чем энергоэффективное оборудование.
5. Если вы хотите использовать новые технологии, посмотрите на то, как он будет им соответствовать. Для начала обсуждаются инженерные решения, а после и дизайн. обсудите со специалистами, какие инженерные системы можно использовать в вашем доме и какую площадь они будут занимать, где лучше разместить. Только после этого можно утвержать проект.
6. Если вы строите дом впервые, постарайтесь нанимать как можно меньше подрядчиков. Так как вы не специалист, вам будет сложно разобраться с тем, где заканчиваются полномочия одного и начинаются обязанности второго. Как показывает практика, намного проще спрашивать все с одного человека. При этом узнайте, можете ли вы произвести закупку материалов в одном месте, чтобы получить скидку за оптовое приобретение.
7. Гарантией эффективного использования будет ответственность и профессионализм специалистов. Уточните возможность связки всех технологий и создания «под ключ»,
8. Постарайтесь найти таких мастеров, которые ответят на все ваши вопросы понятным языком. Не стесняйтесь и просите их рассказать обо всех достоинствах, недостатках и подводных камнях. Вы имеете право спросить обо всем и не один раз до тех пор, пока не сложится полная картина.

Оформление подключения

Самостоятельно это оборудование устанавливать нельзя. Нужно обратиться в частную или областную газовую компанию. В первом случае стоимость работ будет несколько выше. Дело в том, что автономная газификация дома возможна только после получения разного рода разрешений. Частные фирмы обычно берут на себя заботу и о сборе всей необходимой документации. При обращении же в областную компанию ходить по инстанциям придется самостоятельно.

Под газгольдер выкапывается яма соответствующих размеров. Устанавливается резервуар на металлическое основание. К дому от него прокапывается траншея и проводится магистраль. Перед пуском оборудования в присутствии представителей Ростехнадзора выполняются испытательные мероприятия.

Видео: настройка работы всех функций на Аrduino

Того, чтобы начать настройку «умного дома» на программе Аrduino, вам понадобятся следующие компоненты:

• процессорная плата,
• модуль,
• все необходимые датчики,
• микрофон,
• переключатели,
• резистор, обладающий сопротивлением около 4,7 кОм,
• кабели.

При покупке всех этих систем по отдельности можно потратить около ста долларов. Именно поэтому Аrduino пользуется такой популярностью. Ведь при наличии определенных навыков работы с системой вы можете существенно сэкономить на установке. Далее необходимо подключить всю систему, включая датчики микрофона, к процессору на плате Аrduino.

Схема подключения к платформе Arduino

Написать программу самостоятельно довольно просто. Для этого Аrduino выделил специальный текстовый редактор и другие разработки, помогающие даже начинающему программисту избежать серьезных ошибок. Однако, если вы ещё ни разу не сталкивались с подобными задачами, вы можете воспользоваться готовыми библиотеками. Все скетчи (пользовательские программы), которые работают для Аrduino, уже выложены в интернете. Достаточно просто скачать программу, распаковать ее и перенести на Аrduino.

Для того, чтобы контролировать работу программы, вам потребуется установить на смартфон или планшет специальное приложение – SmartHome.apk. Оно работает на платформе Аndroid и помогает контролировать работу системы, проверяя информацию в любое удобное для вас время.

Следует отметить, что со временем многие пользователи начинали замечать некоторые недостатки в работе программного обеспечения Аrduino. Например, отмечаются проблемы с работой датчика температуры, который даёт погрешность в несколько градусов. Помимо этого, бывает сбой в работе системы, отвечающей за открытие и закрытие дверей и окон дома. Чтобы избежать этих и нескольких других проблем, необходимо покупать качественное и проверенное оборудование, а не дешевые подделки. Датчики не известных брендов с низкой стоимостью являются не самым удачным вложением в систему «умный дом».

Отопление

Обогреваться автономный загородный дом может разными способами. Обычно монтаж системы отопления жилого здания при отсутствии централизованных инженерных систем включает в себя следующие этапы:

• Установку котла. На настоящий момент выпускаются как электрические, так и газовые, а также твердотопливные и жидкотопливные разновидности данного оборудования. Первый вариант выбирают при наличии ветрогенератора достаточной мощности. К резервуару с пропаном и бутаном, соответственно, подключается газовый котел. Во всех остальных случаях используются твердотопливные или жидкотопливные котлы. Первая разновидность экономичнее. Оборудование же, работающее на жидком топливе, удобнее в эксплуатации.
• Монтаж магистралей. В настоящее время автономное отопление дома обычно устраивается с использованием полипропиленовых, стальных или металлопластиковых труб.
• Монтаж и подключение батарей. Самой популярной разновидностью на данный момент являются биметаллические радиаторы. Также иногда используются несколько более дешевые и менее долговечные алюминиевые модели.
• Установку расширительного бачка. В зависимости от конструкции его располагают либо рядом с котлом, либо на чердаке здания.
• Монтаж циркуляционного насоса. Его ставят на байпас на обратную трубу в непосредственной близости от котла. Перед насосом размещают фильтр для очистки теплоносителя.
• Установку группы безопасности.
• Опрессовку и пуск.

