Снежные здания для игры, работы и жизни

Вода (снег и лед ) как строительный материал

Вот домик, построенный из снега. Этот конкретный домик построен ради забавы, и не смотря на то, что может в нем поместиться взрослый человек, он строился специально для игры.

clip_image002

Не смотря на то, что там можно зажечь свечу, и через полуметровые снежные стены, из снежного окна вечером будет пробиваться уютный почти рождественский свет – все же это домик, вырытый в куче отброшенного с дорожки снега, построенного ради забавы.

Хотя надо сказать, что вода как строительный материал, в виде снега и льда – это очень древний и наверно еще не исчерпавший своих возможностей материал. Слишком рано забытый ресурс, который, особенно в наших широтах, можно очень разнообразно использовать.

clip_image004

Если начать с новых разработок то это технология, связанная с пенольдом. Это технология, которая позволяет создавать воздушно-водную смесь и ее быстро замораживать, получая кубики льда с большим количеством пузырьков. Эти брикеты пенольда, состоят в основном из воздуха, они намного легче, чем простой брусок льда такого же размера. Каркас ледяной и воздушное наполнение. Понятно, что будут сочетаться свойства прочности льда и удивительными теплоизоляционными свойствами воздуха. Вспомним, что воздух является основным теплоизолятором. Везде, где вам предложат теплоизоляцию, ищите воздух (производителей теплоизоляции с полным правом можно назвать продавцами воздуха). На какой бы теплоизолятор вы не посмотрели, вы увидите, что это структура с полостями заполненными воздухом. Теплоизолятор – это «губка» заполненная воздухом, и именно воздух, там выполняет свойства препятствовать теплопередаче. Здесь действует общий принцип, чем выше плотность, тем выше теплопроводность, и чем ниже плотность – тем ниже и теплопроводность. Воздух хорош тем, что у него достаточно низкая плотность, и с ним конкурировать может только вакуум. Лучшим теплоизолятором будет среда, когда мы добиваемся такого разряжения, которое близко к отсутствию вещества – вакууму. Этот тип теплоизоляции я сегодня не рассматриваю, потому, что к нашей теме он не применим, и пока еще остается достаточно дорогим.

Лед, в том числе, лед заполненный пузырьками – достаточно прост и для его производства, можно использовать сезонный холод. Задача – поставить на службу естественные метеоусловия, энергию холода, которая в зимний период у нас присутствует. Нужно заметить, что лед, в какой то момент стал еще и товаром – это лед пищевого качества. Лед, который может использоваться в хранении и охлаждения пред употреблением пищевых товаров и даже добавляться в продукты, при приготовлении которых по рецепту нужен лед. В прошлом году в летнюю жару, в какой то момент практически были исчерпаны запасы, цена на лед подскочила, его трудно было купить. Хладокомбинаты не брались на новые контракты по поставке пищевого льда. Лед – это товар и в определенные периоды этот товар оказывается достаточно дефицитным. Нужно посмотреть на цены льда, как товара – «поставки льда». Лед пищевой может продаваться за 400 рублей кг., а строительные ледяные блоки по 50 рублей за килограмм. Посмотрите, как дорожает литр воды после заморозки. И сегодня цена льда – это пересчет цены энергии, электрической энергии – используемой для производства льда на хладокомбинатах. Но при этом, мы сами часто говорим, что страна северная, в ней достаточно холодно, а летом используем электрическую энергию для кондиционирования помещений, и круглогодично с помощью электроэнергии охлаждаем продукты. Здесь есть радикально хорошие решения, которые в частности были продемонстрированы (они небыли придуманы, но были применены и хорошо поданы) в Японии на встрече лидеров ведущих стран мира. Когда Япония принимала у себя гостей, они в гостинице организовали кондиционирование воздуха, осуществлялось за счет того, что воздух проходил, через помещение, где был сложен снег, и воздух охлаждался. Одновременно воздух, отдавая тепло – постепенно плавил снег, образовывалась вода, которая так же использовалась в этом помещении. А сам этот снег собирался в зимний период, когда нужно было чистить дорожки, снег собирался в большие помещения, это было способ убрать снег с тех мест, которые зимой использовались. Вода использовалась как техническая вода для слива. Снег в этом случае, выполнил свою функцию, правильное перемещение снега – привело к тому, что летом не нужно за счет электричества кондиционировать помещение, зимой чистка снега превращается в сбор важного сезонного ресурса. И еще после таяния снега появляется вода, как дополнительный ресурс, с возможным использованием для смыва или для полива растений в оранжерее. Говорят, что талая вода очень полезна для растений. А при необходимости после глубокой очистки эта вода может использоваться как питьевая. Вот пример, когда происходит накопление холода в зимний период и использование его в летний период. В общем, межсезонный транспорт энергии, как энергии холода так и энергии тепла оказывается возможен. Требуются большие подсобные помещения, оснащенные инженерными системами воздухообмена. Когда воздух захватывается, проходит через снежник, охлаждается и подается в помещения для людей. Нужен расчет сечений воздуховодов – что бы процесс охлаждения был нужного качества. Но все это вместе вызывает глубокую симпатию. Эти решения не придуманы здесь, а хорошо использованы. Почему я так говорю? Потому что ледники, использование запаса для летнего периода холода – одно из самых распространенных явлений во всех странах с длительной зимой и минусовой температурой. Во всех домашних хозяйствах еще прошлого, и точно позапрошлого века присутствовали ледники исчернившие сейчас. Интересно, что дачная революция, прошедшая в последних 20 лет, возвращение людей к земле не востребовала ледников, как обязательный элемент участка. В силу того, что дачники – это временщики, они не живут на дачах, а туда приезжают. Это городские жители. (О себе я сейчас размышляю как о живущем на земле, и приезжающем в город работать. Деревенский житель). Дачники не смогли использовать отработанные веками технологии переноса энергии между летом и зимой. Потому, что сами они «сезонщики», и в основном, не живут зимой на дачах. В любом случае не была использована, простая и практичная технология передачи энергии между сезонами, которая использовалась точно дедами, и возможно и отцами. Дачники не приняли эту технология, не использовали ее. Ледники создавались достаточно просто, зимой в деревянные разъемные формы заливалась[1] вода и замораживалась. После заморозки получались ледяные кирпичи, которые складывались и сносились в заранее подготовленное помещение. Ледяными кирпичами выкладывались пол, стены. И получалась ледяная комната, которая в течение всего года используется как естественный холодильник. В летний период хранение продуктов обеспечивалось такими ледниками в которых температура круглогодично держалась ниже нуля. Спуститься в ледник, взять, что то со льда. Такие описание еще можно встретить в старых книгах по домохозяйству и кулинарии. Это и означало, что нужно пойти в помещение, где за счет запасенного зимой льда – холод, и где хранятся продукты – на этой естественной энергии зимы переданной в лето. Обслуживание ледника происходит раз в год и даже два года. Если не хлопать дверью ледника, как дверцей холодильника по многу раз в день, если правильно построить его создав тепловой шлюз. (дверь на улицу которая ведет в маленькое помещение, дверь закрывается, потом уже открывается дверь в ледник. Для теплоизоляции льда используются, например опилки. Опилки это опять же тот же воздух. Почему используются опилки? Они рыхлые и в них сохраняется много воздуха, воздушная прослойка выполняет теплоизоляционную функцию. Такой ледник, конечно, используется не как домашний холодильник, а как хранилище из которого с не очень высокой периодичностью извлекаются «мелкооптовые партии» продуктов. Ремонт и обслуживание ледника состоит в том, что замораживаются новые кирпичи, вынимаются и выбрасываются те, которые подтаяли или как то испортились.