Сегодня автономный дом, находящийся вдалеке от централизованных инженерных систем, чаще всего отапливается с использованием жидкотопливных котлов. Однако, поскольку этот вид оборудования достаточно затратен, газовые установки, работающие от резервуаров, а также электрические модели, функционирующие от больших ветряков, в последнее время набирают все большую популярность.

Канализационные реки, экологичные берега

Канализация

А известно ли вам, что главными потребителями бытовой воды являются душевые и туалеты? Именно там расходуется до 70% пресной воды, потребляемой хозяевами обычного дома или квартиры. И только остальные 30 приходятся на уборку-мойку, стирку и приготовление «хлеба насущного».

Но если сменить приоритеты, и цифры переставить… Как? А очень просто – установить в автономном доме, например, водосберегающую сантехнику. Собственно, что вам помешает поставить в автономном доме безводный компостирующий биотуалет? Или задействовать отнюдь не секретные сегодня, но зато ох какие эффективные системы биологической очистки? А органические отходы не выбрасывать и не сжигать, а утилизировать в компостирующем биореакторе.

Но даже тут возможна альтернатива – не нравится такой вариант – соорудите механический септик из 2-4 сообщающихся резервуаров. Практика показывает, что объем каждого рассчитать сможет и дитя:

V = 200 х N, где

V – объем одного резервуара септика;

200 – коэффициент (200 л. канализационных стоков приходится на человека);

N – количество членов семьи (временами приезжающую тещу можно не считать).

Водопровод

На настоящий момент выпускается всего два вида отопительных котлов – одноконтурные и двухконтурные. Для дома, расположенного в отдаленной местности, наиболее подходящим будет второй вариант. При использовании двухконтурного котла в доме можно устроить не только отопление, но и полноценный водопровод.

Бурение скважины обычно доверяют специализирующейся на этом компании. Стоимость их услуг зависит от глубины залегания на участке подземных вод. Для экономии стоит предварительно заказать проведение на территории геодезических изысканий. К дому водопроводная труба подводится по траншее глубиной не выше уровня промерзания грунта. Внутренняя разводка выполняется согласно проекту с подключением магистрали под горячую воду к котлу.

Варианты для постройки своими руками

Кроме покупки готового мобильного дома, можно построить домик по своему проекту. Его можно заказать, а можно сделать самостоятельно. Существуют специальные программы позволяющие спроектировать любое строение имея компьютер, например «Дом-3Д» (см. Программы для проектирования домов).

Проект мобильного дома

Планировка мобильного дома

Чтобы построить самостоятельно, можно пойти несколькими путями.

1. Сварить прочный металлический каркас способный выдержать подъём автокраном или домкратами при необходимости его погрузки для транспортировки. И затем этот каркас уже обшивать, утеплять и проводить коммуникации.
2. Использовать для строительства готовый металлический контейнер. Они имеют достаточную прочность и могут легко подыматься и транспортироваться. При переделке его в жилой помещение достаточно проделать необходимые проёмы, утеплить и провести коммуникации.

   
   Небольшой дом на основе контейнера с свайным фундаментом
   Учитывая несколько размеров их исполнения, можно получить жильё с различной полезной площадью. Ну и как вариант, из них легко можно составить модульный дом.

3. Дерево менее прочное, и сделать каркас, который можно легко погрузить и перевезти, сложнее, но возможно. Всё зависит от размеров. Можно просто построить деревянный домик на металлической раме или на прицепе. Дерево, конечно, предпочтительнее, так как теплее и легче.

Автономная система отвода сточных вод

Если ЛЭП и даже газовые магистрали имеются практически в любом поселке, то о канализации большинство жителей отдаленных населенных пунктов и не мечтает. С необходимостью устройства такой системы, как автономная канализация в частном доме, сталкиваются практически все владельцы загородной недвижимости. Сборка ее производится так:

• Монтируется центральный стояк. В одноэтажном доме его установка не обязательна, но желательна.
• На расстоянии не менее 5 и не более 15 метров от дома выкапывается яма и устанавливается септик.
• От него к зданию прокапывается магистраль ниже уровня промерзания почвы. Траншея должна иметь наклон не менее 3 см на погонный метр.
• Чаще всего автономная канализация в частном доме собирается с использованием полиэтиленовых, полипропиленовых или металлопластиковых труб. Перед их укладкой дно траншеи прокладывают щебнем. Засыпают трубы сначала песком, а затем землей. Колена канализационной системы допускается устраивать только под тупым углом.
• Разводка внутри дома производится с соблюдением нормативов СНИП. Не стоит располагать туалет над кухней или жилыми помещениями. Расстояние между сантехническими приборами не должно быть меньше чем в 25 см. Унитаз располагают в непосредственной близости от стояка. Чем дальше он будет установлен, тем большая существует вероятность засоров. Стиральные и посудомоечные машины подключаются к лежаку посредством гибких труб. Под ванной и раковиной обязательно устанавливаются сифоны.