Вот такая простая технология, когда происходил транспорт энергии из одного сезона в другой сезон года. Гораздо сложнее этот трансфер делать в обратную сторону. Но нужно сказать, что есть опять же решения для передачи тепла, запасаемого летом в зимний период. К какой то другой раз мы рассмотрим и эти разработки, как из летнего периода захватить и сохранить энергию тепла.

Если вернуться к пенольдуу, нужно сказать, что этот строительный материал используется и для строительства зданий. Единственный критерий применимости, который здесь нужно учитывать – это все же временные здания или если зданий постоянные – то строятся они на территориях где температура на поднимается выше нуля градусов круглый год. Помещения строятся для складов, ангары для техники, алых виационной техники.

Если мы попробуем хорошо теплоизолировать пенолед, можно ли будет использовать пенолед в наших широтах? Эта идея требует своей архитектурной разработки, исследований.

Уплотнение снега для придания ему дополнительных свойств — опирается на интересное явление — оказывается у снега есть несколько уровней критической плотности первый порог — 0,55 г/см3, второй порог уровень 0,75 г/см3

При этой плотности кристалы льда замыкатю воздух, так то он не может покинуть снег при дальнейшем сдавливании — и в то  же время не может сживаться бесконечно, в этот момент — происходть разршение структуры снега — образуется аморфный снего-лед — состоящий из округлых зерен, легко уплотняющихся.

Задачи:

В чем может состоять развитие этой темы?

· Нужно посмотреть традиционные технологии формирования ледников (каким образом происходило формирование этого запаса энергии холода в разных странах)

· Посмотреть на современное оборудование по производству возно-ледяных смесей (пенольда), оценить его экономичность, эргономичность, возможность использования в домашних усадебных хозяйствах. В частности интересует, можно ли как то использовать природный зимний холод, или все в этом оборудовании построено на потреблении электричества?

· Посмотреть, как вписываются постройки изо льда, ледники в пространство поместья, какое место они занимают в структуре, дизайне усадьбы, в кондиционировании зданий и снабжении их водой. Оценить реалистичность.

· Временные постройки из снега и льда. Для игры и развлечения[2].

 

Словарь

· Изотермические контейнеры

· Лед

· Пищевой лед

· Льдогенератор

· Сухой лед (СО2)

· Слоистый лед

· Чешуйчатый лед

· Гранульный лед

 


[1] Так лед можно было сделать в каждом доме, или иногда еще ездили на реку\озеро – рубить и пилить лед, возили его на подводах.

[2] Строительство ледяных городков, возвращаясь к началу нашего разговора – для игры и развлечения. В конце концов, радость, доставленная себе и окружающим – это одна из основ жизни. Не все должно быть утилитарным (обязательно для хранения продуктов, что бы они не пропадали), нормальный снежный городок и ледяные здания – который может простоять – это просто прекрасно.

Запись опубликована в рубрике Энергоэффективность с метками . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий